История изобретения паровых машин. Создание паровой машины
Возможности в использовании энергии пара были известны в начале нашей эры. Это подтверждает прибор под названием Героновский эолипил, созданный древнегреческим механиком Героном Александрийским. Древнее изобретение можно отнести к паровой турбине, шар которой вращался благодаря силе струй водяного пара.
Приспособить пар для работы двигателей стало возможным в XVII веке. Пользовались подобным изобретением недолго, однако оно внесло существенный вклад в развитие человечества. К тому же история изобретения паровых машин очень увлекательна.
Понятие
Паровая машина состоит из теплового двигателя внешнего сгорания, который из энергии водяного пара создает механическое движение поршня, а тот, в свою очередь, вращает вал. Мощность паровой машины принято измерять в ваттах.
История изобретения
История изобретения паровых машин связана со знаниями древнегреческой цивилизации. Долгое время трудами этой эпохи никто не пользовался. В XVI веке была предпринята попытка создать паровую турбину. Работал над этим в Египте турецкий физик и инженер Такиюддин аш-Шами.
Интерес к этой проблеме вновь появился в XVII веке. В 1629 году Джованни Бранка предложил свой вариант паровой турбины. Однако изобретения теряли большое количество энергии. Дальнейшие разработки требовали соответствующих экономических условий, которые появятся позднее.
Первым, кто изобрел паровую машину, считается Дени Папен. Изобретение представляло собой цилиндр с поршнем, поднимающимся за счет пара и опускающимся в результате его сгущения. Такой же принцип работы имели устройства Сэвери и Ньюкомена (1705). Оборудование применяли для выкачивания воды из выработок при добыче полезных ископаемых.
Окончательно усовершенствовать устройство удалось Уатту в 1769 году.
Изобретения Дени Папена
Дени Папен был по образованию медиком. Родившись во Франции, в 1675 году он переехал в Англию. Он известен многими своими изобретениями. Одним из них является скороварка, которую называли «Папенов котел».
Ему удалось выявить зависимость между двумя явлениями, а именно температурой кипения жидкости (воды) и появляющимся давлением. Благодаря этому он создал герметичный котел, внутри которого давление было повышено, из-за чего вода закипала позже обычного и повышалась температура обработки помещенных в него продуктов. Таким образом увеличивалась скорость приготовления пищи.
В 1674 году медик-изобретатель создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при возгорании пороха в цилиндре перемещался поршень. В цилиндре образовывался слабый вакуум, и атмосферное давление возвращало поршень на место. Образующиеся при этом газообразные элементы выходили через клапан, а оставшиеся охлаждались.
К 1698 году Папену удалось создать по такому же принципу агрегат, работающий не на порохе, а на воде. Таким образом, первая паровая машина была создана. Несмотря на существенный прогресс, к которому могла привести идея, существенной выгоды она своему изобретателю не принесла. Связано это было с тем, что ранее другой механик, Сейвери, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для подобных агрегатов к этому времени еще не придумали.
Дени Папен умер в Лондоне в 1714. Несмотря на то, что первая паровая машина была изобретена им, он покинул этот мир в нужде и одиночестве.
Изобретения Томаса Ньюкомена
Более удачливым в плане дивидендов оказался англичанин Ньюкомен. Когда Папен создал свою машину, Томасу было 35 лет. Он внимательно изучил работы Сэйвери и Папена и смог понять недостатки обеих конструкций. Из них он взял все лучшие идеи.
Уже к 1712 году в сотрудничестве с мастером по стеклам и водопроводам Джоном Калли он создал свою первую модель. Так продолжилась история изобретения паровых машин.
Кратко можно пояснить созданную модель так:
Агрегат Ньюкомена подымал воду из копей с помощью воздействия атмосферного давления. Машина отличалась солидными размерами и требовала для работы большого количества угля. Несмотря на эти недостатки, модель Ньюкомена использовали в шахтах полвека. Она даже позволила вновь открыть шахты, которые были заброшены из-за подтопления грунтовыми водами.
В 1722 году детище Ньюкомена доказало свою эффективность, откачав воду из корабля в Кронштадте всего за две недели. Система с ветряной мельницей смогла бы сделать это за год.
Из-за того, что машина была создана на основе ранних вариантов, английский механик не смог получить на нее патент. Конструкторы пытались применить изобретение для движения транспортного средства, но неудачно. На этом история изобретения паровых машин не прекратилась.
Изобретение Уатта
Первым изобрел оборудование компактных размеров, но достаточно мощное, Джеймс Уатт. Паровая машина была первой в своем роде. Механик из университета Глазго в 1763 году принялся чинить паровой агрегат Ньюкомена. В результате ремонта он понял, как сократить расход топлива. Для этого необходимо было держать цилиндр в постоянно нагретом состоянии. Однако паровая машина Уатта не могла быть готова, пока не решилась проблема конденсации пара.
