Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
  • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
  • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

1. Впуск топлива;
2. Сжатие топлива;
3. Сгорание;
4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
2. Система смазки;
3. Система охлаждения;
4. Система подачи топлива;
5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

• Распределительный вал;
• Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
• Детали привода клапанов;
• Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

• Масляный картер (поддон);
• Насос подачи масла;
• Масляный фильтр с редукционным клапаном;
• Маслопроводы;
• Масляный щуп (индикатор уровня масла);
• Указатель давления в системе;
• Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

• Рубашка охлаждения двигателя;
• Насос (помпа);
• Термостат;
• Радиатор;
• Вентилятор;
• Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

• Топливный бак;
• Датчик уровня топлива;
• Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
• Топливные трубопроводы;
• Впускной коллектор;
• Воздушные патрубки;
• Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

• Выпускной коллектор;
• Приемная труба глушителя;
• Резонатор;
• Глушитель;
• Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Как на самом деле был устроен первый автомобиль

Субтильного вида сооружение на трех колесах, по-немецки тяжеловесно наименованное Benz Patent-Motorwagen, появилось в далеком 1885 году. Работая над машиной, Карл Бенц целенаправленно создавал коммерческий проект — имелось в виду, что она должна стать популярным товаром. Прошедшие с той поры 130 лет подтвердили, что великий немецкий механик имел и недюжинное предпринимательское чутье. Но чтобы утлая самобеглая коляска превратилась в пригодный для всеобщего использования транспорт, конструкторам предстояло сделать еще немало — пользоваться первым автомобилем было нелегко.

Предыстория

Свой бизнес Карл Бенц начинал с небольшой велосипедной мастерской Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik (позже переименована в Benz & Cie), которая в 1883 году принялась за серийное производство ДВС для сельского хозяйства и промышленности. А в 1885 году немецкий изобретатель получил самый важный в его жизни патент № 37435 на автомобиль, который получил имя Benz Patent-Motorwagen (чаще встречается сокращенное название — Motorwagen).

А начался первый автомобиль с мотора. По воспоминаниям самого конструктора, создание его первого автомобильного двигателя — четырехтактного одноцилиндрового агрегата — велось шесть лет. Поначалу Карл Бенц не имел право официально использовать свою разработку, так как подобная конструкция всё еще была защищена патентом Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания. В 1878 году, в предновогодний день 31 декабря, по истечении срока патента Отто, Бенц сумел запатентовать бензиновый мотор с зажиганием от искры на свое имя.

От создания первого бенцевского мотора до работоспособного автомобиля прошло около семи лет. За это время конструктор запатентовал систему зажигания с батареей в качестве источника энергии и искровую свечу зажигания, также были запатентованы сцепление и коробка передач, которые нашли применение на следующих моделях Бенца.

Как оно работало

Первый Benz представлял собой трехколесное транспортное средство со стальной трубчатой рамой. На нее крепилось деревянное подобие открытого кузова, где размещался водитель и один пассажир. Общий диван, обитый натуральной кожей, имел спинку и собственную подвеску в виде цилиндрических пружин и эластичных рычагов, выполняющих роль рессор.

Как мы уже сказали, на Motorwagen устанавливался одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 0,85 л. с. Охлаждение у мотора было водяное, но весьма специфичное. Циркуляции воды не было, она, подаваемая в рубашку цилиндра из специальной емкости, лишь орошала горячие внешние стенки цилиндра и затем испарялась. Естественно, воду приходилось доливать едва ли не чаще, чем бензин, — каждые несколько километров.

Система смазки также была до неприличия простой — масло с нескольких масленок элементарно капало на трущиеся детали силового агрегата.

Топливная система состояла из небольшого бензобака и карбюратора испарительного типа. Последний представлял собой цилиндрическую емкость с волокнами ветоши на дне. На нее самотеком подавался бензин, который тут же испарялся. Поднимающиеся вверх пары подхватывались потоком воздуха, засасываемого в цилиндр, и образовавшаяся таким образом топливная смесь уносилась в камеру сгорания. Роль дроссельной заслонки исполнял расположенный спереди под сиденьем водителя кран, регулирующий подачу воздуха во впускной трубопровод.

Воспламенялась рабочая смесь искровой свечой с платиновыми электродами, внешне, кстати, очень похожей на современные свечи. Высокое напряжение на свечу подавалось индукционной катушкой Румкорфа, которая в модернизированном виде является основной частью системы зажигания и теперешних карбюраторных ДВС. Тогдашний аналог трамблера, который определял момент зажигания, приводился в движение специальным кулачком на промежуточном валу. Генератора не было — источником тока служила только аккумуляторная батарея, которую перед поездкой нужно было зарядить.

