История развития автотранспортных средств. Часть 1. Легковые автомобили

О. Н. Морозова, В. А. Морозов, Н. А. Поляков

История развития автотранспортных средств. Ч. 1. Легковые автомобили

Монография

© Морозова О. Н., Морозов В. А., Поляков Н. А., 2015

© Южный федеральный университет, 2015

Введение

Кузов автомобиля предназначен для размещения водителя, пассажиров и различных грузов, а также для защиты их от внешних воздействий, в том числе от ветра, низких температур, дождя, снега и т. д. Кузов является важнейшей конструктивной, материалоёмкой и дорогостоящей частью автомобиля, и он наиболее быстро изменяется при реализации новых технологий и под воздействием моды.

Первые автомобили были очень похожи на трёхколесные велосипеды с усиленной рамой или конные экипажи. Это связано с новизной автомобиля. По этой причине наиболее простым и дешёвым способом было установить компактный двигатель на давно известную и хорошо отработанную конструкцию велосипеда или конного экипажа. Естественно, первые автомобили были построены в единственном экземпляре или, в лучшем случае, мелкими сериями и не были приспособлены для массового производства.

Системы кузовов легковых автомобилей прошли значительный путь развития и усложнения, начиная от простых сидений и обивки, нескольких грубых приборов, ацетиленовых ламп для освещения пути и обозначения автомобиля в темное время суток. Такие простейшие кузова обеспечивали самый минимум удобств для пассажиров и водителя. В некоторых ранних конструкциях автомобилей не было даже пола: только сидячие места для перевозимых людей, сворачивающаяся матерчатая крыша и небольшая защитная передняя переборка.

К началу двадцатого века среди двигательных установок автомобилей стали превалировать бензиновые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Эти двигатели оказались даже в то время более легкими при одинаковой мощности с паровыми и электрическими. В силу несовершенства аккумуляторов электрические двигательные установки отличались значительным весом и малым запасом хода. Несмотря на определенный прогресс даже в двадцать первом веке эти недостатки не удалось преодолеть.

При дальнейшем развитии конструкции автомобиля наиболее удачным в то время оказалось размещение бензинового ДВС в его передней части. Здесь радиатор охлаждения двигателя лучше всего обдувался потоком внешнего воздуха, а узкое пространство между колесными нишами передних управляемых колес оказалось удобным для продольного размещения двигателя. Все это определило классическую схему конструкции автомобиля, когда двигатель располагается впереди вдоль кузова, передние колеса управляемые, а задние – ведущие. Эта схема широко применяется до сих пор. В дальнейшем были апробированы и получили распространение другие компоновки, отличающиеся от классической.

Конструкции автомобилей и его кузовов, последовательно развиваясь, приобрели современные черты к началу шестидесятых годов двадцатого века. Вместе с тем, история развития автомобилей и их кузовов весьма поучительна, что определяет актуальность исследования, проведенного в данной работе. Объектом исследования в монографии являются конструкции транспортных средств, а предметом – конструкции и технологии изготовления кузовов легковых автомобилей и их дизайн. В связи с этим авторами была поставлена цель, заключающаяся в анализе технологии изготовления и направлений развития конструкции легковых автомобилей от момента зарождения и до начала шестидесятых годов двадцатого века.

Для достижения поставленной цели в работе авторами:

– анализируются конструкции и технологии изготовления первых автомобилей;

– рассматриваются особенности конструкции массовых автомобилей двадцатых годов двадцатого века;

– раскрывается связь конструкций автомобилей и их кузовов с достигнутым в соответствующее время уровнем технологии производства в машиностроении;

– анализируются тенденции и направления развития автомобильного дизайна до шестидесятых годов двадцатого века, когда автомобиль в основном получил современные черты.

Глава 1. Технологии и развитие конструкций кузовов легковых автомобилей до шестидесятых годов XX века

Форма автомобиля зависит от компоновки и конструкции, от применяемых материалов и технологии изготовления кузова. В свою очередь, возникновение новой формы заставляет искать новые технологические приёмы и новые материалы. На развитие формы автомобиля воздействуют социально-экономические факторы и, в силу особого качества автомобиля – его «престижности», мода.

1.1. Период становления конструкции легкового автомобиля

Первые автомобили появились в XIX веке в нескольких странах. Они были построены или в единственном экземпляре или мелкими сериями и отличались разнообразием конструкций. Это было связано с новизной автомобиля и с применением на них разнообразных двигателей, а именно, паровых, электрических и бензиновых.

Первые автомобили были очень похожи на трёхколёсные велосипеды или конные экипажи (рис. 1.1). Родилась новая функция, но не было прототипов – не было ясно, как должно выглядеть новое транспортное средство. Поэтому наиболее простым и дешёвым способом было приспособить двигатель внутреннего сгорания или любой другой к давно известной и хорошо отработанной в производстве конной повозке или к усиленной конструкции большого трехколесного велосипеда, получившего определённое распространение в конце девятнадцатого века. Новое содержание получило привычную старую форму, см. рис. 1.1.

Автомобили первых десятилетий XX века за границей принято называть «эдвардианскими» («Edwardian»), в честь эпохи английского короля Эдуарда VII (правил с 1901 по 1910), которую принято продлевать до конца Первой мировой войны (1918).

Рис. 1.1. Один из первых автомобилей К. Бенца

К началу XX века уже был накоплен определённый опыт в проектировании и изготовлении «безлошадных экипажей». Форма автомобиля начинает постепенно отходить от своего прототипа – конного экипажа, появляются сугубо автомобильные приёмы компоновки (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Автомобили начала XX века

Так, двигатель стали помещать не под сиденьем, а в передней части. Это обеспечило лучшее охлаждение, облегчило управление двигателем, упростило доступ к нему – что было весьма большим преимуществом, так как в те годы бензиновые двигатели требовали обслуживания каждые несколько сотен километров. От пассажирского салона моторный отсек стали отгораживать противопожарной перегородкой. Радиатор разместился впереди двигателя – для наилучшего обдува встречным потоком воздуха; ведущие колёса – исключительно задние, что выгодно для улучшения тяговых качеств автомобиля, так как на них приходилась большая часть нагрузки.

С конструктивной точки зрения, такая компоновочная схема оказалась вполне рациональной: совершенствуясь, она сохранилась до наших дней и получила название «классическая компоновка».

Двигатель, трансмиссия, ходовая часть крепились теперь к лонжеронной раме, состоящей из двух продольных балок – лонжеронов, соединённых между собой несколькими поперечинами – траверсами. Всё это вместе называлось «шасси». Шасси могло передвигаться и существовать без кузова. Кузов устанавливался на шасси как отдельный и независимый агрегат. Это позволяло на базе единого шасси создавать самые различные модификации пассажирских и даже грузовых автомобилей, что отвечало возможностям автомобильного производства того времени. Два варианта кузовов на едином шасси представлены на рис. 1.3 и 1.4.