История создания самодвижущихся машин кратко
Обновлено: 05.07.2024
Под высоким, потемневшим от времени куполом парижского "Хранилища искусств и ремесел" стоят ветераны автомобильного транспорта. Среди них - самая первая в мире самодвижущаяся повозка - паровая телега Кюньо.
Кюньо не изобретал двигателя (на телеге был установлен двигатель, напоминающий известную машину Ползунова), а сосредоточил внимание на главном - спроектировать самодвижущуюся повозку, используя все достижения тогдашней техники.
Рулевое управление. Перед изобретателем был лишь один образец - конная повозка, у которой передняя ось поворачивается на шкворне. Кюньо заменил два колеса одним: поворачивать его на месте легче. Телега стала трехколесной. Потом Кюньо добавил цепной привод от рукоятки управления к колесу.
Размышляя над передачей усилия от двигателя к колесам, Кюньо снова обратился к экипажной практике: лошадь находится впереди и тянет за переднюю ось. Значит, двигатель следует поставить в носовой части телеги. Но шток паровой машины должен перемещаться в плоскости, параллельной плоскости колеса! И Кюньо смонтировал весь двигатель на колесе, и двигатель, как лошадь в упряжке, отклонялся при поворотах влево и вправо.
Начались пробные поездки с грузом до трех тонн. Не беда, что телегу мог обогнать любой пешеход и приходилось останавливаться каждую четверть часа для добавки топлива. Ужасались и ликовали парижане. Кюньо и его помощник-кочегар в поте лица вращали рукоятку управления. Однажды, когда они не успели повернуть колесо, телега врезалась в стену арсенала и пробила ее как таран; котел сорвался с подрамника, упал и взорвался "с грохотом на весь Париж" (так писали в газетах).
В первой четверти прошлого века наступила эпоха английских паровых омнибусов, еще более громоздких, чем телега Кюньо, но работоспособных. Они соревновались с конными дилижансами. Двигатель находился сзади или внизу и вращал задние колеса, а также передвигал "ноги", которые, по замыслу конструкторов, должны были помогать колесам. Для управления служила особая третья ось на поворотном рычаге как руль у лодки. Обеспокоенные конкуренцией, хозяева дилижансов добились, чтобы парламент принял закон "О дорожных локомотивах". Закон гласил, что перед каждым паровиком должен идти человек с красным флагом для предупреждения прохожих и проезжих о близкой опасности. Тем самым сводился на нет главный козырь омнибусов - скорость. Они исчезли с английских дорог, но возродились во Франции. Двигатели их оснастили керосиновыми горелками. Отпала нужда в запасе угля и разогреве. Машины стали легче и мощнее.
Французский инженер Леон Серполле сконструировал змеевиковый котел. Запас воды уменьшился, змеевик быстро разогревался, непрерывно образовывалось необходимое для работы машины небольшое количество пара; не было его скопления, которое приводило к взрывам котлов прежних повозок.
На одной из своих машин Серполле выиграл три раза подряд кубок Ротшильда в Ницце, установил в 1902 году мировой рекорд скорости 120 км/час, а через год - 144 км/час (в 1905 году американец Мариотт превысил 200 км/час опять-таки на паровом автомобиле).
В 80-х годах прошлого века появились автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Их главными преимуществами был малый вес и быстрый запуск. Они сразу стали победителями гонок и пробегов.
Но совершенствование паровых автомобилей продолжалось, и не без успеха. Последние модели паровиков поразительно бесшумны, долговечны, просты в управлении, быстро запускаются, не загрязняют воздух (см. ТМ, 1968, № 4). Лишь в одном они далеко отстают от бензиновых, и разрыв этот все увеличивается. На единицу их мощности приходится вдвое-втрое больший вес. Не случайно отступили паровозы перед дизельными и электрическими локомотивами.
Паровая машина сыграла важную роль в автомобильной технике. С ее помощью была доказана собственно возможность механического передвижения. На паровых автомобилях были опробованы и усовершенствованы механизмы будущего автомобиля - рулевая трапеция, дифференциал, тормоза. Соревнование с паровыми автомобилями способствовало быстрому развитию бензиновых. Остался от паровиков и такой след: слово "шофер" по-французски означает "кочегар", и зовут водителя так до сего дня, хотя уже давно нет у автомобиля топки. Но серьезных перспектив у парового автомобиля пока нет. Есть у него только некоторые шансы конкурировать с дизельными и газотурбинными большегрузными автомобилями.