Решение пришло, когда механик проходил мимо прачечных и заметил, что клубы пара выходят из-под крышек котлов. Он понял, что пар – это газ, и ему нужно перемещаться в цилиндре с пониженным давлением.
Добившись герметичности внутри парового цилиндра с помощью пеньковой веревки, пропитанной маслом, Уатт смог отказаться от атмосферного давления. Это стало большим шагом вперед.
В 1769 году механик получил патент, в котором прописывалось, что температура двигателя в паровой машине будет всегда равна температуре пара. Однако дела незадачливого изобретателя шли не так хорошо, как ожидалось. Он был вынужден заложить патент за долги.
В 1772 году он знакомится с Мэтью Болтоном, который был богатым промышленником. Тот выкупил и вернул Уатту его патенты. Изобретатель вернулся к работе, поддерживаемый Болтоном. В 1773 году паровая машина Уатта прошла испытание и показала, что потребляет угля значительно меньше своих аналогов. Через год в Англии начался выпуск его машин.
В 1781 году изобретателю удалось запатентовать свое следующее творение – паровую машину для приведения в движение промышленных станков. Спустя время все эти технологии позволят двигать при помощи пара поезда и пароходы. Это полностью перевернет жизнь человека.
Одним из людей, изменивших жизнь многих, стал Джеймс Уатт, паровая машина которого ускорила технический прогресс.
Изобретение Ползунова
Проект первой паровой машины, которая могла приводить в действие разнообразные рабочие механизмы, был создан в 1763 году. Разработал его русский механик И.Ползунов, работавший на горнорудных заводах Алтая.
Начальник заводов был ознакомлен с проектом и получил добро на создание устройства из Петербурга. Паровая машина Ползунова была признана, и работа по ее созданию была возложена на автора проекта. Последний хотел сперва собрать модель в миниатюре, чтобы выявить и устранить возможные недочеты, которые не видны на бумаге. Однако ему приказали начать строительство большой мощной машины.
Ползунову предоставили помощников, из которых двое были склонны к механике, а двое должны были выполнять подсобные работы. На создание паровой машины ушел один год и девять месяцев. Когда паровая машина Ползунова была почти готова, он заболел чахоткой. Умер создатель за несколько дней до проведения первых испытаний.
Все действия в машине проходили автоматически, она могла работать беспрерывно. Это было доказано в 1766 году, когда ученики Ползунова провели последние испытания. Спустя месяц оборудование было сдано в эксплуатацию.
Машина не просто окупила затраченные средства, но и дала прибыль своим владельцам. К осени котел дал течь, и работы остановились. Агрегат можно было починить, но это не заинтересовало заводское начальство. Машина была заброшена, а спустя десятилетие разобрана по ненадобности.
Принцип действия
Для работы всей системы необходим паровой котел. Образовавшийся пар расширяется и давит на поршень, в результате чего происходит движение механических частей.
Принцип действия лучше изучить с помощью иллюстрации, представленной ниже.
Если не расписывать детали, то работа паровой машины заключается в преобразовании энергии пара в механическое движение поршня.
Коэффициент полезного действия
КПД паровой машины определяется отношением полезной механической работы по отношению к затраченному количеству тепла, которое содержится в топливе. В расчет не берется энергия, которая выделяется в окружающую среду в качестве тепла.
КПД паровой машины измеряется в процентах. Практический КПД будет составлять 1-8%. При наличии конденсатора и расширении проточной части показатель может возрасти до 25%.
Преимущества
Главным преимуществом парового оборудования является то, что котел в качестве топлива может использовать любой источник тепла, как уголь, так и уран. Это существенно отличает его от двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от типа последнего требуется определенный вид топлива.
Локомотивы, работающие на пару, хорошо показывают себя на большой высоте. Эффективность их работы не страдает от пониженного в горах атмосферного давления. Паровозы до сих пор применяют в горах Латинской Америки.
В Австрии и Швейцарии используют новые версии паровозов, работающих на сухом пару. Они показывают высокую эффективность благодаря многим усовершенствованиям. Они не требовательны в обслуживании и потребляют в качестве топлива легкие нефтяные фракции. По экономическим показателям они сравнимы с современными электровозами. При этом паровозы значительно легче своих дизельных и электрических собратьев. Это большое преимущество в условиях горной местности.
Недостатки
К недостаткам относится, прежде всего, низкий КПД. К этому стоит добавить громоздкость конструкции и тихоходность. Особенно это стало заметно после появления двигателя внутреннего сгорания.
Применение
Кто изобрел паровую машину, уже известно. Осталось узнать, где их применяли. До середины ХХ века паровые машины применяли в промышленности. Также их использовали для железнодорожного и парового транспорта.
Заводы, которые эксплуатировали паровые двигатели:
Паровые турбины также относятся к данному оборудованию. С их помощью до сих пор работают генераторы электроэнергии. Около 80% мировой электроэнергии вырабатывается с применением паровых турбин.
