Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Соревнование автомобильных ДВС, паровых и электрических двигателей в конце XIX - начале XX веков

Содержание

паровой электрический двигатель автомобиль

Введение

1. Применение пара для движения автомобиля. Паровые двигатели в конце XIX - начале XX века

2. Применение электричества для движения автомобиля. Электрические двигатели в конце XIX- начале XX века

3. Двигатели внутреннего сгорания

4. Сравнение типов двигателей, применяемых на автомобилях на рубеже XIX- XX века. Соревнование двигателей

Введение

Как было бы замечательно, если бы экипаж был самодвижущимся, безлошадным! Над этой проблемой люди начали думать с давних пор. Какую силу можно применить к повозке кроме движущей её лошади?

Начиная с XV века появлялись десятки самодвижущихся экипажей и их проектов. Тут и конструкции великого итальянца Леонардо Да Винчи, которые приводились в действие слугами, шагающими рядом с повозкой или находящимися на ней самой; и повозка германского художника Альбрехта Дюрера со всеми приводными колесами - если одно попадает в грязь и скользит, то другие продолжают катить повозку (прообраз полноприводного автомобиля повышенной проходимости); и русская «самобеглая коляска» Леонтия Шамшуренкова со счетчиком пробега, успешно прошедшая испытание в Петербурге…

Известно так же о «трехколесной самокатке» придворного механика Екатерины II- Ивана Петровича Кулибина(1735-1818).Слуга, который приводил её в движение, находился сзади, на запятках. Ступая на педали, он толкал тяги, которые, в свою очередь, передавали усилие на зубчатое колесо храпового механизма, насаженного на ось маховика.

Сохранились подробные чертежи этой самокатки. По ним построена её модель, демонстрирующаяся в Государственном Политехническом Музее в Москве.

Мускульно-силовые самокаты на два места и более не получили распространения. Правильное решение легкого самоката, настолько легкого, чтобы человек передвигался на нем своими силами достаточно быстро, найдено немецким изобретателем Карлом Фридрихом Драйзом в 1816 году. Он заменил самокатом не экипаж, а верхового коня, построил машину, похожую на будущий велосипед. Машину назвали «беговой», так как ездок отталкивался от земли ногами, бежал по земле.

В XVIII-XIX веке изобретались так же повозки, приводимые в движение с помощью ветра. На четырехколесную телегу устанавливался парус, подобно корабельному, и при попутном ветре телега двигалась.

Однако, все перечисленные способы приведения повозок и телег в движение, проигрывали «лошадиным» повозкам по важному показателю, такому, как перевозка людей и тяжелых грузов на большие расстояния. Повозки, приводимые в движение мускулами слуг, имели небольшую вместимость(2-4 человека), и годились разве что для непродолжительных прогулок на маленькие расстояния, хотя и они заняли своё место в истории человечества, став прообразом велосипеда. Что касается ветросиловых повозок, то они могли двигаться лишь по очень ровной местности и при попутном ветре, который не всегда дул в нужную сторону. Как средство транспорта они себя не оправдали.

Человечество нуждалось в более мощных силовых установках, с помощью которых приводились бы в движение колесные повозки.

1. Применение пара для движения автомобиля. Паровые двигатели в конце XIX-начале XX века

Первым практически действовавшим паровым автомобилем считается «паровая телега» француза Никола-Жозефа Кюньо (1715--1804). Он хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов. Телегу изготовили в 1769 г. в мастерских парижского арсенала, где привыкли к очень прочным и потому тяжелым повозкам с толстыми листами железа, медными втулками, дубовыми брусьями, крупными болтами и заклепками. Материалы и орудия производства наложили свой отпечаток на конструкцию телеги: она весила целую тонну, столько же пришлось на воду и топливо, еще столько же на долю самой паровой машины. Платформа для грузов крепилась к дубовой раме телеги. Рама опиралась на заднюю ось с колесами артиллерийского типа. Единственное, как и у самокатки Кулибина, переднее колесо с шипами для лучшего сцепления с дорогой могло поворачиваться на подрамнике-вилке и шкворне. С управлением телегой еле справлялись два человека. Перевозя до 3 т груза, телега передвигалась со скоростью пешехода -- 2--4 км/ч. Две лошадиные силы, которые развивала машина, давались нелегко. Несмотря на большой объем котла, давление пара быстро падало. Чтобы поддерживать давление, через каждые четверть часа приходилось останавливаться и разжигать топку. Эта процедура отнимала столько же времени, сколько перед этим длилась поездка.

