Введение. Человек очень быстро осознал, что его собственной силы (мощности) не хватает для выполнения очень многих задач

Человек очень быстро осознал, что его собственной силы (мощности) не хватает для выполнения очень многих задач, стоящих на его жизненном пути. Поэтому человечество стало использовать различные природные источники энергии, прежде всего, энергию ветра, энергию движущейся воды или энергию домашних животных. Всадник всегда передвигался быстрее пешего, а на повозке, запряжённой домашним животным, удавалось перевозить тяжёлые грузы на значительные, для того времени, расстояния.

Паровой двигатель был первой машиной, давшей человечеству механическую энергию, прямо не зависящую от природы. Паровой двигатель резко ускорил развитие промышленности, и именно он стал катализатором машинной революции, и что очень важно, он позволил создать надёжную транспортную систему, систему железных дорог. Железнодорожный транспорт позволил перевозить на большие расстояния большие объёмы грузов, с необходимой экономической целесообразностью, позволившей ускорить развитие промышленности. По железной дороге перевозились не только грузы, но и большое количество пассажиров, с необходимыми условиями комфорта.

Естественно пытливые умы изобретателей пытались применить паровые двигатели на самодвижущихся экипажах, предназначенных для движения по простым дорогам. Но этому мешал один из врождённых недостатков парового двигателя, который был менее заметен на железных дорогах, а, именно, большой вес, как самого двигателя, так и воды с топливом, которые необходимо было возить для обеспечения работы двигателя.

С появлением паровой машины (2-я половина 18 в.) создание самодвижущихся повозок быстро продвинулось вперёд. В 1769—70 во Франции Ж. Кюньо построил первый паровой автомобиль, предназначенный для перевозки пушек.

Рис. 1.1 Автомобиль Кюньо

Техническое совершенство паровых машин быстро прогрессировало, мощней и надежнее становились стационарные паровые машины (двигатели), мощней, легче и, можно сказать, красивей становились паровозы, но паровой двигатель имел врождённые недостатки.

Паровая машина имела очень низкой коэффициент полезного действия 3% - 10%. То есть непосредственно в необходимую механическою энергию преобразовывалась только небольшая часть тепловой энергии сгоревшего топлива. Кроме этого, паровой двигатель имел большой вес, и для его работы требовалось большое количество воды и топлива, которые, в свою очередь, то же имели большой вес. Это особенно затрудняло применение парового двигателя на автомобиле, хотя на других транспортных средствах, где вес силовой установки не был решающим фактором (железная дорога и пароходы), паровой двигатель использовался очень широко до середины 20-го века.

В 1886 году произошел поистине переломный момент в истории автомобилестроения. Немецкий инженер Карл Бенц получил патент на свое изобретение - самодвижущийся экипаж с бензиновым мотором. Этот год и считается годом создания первого автомобиля в мире. Карл Бенц выполнил все 4 условия, что бы стать полноправным обладателем звания " создатель первого в мире автомобиля". Вот эти условия:

· разработка конструкции автомобиля

· оформление патента

· постройка образца и испытания его на публике

· организация производства

Благодаря всем этим условиям, Бенц официально считается изобретателем автомобиля. Творение Бенца представляло собой трехколесный самодвижущийся экипаж, рассчитанный на двух человек и оборудованный четырехтактным бензиновым мотором с водяным охлаждением

Рис. 1.2 Автомобиль Бенца

Примерно в это же время другой немецкий изобретатель Готлиб Даймлер также сконструировал экипаж с бензиновым мотором. Его двигатель был более совершенным, его компоновка практически не изменилась до сих пор (впрыск в цилиндр бензино-воздушной смеси, воспламенение ее от электрической искры, размещение коленчатого вала и цилиндра в одном блоке). Двигатель Даймлера сочетал в себе достижения металлургии, химии (топливо), электротехники того времени. Готлиб Даймлер заслуженно считается «отцом» автомобильного двигателя.

В 1897 году немецкий инженер Рудольф Дизель спроектировал и изготовил ДВС с самовоспламенением топлива в цилиндре двигателя. Двигатели Дизеля начали широко применяться только в тридцатые годы 20 века, когда развитие техники и технологии позволили создать топливный насос высокого давления (ТНВД).

В СССР дизельный двигатель был установлен на танк Т-34, которой считается лучшим танком Второй мировой войны.

И Даймлер, и Дизель при проектировании своих двигателей использовали разработки немецкого инженера Николауса Августа Отто. Именно он создал теорию 4-х тактного двигателя и построил действующую модель, однако его двигатель был громоздкий и использоваться мог только как стационарный.

Двигатели, у которых в качестве топливо используется бензин с зажиганием смеси от электрической искры, называют двигателями Отто, а двигатели с само-воспламенением – дизелями.

Рис. 1.3. Четырехтактный двигатель Отто

Первые двигатели и Даймлера и Дизеля были одноцилиндровыми, малой мощности. В дальнейшем, для увеличения мощности стали делать многоцилиндровые двигатели, с расположением цилиндров или в ряд (рядные) или V-образно.