Крутящий момент от двигателя передавался на ведущие задние колеса через ременную и шестеренчатые передачи. Сначала с вертикального коленвала поток мощности через открытый конический редуктор направлялся на горизонтальный промежуточный вал, несший на себе шкив ременной главной передачи (и попутно — кулачки привода клапанов ГРМ и трамблера). На расположенный под полом кузова ведомый шкив ременной передачи (он же корпус дифференциала и тормозной барабан) момент передавался кожаным ремнем, закрученным по принципу ленты Мебиуса — работали одновременно две его поверхности. От спрятанного в шкиве дифференциала момент уходил на две колесные полуоси, с которых к колесам мощность передавалась парой «индивидуальных» цепей. Бенц отмечал, что ресурса тогдашних цепей ему хватало немногим больше чем на 100 км пробега.

Коробки передач у Motorwagen, как видите, еще не было. За размыкание колес и двигателя отвечало нехитрое устройство, управляемое рычагом, можно сказать, «предок» сцепления.

Руль в современном понимании слова у Motorwagen отсутствовал. Его роль выполнял рычаг с деревянной рукояткой на конце. Рулевой механизм, действующий по схеме шестерня-зубчатая рейка (практически так же, как сегодня!), управлял единственным передним колесом. Подвеска была только на задней оси в виде двух эллиптических рессор, установленных продольно по отношению к кузову. Спицованные колеса оборачивались в резиновые обода из цельнолитого каучука.

Долго заправляли и медленно ехали

Как же выглядел процесс управления этим конструктивно простым аппаратом? Перед поездкой шофер наливал воду в бачок для охлаждения, бензин в емкость возле карбюратора, масло в масленки. Чтобы завести авто, нужно было раскрутить рукой горизонтальный маховик, предварительно уменьшив вышеупомянутым краником под сиденьем водителя подачу воздуха в карбюратор (аналог педали акселератора). Когда двигатель завелся, шофер усаживался на диван и возвращал краник подачи воздуха в нормальное положение. Длинным рычагом возле сидения драйвер снимался с тормоза, освобождая заторможенный специальной лентой ведомый барабан. Подвинув дальше тот же рычаг, водитель переходил с «нейтрали» на единственную переднюю передачу, смещая приводной кожаный ремень со свободно вращающейся части ведомого шкива на часть, связанную с корпусом дифференциала. Автомобиль приходил в движение.

Когда водитель самодвижущегося экипажа хотел притормозить, он тянул за тот же рычаг, смещая приводной ремень назад на свободно вращающуюся часть шкива, переводя трансмиссию в «нейтраль». Если шофер желал полной остановки, то он тянул рычаг еще дальше и приводил в действие ленточный тормоз, который замедлял барабан, а с ним и всю машину.

Наследники

Вторым автомобилем конструктора стал Benz Patent Motor-Wagen Nummer 2, отличавшийся от первенца доработанным силовым агрегатом. Объем двигателя вырос с 0,95 до 1,5 литра, а мощность увеличилась с 0,85 до 1,5 л.с. Третий экземпляр получил складную крышу, полноценный отдельный бензобак, эжекционный карбюратор привычного для нас типа (с диффузором и поплавковой камерой), двухступенчатую коробку передач, увеличенную на 12 см колесную базу.

В 1893 году появился первый четырехколесный Benz, а еще через год продукция немецкой фабрики впервые приняла участие в гонках. В 1895 году появились первые грузовик и автобус.

Развитие марки в неспокойном ХХ веке — это уже совсем другая история, а с третьим по счету Motorwagen связывают историю, ставшую хрестоматийной. О ней Карл Бенц поведал в своих мемуарах.

Как пишет автор, в 1888 году жена конструктора Берта Бенц, прихватив с собой сыновей, отважилась на самостоятельный пробег, да еще и втайне от мужа. Первая женщина-водитель запланировала и совершила поездку от города Мангейм в Пфорцхайм, расстояние между которыми составляло 106 км. Первый в автомобильной истории пробег не обошелся без неприятностей. Так, около городка Брухзаль на машине истерся и лопнул кожаный приводной ремень. Берта не растерялась и обратилась к местному сапожнику, который наложил латку и установил на место вышедшую из строя деталь (тогда ремни еще не перешли в разряд одноразовых «расходников», это случилось два десятилетия спустя). По пути путешественникам попался подъем, который автомобиль с тремя пассажирами на борту преодолеть не мог. Тогда за руль посадили младшего Бенца, а старший сын с мамой вытолкали повозку на холм. Надо сказать, что Берта Бенц отличилась недюжинной технической смекалкой. В дороге пробило изоляцию электрического провода зажигания. Для ее замены послужила обычная женская подвязка. Из-за низкого качества топлива на маршруте забивалась топливная магистраль, ее женщина якобы прочищала булавкой со шляпы. В качестве топливных заправок супруга изобретателя использовала аптеки, в которых лигроин продавался как лекарство от кожных хворей.