В свое время были созданы различные виды транспорта, работающие на паровом двигателе. Некоторые не прижились из-за нерешенных проблем, а другие продолжают работать и в наши дни.
Транспорт с паровым двигателем:
Такова история изобретения паровых машин. Кратко можно рассмотреть удачный пример о гоночном автомобиле Серполле, созданном в 1902 году. На нем был установлен мировой рекорд по скорости, который составил 120 км в час на суше. Именно поэтому паровые авто были конкурентоспособными по отношению к электрическим и бензиновым аналогам.
Так, в США в 1900 году больше всего было выпущено паровых машин. Они встречались на дорогах до тридцатых годов ХХ века.
Большая часть подобного транспорта стала непопулярной после появления двигателя внутреннего сгорания, чей КПД значительно выше. Такие машины были более экономичными, при этом легкими и скоростными.
Стимпанк как веяние эпохи паровых машин
Все произведения имеют одну отличительную особенность – они повествуют о жизни второй половины XIX века, стиль повествования при этом напоминает роман Герберта Уэллса «Машина времени». В сюжетах описываются городские пейзажи, общественные строения, техника. Особое место уделяется дирижаблям, старинным машинам, причудливым изобретениям. Все металлические детали крепились при помощи клепок, поскольку сварку еще не применяли.
Термин «стимпанк» возник в 1987 году. Его популярность связана с появлением романа «Разностная машина». Написан он был в 1990 году Уильямом Гибсоном и Брюсом Стерлингом.
В начале XXI века в этом направлении было выпущено несколько известных кинофильмов:
К предтечам стимпанка можно отнести произведения Жюля Верна и Григория Адамова. Интерес к этому направлению время от времени проявляется во всех сферах жизни – от кинематографа до повседневной одежды.
Паровые автомобили — что и как это было
Статья о паровых автомобилях: история создания, интересные модели и их описание, характеристики, фото. В конце статьи — видео про парковой трайк. Статья о паровых автомобилях: история создания, интересные модели и их описание, характеристики, фото. В конце статьи — видео про парковой трайк.
Эра бензиновых автомобилей, таких привычных и надежных, еще длится. Но автоконцерны с мировыми именами уже начинают производить экономичные и экологичные электромобили, которые рано или поздно вытеснят с рынка машины с ДВС.
Однако человечество за свою историю знало и иные источники энергии — например, паровые двигатели, которые применялись в некоторых типах машин.
Пар как двигатель прогресса
Вехи создания паровых машин:
Перемещаться паровая телега могла лишь километр, после чего требовалась «дозаправка» кипящей водой. Зато перевозить на этот километр она могла до двух тонн груза.
Идея командованию понравилась, конструктору дали «добро» и 20 000 франков на доработку идеи. В итоге телега научилась двигаться со скоростью 7 км/ч довольно долго за счет установленной топки под котлом. Этой скорости хватило, чтобы паровая телега совершила первое ДТП, протаранив стену дома из-за поймавшего «клина» колеса. Французская «бабушка» парового автомобиля нынче хранится в музее.
Первые паромобили
В самом начале 1906 года водитель Фред Мариотт, управляя паромобилем, построенном на производстве, принадлежащем «Братьям Стенлей» и пророчески названом «Ракета», впервые в истории сумел разогнаться до 205 км/ч.
Это звучало триумфально! Ведь машина, движимая паром, обгоняла все транспортные средства, включая самолеты. Зафиксировав очередной скоростной рекорд в 240 км/ч гонщик разбился насмерть.
Уже начало ХХ века ознаменовано было тем, что на дорогах уверенно ездили паровые автомобили, преимущественно грузовые. Они от первых автомобилей на бензине отличались рядом факторов:
Паровые машины отличались малым скоростным режимом (не более 50 км/ч) — им надо было постоянно иметь в запасе большой объем воды, а отработанный пар постоянно уходил в атмосферу. Паровые автомобили широко использовались в Европе до начала 1940-х годов, а в Бразилии их выпуск велся серийно даже спустя десятилетие.
У паровичков были существенные минусы:
«Спиртомобиль»
Инженерам казалось, что двигатель внутреннего сгорания непригоден для транспорта. Он глохнет, если его притормозить, и его нельзя запустить после размыкания трансмиссии.
Двигатель внутреннего сгорания также не способен был развить тягу в различном скоростном диапазоне, он не запускался без «костыля» в виде трансмиссии.
Машина, запускаемая паром, казалось, сама мимикрирует под любое изменение дорожной ситуации. Растущее сопротивление приводило к тому, что двигатель замедлял вращение, увеличивая параллельно крутящий момент. Когда сопротивление уменьшалось, вращение – увеличивалось. Поэтому создатели паромобилей всячески боролись за создание компактного парогенератора, способного двигать машину без участия дополнительных приспособлений в виде сцепления и коробки передач.
