История автомобилестроения

К. Бенц соединил двигатель внутреннего сгорания с конным экипажем. При этом решил массу технических проблем. К ним относились рулевое управление, обеспечение холостого хода, изменение скорости движения, образование горючей смеси, пуск двигателя, его охлаждение на ходу, тормозное устройство. Все было решено с разной степенью совершенства, но в комплексе, и представляло собой, если так можно выразиться, инженерный ансамбль. В конструкции каждой детали опытный глаз находил свою логику, которая в умах инженеров-практиков, тоже задумывавшихся над комплексным решением тех же проблем, исключала альтернативное решение. Конструкция немецкого инженера показалась канонической не только Н.А. Яковлеву и П.А. Фрезе, но и американцам Р. Олдсу и Г. Ноксу, французам Э. Деляхэ и Ж. Ришару, немцу Ф. Лутцманну, шведу Г. Эрикссону, швейцарцу Л. Поппу. Все приняли общую концепцию К. Бенца: компоновку, схему трансмиссии, систему охлаждения.

Но многие технические  решения немецкий изобретатель защитил  патентами. И тут каждый фабрикант  вынужден был искать собственные  пути. Так произошло с Н.А. Яковлевым и П.А. Фрезе.

Экипажная часть первого  русского автомобиля по конструкции  следовала традициям легких конных колясок. Колеса с деревянными ободьями и сплошными резиновыми шинами вращались  не на шариковых подшипниках, а на бронзовых втулках. Их опорная поверхность  должна была быть большой и отсюда массивные ступицы.

Рессорная подвеска неразрезных  осей тогда отличалась очень большим  разнообразием конструкций, нередко  довольно сложных. Простейшая конструкция  для легких открытых экипажей (на 2–4 человека) – на четырех продольных полуэллиптических рессорах. Большое  число листов со значительным трением  между листами (своего рода фрикционный  гаситель колебаний) позволяло обходиться без амортизаторов.

На легких экипажах часто  не было рамы. Передняя и задняя балки  шарнирно соединялись двумя продольными  тягами, образуя, как говорили тогда, «ход». Кузов же с каркасом из деревянных гнутых брусьев представлял собой  самостоятельную несущую систему, которая соединялась с «ходом»  через рессоры. Колеса, оснащенные сплошными  резиновыми шинами, плохо поглощали  дорожные толчки, особенно при езде по булыжным мостовым. Поэтому колеса приходилось делать как можно  большего диаметра (1200–1500 мм).

В конных экипажах поворот  осуществлялся передними колесами. Оглобли соединялись с наружными  частями ступиц, а сама ось с  колесами поворачивалась на вертлюге относительно кузова. При этом передние колеса заходили под так называемый «гусь» (передок кузова), а их приходилось  делать диаметром меньше, чем задние, чтобы «гусь» и расположенные  над ним козлы не были очень  высокими.

Но в конце XIX века некоторые  экипажные мастера начали устанавливать  передние колеса на поворотных шкворнях. А поскольку на поворотах колеса катились по дугам разных радиусов, то пришлось изобрести специальные  механизмы, известные как система  Аккермана или трапеция Жанто (по имени своих создателей).

Этим принципам следовали  многие экипажные мастера, их же придерживался  и П.А. Фрезе при разработке шасси первого русского автомобиля. Он внимательно изучил патент К. Бенца, выданный ему в 1893 г., и нашел собственное решение.

Он поместил рессоры подвески передних колес рядом с колесами, как у задних, не поворачивающихся колес. Передние рессоры поворачивались вместе с колесами относительно шкворней, причем шкворни П.А. Фрезе предусмотрел не только в балке передней оси, но и в расположенной над ней поперечине, жестко связанной с каркасом кузова. На ней же крепилась рулевая трапеция, высоко поднятая над дорогой и таким образом не подверженная ударам о возможные препятствия.

Для сравнительно легкой (320 кг) коляски П.А. Фрезе выбрал деревянные колеса полагая, что булыжная мостовая требует более прочной их конструкции. Колеса велосипедного типа были бы проще, но в Петербурге тогда еще не существовало велосипедных фабрик, где можно было бы заказать колеса. Фирмы же «Дукс» и «Лейтнер» находились достаточно далеко: в Москве и Риге.

Естественно, что колеса оснащались сплошными резиновыми шинами, так как петербургская фирма  «Треугольник» обратилась к производству пневматических шин лишь в 1898 г., два года спустя после экспериментов французского фабриканта Мишлена.

Что касается двигателя и  трансмиссии, то Е.А. Яковлев пошел по пути К. Бенца. Однако он исправил некоторые его ошибки и сделал двигатель более легким. Во всяком случае масса машины, построенной им вместе с П.А. Фрезе, оказалась такой же, как у малой модели «Вело» К. Бенца, выпуск которой начался в 1894 г. Важно также отметить, что немецкий и русский автомобили имели почти одинаковую колесную базу и сходную конструкцию. Но русский автомобиль был шире по колее, оснащался более тяжелыми деревянными колесами (на немецком – велосипедного типа) и комплектовался складным кожаным верхом. Это означало увеличение массы на 50–70 кг по сравнению с конструкцией К. Бенца.