Паровая телега Кюньо. Франция. 1769 г.
1. Паровая телега Кюньо. Франция. 1769 г. Грузоподъемность 3 т. 2 цил., 2 л.с., 4 км/час.
Паровой омнибус Гюрнея. Англия, 1824 г.
2. Паровой омнибус Гюрнея. Англия, 1824 г. 16 мест, 1 цил., около 10 л.с., 12 км/час.
Паровой автомобиль Де-Дион-Бутон, один из победителей в гонке Париж - Руан. Франция, 1894 г.
3. Паровой автомобиль Де-Дион-Бутон, один из победителей в гонке Париж - Руан. Франция, 1894 г., 4 места (с полуприцепом), 2 цил., 4 л.с., 24 км/час.
Рекордный паровой автомобиль Серполле. Франция, 1902 г.
4. Рекордный паровой автомобиль Серполле. Франция, 1902 г., 4 цил., 40 л.с., 120 км/час.
Рекордный паровой автомобиль Стенлея. США, 1960 г.
5. Рекордный паровой автомобиль Стенлея. США, 1960 г., 2 цил., 250 л.с., 204 км/час.
Паровой автомобиль братьев Уильямс. США, 2 места, 4 цил., 43 л.с., 130 км/час.
6. Паровой автомобиль братьев Уильямс. США, 2 места, 4 цил., 43 л.с., 130 км/час. Как и другие современные паровые автомобили, машина внешне отличается от обычных только тем, что из выхлопной трубы идет пар, а не газы, но ее подкапотное пространство и багажник до отказа заполнены агрегатами паросиловой установки.
В 1893-1894 годах на улицах Парижа можно было встретить автомобили ряда фирм, копировавших свои конструкции у Даймлера и Бенца.
Котёл Серполе представлял собою длинную металлическую спираль, омываемую пламенем горелки, и являлся, таким образом, прототипом современного прямоточного котла. Вторым пришёл к финишу автомобиль Пежо с мотором Даймлера.
Джеймс Уатт (James Watt, 1736-1819) - шотландский инженер, изобретатель-механик. Усовершенствовал паровую машину Ньюкомена (Томас Ньюкомен, англ. Thomas Newcomen; 1663-1729), которая использовалась для откачки воды в шахтах. Изобрёл универсальную паровую машину двойного действия. Работы Уатта положили начало промышленной революции в мире. Его именем названа единица мощности - Ватт.
Николя-Жозеф Кюньо (Куньо) (Nicolas-Joseph Cugnot, 1725-1804) - французский инженер. В 1769-70 построил паровую повозку, которую предполагал использовать для перевозки орудий (с 1800 хранится в Музее искусств и ремёсел в Париже).
Слово "автомобиль" означает "самодвижущаяся повозка". Первые изобретения самодвижущихся повозок, оснащенных паровыми двигателями относятся к концу 17 века.
Монах-иезуит Фердинандо Фербиста из Бельгии построил (1672г.) действующую модель-игрушку самодвижущейся повозки. Его модель имела 60 см в длину и приводилась в движение паровым двигателем. Эта конструкция была затем описана в сочинении "Астрономия Европы".
Еще в начале 18 века И. Ньютон спроектировал, а кузнец Т. Ньюкомен воплотил в жизнь "паровую телегу", которая, вследствие своей громоздкости и чрезвычайной прожорливости топлива, не смогла выйти за рамки рудничных дворов, где топливо было дешево и имелось в неограниченных количествах.
Например, работоспособный безрельсовый паровоз изобрел, построил и продемонстрировал Ричард Тревитик в 1797-м году. Ещё одну паровую повозку он построил в 1801-м.
Но ещё раньше, в 1769-м году свою паровую повозку изобрел французский офицер Никола Кюно. Собственно, пытались и до него, но фишка была в том, что котлы были настолько тяжелыми, что мощности парового двигателя не хватало, чтобы сдвинуть с места самого себя. Кюно первому удалось сделать это. Его телега выглядела вот так:
Паровой автомобиль Никола Кюно
К слову, назвал Кюно свою шайтан-машину не как-нибудь, а автомобилем.
