Как на самом деле был устроен первый автомобиль
Первым в мире автомобилем официально признан Benz Patent-Motorwagen немецкого конструктора Карла Бенца. Несмотря на почетный титул, устройство первенца мирового автопрома лишь местами перекликается с современными авто.
Субтильного вида сооружение на трех колесах, по-немецки тяжеловесно наименованное Benz Patent-Motorwagen, появилось в далеком 1885 году. Работая над машиной, Карл Бенц целенаправленно создавал коммерческий проект — имелось в виду, что она должна стать популярным товаром. Прошедшие с той поры 130 лет подтвердили, что великий немецкий механик имел и недюжинное предпринимательское чутье. Но чтобы утлая самобеглая коляска превратилась в пригодный для всеобщего использования транспорт, конструкторам предстояло сделать еще немало — пользоваться первым автомобилем было нелегко.
Предыстория
Свой бизнес Карл Бенц начинал с небольшой велосипедной мастерской Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik (позже переименована в Benz & Cie), которая в 1883 году принялась за серийное производство ДВС для сельского хозяйства и промышленности. А в 1885 году немецкий изобретатель получил самый важный в его жизни патент № 37435 на автомобиль, который получил имя Benz Patent-Motorwagen (чаще встречается сокращенное название — Motorwagen).
А начался первый автомобиль с мотора. По воспоминаниям самого конструктора, создание его первого автомобильного двигателя — четырехтактного одноцилиндрового агрегата — велось шесть лет. Поначалу Карл Бенц не имел право официально использовать свою разработку, так как подобная конструкция всё еще была защищена патентом Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания. В 1878 году, в предновогодний день 31 декабря, по истечении срока патента Отто, Бенц сумел запатентовать бензиновый мотор с зажиганием от искры на свое имя.
От создания первого бенцевского мотора до работоспособного автомобиля прошло около семи лет. За это время конструктор запатентовал систему зажигания с батареей в качестве источника энергии и искровую свечу зажигания, также были запатентованы сцепление и коробка передач, которые нашли применение на следующих моделях Бенца.
Как оно работало
Первый Benz представлял собой трехколесное транспортное средство со стальной трубчатой рамой. На нее крепилось деревянное подобие открытого кузова, где размещался водитель и один пассажир. Общий диван, обитый натуральной кожей, имел спинку и собственную подвеску в виде цилиндрических пружин и эластичных рычагов, выполняющих роль рессор.
Как мы уже сказали, на Motorwagen устанавливался одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 0,85 л. с. Охлаждение у мотора было водяное, но весьма специфичное. Циркуляции воды не было, она, подаваемая в рубашку цилиндра из специальной емкости, лишь орошала горячие внешние стенки цилиндра и затем испарялась. Естественно, воду приходилось доливать едва ли не чаще, чем бензин, — каждые несколько километров.
Система смазки также была до неприличия простой — масло с нескольких масленок элементарно капало на трущиеся детали силового агрегата.
Топливная система состояла из небольшого бензобака и карбюратора испарительного типа. Последний представлял собой цилиндрическую емкость с волокнами ветоши на дне. На нее самотеком подавался бензин, который тут же испарялся. Поднимающиеся вверх пары подхватывались потоком воздуха, засасываемого в цилиндр, и образовавшаяся таким образом топливная смесь уносилась в камеру сгорания. Роль дроссельной заслонки исполнял расположенный спереди под сиденьем водителя кран, регулирующий подачу воздуха во впускной трубопровод.
Воспламенялась рабочая смесь искровой свечой с платиновыми электродами, внешне, кстати, очень похожей на современные свечи. Высокое напряжение на свечу подавалось индукционной катушкой Румкорфа, которая в модернизированном виде является основной частью системы зажигания и теперешних карбюраторных ДВС. Тогдашний аналог трамблера, который определял момент зажигания, приводился в движение специальным кулачком на промежуточном валу. Генератора не было — источником тока служила только аккумуляторная батарея, которую перед поездкой нужно было зарядить.
Крутящий момент от двигателя передавался на ведущие задние колеса через ременную и шестеренчатые передачи. Сначала с вертикального коленвала поток мощности через открытый конический редуктор направлялся на горизонтальный промежуточный вал, несший на себе шкив ременной главной передачи (и попутно — кулачки привода клапанов ГРМ и трамблера). На расположенный под полом кузова ведомый шкив ременной передачи (он же корпус дифференциала и тормозной барабан) момент передавался кожаным ремнем, закрученным по принципу ленты Мебиуса — работали одновременно две его поверхности. От спрятанного в шкиве дифференциала момент уходил на две колесные полуоси, с которых к колесам мощность передавалась парой «индивидуальных» цепей. Бенц отмечал, что ресурса тогдашних цепей ему хватало немногим больше чем на 100 км пробега.