По-видимому, Е.А. Яковлев существенно облегчил двигатель и трансмиссию, в частности выполнил собственно двигатель меньших, чем у К. Бенца, размеров. Моторы «Бенца», устанавливаемые на модель «Вело» при рабочем объеме 1045 см, развивали мощность 1,5 л.с. при частоте вращения коленчатого вала 450 мин, а с 1896 г. – 2,75 л.с. при частоте вращения 600 мин. У Е.А. Яковлева эта мощность составляла 2 л.с.

Е.А. Яковлев, так же как и немецкий изобретатель, снабдил свой двигатель испарительной системой охлаждения. При работе двигателя во да постоянно кипела, пар поступал в конденсатор, где охлаждался и конденсировался в воду. Но часть воды испарялась. Любопытно, что Т. фон Либих, в 1894 г. совершивший на автомобиле «Бенц-Виктория» с аналогичной системой охлаждения пробег из Райхенберга в Мангейм и обратно, расходовал на 100 км пути 21 л бензина и 150 л воды.

Запас воды (около 30 л) у Е.А. Яковлева размещался в двух боковых латунных баках. Сам же конденсатор в виде горизонтального длинного цилиндра размещался за спинкой сиденья. По примеру К. Бенца Е.А. Яковлев изготовил и испарительный карбюратор. На снимках машины видна его нижняя часть со сливным краником. Этот карбюратор напоминал вертикальный цилиндрический бачок диаметром около 200 мм. Он подогревался отработавшими газами, бензин испарялся, насыщая парами проходивший через бачок воздух. Состав рабочей смеси мог быть изменен в смесителе, где она при необходимости обеднялась добавочным воздухом. Для регулирования ее состава служил поворотный рычажок, выведенный под сиденье водителя. Количественной регулировки смеси, поступающей в цилиндр, не было, как и опережения зажигания. Электрическое зажигание осуществлялось от батареи и индукционной катушки с электромагнитным прерывателем (разновидность катушки Румкорфа).

Указанные особенности конструкции  не позволяли регулировать частоту  вращения двигателя применительно  к нагрузке на него и по пути предопределяли его работу как бы в стационарном режиме. Управлять его работой  можно было, либо сильно обогащая смесь, либо создавая пропуски в подаче тока на свечу. Такие действия были необходимы при переключении передач.

Автомобили К. Бенца, Е.А. Яковлева и П.А. фрезе располагали сходной по конструкции трансмиссией, принципиальная схема которой была заимствована от станков. Она состояла из двух ремней (у К. Бенца – кожаных, у Е.А. Яковлева – из прорезиненной ткани), работавших на ступенчатых шкивах. Каждый соответствовал низшей и высшей передачам и каждый имел холостой ход. Передвижением ремней и тем самым переключением передач управляли с помощью двух рычажков на вертикальных осях, расположенных справа и слева от рулевой колонки. Пробуксовка ремней при переключении заменяла действие механизма сцепления.

Для передачи крутящего момента  на ведущие колеса служили две  цепи. Их связывал промежуточный вал  с закрепленными на нем шкивами. Но вал этот был сделан разрезным  и его полувалы связывал дифференциал.

Максимальная скорость первого  русского автомобиля составляла 20 верст  в час. Рациональное сочетание собственных  и заимствованных технических решений  говорит о творческом подходе  Е.А. Яковлева и П.А. фрезе к созданию своего «безлошадного экипажа». При этом следует отметить, что появление в Петербурге первого автомобиля «Бенц» (четырехместного модели «Виктория») не могло ничего добавить к тем знаниям, которыми располагали изобретатели после посещения чикагской выставки в 1893 г. Петербургский торговец Э. Зеленый весной 1895 г. заказал автомобиль фирме «Бенц». Автомобиль под №218 прибыл в столицу 1 (14) августа 1895 г., и его приобрел архитектор А.К. Жиргалев, который совершил свой первый выезд 9 (22) августа 1896 г. на Марсово поле. Вполне очевидно, что эту громоздкую четырехместную машину (она весила 864 кг) модели «Виктория» копировать не имело смысла.

После демонстрации первого  русского автомобиля в Нижнем Новгороде  его следы теряются, хотя реклама  его продолжалась. После смерти Е.А. Яковлева в 1898 г. П.А. Фрезе нашел поставщика деталей в лице французской фирмы «ДеДион-Бутон».