С 1901 г. начался выпуск автомобилей с классической компоновкой: двигатель расположен впереди, передние колеса управляемые, задние - ведущие. Автомобиль в современном понимании мог появиться только благодаря созданию малогабаритного мощного двигателя внутреннего сгорания. Производство первых автомобилей было кустарным. Каждая деталь изготавливалась одним работником от начала до конца. Сборка узлов и самого автомобиля также производилась одним или несколькими работниками. Поэтому автомобиль получался очень трудоемким и, соответственно, дорогим.

Массовый выпуск при такой организации производства был ограничен. Владельцами автомобилей были только состоятельные люди. Для массового выпуска автомобилей необходимо было снизить трудоемкость изготовления всех деталей и узлов, поэтому в США Генри Форд (знаменитый конструктор и промышленник) в 1914 г. построил завод с поточным производством. Каждая операция детали производилась на отдельных станках различными работниками. Сборка узлов и автомобиля в целом производилась на конвейере, где каждый рабочий выполнял отдельные операции, после чего конвейер перемещался, позволяя производить последующие операции другим работникам.

Производительность труда при поточном производстве и конвейерной сборке увеличивалась в десятки раз, что позволяло увеличивать выпуск и снижать стоимость автомобиля. Автомобиль становился доступен не только богатым, но и людям со средним достатком.

Появление надежных мощных компактных двигателей вызвало рост авиации. В то же время совершенствование конструкций автомобилей и двигателей ставило новые задачи перед металлургией, химией, электротехникой, станкостроением. Другими словами, бурный рост автостроения ускорял развитие этих отраслей производства.

Производство автомобилей в России началось в 1908 г. со сборки машин на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. Было выпущено примерно 800 машин, т.ч. и грузовые. В 1916 г. состоялась закладка завода Автомобильного Московского Общества (АМО), где с 1917 г. по 1919 г. собирались автомобили Ф-15 по итальянской лицензии. С 1919 г. по 1923 г. завод выполнял в основном ремонт автомобилей. 1 ноября 1924 г. был собран первый советский грузовик АМО-Ф-15. Именно 1924 год считается годом начала развития отечественного автомобилестроения. В развитии отечественной автомобильной промышленности можно выделить
несколько основных этапов:

Рис. 1.4. Первый советский грузовик

1 этап: 1924—1930 гг. — мелкосерийное производство автомобилей на заводе АМО (в настоящее время АМО ЗИЛ).
В 1925 г. начал выпуск грузовых автомобилей Ярославский автомобильный завод.
В 1930 г. пущен в строй Московский завод малолитражных автомобилей, принято решение о строительстве в Нижнем Новгороде автомобильного завода мощностью 100 тыс. автомобилей в год.
2 этап: 1931—1946 гг. — основными задачами стали создание материальной базы для массового производства автомобилей и обеспечение заводов высококвалифицированными кадрами.
В 1931 г. начата реконструкция завода АМО для массового
производства грузовиков конвейерным способом.
В 1932 г. построен Горьковский автомобильный завод, начался серийный выпуск грузовиков ГАЗ-АА. В этот период начал выпуск большегрузных автомобилей Ярославский автомобильный завод, Московский завод малолитражных автомобилей освоил производство легковых автомобилей КИМ-10. В середине 30-х годов СССР занимало первое место в Европе и второе в мире по выпуску грузовых транспортных средств.
В 1944 г. построен завод на Урале, начат выпуск грузовых автомобилей ЗИС-5В. 3 этап: 1947—1958 гг. — разработаны и поставлены на производство автомобили новых конструкций: грузовые большой грузоподъемности, тягачи, автомобили-самосвалы, специализированные (пожарные, санитарные и др.). Вступили в строй новые автомобильные и автобусные заводы в городах Минск, Павлово, Кутаиси, Кременчуг и Львов. Расширился типаж грузовых и легковых автомобилей и автобусов.
4 этап: 1959—1965 гг. — увеличивается число выпускаемых автомобилей, повышается их качество. Происходит специализация и кооперирование заводов по выпуску автомобилей. Так, Ярославский автомобильный завод (ныне ЯМЗ) становится заводом по выпуску дизелей, а производство автомобилей передается на новый завод в г. Кременчуг. Производство карьерных самосвалов грузоподъемностью выше 25 т, изготовляемых на Минском автомобильном заводе, передано Белорусскому автомобильному заводу в г. Жодино.
5 этап: 1966—1970 гг. — реконструкция и техническое перевооружение заводов ГАЗ, ЗИЛ, АЗЛК, МАЗ, БелАЗ и др. Вступили в строй Ижевский автомобильный завод по производству автомобилей «Москвич»-408 и Волжский автомобильный завод в г. Тольятти.
6 этап: 1971—1980 гг. — интенсивное развитие автомобилестроения. В 1975 г.
было выпущено 1 964 000 автомобилей. 16 марта 1976 г. в г. Набережные
Челны был выпушен первый автомобиль КамАЗ-5320. В декабре 1976 г.
автомобильная промышленность СССР преодолела двухмиллионный рубеж,
выпустив 2 025 000 автомобилей за год. Переход на новые экономические отношения затормозил развитие отечественного автомобилестроения.