Коробки передач у Motorwagen, как видите, еще не было. За размыкание колес и двигателя отвечало нехитрое устройство, управляемое рычагом, можно сказать, «предок» сцепления.
Руль в современном понимании слова у Motorwagen отсутствовал. Его роль выполнял рычаг с деревянной рукояткой на конце. Рулевой механизм, действующий по схеме шестерня-зубчатая рейка (практически так же, как сегодня!), управлял единственным передним колесом. Подвеска была только на задней оси в виде двух эллиптических рессор, установленных продольно по отношению к кузову. Спицованные колеса оборачивались в резиновые обода из цельнолитого каучука.
Долго заправляли и медленно ехали
Как же выглядел процесс управления этим конструктивно простым аппаратом? Перед поездкой шофер наливал воду в бачок для охлаждения, бензин в емкость возле карбюратора, масло в масленки. Чтобы завести авто, нужно было раскрутить рукой горизонтальный маховик, предварительно уменьшив вышеупомянутым краником под сиденьем водителя подачу воздуха в карбюратор (аналог педали акселератора). Когда двигатель завелся, шофер усаживался на диван и возвращал краник подачи воздуха в нормальное положение. Длинным рычагом возле сидения драйвер снимался с тормоза, освобождая заторможенный специальной лентой ведомый барабан. Подвинув дальше тот же рычаг, водитель переходил с «нейтрали» на единственную переднюю передачу, смещая приводной кожаный ремень со свободно вращающейся части ведомого шкива на часть, связанную с корпусом дифференциала. Автомобиль приходил в движение.
Когда водитель самодвижущегося экипажа хотел притормозить, он тянул за тот же рычаг, смещая приводной ремень назад на свободно вращающуюся часть шкива, переводя трансмиссию в «нейтраль». Если шофер желал полной остановки, то он тянул рычаг еще дальше и приводил в действие ленточный тормоз, который замедлял барабан, а с ним и всю машину.
Наследники
Вторым автомобилем конструктора стал Benz Patent Motor-Wagen Nummer 2, отличавшийся от первенца доработанным силовым агрегатом. Объем двигателя вырос с 0,95 до 1,5 литра, а мощность увеличилась с 0,85 до 1,5 л.с. Третий экземпляр получил складную крышу, полноценный отдельный бензобак, эжекционный карбюратор привычного для нас типа (с диффузором и поплавковой камерой), двухступенчатую коробку передач, увеличенную на 12 см колесную базу.
В 1893 году появился первый четырехколесный Benz, а еще через год продукция немецкой фабрики впервые приняла участие в гонках. В 1895 году появились первые грузовик и автобус.
Развитие марки в неспокойном ХХ веке — это уже совсем другая история, а с третьим по счету Motorwagen связывают историю, ставшую хрестоматийной. О ней Карл Бенц поведал в своих мемуарах.
Как пишет автор, в 1888 году жена конструктора Берта Бенц, прихватив с собой сыновей, отважилась на самостоятельный пробег, да еще и втайне от мужа. Первая женщина-водитель запланировала и совершила поездку от города Мангейм в Пфорцхайм, расстояние между которыми составляло 106 км. Первый в автомобильной истории пробег не обошелся без неприятностей. Так, около городка Брухзаль на машине истерся и лопнул кожаный приводной ремень. Берта не растерялась и обратилась к местному сапожнику, который наложил латку и установил на место вышедшую из строя деталь (тогда ремни еще не перешли в разряд одноразовых «расходников», это случилось два десятилетия спустя). По пути путешественникам попался подъем, который автомобиль с тремя пассажирами на борту преодолеть не мог. Тогда за руль посадили младшего Бенца, а старший сын с мамой вытолкали повозку на холм. Надо сказать, что Берта Бенц отличилась недюжинной технической смекалкой. В дороге пробило изоляцию электрического провода зажигания. Для ее замены послужила обычная женская подвязка. Из-за низкого качества топлива на маршруте забивалась топливная магистраль, ее женщина якобы прочищала булавкой со шляпы. В качестве топливных заправок супруга изобретателя использовала аптеки, в которых лигроин продавался как лекарство от кожных хворей.
Как видите, привычный на сегодняшний день 100-километровый автопробег оборачивался для шофера целым приключением. На протяжении последующего столетия инженеры неустанно работали над упрощением обслуживания машины. О том, как эволюционировало ТО в течение ХХ века, читайте в нашей недавней публикации.
История создания первого автомобиля
Первые автомашины стали появляться в 1768 г. Это был паросиловой транспорт, который мог перевезти одного человека, не используя при этом силу лошадей. А в 1806 г. изобретатели обратились к двигателям внутреннего сгорания, но воплотить идеи смогли лишь в 1885 г.
Кто же он — изобретатель машины?
Леонтием Шамшуренковым была сконструирована модель, напоминавшая автомашину. Обычный крестьянин, живший в Нижнем Новгороде. В начале ноября 1752 г. его изобретение вызвало интерес в российской столице, на тот момент это был Петербург. Конструкция представляла собой коляску с четырьмя колесами, имеющую разгон до 15 км/ч, и вмещающая двоих людей.
Другой изобретатель, Иван Кулибин, показал в 1791 году, экипаж, имеющий три колеса, способный к самостоятельному передвижению. Был поставлен новый скоростной рекорд – 16,2 км/ч.
За границей, европейцы карпели над созданием двигателя, работающего на бензине. Карл Бенц является главным европейским изобретателем, создавшим такой двигатель, работающий в четырехтактном режиме.
Шенбейн Кристиан Фридрих
Немецким изобретателем Шенбейном Кристианом Фридрихом, в 1830-х гг. был представлен двигатель, работающий на водороде.
Аньоша Йедлика принято считать первопроходцем в изобретении машины с электромагнитным мотором.
Из истории появления авто
Машина, работающая на пару
В 1672 г. публике впервые был представлен автомобиль, работающий на пару. Его построили в целях забавы для императора Китая. Изобрел конструкцию Фердинанд Вербист, состоявший в монашестве иезуитов в Китае.
В Европе паровую конструкцию создал Николь-Жозеф в 1770 г. Скорее это был тягач, способный перевозить тяжелые предметы артиллерии.
В нашей стране Иван Кулибин в 1971 г. создал машину, работающую на пару. Она имела в своем составе коробку передач, несколько подшипников, маховой вал, тормоза. Было три колеса. Широкое распространение транспорт не получил.
В Соединенных Штатах запатентовал автомобиль Оливер Эванс. Случилось это в 1789 г. Его изобретение могло передвигаться не только по суше, но и по воде.
Электромобиль
Исследованиями Аньоша Йедлика в разработке электромотора, продолжил заниматься американский кузнец Томас Дэвенпорт.
Первым самоходным электротранспортом, стала карета, появившаяся в Шотландском королевстве в 1839 г., стала конструкция Роберта Андерсона. Также широко применения электродвигатели не получили. Они считались не эффективными и не приносящими пользу.
Бензиновые двигатели
В начале 1886 года Карлом Бенцем был запатентован первый образец машины, работающий на бензине. В том же году впервые в истории началось производство автомобилей для личных целей граждан.
А в 1889 г. Вильгельмом Майбахом и Шоттлибом Даймлером создан транспорт, который приобрел популярность в высших слоях общества.
Это и явилось началом эпохи автомобильного строения. Но в то время, автомобиль считался роскошью, и позволить его могли только богатые слои населения. Люди предпочитали передвигаться по железной дороге или кораблях.
В нашей стране Иван Кулибин в 1971 г. создал машину, работающую на пару. ошибки не надо делать
Первые автомобили на бензиновых моторах
Первый двигатель внутреннего сгорания был сконструирован французом Этьеном Ленуаром в 1860 году. Уникальное изобретение дало толчок началу автомобилестроения. Появление ДВС отодвигало на второй план идею сделать самодвижущее транспортное средство на пару, передвигающееся не по рельсам. Двигатель внутреннего сгорания обладал куда большим КПД, мощностью. Оставалось только «поставить его на колеса».
Первый автомобиль с бензиновым двигателем
До его появлению в городах Европы изредка можно было увидеть машины, передвигающиеся с помощью энергии пара. Это громоздкие, неуклюжие конструкции с огромным котлом впереди, на которых ездить было небезопасно. С появлением ДВС вопрос о создании на его основе автомобиля, как говорится, «витал в воздухе». Но кто первым изобрел такое транспортное средство?