В начале XIX века возникли и получили развитие железные дороги. Но они не могли проникнуть повсюду. Им помогал гужевой транспорт. Поэтому появилось множество конструкций безрельсовых паровых повозок, больше всего в Англии, где паровые машины, так же как и ткацкие станки, были основой промышленного переворота. Мощность экипажных паровых машин уже увеличили в 8--10 раз по сравнению с машиной Кюньо, уменьшили их размеры и расход топлива. Машину располагали, как правило, сзади повозки. Шток, передающий движения поршня храповику на оси колес, заменили качающимся шатуном. Сложился так называемый кривошипный механизм, почти полностью перешедший впоследствии на автомобильный двигатель.

Значительный вклад в развитие паровых автомашин внес инженер француз - Леон Эммануэль Серполле (Leon Serpollet). В 1875 году он создал небольшую, но мощную автомашину на пару. Леон решил, что воде лучше нагреваться не в котле, а в разогретых трубках, где она превращается в пар очень быстро. Первой работающей машиной Серполле стал двухместный трехколесный экипаж из дерева. На этом Серполле не остановился. Вместо угля он начинает использовать жидкое топливо, которое подавалось на две горелки. В 1900 году он открывает фирму совместно с американцем Фрэнком Гарднером (Frank Gardner) - Gardner- Serpollet.

В 1902 году Серполле создал гоночный паровой автомобиль и установил на нем в Ницце мировой рекорд скорости на суше - 120,77 км/ч.

В начале XX века паровыми автомобилями заинтересовался Абнер Добль -- потомственный инженер-механик, родившийся в 1890 году. У семьи Доблей была паровая машина компании White, модель 1906 года -- но все машины того времени требовали от 10 до 30 минут, чтобы разогреться и начать движение. Да и удобство, если честно, было не на высоте. Абнер, будучи еще подростком, решил взяться за усовершенствование этой машины, и разработал систему быстрого разогрева парового котла.

Осенью 1910 года Абнер поступил в Массачусетсский технологический институт. Еще не закончив первого и единственного семестра, он организовал собственную «экспериментальную мастерскую» неподалеку от городка Уолтам, штат Массачусетс. Именно там, в течение последовавших четырех лет, он сконструировал и построил свою первую паровую машину, Model A, затем третью - Model B. Основным новшеством в Model B был усовершенствованный конденсатор. В прежних моделях паровых автомобилей, того же White, уже имелся конденсатор в виде трубчатого радиатора. Пар, выброшенный из двигателя, в радиаторе снова превращался в воду, тем самым увеличивая безостановочный пробег автомобиля. Впрочем, пробег все равно не превышал 100 км, а конденсатор быстро забивался густым машинным маслом, которое подавалось для смазки цилиндра и затем вылетало вместе с паром. В конденсаторе Model B Добль применил сотовый, или ячеистый, радиатор. Площадь охлаждения у него оказалась в шесть раз больше, чем у White. Кроме того, было использовано более легкое масло для смазки цилиндра - это масло уже не забивало сотовую сетку. Теперь пробег составлял полторы-две сотни километров на одной заправке в 90 л воды.

В 1924 году у Добля и его братьев - Уильяма и Уоррена - родился первый прототип шасси для Model E. Машину испытали в Нью-Йорке под руководством Автомобильного клуба Америки. Сначала, а это был разгар зимы, машину оставили на ночь в гараже. Когда ее выкатили на улицу, она простояла 90 минут на морозе. Затем включили зажигание, паровой котел проснулся и зарычал. Рабочее давление было достигнуто за 23 секунды. Машина рванула с места с четырьмя пассажирами на борту. До 64 км/ч она разогналась за 12,5 секунды. На заводских испытаниях Model E показала себя еще лучше: голое, избавленное от всего лишнего шасси разогналось с нуля до 120 км/ч всего за 10 секунд. Однако, без транснациональной рекламы коммерческие перспективы этой машины были крайне ограничены. Кроме того, это была очень дорогая машина. Только одно шасси стоило $9500. Еще $9000 - кузов работы Murphy. Для сравнения, массовый Ford T в те годы продавался за $300. И даже при таких ценах компания теряла деньги на каждой проданной машине, так как практически все компоненты выбирались по принципу наилучшего из всего возможного: электрика от компании Bosch, рама из хромоникелевой стали (как у «роллс-ройса»), руль, инкрустированный слоновой костью, листовые рессоры из полированной хром - ванадиевой стали.