Люди выяснили, что сгорающее топливо в цилиндре ДВС выбрасывает в атмосферу много токсичного вещества. Небольшой автомобиль с бензиновым двигателем способен в течение часа работы выработать столько вредных субстанций, что если бы небольшое пространство вокруг него было бы замкнуто, это привело бы к смерти находящихся рядом людей.
Парогенераторная горелка менее токсична на выходе — топливо сгорает при неизменяемых показателях, способствуя полноценному завершению реакций.
Важный фактор экономичности машины заключается в количестве потребляемого топлива. Так, американская «звезда» на паровой тяге «Добль-Беслер», собранная в середине 1920-х годов, имела массу в 2 с хвостиком тонны. При этом расход топлива составлял 18 литров на сотню километров. Для своего времени это был очень хороший показатель — более того, он оставался эталонным почти сорок лет.
Парогенераторная горелка перерабатывала жидкость в любом виде. Паромобиль продолжал движение на керосине и спирте, работал на бензине, мазуте, даже на растительном масле. И это было вовсе не попыткой удешевить процесс заправки — просто машины типа «Добль» были всеядны, но доступны лишь миллионерам.
От самогонного аппарата – к четырехколесному агрегату
Парогенератор являлся самым главным элементом машины на пару. Разработку удалось воплотить детройтским инженерам, братьями Добль. Они последовательно соединили десять плоских змеевиков, помещенных в корпус из стали, охлаждаемый водой.
Прохладная жидкость накачивалась в расположенные вокруг выдерживающего высокие температуры корпуса охлаждающие трубы, где происходил ее подогрев. Это сводило к минимуму теплопотерю. После чего жидкость наполняла змеевики, чтобы, закипев, стать паром с температурой 4,5 тысячи градусов по Цельсию и давлением в 120 атмосфер.
Братья Добль стремились к увеличению температуры, а также давления, что в совокупности повышало КПД. Инженерам удалось сделать парогенератор довольно легким и незатратным.
Сдвоенные цилиндры перерабатывали пар. Сначала он нагнетался в верхушку меньшего диаметра, где, расширившись, вырабатывал энергию. Затем он «переходил» в больший цилиндр, в его нижнюю часть, осуществляя дополнительную работу.
Два этапа расширения оказывались крайне полезными, когда машина ездила по улицам. Во время начала движения и при разгоне поступали значительные объемы пара, но, когда необходимости в максимальной энергоотдаче не было, они расширялись единожды.
Отработавшие пары передавали охлажденной жидкости, стремящейся в парогенератор, тепло. В жидкое состояние пар возвращался лишь в конденсаторе. Влага в парогенератор поступала порционно, ровно столько, чтобы паровая машина могла сделать один-два движения поршня. Поэтому по факту парогенератор вмещал в себя небольшое количество воды, что делало его безопасным для взрыва.
Если трубка рвалась, пар попадал в топку, отключая горелку. И даже такой случай произошел всего единожды, когда машина вдруг перестала заводиться после двух сотен километров пробега. Ремонт и замена вышедшего из строя змеевика заняли ровно один час.
«Добль» миллионеров
Незадолго до развязывания Германией войны в Европе на нынешнем ЗИЛе, носившем тогда название Московского автозавода имени Сталина, решили выпускать эксклюзивную модель автомобиля.
Кузов красавца украшало красное дерево. Он стоял на хромоникелевых стальных шасси, произведенных фирмой «Паккард». За образец советские конструкторы взяли паромобиль «Добль», собранный в 1924 году американской компанией «Беслер».
Управлять скоростью можно было при помощи педали, подающей пар. Время от времени требовалось лишь сменять фазу прекращения впуска в цилиндр пара. После включения зажигания автомобилю требовалось 45 секунд, чтобы начать движение. Еще пара минут, и машину можно было ускорить до 150 км/ч.
Паромобиль двигался ровно и тихо. Он пришелся ко двору советской элиты, его испытания продолжились уже после заключения мира с Германией. Один из принимающих участие в разработке советской версии «Добля», А.Н.Малинин, отвечал за испытания образца.
Для определенных тестов используются в автопромышленности стенды для испытаний с беговыми барабанами. Автомобиль загоняется на стенд так, чтобы ведущие колеса оказывались строго на барабанах. В итоге они крутятся, заставляя вертеться колеса и имитируя езду по дороге. При этом машина стоит с работающим двигателем.
Когда инженер-испытатель Малинин и огромный авторитет в теоретической автомобилестроительной области профессор Чудаков сели в машину, последний нажал кнопки и затих. Минут через пять Малинин не выдержал: «Не пора ли заводиться?». На что профессор ответил: «Мы уже давно едем, на спидометре 20 километров». Скорость была вполне приличная, но, чтобы ухо уловило хоть какой-то звук работы парогенератора, надо было вплотную прижиматься в выхлопной трубе.
