Автомобіл та ль (від авто ... і лат. mobilis - рухомий), засіб безрейкового транспорту з власним двигуном.
Історична довідка. Ще в середні століття були відомі спроби створення возів, які повинні були пересуватися силою вітру або мускульною силою сидять в них людей. Досить досконалу для свого часу машину (1 752) створив російський механік-самоучка селянин Леонтій Шамшуренков. Його «самобеглая коляска» приводилася в рух силою двох чоловік. У 1784-91 над варіантами трьох- і чотириколісного «самокатки» працював російський винахідник І. П. Кулібін. У його «самокатку» (рис. 1) були вперше застосовані такі елементи А., як коробка передач, рульовий механізм, гальма, роликові підшипники. З появою парової машини (2-я половина 18 ст.) Створення саморушних возів швидко просунулася вперед. У 1769-70 у Франції Ж. Кюньо (рис. 2), а через кілька років в Англії У. Мердок і Р. Тревитик побудували парові А. Деяке поширення парові А. отримали в 19 ст., Наприклад парові автомобілі Г. Герні і У. Ханкока (Англія), А. Болле, А. де Діона і Л. Серполле (Франція). У 30-х рр. 19 в. були спроби встановити регулярні пасажирські рейси парових А. Багато цікавих проектів застосування парових А. було в Росії. Винахідник і підприємець В. Гур'єв запропонував (1837) створити мережу дерев'яних (торцевих) доріг, по яких могли б регулярно здійснювати рейси парові А.-тягачі з колісними причепами (возами) влітку і санними - взимку. В кінці 19 ст. проводилися досліди зі створення електричних А. з живленням від акумуляторної батареї; вони знайшли деяке поширення. Російський інженер І. В. Романов розробив (1899) оригінальну конструкцію електричного візника і електробуса (рис. 3). Великий вплив на розвиток конструкції А. мали винаходи диференціала (1828, О. Пеккер, Франція), пневматичної шини (1845, Р. Томпсон, Англія), передніх керованих коліс на цапфах (1816, Г. Лангеншпергер, Німеччина), незалежної підвіски коліс (1878, А. Болле, Франція) та ін.
Широке застосування А. як транспортного засобу розпочинається з появою швидкохідного двигуна внутрішнього згоряння . Е. Ленуар (Франція) в 1862 зробив спробу установки на А. свого газового двигуна, яка успіху не мала. У 1885 Г. Даймлер (Німеччина) побудував мотоцикл з бензиновим двигуном, а в 1886 його співвітчизник К. Бенц узяв патент на триколісний А. з таким же двигуном потужністю 0,75 л. с. Наступні роки з'явилися початком промислового виробництва А. У 1890-і рр. з'явилися перші А. «Панар-Левассор» і «Де Діон-Бутон" (Франція), в 1892 побудував свій перший автомобіль Генрі Форд (США) і почав їх промислове виробництво в 1903 (рис. 4). Один з перших російських А. «Руссо-Балт» (1908) показаний на рис. 5. Перший радянський А. - АМО-Ф15 був випущений в 1924 (рис. 6). У 1932 в СРСР почалося масове виробництво А. ГАЗ-А (рис. 7). Див. Автомобільна промисловість . Про розвиток конструкцій А. див. В статтях Вантажний автомобіль , Легковий автомобіль .
З 1894 регулярно влаштовуються автомобільні гонки, які зіграли велику роль у розвитку конструкції А. і їх поширенні. Якщо в першій гонці середня швидкість була 24 км / год, то вже через 5 років вона досягла 70 км / год; в 1904 вона склала 100 км / год і в 1907 - 114 км / ч. Абсолютний світовий рекорд швидкості склав (1968) 966,753 км / ч на А. з газотурбінним і 658,667 км / год з поршневим двигуном.
Класифікація А. За призначенням А. розділяються на транспортні, спеціальні та гоночні. Транспортні А. служать для перевезення вантажів і пасажирів. Спеціальні А. мають постійно змонтоване обладнання або установки і застосовуються для різних цілей (пожежні і комунальні А., автолавки, автокрани і т. П.). Гоночні А. призначаються для спортивних змагань, в тому числі для встановлення рекордів швидкості (рекордно-гоночні А.).