Как мы видим, на рубеже XIX-XX века паровой автомобиль представлял собой довольно сносное средство передвижения - выросла скорость автомобиля, увеличилась дальность поездки. Довольно много автомобильных компаний производило паровые автомобили. Однако всё очевиднее были недостатки этих автомобилей - такие, как неповоротливость, сложность в управлении, дороговизна производства, большой вес машины. По этим показателям они всё чаще стали уступать появившимся в то время двигателям внутреннего сгорания.

2. Применение электричества для движения автомобиля. Электрические автомобили в конце XIX- начале XX века

Почти двести лет назад, в 1800 году итальянский физик и физиолог А. Вольта открыл первый химический источник тока -- гальванический элемент. Три десятилетия спустя английский физик М. Фарадей -- закон электромагнитной индукции. Эти важные открытия стали предпосылками для постройки повозок, движимых электрическим током.

Следует отметить, что электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания

В 1853 году американец Т. Девенпорт построил электрическую коляску. Ее, пожалуй, можно считать самым первым электромобилем. А уже через три года англичанин Р. Дэвидсон поразил жителей родного Эбердина и вовсе диковинной машиной. Представьте сооружение длиной 4,8 м и шириной 1,8 м, стоявшее на четырех колесах метрового диаметра. Значительную часть повозки занимала батарея гальванических элементов, рядом -- внушительных размеров электродвигатель... Правда, вся пятитонная колымага двигалась со скоростью чуть большей, чем... пешеход. Очевидно, на гальванических элементах далеко не уедешь. И быстро -- тоже...

Выход из положения, казалось, нашел французский физик Р. Планте. В 1859 году он создал первый электроаккумулятор со свинцовыми пластинами.

Французы -- пионеры в серийном выпуске электрических колясок с аккумуляторами. Например, в 1881 году М. Раффар построил серию из 12 двухместных трициклов с электродвигателями, каждый из которых весил всего 80 фунтов

В 1904 году фирма Кригера и Солиньяка выпустила необыкновенный для того времени электромобиль. Это был роскошный экипаж, оснащенный двумя электродвигателями «Постел-Винэ». Причем каждый автономно крутил лишь одно из передних колес. Аккумулятор позволял развивать двухтонной машине скорость около 40 км/ч, хотя запаса энергии хватало всего на 50 км.

Работы над транспортом с электродвигателем велись и в России. Еще в 1888 году русский электротехник П. Н. Яблочкин получил привилегию, то есть патент, на экипаж с электрическим двигателем, но описание его до наших дней не дошло. Практичные конструкции разработал изобретатель-экспериментатор И. В. Романов. Первый из его электромобилей появился в 1899 году и предназначался для эксплуатации в качестве наемного экипажа -- фиакра. Двухместный экипаж имел передние ведущие (!) и задние управляемые колеса. Пассажиры располагались спереди. Позади был отсек с аккумуляторами, а над ними, «на козлах», восседал водитель. Интересно, что закрытое купе, склеенное из тонких листов фанеры, отличалось высокой прочностью. Аккумуляторы, имея массу 350 кг, позволяли развивать электромобилю скорость до 35 верст в час. Их хватало на 65 км пути. Через два года И. В. Романов создал первый русский электроомнибус. При сравнительно небольших габаритах (3,5 Х 2,0 Х 2,7 м) он вмещал 17 пассажиров, а сравнительно небольшой вес (1,6 т) позволял ему разгоняться до 11 км/ч. Под полом пассажирского салона находились аккумуляторы и два электродвигателя суммарной мощностью 6 л.с. Каждый из них приводил в движение одно колесо, это не требовало дифференциала. Запас хода составлял 60 км.

«Электрические коляски» поначалу не раз выходили победителями в многочисленных автогонках с участием как авто -, так и паромобилей.