Паромобили XIX века. Фото: YouTube.com
Австрийцы говорят, что это Зигфрид Маркус, разрабатывавший свою машину с 1875 года. Кто-то уверен, что это был Готлиб Даймлер, который усовершенствовал бензиновый двигатель так, что его стало возможным использовать в практическом плане. Однако официально изобретателем первого автомобиля с бензиновым двигателем считается Карл Бенц, который запатентовал свое детище.
Начало
Изначально будущий конструктор авто занимался велосипедным бизнесом. К 1883 году компания Бенца перешла на производство ДВС для промышленных предприятий и сельского хозяйства. Автомобильная эпопея изобретателя началась с создания подходящего бензинового мотора. И он был построен, но использовать его официально конструктор не мог, т. к. подобная «штуковина» была запатентована ранее другим изобретателем Николаусом Отто. Однако срок действия документа истекал 31.12.1878 года, чего и дожидался Карл Бенц. Собрать свой первый автомобиль ему удалось спустя 7 лет. В течение этого времени изобретатель запатентовал батарейную систему зажигания. Впервые трехколесное авто, названное Motorwagen, было представлено публике летом 1886 года.
Конструкция
Рама машины была трубчатой (сказался опыт велосипедного бизнесмена). На ней закреплялся кузов, сделанный из дерева с размещенным на нем диваном. Роль технических элементов, обеспечивающих комфорт, играли рессоры в виде рычагов и цилиндрические пружины. Двигатель мощностью в 0,85 л. с. – с одним цилиндром, расположенным горизонтально, но четырехтактный. Было даже жидкостное охлаждение, имеющее «трудоемкие» особенности. Вода просто капала на стенки цилиндра снаружи и от нагрева испарялась. Приходилось ее доливать почти так же часто, как бензин. Примитивной была и смазочная «система». Масло капало на трущиеся узлы из небольших резервуаров.
Движок с ременными передачами. Фото: YouTube.com
Интересен «карбюратор», представляющий собой емкость, на дне которой находилась смачиваемая топливом ветошь. От нее вверх поднимались пары, захватываемые воздухом, который всасывал цилиндр. В итоге получалась горючая смесь. Кстати, уже тогда был «подсос» (или прообраз педали газа). Это небольшая заслонка, перекрывавшая доступ воздуха в цилиндр, положение которой регулировалось краном, размещенным под водительским сиденьем.
Воспламенение смеси тоже было далеко от совершенства. Для этого использовался аккумулятор и свеча с платиновыми электродами (очевидно, Бенц был далеко не бедным человеком). Чтобы «организовать» высокое напряжение, применялась «катушка Румкопфа». В усовершенствованно виде она и сегодня устанавливается на карбюраторные двигатели. Роль распределителя зажигания (трамблера) играл кулачок на промежуточном валу. Отсутствие генератора вынуждало перед каждой поездкой заряжать батарею. Чтобы запустить движок, нужно было раскрутить находящийся внизу маховик.
Старт ДВС через раскрутку шкива. Фото: YouTube.com
Здесь нужно отметить, что в то время уже была изобретена рулевая трапеция, но об этом Карл Бенц еще не знал. Именно поэтому сконструированный им автомобиль был трёхколёсным.
Как все это ехало (трансмиссия)
Задние колеса были ведущими, и энергия от двигателя передавалась им через шестеренки и ремни. Крутящий момент от коленвала, расположенного вертикально (т. к. поршень работал горизонтально) через конический редуктор, примерно, как на современных заднеприводных авто, шел на промежуточный вал, воздействующий на «трамблер» и клапаны, а также снабженный шкивом. От него поток мощности через ремни шел на «дифференциал» и полуоси. Колесам крутящий момент передавался цепями, которых, по словам изобретателя, хватало на 100 км.
Ресурс цепей – 100 км пробега. Фото: YouTube.com
Коробки не было: согласно легенде, на ее установку повлияла жена Бенца Берта. Как это было?
Первый автопробег
Супруга изобретателя с большим интересом и восхищением относилась к его конструкциям. Более того: как сейчас говорят, в техническом плане она была довольно «продвинутой». И такая штука, как Motorwagen, да еще и развивавший «целые» 16 км/ч, не мог остаться без ее самого пристального внимания.