Семидесяти литров воды с избытком хватало на полтысячи километров пробега, а проблемы, требующие выпуска пара, случались крайне редко. Поэтому в автомобиле, в котором все детали были четко и точно подогнаны друг к другу, ничего не шумело.
Участь паровых машин
Если паромобили были столь удобны и хороши, почему же именно автомобили с ДВС сумели занять нишу в автомобильной среде?
Дело в том, что двигатель на пару имел весьма сложную автоматику и множество всяческих дополняющих друг друга агрегатов. При этом его изготовление выходило дороже, а КПД он выдавал меньший.
Еще одним минусом стал его большой размер, в частности – бак с запасом воды. Про экологичность тогда еще никто не задумывался, в итоге паровая машина оказалась постепенно вытеснена с рынка более дешевыми автомобилями с ДВС.
День сегодняшний
Вытесненные с рынка, паромобили нет-нет да и будоражат умы инженеров. В 2009 году на треке болид на пару Inspiration, хищный и обтекаемый, сумел установить новый рекорд машин на паровой тяге – 225 км/ч.
Мощность болида составляла 360 л.с., а движение запускалось двумя турбинами с давлением в 40 бар, которые нагнетали 12 современных бойлеров.
Остается открытым вопрос – на чем бы мы колесили сегодня, озаботься человечество проблемой сохранения окружающей среды на полсотни лет раньше?
Видео про парковой трайк:
Изобретение автомобиля: кто и когда изобрел автомобиль, первые авто
Automobile — Автомобиль
Auto Mobilis на латыни означает — подвижный, легко двигающийся. Automobile — транспортная безрельсовая машина главным образом на колесном ходу, приводимая в движение собственным двигателем (внутреннего сгорания,электрическим или паровым). Первый автомобиль с паровым двигателем построен Кюньо (Франция) в 1769-70, с двигателем внутреннего сгорания Даймлером и Бенцем (Германия) в 1885-86.
Самый оригинальный из всех автомобильных инженеров, Фредерик Уильям Ланчестер (Frederick William Lanchester) (1868–1946) отличался весьма своеобразным подходом к вопросам конструирования.
Первый «Lanchester» был изготовлен в 1895–1896 годах и не был похож ни на один автомобиль того времени. По свидетельству летописца автомобилестроения Энтони Берда, «это был первый легковой автомобиль в мире, созданный на научной основе как единое целое».
Силовой агрегат представлял собой двигатель с двумя противоположно расположенными цилиндрами и двумя вращающимися в разных направлениях коленчатыми валами, каждый из которых — с тремя шатунами. Оба вала были соединены шестернями со спиральными зубьями, поэтому отсутствовала вибрация, что обеспечивало двигателю недосягаемую по тем временам уравновешенность. Мотор включал в себя также оригинальный клапанный механизм и полностью автоматическую систему смазки. Этот удивительный двигатель работал в паре с планерной коробкой передач, что в те годы казалось высшим достижением технической мысли.
Кто и когда создал первый автомобиль?
На самом деле, как и в ситуации с большинством изобретений человечества, сложно ответить, кто именно является создателем первого автомобиля. Было много разработок, многие ученые умы изобретали что-то похожее на авто. Разработки велись параллельно. Кто-то был более предприимчивым и заявил о себе, как о изобретателе авто, а кто-то смирился с самозахватом славы.
Да и что именно называть автомобилем? Использовать современное определение? Учитывать ли самоходные аппараты на паровом двигателе, или же нужно обязательным признаком считать наличие двигателя внутреннего сгорания в устройстве?
Наверное, на эти вопросы каждый должен ответить сам. Тем не менее, стоит углубиться в истории и проследить, каким образом общество пришло к использованию автомобилей, хотя бы самых первых, массово поставленных на поток.
История создания авто
На вопрос, кто создал первый автомобиль, ответ достаточно сложный, так как было множество разработок, ученые изобретали что-то похожее на авто. При этом некоторые пытались заявить о себе, а некоторые относились к славе чрезвычайно терпимо и просто изобретали.
Первые транспортные средства подразделялись на следующие:
О каждой разновидности поговорим подробнее чуть позже. Сейчас же немного углубимся в историю создания авто и проследим, как общество пришло к использованию таких транспортных средств.
Когда-то давно Леонтий Шамшуренков создал первый самоходный аппарат, который и считается прообразом современного авто. Это устройство способно развивать скорость около 15 км/ч и было оснащено прибором, измеряющим километраж.
Самокатная повозка Ивана Кулибина
Не обошлось здесь без известного Ивана Кулибина. Он придумал трехколесную самокатку, которая ездила по городу со скоростью 16 км/ч. Здесь были даже некоторые детали, которые применяются в современном транспорте по сей день, например, тормоз или коробка передач.
Некоторые думают, что самый первый мировой авто разработал именно инженер Карл Бенц. Но стоит признать, что он действительно внес огромный вклад в продвижение этих транспортных средств.