Например, в 1898 году граф Г. де Шасслу-Лоба на электромобиле конструкции Ш. Жанто установил первый в мире официально признанный рекорд скорости на суше--63,15 км/ч, обогнав соперников -- паровые экипажи. Но лавры графа не давали покоя другому конструктору и автогонщику -- бельгийцу К. Женатци. 17 февраля 1899 года на электрическом экипаже собственной конструкции он достиг 66,65 км/ч. Начало борьбе за скорость положено!

Всего за три месяца рекорд скорости стараниями Жанто, Шасслу-Лоба и Женатци увеличился с 70,31 до 92,70 км/ч. Впереди был заветный 100-километровый рубеж. После двух месяцев работы в мастерской Женатци появился на публике на совершенно новом экипаже, названном «Ля Жамэ Контент» - «Всегда Недовольная». Машина, как будто, сошла со страниц романа Ж. Верна. Почти четырехметровый веретенообразный кузов был сделан из легкого сплава алюминия с вольфрамом, тщательно отполирован и окрашен в серебристый цвет. Он опирался на шасси с красными колесами, обутыми в толстые шины. Внутри кузова и между задними колесами располагались аккумуляторные батареи, увеличивавшие вес машины до одной тонны. Первая атака на скорость была неудачна. Батареи сели раньше времени, и на их подзарядку ушел целый месяц. 29 апреля 1899 года К. Женатци все же добился своего -- 100-километровый рубеж пал, «Всегда Недовольная» достигла скорости -- 105,88 км/ч!

Однако этот рекорд как бы предварил конец карьеры электромобилей в спорте -- на большие мощности слабеньких тогда аккумуляторных батарей не хватало.

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главным минусом электромобилей была сложная система подзарядки. Поскольку тогда ещё не существовало усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный, зарядка осуществлялась крайне сложным способом. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. В 1906 году был изобретён сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но это существенно проблему подзарядки не решило.

3. Двигатели внутреннего сгорания

Создатели первых транспортных ДВС отталкивались от конструкции паровой машины. Как сделать ее более компактной и производительной? Самые объемные, к тому же опасные ее элементы -- топка и котел. Значит, их-то и нужно заменить, считали изобретатели. Чем? Ответ на этот вопрос казался простым: нужен резервуар с горючим газом, например светильным. Газ надо смешать с воздухом, вводить в цилиндр машины и там воспламенять. Горение и расширение смеси произведут силу, которая заменит пар. Топка и котел больше не понадобятся.

Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар (1822--1900) построил газовый двигатель, напоминавший паровую машину. Однако сама по себе смесь светильного газа и воздуха в отличие от пара не давит на поршень. Нужно ее поджечь. Для зажигания служили две электрические свечи, ввернутые в крышки цилиндра. Двигатель Ленуара -- двусторонний (или, как принято говорить, двойного действия; рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и двухтактный, т. е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе -- выпуск отработавших газов. Впуском и выпуском управляет задвижка-золотник, а золотником -- эксцентрик, смонтированный на валу двигателя.

Преимущества нового двигателя перед паровой машиной не ограничивались ликвидацией котла и топки. Газовые двигатели не требовали разведения пара, обслуживать их было нетрудно. Увы, масса нового двигателя оставалась почти такой же, как и у паровой машины. Единица выработанной мощности двигателя (л. с. или кВт) обходилась в 7 раз дороже, чем у паровой машины. Только 25% теплоты сгоревшего газа совершала полезную работу, т. е. коэффициент полезного действия (КПД) двигателя составлял 0,04. Остальное уходило с отработавшими газами, тратилось на нагрев корпуса и отводилось в атмосферу. Когда частота вращения вала достигала 100 об/мин, зажигание действовало ненадежно, двигатель работал с перебоями. На охлаждение расходовалось до 120 м3 воды в час(!). Температура газов доходила до 800°С. Перегрев вызывал заедание золотника. Несгоревшие частицы смеси засоряли каналы впуска-выпуска.

Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто (1832--1891) из Кёльна (Германия) совместно с Евгением Лангеном (1833--1895). Познакомившись с двигателем Ленуара, он создал сначала двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имел вертикальное расположение цилиндра, зажигание открытым пламенем и КПД до 15 %.Затем Отто построил более совершенный четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания стал годным для применения на транспорте, после того как заработал на жидком топливе, приобрел быстроходность, компактность и легкость. Наибольший вклад в его создание внесли инженеры-машиностроители XIX века -- технический директор завода Отто в Дойце Г. Даймлер (1834--1900) и его ближайший сотрудник В. Майбах (1846--1929), позднее основавшие собственную фирму. К. п. д. двигателя Даймлера составлял около 20%, тогда как к. п. д. паровых машин не превосходил 13%.

Немецкий инженер Рудольф Дизель стремился повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания и в 1897 предложил двигатель с воспламенением от сжатия. На заводе «Людвиг Нобель» Эммануила Людвиговича Нобеля в Петербурге в 1898--1899 усовершенствовали этот двигатель, что позволило применить в качестве топлива нефть. В результате двигатель внутреннего сгорания стал наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1899 на заводе «Людвиг Нобель» построили первый дизель в России и развернули массовое производство дизелей. Этот первый дизель имел мощность 20 л. с., один цилиндр диаметром 260 мм, ход поршня 410 мм и частоту вращения 180 об/мин. В Европе дизельный двигатель, усовершенствованный Эммануилом Людвиговичем Нобелем, получил название «русский дизель». На всемирной выставке в Париже в 1900 двигатель Дизеля получил главный приз. В 1902 Коломенский завод купил у Эммануила Людвиговича Нобеля лицензию на производство двигателя Дизеля и вскоре наладил массовое производство.

4. Сравнение типов двигателей, применяемых на автомобилях на рубеже XIX - XX века. Соревнование двигателей

На рубеже XIX - XX века в области автомобилестроения сложилась ситуация, когда в качестве двигателя для автомобиля использовались как паровые машины, так и электродвигатели. А так же изобретенные сравнительно недавно двигатели внутреннего сгорания.

Наиболее распространенными были паровые двигатели. На тот момент паровые автомобили вполне удачно конкурировали с бензиновыми и электрическими собратьями. Особенно процветали они в США, где, например, в 1900 году выпустили 1690 паровых, 1585 электрических и всего 936 бензиновых автомобилей. К началу XX в. паровые двигатели могли достигать мощности 15 млн. Вт, а скорость вращения их вала составляла 1000 об/мин. Паровые авто использовались в США вплоть до 30-х годов ХХ века.

Однако все очевиднее проявлялись недостатки этих машин в повседневной эксплуатации.

Несмотря на усовершенствования, паровые автомобили оставались весьма неудобными. Машинисту нужны были почти такие же знания и сноровка, как его коллегам на железной дороге. Один только старт парового автомобиля требовал большой ловкости и отнимал много времени. Запалив (хорошо если в безветренную погоду) пусковую горелку, нужно было отрегулировать подачу горючего и воздуха; прислушиваться, когда появится жужжание -- признак испарения горючего, бульканье кипящей воды и свист пара. Потом следовало проверить давление пара при помощи стеклянной трубки, установленной на кронштейнах сбоку автомобиля. Когда по недосмотру машиниста давление в котле чрезмерно повышалось, трубка лопалась, извергала поток горячей воды; тогда водителю приходилось гасить горелку, ждать, пока машина остынет, вставлять новую трубку, доливать в котел воды и возобновлять церемонию зажигания. Между прочим, первое зеркало заднего вида появилось на американском паровом автомобиле марки «Локомобиль» для наблюдения не за дорогой, а за трубкой (!).

Это привело к тому, что паровая машина была практически недоступна массовому потребителю. Несмотря на это, именно она сыграла важную роль в развитии автомобильной техники. Благодаря этой машине была доказана реальная возможность механического передвижения экипажа, опробованы и усовершенствованы различные механизмы будущего автомобиля. Со времен паровых автомобилей нам осталось и слово «шофер» (его раньше писали через два «ф»), что в переводе с французского означает «кочегар». И хотя на автомобиле давно уже нет ни котла, ни топки, часто современного водителя называют шофером.

Несмотря на все старания ученых и инженеров спасти паровики, они уже не соответствовали современным требованиям. Паровые двигатели были тяжелыми, громоздкими, требовали большого количества топлива и воды и не обещали дальнейшего повышения экономичности. На транспорте их все больше вытесняли появившиеся в конце XIX в. двигатели внутреннего сгорания.