Транспортні А. у свою чергу діляться на легкові, вантажні та автобуси. Легкові автомобілі мають місткість від 2 до 8 осіб. Вони випускаються з закритими (седан і лімузин), відкритими (фаетон) і відкриваються (кабріолет) кузовами. Вантажні автомобілі обладнані кузовом для перевезення вантажу, вантажопідйомність їх від 0,25 до 100 т. Вантажні А. без кузова або з невеликим кузовом, призначеним для баласту, пристосовані для буксирування причіпних систем, називаються А.-тягачами , Вони бувають сідельні (для напівпричепів) і буксирні (для причепів). А. або А.-тягач разом з причіпної системою (причіп, напівпричіп, причіп-розпуск, причіп-ваговоз) утворюють автомобільний поїзд . автобуси , Що мають кузов місткістю більше 8 чол., Підрозділяються на міські, приміські, міжміські (туристські), місцевого сполучення та ін.
По прохідності А. поділяються на дорожні, позашляхові (кар'єрні) і А. підвищеної і високої прохідності. Дорожні призначені для експлуатації по загальній мережі автомобільних доріг. Позашляхові, мають збільшені габаритні розміри і осьові навантаження, можуть використовуватися тільки на спеціальних дорогах, наприклад в кар'єрах. А. підвищеної і високої прохідності розраховані на роботу в важких дорожніх умовах і по бездоріжжю. Основний вид таких А. - колісні повнопривідні (т. Е. Мають привід до всіх коліс). Крім колісних, розрізняють ще такі А. високої прохідності: колісно-гусеничні із змінними гусеничними рушіями або колесами; напівгусеничні, що мають одночасно гусеничні рушії і колеса; снігоходи з рушіями у вигляді широких гусениць або шнеків; А. на Пневмокатки; амфібії - колісні А. з водонепроникним кузовом і додатковим рушієм у вигляді гребного гвинта; А. на повітряній подушці, що приводяться в рух тяговим повітряним гвинтом або реакцією спрямовується тому струменя повітря від компресора; крокуючі А., що пересуваються за допомогою переміщаються лиж. Прохідність звичайних дорожніх А. може бути істотно поліпшена установкою на їх задні провідні колеса арочних шин з дуже широким профілем і високими грунтозацепами.
Конструкція А. Автомобіль складається з двигуна, трансмісії, ходової частини, механізмів управління, електрообладнання, кузова для перевезення пасажирів або вантажів і кабіни (у вантажних А.).
Залежно від роду двигуна розрізняють: парові А. (поширення не мають); бензинові А. - з двигуном внутрішнього згоряння, що працюють на автомобільному бензині (більшість легкових А. і вантажних А, малої та середньої вантажопідйомності); дизельні А. - з двигуном внутрішнього згоряння, що працюють на дизельному паливі (переважно вантажні А. великої вантажопідйомності і багатомісні автобуси); газобалонні автомобілі - з газовим двигуном внутрішнього згоряння, що працюють на стиснених або зріджених горючих газах, запас яких знаходиться у встановлених на А. балонах (поширені тільки в районах з дешевим газовим паливом); газогенераторні автомобілі - з двигуном внутрішнього згоряння, що працюють на газі, що отримується з твердого палива (деревних чурок, вугілля, торфу та різних брикетів) в газогенераторі, встановленому на А. (отримали масове застосування в роки Великої Вітчизняної війни внаслідок дефіциту рідких палив); газотурбінні автомобілі - з газовою турбіною (поки поширення не отримали, але перспективні для застосування в якості важких і позашляхових вантажних А. і швидкісних міжміських автобусів); електричні А. - з двигуном, що працює від акумуляторних батарей (через малу запасу ходу і великої ваги поки використовуються в невеликій кількості, головним чином як вантажні А. малої вантажопідйомності для роботи в містах, перспективні як легкові і вантажні А. після промислового освоєння акумуляторів великої ємності при малій вазі). Див. також Автомобільний двигун .
Трансмісія (силова передача) передає крутний момент від двигуна до рушія А. (колесам, гусеницях і ін.). Трансмісія може бути: механічної, електромеханічної та гідромеханічної. Найбільш поширена механічна трансмісія (рис. 8), яка зазвичай складається з зчеплення - муфти, що дає можливість короткочасно роз'єднати і плавно з'єднати двигун і подальші механізми трансмісії; коробки передач - шестерінчастого ступеневої редуктора, що дозволяє змінювати в широких межах обертаючий момент на ведучих колесах (тягову силу) і здійснювати задній хід; карданної передачі - валів з шарнірами, що передають крутний момент від коробки передач до головної передачі при змінюються кутах між їх валами; головної передачі - шестерінчастого редуктора, постійно підвищує крутний момент, що передається від коробки передач до провідних коліс; диференціала - механізму, що розподіляє крутний момент від головної передачі між провідними колесами, завдяки чому вони обертаються на поворотах і нерівностях дороги з різними кутовими швидкостями; піввісь, передають обертаючий момент на ведучі колеса. Головні передачі, що виконувалися раніше у вигляді пари конічних шестерень з прямими зубами (у вантажних А. у вигляді двох пар - циліндричної та конічної), роблять зі спіральними зубами або з гіпоїдним зачепленням. При поперечному розташуванні двигуна головні передачі виконуються у вигляді циліндричних передач. На деяких А. високої прохідності або великої вантажопідйомності застосовують рознесені головні передачі у вигляді центрального конічного редуктора і бортових (колісних) редукторів (пари циліндричних шестерень із зовнішнім або внутрішнім зачепленням, планетарного редуктора).