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.
От пара к внутреннему сгоранию
Двигатель Ленуара
Как было сказано выше, Кюньо положил начало эпохи парового транспорта, которая продолжалась весь XIX век. Такие машины были тяжелы, неповоротливы, медлительны, но продолжали развиваться и получать всё большее распространение. Для таких повозок даже начали писать отдельные правила движения:
К 1850 году агрегаты, получившие названием локомобилей, нашли себе применение в сельском хозяйстве, а затем и в армии для транспортировки тяжелых грузов. В редких случаях такие автомобили создавались для повседневных нужд, а также в качестве диковинной игрушки с малой практической пользой.
Паровые машины показали себя слишком неуклюжими и затратными, поэтому инженеры и ученые продолжали эксперименты, пока не разработали двигатель внутреннего сгорания.
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.
«Гонка вооружений»
Авторство ДВС приписывается Готтлибу Даймлеру в 1865 году, а также Карлу Бенцу в 1886 году. Однако предприимчивые немцы всего лишь своевременно запатентовали агрегат и дали ему шумную рекламу, тогда как первый опытный образец сконструировал еще в 1860 году малоизвестный французский изобретатель Этьен Ленуар.
Двигатель чрезмерно перегревался и нуждался в грамотной системе охлаждения, зато был бесшумный и достаточно мощный, чтобы немецкий инженер Отто в 1862 году установил его на свою машину. Затем будет скандал между Ленуаром, чья заслуга была позабыта, и Отто, который и сам вскоре был отодвинут назад дерзкими коллегами Даймлером и Бенцом.
Блестяще образованные Даймлер и Вильгельм Майбах работали в компании Отто, первый директором завода, второй – чертежником. Молодым людям не нравился двигатель Отто, который тот переработал с экземпляра Этьена Ленуара. У него были слабые характеристики и нестабильная работа, а потому массово устанавливать его на выпускаемые автомобили было неразумно.
Так как Отто не терпел критики и не собирался менять конструкцию, Даймлер с Майбахом начали самостоятельные изыскания. Такая дерзость не осталась безнаказанной — молодых людей уволили из компании, после чего те открыли собственную мастерскую.
Три года работы, и у изобретателей родился первый бензиновый двигатель со свечой зажигания, чуть позже – с карбюратором, а также с целой половиной лошадиной силы мощностью.
Для испытания агрегата в условиях реальной жизни был собран мотоцикл, на котором на глазах у изумленной публики прокатился сам Даймлер. Небольшое 3-километровое путешествие со скоростью 12 км/ч завершилось удачно, поэтому друзья запатентовали свое изобретение и вступили в соперничество со своим соотечественником – Карлом Бенцем.
Конкурент владел мастерскими по ремонту и производству ДВС, которые попутно он ставил на 3-колесные экипажи. Однако моторы не удовлетворяли Бенца характеристиками, и он решил создать свой. К 1885 году он испытал 1-цилиндровый 4-тактный двигатель, выдавший 2/3 лошадиных сил.
Технически все трое именитых немцев одновременно пытались запатентовать свои разработки, только в разных бюро, а потому каждый из них искренне верил, что именно он совершил революционное открытие.
Электрические автомобили
La Jamais Contente, 1899 г.
В 1828 году венгр Йедлик Аньош, который изобрёл ранний тип электрического мотора, создал миниатюрную модель автомобиля, приводимого в движение при помощи его нового двигателя. В 1834 году изобретатель первого электрического мотора постоянного тока, кузнец штата Вермонт Томас Дэвенпорт, установил свой мотор в маленькую модель машины, которой он оперировал на кольцевом электрифицированном треке.
В 1835 году голландский профессор города Гронинген Сибрандус Стрэтин и его помощник Кристофер Беккер создали небольшую электрическую машину, приводимую в движение не перезаряжаемыми первичными гальваническими элементами ( англ. ). В 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон разработал электрический локомотив, который достигал скорости 6 км/ч (4 мили/ч). В Англии в 1840 году был предоставлен патент за использование рельсовых путей в качестве проводника электрического тока и подобные американские патенты были выданы в 1847 году Лиллей и Colten.
Приблизительно в период между 1832 и 1839 годом (точный год неизвестен) гражданин Шотландии англ. Robert Anderson (inventor) изобрёл первую грубую электрическую карету, приводимую в движение неперезаряжаемыми первичными гальваническими элементами ( англ. ).
Первый серийный автомобиль и спидометр
Oldsmobile Curved Dash Runabout
Бытует мнение, что Ford Model T стал первым массовым автомобилем в мире. Но по факту это не совсем так: Model T был первым автомобилем, который производили на полноценном конвейере.
Неудивительно, что общий тираж за 1908–1927 годы превысил 16,5 миллиона, что просто невероятно по тем временам. Но все же первым автомобилем, произведенным в весьма существенном количестве, стал гораздо менее известный Oldsmobile Curved Dash, который выпускали с 1901 по 1907 годы и сделали в итоге около 19 000 экземпляров.