Электродвигатели в начале XX века считались очень перспективными источниками движения для автомобиля.

Конец XIX века - начало XX века вполне можно назвать бумом электромобилестроения. В этот период производство электромобилей было налажено как в Европе (в первую очередь, в Англии), так и по другую сторону океана - в США. Выпуск электромобилей к началу XX века достиг в Соединённых Штатах 10 тысяч экземпляров, а их количество в несколько раз превышало "поголовье" бензиновых собратьев.

Энциклопедия Брокгауза Ф. А. и Эфрона И. А. описывает электромобили следующим образом: «Самым многообещающим типом автомобиля в будущем можно считать электрический, но пока он ещё недостаточно усовершенствован. Электрические двигатели не дают ни шума, ни копоти, они, бесспорно, удобнее и совершеннее всех других, но А. должен вести свой источник энергии: аккумуляторную батарею, которая пока ещё слишком тяжела и непрочна. Поэтому невозможно возить с собою запас энергии на длинный путь, а вновь заряжать аккумуляторы и заменять истощённые другими возможно лишь при езде в городах или от одной специально устроенной станции до другой. Существуют уже более лёгкие аккумуляторы Эдисона, но они ещё не получили распространения, так как, вероятно, ещё недостаточно усовершенствованы своим изобретателем. Электрические А. были пущены в обращение Jeantaud и многими другими с самого начала автомобилизма: на конкурсе 1904 г. в Париже были даже, по-видимому, парадоксальные А. Жанто и Крижера: газолиново - электрические, действовавшие недурно. В нём газолиновый мотор приводил в движение динамо-машину, которая давала ток для электрического двигателя; оказалось, что такая электрическая трансмиссия поглощает процентов на 20 меньше энергии, чем обыкновенная механическая и удобна для регулирования скорости».

Качественные характеристики электромобилей к рубежу веков тоже были весьма впечатляющими. Скорости росли очень быстрыми темпами и довольно скоро достигли высоких показателей. В течение XIX столетия электромобиль установил несколько рекордов. Особенно заметным стал рывок в последнее десятилетие века. В 1895 году была достигнута скорость 63,15 км/ч. Рекорды следовали друг за другом. Всё новые и новые достижения фиксировались практически ежегодно. В 1899 году уже упоминавшийся электромобиль К. Женатци сумел преодолеть рубеж 100 км/ч. На тот момент это было действительно выдающимся достижением.

В XX столетии машина с электродвигателем постепенно уступила свои позиции традиционному автомобилю. Причиной стали серьёзные минусы, главным из которых была недостаточно большая ёмкость аккумуляторов. Из-за этого запас хода был не слишком велик. Производство автомобилей с двигателями внутреннего сгорания постоянно расширялось и обходилось всё дешевле. В связи с этим они получали всё большее распространение.

Впрочем, в первые десятилетия XX века ситуация ещё не была столь однозначной. На улицах крупнейших городов мира можно было увидеть как машины с двигателями внутреннего сгорания, так и электромобили. Неоспоримые преимущества последних при эксплуатации в городских условиях были оценены по достоинству. В Нью-Йорке, например, в 1910-м году работало около 70 тысяч такси на электрической тяге.

Под натиском быстро увеличивавшегося парка автомобилей с ДВС электрические экипажи стали сдавать позиции. Если в конце XIX века, в период «бума» электромобилей, в США их доля в автомобильном парке составляла 40%, то в 1905 году-- уже 15%, а в 20-е годы осталось всего около 18 тыс. электромобилей --1 % от числа самодвижущихся экипажей. К 40-м годам их доля уменьшилась даже до 0,1 %. Последний серийный легковой электромобиль сошел с конвейера фирмы «Детройт Электрик» в 1942 году.

В 80-х гг. XIX в. появились автомобили с бензиновыми двигателями. Их главное преимущество заключалось в малой массе и быстром запуске, хотя они были не лишены ряда недостатков, от которых уже «вылечились» паровые машины.

