Первый автомобиль

Прародителем автомобиля был паровой экипаж, который пустил по улицам Парижа более 150 лет тому назад (1769 г.) Николай Кюньо. Мы уже упоминали об этом в статье о первых паровозах, и вы помните, что этот экипаж тащился, делая 2¹/₂ мили в час. Этот паровой экипаж, имевший только три колеса, перевернулся на одной из улиц, из-за чего бедняга изобретатель попал в тюрьму, и дальнейшие испы­тания экипажа были воспрещены. Паровой экипаж Кюньо все же интересен, особенно теперь, когда у нас есть автомобили, почему и дается его изобра­жение на одной из иллюстраций. Посмотрите на ри­сунок: котел висит спереди, а сзади находятся два цилиндра, поршни которых вращали колесо. При мед­ленном продвижении этого экипажа прохожие могли разговаривать с едущими пассажирами. Вы видите, как кто-то из прохожих присматривается и пытается понять, почему этот экипаж движется.

 

А вот рисунок парового омни­буса для платных пассажиров, делавшей уже 12 миль в час; некоторые из паровых экипажей имели и боль­шую скорость, один из них проходил 30 миль в час и вез шестнадцать пассажиров. Но все это кончилось когда правительство издало строгий закон, чтобы подобного рода повозки не смели в городах ездить быстрее четырех миль в час. Разве стоило бы при­обретать автомобиль теперь, если бы этот закон все еще был в силе; но его отменили лишь в 1896 г. До этого времени, при всяком моторном экипаже должен был находиться особый человек с красным флагом, чтобы предупреждать публику о приближении такой очень медленно передвигавшейся машины.

Хотя и сейчас еще можно видеть паровые фургоны и паровые омнибусы, но все-таки современные автомобили приво­дятся в движение бензиновым двигателем, и я думаю, вы знаете, что автомобиль движется благодаря ряду взрывов в цилиндрах двигателя.

Вспомните пороховую машину Гюйгенса, хотя она и не была прямым предком бензинового двигателя. Во всяком случае, последний не прямо произошел от нее, так как в своей машине Гюйгенс пользовался порохом только для того, чтобы произвести вакуум, толкать поршень он предоставлял атмосфере. А в бензиновом двигателе пользуются взрывом для того, чтобы про­двигать поршень вдоль цилиндра. Конечно, вы знаете, что в автомобильном двигателе мы не употребляем пороха, и что бензин получается из нефти, находимой в земле в разных частях света.

Может быть кто-нибудь скажет, что бензин не взрывается. Верно, бензин не такое взрывчатое ве­щество, как порох; он требует примеси воздуха и вместе с ним образует взрывчатую смесь.

Первые состязания моторных экипажей были произ­ведены в больших размерах летом 1895 г. На испы­тание было доставлено шестьдесят шесть машин, среди которых были и паровые, и электрические и бензиновые. Наибольшая достигнутая скорость была около 15 миль в час. Вам, привыкшим к большим скоростям, такая скорость покажется, конечно, малой.

Премий удостоились только автомобили с бензи­новым двигателем.

Теперь, узнав, как появились автомобили, вы поинтересуетесь, вероятно, узнать кое-что о сущности изобретения автомобиля. Здесь прежде всего дело за­ключается в резервуаре с бензином; бензобак обычно прикрепляют в задней части автомобиля. Везти с собой воздух, конечно, незачем, так как мы погружены в воздушный океан и его всегда достаточно при поездке, однако если мы захотим сделать автомобиль для езды по морскому дну, придется брать с собой и воздух. В двига­теле имеется небольшая камера смешения, куда по­ступает тонкими струйками бензин, он здесь испаряет­ся и смешивается с воздухом, эта камера называется впускным коллектором. В цилиндр двигателя поступает только смесь паров бензина и воздуха. Вероятно, вы знаете, что бензин подается специальным топливным насосом, далее идет в карбюратор (смесеобразователь), из которого маленькими порциями поступает через впускной коллектор в камеру сгорания двигателя. В последних моделях автомобилей капризный и ненадежный карбюратор заменен на его современную версию — инжектор, но принцип действия от этого не изменился.

Получающаяся смесь паров бензина с воздухом сама собой не взрывается. Ее можно воспламенить спичкой, но это неудобно. Для взрыва смеси обычно пользуются электрической искрой, для чего в цилиндре имеются искровые свечи, в которые мы пускаем электричество при помощи небольшой динамо-машины, называемой катушкой зажигания.

Проскакивая между контактами, зажигательная искра мгновенно вызывает взрыв смеси, и двигатель при­ходит в действие. Так как взрыв происходит мгно­венно, то при одном цилиндре двигателя машина должна бы передвигаться лишь редкими толчками взрывов, но благодаря наличию у двигателя несколь­ких цилиндров и приспособлению их так, что они дей­ствуют в разное время, а также благодаря тяжелому маховику, движение получается равномерное. Может быть, некоторые из вас никогда не видели как действует маховик. Это очень тяжелое колесо, его трудно привести в движение и трудно остановить и потому-то оно устраняет внезапные толчки.