Паровая землечарпалка Эванса
Вот так она выглядела в полном снаряжении:
Самым первым автомобилем в натуральную величину стал тягач с паровым двигателем, созданный в 1769 году Николасом Жозефом Куньо в Парижском арсенале для перевозки орудий. Машина двигалась со скоростью 3,6 км/час. Второй тягач, более крупный, был построен в мае 1771 года. Он сохранился до наших дней и сейчас находится в Музее произведений искусства и предметов быта в Париже.
Американец Оливер Эванс в 1804 году изобрел автомобиль-амфибию.
7 досужих заблуждений о паровой тяге
1. Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания.
В 1801 году по улицам Камборна покатился четырёхколёсный экипаж, способный с относительным комфортом и небыстро перевозить восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем, а топливом служил уголь. Созданием паровых транспортных средств занялись с энтузиазмом, и уже в 20-х годах XIX века пассажирские паровые омнибусы перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/час, а средний межремонтный пробег достиг 2,5–3 тыс. км.
Теперь сопоставим эти сведения с другими. В том же 1801 году француз Филипп Лебон получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работавшего на светильном газе. Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.
Итак, автомобильные паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания — практически ровесники. КПД паровой машины той конструкции и в те годы составлял около 10%. КПД двигателя Ленуара был всего 4%. Только через 22 года, к 1882-му, Август Отто усовершенствовал его настолько, что КПД теперь уже бензинового двигателя достиг… аж 15%.
2. Паровая тяга — всего лишь краткий миг в истории прогресса.
Начавшись в 1801 году, история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет.
Фирма Stanley производила до 1927-го примерно 1 тыс. паровых автомобилей в год. В Англии паровые грузовики успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проиграли лишь по причине введения властями налога на тяжёлый грузовой транспорт и снижения тарифов на импорт жидких нефтепродуктов из США.
Стоимость изготовления парового двигателя во все времена была ниже стоимости карбюраторного и дизельного моторов той же мощности. Расход жидкого топлива в новых паровых двигателях, работающих в замкнутом цикле на перегретом (сухом) пару и оснащённых современными системами смазки, качественными подшипниками и электронными системами регулирования рабочего цикла, составляет всего 40% от прежнего.
5. Паровой автомобиль слишком нетороплив.
Это не так. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/час — принадлежит паровому автомобилю братьев Стэнли. В те годы автомобили на бензиновых моторах так быстро ездить не умели.
В 1985-м на паровом автомобиле разъезжали со скоростью 234,33 км/час. А в 2009 году группа британских инженеров сконструировала паротурбинный болид Inspiration с паровым приводом мощностью 360 л. с., который был способен перемещаться с рекордной средней скоростью в заезде — 241,7 км/час.
Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили Абнера Добля (США) некрасивы. Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.
7. Паровой двигатель капризен.
Это неправда. Он конструктивно значительно проще двигателя внутреннего сгорания, что само по себе означает большую надёжность и неприхотливость. Ресурс паровых моторов составляет многие десятки тысяч часов непрерывной работы, что не свойственно другим типам двигателей. Однако этим дело не ограничивается. В силу принципов работы паровой двигатель не теряет эффективности при понижении атмосферного давления. Именно по этой причине транспортные средства на паровой тяге исключительно хорошо подходят для использования в высокогорье, на тяжёлых горных перевалах.
Интересно отметить и ещё одно полезное свойство парового двигателя, которым он, кстати, схож с электромотором постоянного тока. Снижение частоты вращения вала (например, при возрастании нагрузки) вызывает рост крутящего момента. В силу этого свойства автомобилям с паровыми моторами принципиально не нужны коробки передач — сами по себе весьма сложные и порой капризные механизмы.
Когда-то, на старте, ДВС стремительно обогнал паровую машину по нескольким важным параметрам. Экономичность, компактность, быстрый запуск заставили автомобилистов мириться с дороговизной горючего. Чтобы уменьшить шумность пришлось разработать изощренные системы глушения. Крайне невыгодные тяговые характеристики ДВС обернулись применением дорогих и тяжелых коробок передач и трансмиссий. И тем не менее…
Последний (к сожалению) паромобиль американской фирмы “Добл”, выпущенный в 30-х гг. прошлого века, обладал удивительными характеристиками. Плавно поворачивая дроссельный клапан, водитель мог так мягко регулировать скорость, что пассажиры не замечали ускорения и торможения. Но можно было ускорить автомобиль настолько резко, что рвались шины. Тот же диапазон регулирования скорости полностью сохранялся и на заднем ходу. Причем лишь прикосновения к педалям было достаточно для переключения с полного переднего на полный задний.