Однако со временем проявились очевидные преимущества двигателей внутреннего сгорания. По соотношению масса двигателя - удельная мощность они заметно превосходили своих соперников - электродвигатели и паровые машины. К началу XX века запас энергии и скорость автомобилей удвоились. Чтобы соревноваться с ними, электромобилю потребовалась бы аккумуляторная батарея массой до 2 т, а сам он потянул бы до 4 т, в связи с чем была бы нужна дополнительная большая батарея... И так до бесконечности. Вот почему электромобили вышли из употребления, сохранившись в небольшом количестве лишь для почтовых, так называемых «развозных» (по магазинам), внутризаводских перевозок.

Рассмотрение паровых автомобилей (расход воды, масса машины и др.) привело бы к аналогичным выводам. Попутно отметим, что к числу достоинств парового автомобиля его защитники относили и... привычку людей к паровым машинам: с ними-де всякий справится, сумеет починить в дороге, да и необходимые эксплуатационные материалы -- вода, керосин и уголь -- были легкодоступны.

Выгодные характеристики крутящего момента электромобиля и парового двигателя позволяли обойтись без коробки передач и упрощали управление. Но они отошли на задний план, как только «бензиномобиль» стал надежнее и приобрел больший запас хода. На паровой машине и электродвигателе усилие увеличивается с увеличением частоты вращения, т. е. нет нужды в увеличении усилия с помощью коробки передач при трогании экипажа с места и разгоне, преодолении тяжелой дороги. Отсюда и простота управления -- нет педали сцепления и рычага перемены передач. Простота конструкции и управления, надежность немногих движущихся частей, бесшумность, а для электромобиля еще и бездымность были главными преимуществами «соперников». За это их (особенно электромобиль) ценили великосветские автомобилистки: они даже называли электромобиль «дамским автомобилем». А конструкторы предусматривали в нем управление с заднего сиденья, полку для шляп, перламутровую кнопку сигнала. Так как ездили главным образом в городах, а для дальних поездок служили исключительно железные дороги, то можно перевести эти условия на язык цифр. Тогда получится: скорость -- не более 30 км/ч, запас хода или суточный пробег -- не более 50 км, необходимый запас энергии для работы экипажа -- около 10 кВт - ч. Таким показателям мог соответствовать любой тогдашний автомобиль, будь то еще ненадежный бензиновый, или требующий квалифицированного персонала паровой, или электрический с его тяжелыми аккумуляторами, нуждающимися в частой подзарядке. Последние вырабатывали самое большее 10--15 Вт - ч энергии на 1 кг своей массы, т. е. для двухтонного экипажа требовалась батарея массой 700--1000 кг. Примерно такие же показатели массы и у паровой машины.

А «взрывной двигатель» быстро совершенствовался, к началу XX века уже показывал удельную энергоемкость до 60 Вт - ч/кг и мог обеспечить автомобилю запас энергии до 25 кВт - ч/кг с учетом типичного для того времени объема бака. Так обозначился разрыв между автомобилями с ДВС и их соперниками. Разрыв все увеличивался. К тому же если на начальной стадии развития автомобилей их дымность доставляла много тревог горожанам (и гонораров карикатуристам), то ближе к середине «автомобильного века» в печати появились и такие строки: «замена конного транспорта автомобильным имеет большое значение для городской гигиены. Лошади очень загрязняют мостовые и дворы... Автомобиль, правда, портит городской воздух запахом отработавших газов. Но при употреблении хороших сортов горючего этот недостаток почти устраняется».

Таким образом, на рубеже XX-XIX веков отчетливо выявилось преимущество «бензинового двигателя» над остальными в качестве двигателя для автомобиля. Он, так сказать, вышел в «лидеры соревнований».

Его преимущества были очевидны для всех. Так же был очевиден потенциал этого двигателя, который особенно проявился после открытия Р. Дизеля. Помимо автомобилестроения, ДВС широко использовался и используется по сей день в авиа -, и судостроении.

Список использованной литературы

1. Долматовский Ю.А. «Автомобиль за 100 лет», Изд-во «Знание»,1986г.

2. Гоголев Л.Д. «Эволюция автомобиля». Киев, Техника,1983г.

3. «Юный техник», журнал,№№1,2,1990г.;7,11,1990г.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Электромобиль.

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/ Двигатель внутреннего сгорания.

6. Запарий В. В., Нефедов С. А. «Технические достижения конца XIX - начала XX века». История науки и техники, Екатеринбург,1995г.

7. И. Васильев «Движимые паром. История паровых машин».

Размещено на Allbest.ru