Что же происходит в цилиндре? Взрыв заста­вляет поршень продвигаться вдоль цилиндра, а когда при следующем ходе поршень двигается об­ратно, все отработанные газы, полученные при взрыве, выталкиваются через выпускной клапан; При следующем ходе поршня в цилиндр по­ступает свежая взрыв­чатая смесь и при чет­вертом ходе поршня этот новый запас газообразной смеси сжимается. При окончании стадии сжатия появляется электриче­ская искра и происходит новый взрыв. Такой двигатель называется четырехтактным и устанавливается в большинство современных автомобилей.

Поршневые шатуны (тяги от поршня к валу) соединяются с ко­ленчатым валом двигателя, как это показано на рисунке, а этот вал сцеплен с ведущим или карданным валом, направленным к задней части автомобиля и приводящим в движение задние колеса. Но вы знаете, что мотор может продолжать работать даже тогда, когда автомо­биль стоит на месте. Это особенно удобно, если вы в городе, и вам предстоит часто останавливаться по делам. Но как же мотор работает и не двигает автомобиль? Это было бы невозможно, если бы колен­чатый вал составлял одно целое с ведущим валом; однако, между коленчатым и карданным валами устанавливают механизм сцепления в виде муфты, которая, если ее предоставить самой себе, будет вращаться вместе с коленчатым валом, но разъединится с ним, как только шофер нажмет ногой на одну педаль, называемую педалью сцепления.

Рисунок слева показывает, как при движении одного поршня вверх, соседний поршень движется вниз. Вы видите, что поршневой шток вращает коленчатый вал таким же образом, как мальчик ногами приводит в движение велосипед.

Некоторые из вас знают, что водитель не все время держит свою ногу на педали, когда автомобиль останавливается, а двигатель работает. Это потому, что двигатель не соединен накрепко с ведущим валом, а помимо сцепления еще используется специальный редуктор, который называется коробка передач, управляемый специальной рукояткой из салона автомобиля. Когда вы будете по­старше, вы узнаете все подробности механизма сцепления и  коробки передач. Теперь же вы, может быть, пожелаете узнать кое-что о клапанах, которыми пользуются для впуска смеси паров с воздухом и удаления отра­ботанных газов после взрыва.

Клапаны очень похожи на грибы, но они сделаны из твердой стали. Головка клапана закрывает и от­крывает отверстия в цилиндрах. Конечно, есть особый механизм для открытия и закрытия клапанов в требуемые моменты. Грибовидная головка клапана очень плотно входит в металлическое гнездо. Я полагаю, вам известно, что когда что-либо взрывает­ся, то при взрыве образуется значительное количество тепла. Почему же двигатель тогда не накаливается докрасна, раз взрывы повторяются? Так бы и было при длительном действии, если бы мы не охлаждали его водой; но и сама вода должна начать кипеть, если не отнимать у нее тепло. Поэтому спереди автомобиля находится радиатор, устроенный таким образом, что вода должна проходить в нем через большое число узких проходов, между которыми может циркулировать холодный воздух, охлаждаю горячую воду. Отсюда для нас ясна важность беспрерывного снабжения радиатора достаточным количеством воды, при желании совершить более или менее продолжительную поездку. За это отвечает специальный водяной насос, который автолюбители называют помпой.

Кроме небольшой катушки зажигания, посылающей элек­трический ток в искровые свечи для взрыва газообразной смеси в цилиндрах, в автомобилях имеется еще один генератор электричества гораздо большей мощности, используемый для зарядки аккумуляторов автомобилей, необходи­мых для зажигания лампочек фар, для приведения в дей­ствие гудка и для привода в действие автоматического пускателя двигателя; автоматический пускатель двигателя или стартер — это небольшой, но мощный электродви­гатель, который делает с машиной то же, что и чело­век, поворачивающий пусковую рукоятку, находящуюся спереди автомобиля — прокручивает коленчатый вал двигателя для его старта.

Мы могли бы иметь автомобили, приводимые в действие исключительно электриче­ством; но такие автомобили должны иметь очень емкие аккуму­ляторы или „запасные батареи», чтобы давать элек­трический ток, и не могут пробегать значительные расстояния без нового заряжания аккумуляторов электричеством, а потому они пригодны только для поездок по городу или по ближайшим окрестностям. Однако в последнее время появилось несколько моделей полностью электрических автомобилей, способных проехать с одной зарядки 500 и более километров!

Электрические троллейбусы, трамваи и электрические поезда могут проходить большие расстояния, но они не имеют аккумуляторов. Они получают электрический ток от подвешенной вверху проволоки или же по осо­бым рельсам.