Найбільш перспективні безступінчаті передачі, які значно полегшують керування, покращують комфортабельність їзди і прохідність А. Ці передачі часто називають автоматичними трансмісіями, оскільки в них передавальне число змінюється автоматично за допомогою апаратури автоматичного управління коробкою передач або спільної дії трансформатора моменту і апаратури автоматичного управління. Широко поширені гідромеханічні (гідротрансформатор і ступінчаста механічна коробка передач), гидрооб'емниє (гідронасос і гідромотори) і електромеханічні (генератор, електродвигуни і механічні редуктори) трансмісії. Гідромеханічну передачу найчастіше застосовують для легкових А. високого класу і великих міських автобусів, електромеханічні - для особливо важких вантажних А. Див. гідродинамічна передача .
Ходова частина А. складається з рами, підвіски, осей (мостів) і коліс. Рама А. служить для установки кузова, кабіни, двигуна, коробки передач і інших механізмів і вузлів. У більшості легкових А. і автобусів раму замінює кузов, який в цьому випадку представляє собою міцну і жорстку несучу систему. Підвіска А. виконує пружний зв'язок рами або несучого кузова з осями (мостами). За допомогою підвіски здійснюється передача сил, що діють на колеса, рамі (кузову), пом'якшуються динамічні навантаження, коливанням надається бажаний характер, що забезпечує необхідну плавність ходу і стійкість А. при русі. Довгий час на А. застосовувалася підвіска у вигляді листових ресор, потім як пружний елемент стали використовувати також кручені пружини, торсіони, пневматичні або гідропневматичні елементи. Для швидкого гасіння коливань в систему підвіски вводяться амортизатори (зазвичай гідравлічні важелі і телескопічні), а для зменшення крену на поворотах - стабілізатори поперечної стійкості. Широко поширена незалежна підвіска коліс (рис. 9), при якій кожне колесо підвішене до рами окремо, так що зміна положення одного з них не викликає переміщення іншого.
На більшості А. застосовують дискові колеса, що складаються з прикріплюватися до встановленої на осі маточини диска і обода з камерної або безкамерної пневматичної шиною (див. шина автомобільна), а для важких вантажних А. і великих автобусів - також бездискові колеса з ободом, що кріпиться безпосередньо до маточини.
Механізми управління А. включають рульове управління і гальмівну систему. Рульове управління (рис. 10) служить для зміни напряму руху А., що здійснюється поворотом передніх коліс разом з цапфами, на яких вони встановлені, за допомогою рульового механізму (черв'ячна, гвинтова, кривошипна або рейкова передачі), пов'язаного валом з рульовим колесом (штурвалом ) і системою приводу з цапфами передніх коліс. Для полегшення управління А. в рульовій привід вводяться гідравлічні, пневматичні або гідропневматичні підсилювачі. В СРСР і інших країнах, де прийнято правосторонній рух, застосовують ліве рульове управління, і навпаки. Це покращує оглядовість дороги, що особливо важливо при обгоні. Рульове управління має забезпечувати чітку повороткість А. без бічного ковзання керованих коліс на повороті при мінімальному зусиллі на рульовому колесі, а також стабілізацію коліс при прямолінійному русі. Легкість керування створюється за необхідне передавальним числом рульового механізму і рульового приводу (силове передавальне число знаходиться в межах 100-300), причому передавальне число рульового механізму часто буває змінним. Рульовий привід здійснює одночасний поворот керованих коліс на різні кути з коченням їх без бічного ковзання. Стабілізація керованих коліс, т. Е. Їх здатність зберігати положення, займане при прямолінійному русі, і автоматично повертатися в це положення, коли рульове колесо буде відпущено, досягається поперечним і поздовжнім нахилом шворнів поворотних цапф коліс. Для підвищення маневреності А., особливо підвищеної прохідності, роблять керованими всі колеса (2-вісні А.) або колеса двох передніх осей (4-вісні А.). Для цієї ж мети виконують поворотними колеса причепів-розпусків або напівпричепів у автопоїздів. Гальмівна система служить для уповільнення руху і повної зупинки (робочий ножні гальма), а також для утримання А. на місці (стоянка ручне гальмо). Робочий гальмо діє на всі колеса А. На кожному колесі встановлюють барабанний або дисковий гальмівний механізм, дія якого здійснюється гідравлічним, пневматичним або пневмогидравлическим приводом. У гальмівних механізмах гальмівні колодки з фрикційними накладками під час гальмування притискаються до колісному гальмівного барабана або диска. Гідравлічний привід (рис. 11), який часто буває забезпечений вакуумним або пневматичним підсилювачем, застосовується на легкових А. і вантажних А. малої вантажопідйомності, на інших А. встановлюється переважно пневматичний привід, який одержує стиснене повітря від компресора, що приводиться в дію двигуном А. гальмо стоянки діє звичайно тільки на провідні колеса (безпосередньо або через трансмісію).
Для підвищення надійності гальм застосовують роздільний привід від однієї педалі на передні і задні колеса або дубльований привід на задні колеса. На великих автобусах і важких вантажних А. все більше використовують додаткові гальма-сповільнювачі , В яких часто гальмівний момент створюється двигуном при перекритому випускному трубопроводі і припиненні подачі палива. Застосовуються також гальма-сповільнювачі з незалежним від двигуна електричним або гідравлічним гальмуючим пристроєм, що діє на трансмісію А.
Електрообладнання А. складається з джерел струму (акумуляторної батареї і встановленого на двигуні генератора) і декількох груп споживачів, воно необхідне для роботи системи запалювання і пуску двигуна, а також для приладів зовнішнього і внутрішнього освітлення, світлової та звукової сигналізації А. Система зовнішнього освітлення і сигналізації включає: зовнішнє головне освітлення, здійснюване фарами з ближнім і дальнім світлом (світло-технічні параметри фар підбираються так, щоб забезпечити видимість дороги вперед на 100-150 м при русі з великими швидкостями і безпечний роз'їзд на порівняно вузькій дорозі без засліплення водіїв зустрічних А.); білі або жовті ліхтарі (підфарники), що позначають спереду габарити А. при його русі в темний час доби з вимкненими фарами по добре освітлених вулицях і дорогах; задні (червоні) ліхтарі, що позначають габарити А. ззаду; покажчики поворотів (ліхтарі з миготливими вогнями, встановлені спереду і ззаду, а іноді і з бічних сторін А.); ліхтарі світлового стоп-сигналу для сповіщення про гальмування. Крім того, можуть встановлюватися протитуманні фари, габаритні ліхтарі і відбивачі, а також спеціальні знаки, що світяться (автопоїзд, таксі і т. П.). У деяких країнах введені миготливі задні червоні ліхтарі для позначення стоїть на дорозі А.
Степень Досконалість конструкції А. оцінюється по компактності конструкції - раціональне использование габарітів и масі, что Забезпечує необхідну вантажо або пасажіромісткість А. при мінімальніх витрат матеріалів на его виготовлення; по дінамічності - інтенсівність Розгон, стійкість руху на прямій передачі, максимальна ШВИДКІСТЬ, тяга на гаку (для автопоїздів); по палівній економічності - витрати паливо на Виконання транспортну роботу (вантажні А. и автобуси) або на 1 км пробігу (легкові А.); по прохідності - геометричні Параметри шасі и кузова (дорожній Просвіт, куті звісів, радіусі поздовжньої и поперечної прохідності), тягово-зчіпні Властивості, Пітом Тиск на грунт; по зручності користування - ступінь забезпечення схоронності вантажів на шляху і легкість виконання вантажно-розвантажувальних робіт, комфортабельність перевезень пасажирів (розміри сидінь, проходів, висота підніжок, ширина дверей, м'якість підвіски, опалення, вентиляція і т. п.); по легкості управління - розмір зусиль і кількість необхідних для управління дій водія, маневреність А., легкість пуску двигуна, запас ходу і ін .; з безпеки руху - стійкість керованого руху, надійність гальмування і довжина гальмівного шляху, оглядовість дороги, ефективність освітлення і сигналізації та ін .; по пристосованості до технічного обслуговування і ремонту - періодичність і трудомісткість технічного обслуговування і ремонту, легкість доступу до агрегатів і вузлів при їх огляді, регулюванню і ремонту; по довговічності і надійності - терміни служби, міжремонтні пробіги, потреба в ремонтних роботах, стабільність робочих процесів, інтенсивність відмов, бездефектність і ін.