К 100 летнему юбилею группа энтузиастов из Реставрационных мастерских комплекса Влахернское-Кузьминки при поддержке газеты «Авто-ревю» построило действующую копию автомобиля Е.А. Яковлева и П.А. Фрезе в натуральную величину. Она оснащена двигателем, конструкция которого выполнена по образцу силового агрегата «Бенц-Вело». Создание копии заняло шесть месяцев кропотливого труда. Большой вклад в изготовление машины внесли Л.Н. Железняков, Е.С. Бабурин, Н.И. Жук и другие известные у нас реставраторы старинных автомобилей. Автомобиль с успехом экспонировался на международных автомобильных выставках в Москве и Санкт-Петербурге. Тем самым общественность России благодаря юбилею еще раз вспомнила об истории создания первого отечественного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и достижениях российского автомобилестроения.

Вслед за петербургскими изобретателями производство автомобилей (сначала  мелкосерийное, а позднее крупносерийное) развернули заводы «Фрезе», «Аксай», «Дукс», «Лесснер», «Пузырев», Русско-Балтийский, АМО, ЯАЗ, «Спартак». В годы первых пятилеток был совершен качественный технологический скачок, когда заводы ЗИС, ГАЗ, КИМ перешли на массовое производство автомобилей.

Выход нашего автомобилестроения на новый технический уровень  с созданием инфраструктуры смежных  производств состоялся в 70–80 годы, когда начали работать новые и  кардинально реконструированные заводы ВАЗ, Иж-маш, КамАЗ, ЗИЛ, ГАЗ. Несмотря на экономические трудности последних лет, автомобилестроение России удерживает производство на достаточно высоком уровне. В 1995 г. было выпущено свыше одного миллиона автобусов, легковых и грузовых автомобилей. Если вести отсчет от автомобиля Е.А. Яковлева и П.А. Фрезе, то за 100 лет заводами России и Украины только легковых автомобилей изготовлено свыше 23 млн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За сто лет, прошедшие  со дня создания первого в России автомобиля с бензиновым двигателем (а этому событию и посвящен этот трехтомный труд), стана обрела достаточно мощное автомобилестроение. Правда, что оно еще не задает тон в мировой автомобильной  моде, имеет свои немалые недостатки, но это сбалансированная отрасль  индустрии, тесно связанная с  другими разновидностями производства. Она имеет свои НИИ, свою инфраструктуру (пусть не всегда соответствующие  уровню развития отрасли), свои индустриальные связи и свои рынки.

Каждый из нас должен знать  историю нашего автомобилестроения, его трудности и успехи. И должен осознавать, что автомобилестроение 0 одна их профилирующих отраслей индустрии. Ее процветание, ее коммерческий успех  в той или иной мере определяют благосостояние каждого из нас. Этот тезис не выдуман автором, он опирается  на опыт американских, японских, европейских  специалистов, определяющих судьбы своих  автомобильных заводов. И, кажется, нет ни одной страны в мире, граждане которой негативно относились бы к своей автомобильной промышленности.

Чтобы оценить, насколько  автомобилизиро-вана Россия, обратимся к статистике. В год, когда мы отмечали столетие российского автомобиля, а точнее, на последний день этого года, наша страна располагала парком легковых машин в 15 814 988 единиц. Россия имела 4 193 763 грузовых и специализированных машин и 628 101 автобус. Если перевести эти цифры на более доступный язык процентов, то доля легковых машин составит 76,6 %, грузовиков - 20 %, автобусов - 3,4 %. Любопытно, что автомобили с передними ведущими мостами, составляют всего 11 % от общего количества машин в стране. Это очень малая доля, несравнимая сих допей в европейских странах. Роль джипов в парке легковых машин еле заметна, их едва набирается 9 %, хотя в сельских районах у нас проживает около четверти населения страны.

Среди легковых автомобилей  преобладают машины ВАЗ - 43,7 %. За ними идут "москвичи" АЗЛК и "Ижмаша" -19 % и автомобили ЗАЗ - 9,6 %. Сколь велико количество легковых автомобилей в других странах мира и какое место среди них занимает Россия? Вот данные об их парке (в тысячах штук) на период 1995-1996 гг.

1. США - 147171

2. Япония - 42679

3. Германия - 29850

4. Италия - 29850

5. Франиция - 25100

6. Англия и сев.ирландия - 24307

7. Россия - 15815

8. Испания - 14212

9. Канада - 13000

10. Бразилия - 12399

В десятку этих стран не попала Южная Корея, где лишь 4 334 тысячи легковых машин, несмотря на колоссальные масштабы их производства. Россия, конечно  же, не может похвастать насыщенностью  автомобилями. Если в США на тысячу жителей приходится 562 автомобиля, то у нас - чуть меньше сотни. С одной  стороны, это грустный факт, но с  другой - свидетельство того, что  у России большая свобода для  дальнейшего развития.

Их сказанного следует  единственный вывод -Вы, читатель, живете в стране со столетней историей собственного автомобильного производства, в стране, которая входит в десятку автомобильных держав мира, в стране, которая имеет хорошие шансы в автомобилизации.