Motorwagen и сегодня вызывает интерес у прохожих. Фото: YouTube.com
В отсутствие мужа его жена решилась на самостоятельное путешествие вместе с сыновьями к родственникам, живущих за полсотни километров от нее. По дороге отважную путешественницу ждали испытания: когда лопнул кожаный ремень, дама не растерялась и обратилась за помощью к шорнику, а на крутом подъеме толкала автомобиль со старшим сыном, усадив за управление младшего. «Заправками» служили встречавшиеся на пути аптеки, где Берта покупала подобие бензина – лигроин, использовавшийся тогда для лечения кожных заболеваний.
О путешествии Берты Бенц снимали кинофильмы. Фото: YouTube.com
Получила Берта от мужа взбучку или нет, об этом история умалчивает: однако был составлен отчет о «путешествии», по результатам которого Бенц усовершенствовал авто: в частности, установил коробку передач. Об истории узнали газеты, поднялась шумиха, ставшая рекламой первому в мире автомобилю, заказы на который буквально посыпались Бенцу со всего света. Уже позже, в 1926 году, его компания объединилась с Daimler, которая также занималась постройкой автомобилей, далее все модели выходили с названием Mercedes-Benz. Но Бенц и Даймлер были не единственными, кто поставил ДВС на колеса.
Другие первенцы автомобилестроения
В России первый автомобиль был сконструирован двумя инженерами — Яковлевым и Фрезе, он был продемонстрирован публике в 1896 году, имел резиновые шины, хорошую отделку салона. Его максимальная скорость составляла 20 км/ч и он имел запас хода в 10 часов на одной заправке бака.
Первый русский автомобиль Яковлева-Фрезе. Фото: YouTube.com
Вообще в конце 19-начале 20 века автомобилестроение очень активно развивалось, постройкой бензиновых машин занимались инженеры и изобретатели, такие какие как Вильгельм Майбах, Рене Панар, Эмиль Левассор и многие другие. Вот лишь некоторые из первых, наиболее ярких и интересных моделей всем давно известных марок автомобилей.
Alfa Romeo 1910 года с двигателем объемом 2,4 литра, 4 цилиндра, мощность 24 л.с. Фото: YouTube.com
Другой первенец автомобилестроения – Aston Martin «Coal Scuttle», 1914 г. На его шасси установлен двигатель объемом 1,4 литра, мощность 70 л.с., в разработке модели принимали участие братья Мазерати, мотор был довольно продвинутым для своего времени.
Aston Martin выглядел, как гоночный автомобиль. Фото: YouTube.com
Audi Type A, 1910 года – первый серийный автомобиль компании, объем двигателя 2,6 литров, мощность 22 л.с. Как и Генри Форд, конструкторы присваивали каждой последующей модели буквенный индекс.
Audi Type K. Фото: YouTube.com
Следующая модель – Cadillac Model A Runabout, 1902 года выпуска является первым «Кадиллак» и в то же время очень напоминает «Форд». Да и первые автомобили «Кадиллак» выпускали на заводе Форда.
Cadillac внешне довольно сильно напоминал знаменитый Ford T. Фото: YouTube.com
Автомобиль XIX века FIAT 3,5 h.p. выпущен компанией, основанной 11 июля 1899 года. Это первый ее автомобиль, оборудованный мотором в 600 см3, трехступенчатой коробкой передач и развивающий максимальную скорость 35 км/ч.
Мягкий диван и толстые шины FIAT 3,5 h.p. намекают на комфортную поездку. Фото: YouTube.com
Машина знаменитого американца Ford Model A 1903 года очень напоминал Cadillac Model A, но в «Форд» устанавливали 2-х цилиндровый двигатель, мощностью 8 л.с., стоил он 860 долларов.
Ford Model A, восстановленный энтузиастами. Фото: YouTube.com
Сегодня не так уже и важно, кто самым первым догадался поставить ДВС на колеса. Австриец Маркус, Крал Бенц, Даймлер или русские изобретатели Яковлев и Фрезе – все эти люди шли к одной цели и в конце концов достигли ее, создав автомобиль, ставший самым популярным транспортным средством в ХХ и, возможно, XXI веке.
Источник https://www.kolesa.ru/article/kak-na-samom-dele-byl-ustroen-pervyj-avtomobil-2015-02-02
Источник https://auto.vercity.ru/magazine/13244_istoriya_sozdaniya_pervogo_avtomobilya/
Источник https://bibimot.ru/1701-pervye-avtomobili-na-benzinovyh-dvigateljah.html