Такие поразительные свойства паромобиля получаются автоматически, как следствие чрезвычайно выгодных тяговых характеристик паровой машины, способной на малых оборотах создавать большой крутящий момент на колесах.
И хотя паровик пока по-прежнему остается на задворках технического прогресса, именно эти качества возбуждают растущий интерес и просто поклонников, и изобретателей. Свидетельство тому — появление новых патентов в области паровой техники. Сообщается, например, о разработке американского изобретателя Вильямса. На его паромобиле нет ни сцепления, ни коробки передач, ни стартера. Простого поворота клапана достаточно, чтобы за 10 с. ускорить экипаж до 100 км/ч. Мощность парового двигателя 230 л.с. при 4800 об/мин. Максимальная скорость 280 км/ч. Всего 50 л воды хватает на 1500 км пробега.
История создания самодвижущихся автомобилей намного богаче, чем может показаться. Успешные проекты появились уже в середине 1980-х, самым перспективным из которых был созданный в Университете Карнеги-Меллон ALVINN, сообщает The Verge.
Может показаться, что самоуправляемые автомобили появились совсем недавно, но их разработкой занимаются уже по крайней мере 30 лет. Исследования в Институте робототехники при Университете Карнеги-Меллон начались в 1984 году, а производством первого самоуправляемого автомобиля занялись уже в 1986. Его назвали ALVINN — аббревиатура автономного наземного автомобиля с нейронной сетью.
История создания проекта и интересные архивные видео всплыли благодаря Twitter-переписке руководителя открытого проекта самоуправляемого автомобиля на Udacity Оливера Кэмерона и пионера индустрии Дина Померле. Именно Померле руководил разработкой автономных машин в Университете Карнеги-Меллон.
Вычислительные мощности ALVINN составляли всего 10% от возможностей современных Apple Watch, а его процессор был сравним по размеру с холодильником и питался от 5000-ваттного генератора. В 1989 году авто под управлением ALVINN самостоятельно перемещалось по университетскому городку, а начале 1990-х — уже мог двигаться со скоростью 110 км/ч.
К слову, один из студентов Померле Крис Урмсон долгое время руководил проектом по созданию автономных машин от Google.
Автономный автомобиль проехал из Вашингтона в Сан Диего за 7 дней, важность которых для истории развития автономных автомобилей сложно переоценить. Дорожный журнал поездки по-прежнему доступен для прочтения.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
История первого автомобиля
Автомобиль - (от греч. autos - сам и латин. mobilis - подвижной - легко двигающийся), транспортная безрельсовая машина главным образом на колесном ходу, приводимая в движение собственным двигателем (внутреннего сгорания, электрическим или паровым)
Первый автомобиль с паровым двигателем В 1769г. Французский военный инженер Кюньо построил первую самодвижущуюся телегу с паровым двигателем. Он соединил три огромных колеса. Двигателем служила паровая машина без топки. Под котлом разводили костер и грели воду. Двигаться могла не более 15мин. со скоростью до 4 км/ч и перевозить до 3 т. груза. Предназначалась для передвижения артиллерийских орудий.
В 1791 г. русский изобретатель Иван Кулибин построил повозку-самокатку, в которой он применил маховое колесо, тормоз, коробку скоростей и подшипники качения. Повозка приводилась в движение человеком, нажимавшим на педали.
В 19 веке идея парового автомобиля захватила человечество и на свет стало появляться множество различных паромобилей. Среди самых удачных считается почтовая карета на паровой тяге англичанина Тревитика (1803г.), пассажирский паромобиль Ханкока (1822г.) и французский паровой омнибус (1873г.).
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.
Benz Patent Motorwagen – первый автомобиль с бензиновым двигателем.
Именно с этого момента человечество вошло в эпоху тотального автомобилестроения. Вскоре машины заполнят улицы США, Европы и Российской империи, но они еще долго будут считаться скорее роскошью, чем средством передвижения.
Спасибо за внимание!
Краткое описание документа:
Эта презентация познакомит учащихся с историей создания автомобиля. Где и когда появились первые паровые, бензиновые, дизельные автомобили. Узнают об изобретателе Иване Кулибине. Он построил повозку-самокатку, в которой применил маховое колесо, тормоз, коробку скоростей и подшипники качения. Повозка приводилась в движение человеком, нажимавшим на педали.
Читайте также: