Изобретение автомобиля и становление мировой автомобильной промышленности во второй половине ХIХ - начале ХХ вв

Министерство  образования и науки Российской Федерации .

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования .

“ Владимирский государственный университет

имени Алексея  Григорьевича и Николая Григорьевича

                    Столетовых “   (ВлГУ) 
 

Кафедра автомобильного транспорта 

Доклад

по дисциплине введение в специальность

Тема : “ Изобретение автомобиля и становление мировой автомобильной промышленности во второй половине ХIХ - начале ХХ вв. “ 
 
 

Выполнил : ст. гр. АТ – 111

 Кривошеин  Д. А. 

Проверил : Овчиников В. П. 
 
 

Владимир 2011

 
В качестве научного открытия мы вправе рассматривать автомобиль как продукт многовековой эволюции технической мысли всего человечества.  
 
Анализируя технические открытия 50−60-х гг. XIX столетия, мы можем предположить, что общенаучная база, фундамент изобретения автомобиля, к этому моменту была уже создана. Начался непосредственный процесс решения задачи, приведший к появлению собственно автомобиля, тех принципиальных элементов в конструкции и функционировании машины, которые сохранились до настоящего времени. Работам над конструированием автомобиля, занявшим примерно четверть века, был присущ признак бессистемности, выразившейся в следующем: 
 
а) работы не были локализованы в каком-либо одном месте (шли параллельно во Франции, Германии, США, России);  
 
б) не поощрялись каким-либо правительством (не удалось выявить заинтересованность правительства каких-либо государств на этом этапе в научных открытиях в данной сфере); 
 
в) отсутствовало четкое представление о конечном продукте изобретения. Поэтому не удастся реконструировать процесс открытия как единое динамично развивающееся и поступательное явление. В данном случае инженеры разных стран (а в случае с Даймлером и Бенцем и одной страны), обладая малой возможностью контактирования между собой, с разной степенью успешности вели работы одинаковой направленности в одном временном отрезке.  
 
Ключевой проблемой творчества изобретателей являлась главная составляющая автомобиля - двигатель. Первоначально появился газовый двигатель. Его сконструировал француз бельгийского происхождения Этьен Ленуар в 1860 г. Двигатель Ленуара обладал мощностью 12 л.с., работая на смеси воздуха и светильного газа с зажиганием от постороннего источника и будучи простым в эксплуатации при КПД около 4 %. Впервые его использовали в лодке, затем пытались приспособить к дорожной повозке. Всего было построено порядка 500 штук двигателей Ленуара, практически все они нашли промышленное применение.  
 
Повысить КПД парового двигателя удалось в 1876 г. коммерческому служащему Николаю-Августу Отто (1832—1891) из Кельна (Германия) совместно с Евгением Лангеном (1833—1895). Отто принадлежит слава изобретателя четырехтактного двигателя. Процесс в таком двигателе совершался в течение четырех ходов поршня и соответственно двух оборотов коленчатого вала (по этому циклу работает подавляющее большинство современных автомобильных двигателей). При очевидных преимуществах принципиального устройства двигатель Отто имел существенные недостатки — тихоходность и большую массу. Для размещения всего запаса газа нужен был резервуар значительных размеров, поэтому двигатель можно было использовать только в стационарных условиях, для установки на автомобиль он был непригоден. 
Выход из данной ситуации был найден Готлибом Даймлером (1834—1900) и Карлом Бенцем (1844—1929), осуществившими переход от газового топлива к жидкому, в качестве которого использовался бензин, летучий продукт перегонки нефти.  
 
Готлиб Даймлер родился в Шорндорфе под Виттенбергом (Германия), окончил в Штутгарте Политехнический институт, два года жил в Англии и Франции, затем вернулся в Германию — в Кельн, где работал на фирме «Дейтц» сначала в должности главного конструктора, а затем главного инженера. Здесь им совместно с Вильгельмом Майбахом (1846—1929) были разработаны первые проекты бензинового двигателя. Не найдя понимания на заводе предложениям перехода от газового топлива к жидкому, Даймлер и Майбах ушли с предприятия, основав свою мастерскую. А в 1885 г. был изобретен бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его мощность равнялась половине лошадиной силы. Далее последовали работы над автомобилем. Изобретатели расположили ДВС на платформе, которую подвесили на два колеса. Поскольку аппарат на двух колесах был крайне неустойчив, то по бокам платформы пристроили еще два небольших колеса. Первую машину испытал сын Даймлера — Пауль 10 ноября 1885 г. 

 
 
Рис.1 Автомобиль Даймлера. С двигателем объемом 469 куб.см и мощностью 1.5 л.с. при 700 об. в минуту он развивал скорость 16 км в час. 
 
 
Карл Бенц родился в г. Карлсруэ. С детства проявил неординарные способности к технике: будучи учеником гимназии, карманные деньги К. Бенц зарабатывал ремонтом башенных часов. Став инженером, Бенц работал на германских машиностроительных предприятиях. Стараниями невесты, а потом жены Берты Рингер Бенцу удалось стать единоличным владельцем небольшой мастерской в Мангейме. С этого момента он посвящает все свое время работе над автомобильным двигателем. Первый бензиновый двухтактный двигатель мощностью в две л.с. был сконструирован в 1882 г. Первый автомобиль Бенца появился спустя 16 лет с момента начала работ — в 1886 г. Он двигался со скоростью 15 км/ч. К 1888 г. Бенц построил еще дае машины, причем модернизированные, за что получил Большую золотую медаль Мюнхенской промышленной выставки .

 
 
Рис.2 Автомобиль Бенца. С двигателем объемом 984 куб.см и мощностью 0.9 л.с. при 400 об. в минуту он развивал скорость 15 км в час.  
Параллельно с Даймлером и Бенцем работы над изобретением автомобиля вели еще 416 инженеров. Однако оформили свое открытие должным образом К. Бенц и Г. Даймлер, не знакомые друг с другом, но работавшие в одно и тоже время в соседних германских городах Мангейме и Бад-Канштатте (пригород Штутгарта) на расстоянии часа езды на современном автомобиле. Они оба построили действующие самодвижущиеся повозки и запатентовали свое открытие. К. Бенц — на трехколесный экипаж (трицикл) (№ 37435 от 29 января 1886 г.), Г. Даймлер — на «одноколейный» экипаж (№ 34926 от 3 апреля 1885 г. , а в 1886 г. — и на четырехколесный.  
 
«Безлошадные экипажи» К. Бенца и Г. Даймлера первоначально не были восприняты современниками. Горожан пугали хлопки от взрывов паров бензина в двигателе (его и называли «взрывным двигателем»). Даймлер имел право испытывать свои первые образцы только ночью, на загородных дорогах. Бенцу вменили в обязанность перед каждой поездкой сообщать в полицию маршрут и места остановок, для того чтобы можно было привести в готовность пожарные команды. Самодвижущиеся машины оценивались обывателями в лучшем случае как интересное научное достижение, но бесполезный в техническом отношении курьез. Официальные лица также не проявляли к автомобилям особого интереса. Тем не менее, процесс конструирования машин продолжался. На смену инженерам-одиночкам пришли конструкторы.  
В Америке основателем автомобильной промышленности становится Генри Форд (1863—1947). Создав в 1892—1893 гг. свой первый автомобиль с 4-х тактным двигателем внутреннего сгорания мощностью 4 л.с., Г.Форд в 1903 г. основал компанию «Форд мотор», ставшую в недалеком будущем крупнейшим в мире производителем автомобилей. Знаменитый американец на пути к всемирному успеху столкнулся с трудностями, аналогичными тем, что испытали Г. Даймлер и К. Бенц. Первоначально публика не воспринимала изобретение Форда. «Моя “газолиновая тележка”, - писал Г. Форд, - была первым и долгое время единственным автомобилем в Детройте. К ней относились как к общественному бедствию, так как она производила много шума и пугала лошадей. Кроме того, она стесняла уличное движение... Я стал носить при себе цепь и должен был привязывать тележку к фонарному столбу, если оставлял ее где-нибудь. Затем происходили неприятности с полицией. Почему, я, собственно, не знаю. Насколько мне известно, тогда еще не существовало никаких предписаний относительно темпа езды. Как бы то ни было, я должен был получить от администрации особое разрешение, и таким образом некоторое время пользовался привилегией быть единственным, официально утвержденным шофером Америки». 
 
Забегая вперед, заметим, что в первой четверти ХХ в. усилиями Г. Форда на автомобильных заводах Америки была введена система организации массово-поточного производства, названная впоследствии фордизм. Основой фордизма и обусловленных им новых методов организации производства и труда стал сборочный конвейер. Каждый из рабочих, размещенный вдоль конвейера, осуществлял одну операцию, состоящую из нескольких (а то и одного) трудовых движений (напр., поворот гайки ключом), для выполнения которых не требовалось практически никакой квалификации. По свидетельству Форда, для 43 % рабочих требовалась подготовка до одного дня, для 36 % — от одного дня до одной недели, для 6 % — одна-две недели, для 14 % — от одного месяца до года.  
 
Введение конвейерной сборки, наряду с некоторыми другими техническими новшествами (типизация продукции, стандартизация и унификация деталей, их взаимозаменяемость и т. п.), привело к резкому росту производительности труда и снижению себестоимости продукции.Программная речь Г. Форда 1909 г., в которой было заявлено о том, что он «намерен построить автомобиль для широкого употребления. Несмотря на то, что цена будет такая низкая, что всякий человек, получающий приличное содержание сможет приобрести себе автомобиль, чтобы наслаждаться со своей семьей отдыхом на вольном, чистом воздухе», получила реальное подтверждение. Организация выпуска знаменитой модели «Форд-Т» на конвейере позволило снизить ее цену до 1000 долларов, что позволило увеличить объемы производства до десятков тысяч, а потом миллионов машин в год. За неполных 19 лет Форд превратил автомобиль из игрушки состоятельного человека в предмет массового потребления.  
А в Европе в этот период (конец ХIХ — начала ХХ вв.) предлагает принципиально новую компоновку автомобиля (размещение силовых агрегатов спереди машины) главный конструктор фирмы “Панар-Левассор” Эмиль Левассор создает силовую передачу с карданными шарнирами. 
 
Луи Рено (основатель всемирно известной автомобильной компании “Рено”) патентует конструкцию штампованной балки задней оси и движущийся со скоростью 90 км/ч автомобиль. 
 
Винченцо Лянча создает 4-х цилиндровый мотор, мощностью 90 л.с. Фердинанд Порше проектирует и реализует проект одного из первых грузовых автомобилей Борис Луцкий и т. д. Подобных примеров развития и, что более важно, воплощения технической мысли можно привести еще множество. 
Металлургические, станкостроительные и машиностроительные предприятия были в состоянии произвести необходимые комплектующие. Еще более важным для перехода от единичного к серийному, а позже и массовому производству автомобиля явилось стремительное развитие нефтехимии. В официальной “фирменной” (1935 г.) биографии Даймлера сказано: “В 1881 г. Даймлер объездил Россию, чтобы на месте познакомиться с нефтью, ему уже тогда продукты нефти представлялись топливом для транспортного двигателя”. 
Совокупность означенных моментов промышленного развития привели к появлению в начале ХХ века в Европе множества мелких автомобильных фирм. Большинство из них жили год-два, а иногда и меньше, строили несколько машин, разорялись или меняли профиль. Автозавод начала прошлого века представлял собой гараж, а точнее, сарай, где на стапелях-козлах собирали сотни, а чаще десятки машин в год. Небольшие фабрики покупали узлы у тех, кто уже успел стать лидером новой отрасли, чьи заводы отдаленно напоминали современные, — “Де Дион-Бутон”, “Бенц”, “Даймлер”. Автомобиль начала ХХ века выглядел как тесная открытая машина на велосипедных колесах с тонкими спицами, мотором мощностью 5-10 л.с., цепной или ременной передачей. Несмотря на весьма несовершенную конструкцию, всего за 15-20 лет автомобиль прочно вошел в жизнь человечества. Воспринимаемый еще как новинка и в технике, и в образе жизни, он занял свое место в общественном сознании.  
 
Таким образом, завершая краткий экскурс в историю изобретения автомобиля, можно констатировать, что к началу первой мировой войны закончился первый этап конструирования автомобиля, привычно называемый – «изобретательский» . Его главной задачей являлась материализация идеи создания машины ,которая была успешно осуществлена, благодаря созданной к этому времени научно-технической и экономической базе. Началось единичное производство автомобилей.За изобретательским периодом наступил «инженерный» — примерно до 40-х гг. ХХ столетия. В это время были разработаны основы теории и расчета автомобиля. Стали возможны быстроходные и комфортабельные машины, их массовое производство. Третий период, «дизайнерский» , на передний план выдвинул проблемы соответствия машины запросам потребителя: удобство, безопасность пользования и технические качества.