Была организована специфическая сборочная линия: детали и узлы перемещались на специальных тележках от одного рабочего пункта к другому. Также Oldsmobile Curved Dash стал первым автомобилем, оснащенным такой привычной для всех нас нынче вещью, как спидометр!
Даймлер и Бенц, как основатели автомобилестроения.
Время шло, а автомобили все не менялись. Можно сказать, что эволюционный процесс в этой отрасли зашел в тупик. Как вот был изобретен двигатель внутреннего сгорания и перед миром в 1885 году предстал самый первый автомобиль – трехколесник Карла Бенца. Автомобиль был достаточно незатейлив, представлял собой некое подобие изобретения Кулибина, только приводился в движение не мускульной силой, а бензиновым двигателем. Почти в то же время Готлиб Даймлер изобрел велосипед с мотором, а год спустя и «повозку» на моторной тяге.
первый автомобиль Карла Бенза
первый автомобиль Карла Бенза
первый автомобиль Карла Бенза Превью.
Первый автомобиль в мире был изобретен Карлом Бенцем в 1886 году. Он получил общественное признание и был запущен в промышленное производство. Представлял собой трехколесное средство передвижения, с двигателем на 1.7 литра, который располагался горизонтально. С задней стороны сильно выступал большой маховик. Управлялось сие средство передвижения при помощи Т-образного руля.
На этом моменте история первого автомобиля выходит на новый уровень, поскольку Бенц был первым, кто предложил покупателям готовый и годный для пользования прообраз современного автомобиля, а Даймлер раньше всех запустил в производство функциональный автомобильный двигатель.
Особенностью данного автомобиля было то, что в нем использовался двигатель с водяным охлаждением. При том двигатель и маховик располагались горизонтально. Коленвал был открытым. Посредством простого дифференциала, с помощью ремня и цепей, двигатель приводил в движение задние колеса. Главным достижением кондукторской мысли можно было считать использование впускного клапана с механическим приводом и электрического зажигания. Изначально, рабочий объем двигателя составлял всего 985 куб. см., этого недостаточно даже для разгона машины. Поэтому, первые машины, выпущенные в продажу, были оборудованы более мощными моторами с рабочим объемом 1.7 литра и двухступенчатой коробкой передач.
С годами, мощность двигателя выросла в 4 раза и составляла 2,5 л.с. Таким образом, машина Бенза развивала максимальную скорость 19 км/час, что весьма не плохо для первого автомобиля в мире. Однако Карла Бенза это не устраивало, и он всё продолжал свои поиски. И скоро его детище успешно выступило в известных тогда гонках London-to-Brighton Run, обладая средней скоростью 13 км/час. Массовый выпуск автомобиля начался лишь в 1890 году.
Через три года «Benz» выпустил первые четырехколесные автомобили. Основанные на трехколесной конструкции, в то время они казались слишком старомодными. Но, невзирая их медлительность и примитивность, они отличались простотой, доступностью, в плане технического обслуживания и ремонта, и долговечностью. Позднее появилась двухцилиндровая модификация, но, по настоянию Бенца, первоначальные технические решения в основном оставались неизменными.
На картинках — модель «Viktoria» 1893 года. Усовершенствования четырехколесного «Benz» (1892 г.) продолжалась до 1901 года. Несмотря на нетребовательность конструкции, таких машин выпустили более 2300 штук.
В 1909 году фирма столкнулась с затруднениями. Против воли Бенца, пришлось собрать группу французских инженеров, спроектировавших более совершенную модель автомобиля. Ее попытались внедрить в производство в 1903 году, но все кончилось неудачей, что заставило Карла Бенца забыть о своих амбициях: он предложил современный четырехцилиндровый рядный двигатель, который отвечал требованиям нового шасси. После запуска этой новой «гибридной» модели в производство дела фирмы медленно пошли в гору.
Первая модель Готлиба Даймлера 1886 года — попытка использования конного экипажа в качестве силового агрегата. Основные механические детали еще очень примитивны, но одноцилиндровый двигатель — прообраз современных автомобильных двигателей.
Даймлер проявил себя как более сдержанный и терпеливый конструктор. В отличие от Бенца, он не рвался вперед. Сделав ставку на стационарные двигатели, он вместе со своим соратником Вильгельмом Майбахом в 1889 году создал свой первый функциональный автомобиль «Daimler» и запустил его в производство в 1895 году. Так же, одновременно с автомобилями, компания лицензировала собственные двигатели, для закладывания фундаменты под выпуск новейший, невиданных ранее моделей, такие как французские «Panhard» и «Peugeot».