Удосконалення конструкції А. передбачає максимальну автоматизацію управління робочими процесами агрегатів, механізмів і систем, а також управління рухом А. Створено А., які можуть працювати по заданому маршруту без водія або при мінімальному його участі. Велика увага приділяється при конструюванні нових моделей А. підвищенню загальної надійності і відома до мінімуму необхідних операцій технічного обслуговування. У перспективних моделей відсутні вузли, що потребують регулювання, в систематичній добавці масла (застосовані антифрикційні матеріали або довговічна змащення), а рідкі масла (у двигуні, трансмісії) можуть змінюватися через тривалий період (30 - 50 тис. Км).
В СРСР створено і періодично уточнюється перспективний типаж А., в основі якого лежить повне задоволення потреб народного господарства і населення в А. різного призначення, вантажопідйомності і пасажиромісткості. Цей типаж передбачає доцільне і економічно виправдане кількість базових моделей з великим числом модифікацій на основі широкої конструктивної уніфікації агрегатів, вузлів і деталей. Т. о., Забезпечується надійна і ефективна робота А. в різних кліматичних і дорожніх умовах при мінімальних витратах на їх обслуговування і ремонт.
Літ .: Чудаков Є. А., Автомобіль, 4 видавництва., Т. 1-3, М.- Л., 1937; Автомобіль, 3 вид., М., 1951; Гольд Б. В., Фалькевич Б. С., Теорія, конструювання і розрахунок автомобіля, М., 1957; Ісаєв А. С., Від самохідної коляски до ЗІЛ-111, М., 1961; Гагарін Е. І., Леонтій Лук'янович Шамшуренков. [Винахідник], М., 1963; Литвинов А. С., Ротенберг Р. В., Фрумкін А. К., Шасі автомобіля, М., 1963; Анохін В. І., Вітчизняні автомобілі, 2 вид., М., 1964; Автомобілі. Пристрій, експлуатація і ремонт, 2 вид., М. 1965; Бухарін Н. А. [и др.], Автомобілі. Теорія робочих процесів, М.- Л., 1965; Бурков М. С., Спеціалізований рухомий склад автомобільного транспорту, М., 1966; Іларіонов В. А., Експлуатаційні властивості автомобіля, М., 1966; Бекман В. В., Гоночні автомобілі, Л., 1967; Автомобіль. Експлуатація та ремонт, М., 1968 (Енциклопедичний словник-довідник).
Л. Л. Афанасьєв.
Електробус І. В. Романова.
«Самокатку» І. П. Кулібіна.
Автомобіль. «Руссо-Балт».
Автомобіль. «Форд».
Паровий автомобіль Ж. Кюньо.
Рульове управління: 1 - рульове колесо; 2 - рульовий вал; 3 - рульовий механізм; 4 - рульова сошка; 5 - поздовжня рульова тяга; 6 - поворотна цапфа; 7 - рульової важіль; 8 - поперечна рульова тяга.
Підвіска автомобіля: а - залежна; б - незалежна.
Автомобіль. АМО-Ф15.
Трансмісія автомобіля: 1 - двигун; 2 - зчеплення; 3 - коробка передач; 4 - карданна передача; 5 - головна передача і диференціал.
Гальмівна система автомобіля ЗІЛ-110: 1 - гальмівний механізм коліс; 2 - головний гальмівний циліндр; 3 - педаль гальма; 4 - рукоятка ручного гальма.
Вантажний автомобіль ЗІЛ -130: 1 - поперечна рульова тяга; 2 - поздовжня рульова тяга; 3 - вал карданної передачі рульового управління; 4 - рульовий механізм і гідропідсилювач; 5 - радіатор системи охолодження; 6 - вентилятор системи охолодження; 7 - компресор пневматичного приводу гальм; 8 - двигун з обладнанням; 9 - рульова колонка; 10 - коробка передач; 11 - проміжний карданний вал; 12 - - проміжна опора; 13 - глушник; 14 - повітряні балони пневматичного приводу гальм; 15 - основний карданний вал; 16 - рама автомобіля; 17 - задній міст; 18 - задня ресора; 19 - додаткова ресора; 20 - паливний бак; 21 - барабан ручного гальма; 22 - акумуляторна батарея; 23 - зчеплення; 24 - передня ресора.
ГАЗ-А.