В 1889 появился первый в истории автомобиль способный развить скорость более 80 км/час. Его начинкой послужил четырехцилиндровый двигатель мощностью 24 л.с. и прочие технические новинки. Сей автомобиль был очень тяжелый, громоздкий, неуправляемый, а самое главное – небезопасный. В связи с чем дальнейшая политика фирмы была направлена на то, чтобы сделать автомобиль более легким по весу и более управляемым. Вскоре нашлось много людей, желающий иметь такой автомобиль.
В итоге родилась широко известная ныне модель, названная в честь его дочери, Мерседес. Она вышла в свет в самом конце 1900 года и стала, по мнению историков, прототипом современного автомобиля.
Mercedes
На картинках — первый «Mercedes» (декабрь 1890 г.) — прообраз современного автомобиля с простейшим кузовом, предназначавшимся для участия в автомобильных гонках. Вместо него мог быть установлен четырехместный «прогулочный» кузов. На снимке хорошо виден рычаг переключения передач.
Модель «Mercedes» 35 л.с. соединяла в себе: переключение передач, сотовый радиатор и зажигание от магнита низкого напряжения — от прежних моделей Даймлера — и технические новшества — низко расположенную легкую штампованную раму и механический привод впускных клапанов (хотя от этой новинки впоследствии пришлось отказаться). В купе, эти технические решения дали жизнь автомобилю, который отличался от своих предшественников более надежной эксплуатацией и был необыкновенно послушен для водителя. Тормозные системы стали гораздо надежнее, а о качестве самой машины говорили во всем мире.
На тот момент произошло самое интересное, все модели «Daimler» переименовали в «Mersedes».
Mercedes-Simplex 1904
На картинках – одна из моделей фирмы «Daimler» – «Mercedes-Simplex» 1904 года, обладающая отличным четырехцилиндровым двигателем на 5.3 литра с боковыми клапанами. Даже сегодня модель не выглядит старомодной.
Первый автомобиль, работающий на бензине
Самый первый мировой аппарат, работающий на бензиновом двигателе, был создан в 1883 году. Его создателем стал Готлиб Даймлер. Через несколько лет инженер Карл Бенц разработал самый первый автомобиль на трех колесах, оснащенный бензиновым двигателем, он и стал прототипом современных транспортных средств.
Только Карл Бенц выполнил все четыре условия, поэтому стал полноправным обладателем звания конструктора первого в мире автомобиля. Эти условия были следующими:
Первый автомобиль с боковыми подушками безопасности. Volvo 850
Volvo 850 — первый в мире серийный автомобиль с боковыми подушками безопасности.Volvo 850 — первый в мире серийный автомобиль с боковыми подушками безопасности.
Пионером в области применения боковых подушек безопасности выступила компания Volvo. В 1995-м шведы начали оснащать этим ноу-хау седаны и универсалы Volvo 850. Да-да! Уже тогда компания из Гетеборга ставила безопасность во главу угла, попутно делая ее частью своего имиджа. Неудивительно, что шведам принадлежит еще одно новаторство в области пассивной безопасности: в 2012 году Volvo V40 стал первым серийным автомобилем с подушкой безопасности для пешехода.
Подушка безопасности для пешеходов
«Пешеходная» подушка безопасности раскрывается при наезде на человека на скоростях от 20 до 50 км/ч. Эйрбэг раскрывается после того, как факт удара фиксирует один из семи датчиков.«Пешеходная» подушка безопасности раскрывается при наезде на человека на скоростях от 20 до 50 км/ч. Эйрбэг раскрывается после того, как факт удара фиксирует один из семи датчиков.
Kia Sportage первого поколения
Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.
Если бы до подготовки этого материала меня попросили назвать автомобиль, удостоенный этого звания, я бы назвал Mercedes-Benz S-Class в 221 кузове или что-то из современной линейки Тойоты. Однако правильный ответ заставил удивиться по-настоящему. Причем даже дважды. Первым в мире серийным автомобилем с коленной подушкой является… Kia Sportage. Причем речь идет о кроссовере самого первого поколения, выпускаемого с 1993 года. Так что на сегодняшний день это единственный в мире автомобиль, оснащенный тремя подушками безопасности.
Первый автомобиль с кондиционером
Заканчиваем сегодняшнюю подборку, вспоминая первый серийный легковой автомобиль с кондиционером. Им оказался Packard 12 Sedan, дебютировавший на мотор-шоу в Чикаго в 1939-м. Впрочем, на тот момент кондиционер в автомобиле оказался скорее дорогой игрушкой (около 300 долларов — тогда как за 1000 долларов можно было купить автомобиль), поскольку не отличался эффективностью и требовал особого внимания.
Для охлаждения салона требовалось остановить Packard, открыть капот и вручную установить ремень на шкив системы кондиционирования. Кроме того, компоненты системы кондиционирования отнимали у автомобиля около трети багажника. Более-менее массовыми автомобильные кондиционеры стали лишь в 1950-е годы, а настоящий бум пришелся на 1970-е и 1980-е годы.