Как видите, привычный на сегодняшний день 100-километровый автопробег оборачивался для шофера целым приключением. На протяжении последующего столетия инженеры неустанно работали над упрощением обслуживания машины. О том, как эволюционировало ТО в течение ХХ века, читайте в нашей недавней публикации.

Устройство автомобилей

Автомобиль — не роскошь.

Автомобиль — это механическое транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов и людей, либо выполнения некоторых других (специальных) задач.
В отличие от других самоходных машин, способных выполнять сходные функции (тракторов, судов на воздушной подушке, паровозов, самолетов, морских и космических кораблей) , автомобиль является колесным транспортным средством , т. е самоходной машиной на колесном ходу, которая приводится в движение установленным на нем двигателем.

Название этого популярнейшего транспортного средства имеет древние греко-латинские корни: «авто» (αὐτο) в переводе с древнегреческого означает «сам», «самостоятельно», а «мобиле» (mobile) на латыни означает «движение».

Автомобилями принято считать сухопутные транспортные средства, способные функционировать лишь на земле-матушке, т. е. — суше. Это вполне увязывается с предыдущими определениями, поскольку на колесном ходу плавать и летать невозможно.
Впрочем, существуют машины-амфибии, способные передвигаться, например, и по суше, и по воде (и даже по воздуху) ; но называть такие устройства автомобилями будет неправильно, поскольку, передвигаясь в разных стихиях, они используют разные движители и способы перемещения.
Следует сразу отметить, что иногда между машинами, способными передвигаться по суше, функциональное и конструктивное различие невелико, поэтому зачастую можно выделить некоторые переходные формы (например, трицикл и трехколесный автомобиль мало чем отличаются и по конструкции, и по назначению, и по функционалу).

От прочих колесных средств передвижения по суше автомобили отличаются рядом признаков:

• от повозки рикши, колесной телеги, запряженной лошадью или другим вьючным животным, а также от средств передвижения, использующих силу ветра или другие внешние источники энергии — полной автономностью, т. е. способностью передвигаться при помощи собственного энергетического средства и без использования внешних источников энергии — мускульной силы животных или человека, движения воздушных масс (ветра), речной воды, морского прибоя и т. п. (некоторое исключение — электромобили, использующие энергию солнца при помощи солнечных батарей);
• от поездов автомобили отличаются тем, что перемещаются без рельсов;
• от мотоциклов — в первую очередь посадкой водителя (на мотоцикле водитель сидит «верхом») , а также количеством колес (хотя встречаются трехколесные автомобили и мотоциклы) , наличием крыши над водителем (впрочем, бывают и автомобили без крыши) ;
• от колесных тракторов — назначением (трактор — обычно используется для выполнения какой-либо работы или в качестве тягового средства, а автомобиль — для перевозки людей и грузов) .

История автомобиля

Первые автомобили появились не так уж давно — чуть более двухсот лет назад. Конечно же, они отличались от легковых красавцев-спринтеров и грузовых силачей-титанов, которые выпускает современная промышленность. Вполне естественно, первые автомобили (их называли самодвижущимися тележками) были неуклюжими и маломощными, а для выполнения своих очень скромных функций требовали непомерное количество энергии в виде топлива.

Для движения первые автомобили использовали паровые двигатели внешнего сгорания, имевшие очень низкую эффективность при внушительном весе. Кроме того, чтобы начать движение на таком паровом колоссе, необходимо было растопить котел, и довести воду в нем до парообразного состояния, что, как вы понимаете, хлопотно и долго.
Некоторое время спустя изобрели двигатели внутреннего сгорания, которые оказались более приемлемыми для использования на автомобилях.

Можно догадаться, что появление автомобиля было бы невозможно без появления двигателя, поскольку без этого агрегата автомобиль существовать не может в принципе. С историей изобретения первых двигателей можно ознакомиться на этой страничке, а здесь лишь отметим, что появлению на Свет Божий первых автомобилей человечество обязано таким техническим талантам и гениям, как И. П. Кулибин, Н.-Ж. Куньо, Г. Даймлер, К. Бенц, Г. Форд и другим умным людям, сообразившим, что изобретенные чуть ранее различные двигатели можно использовать для перемещения колесного устройства с разными полезными целями, и сумевших воплотить эту идею в жизнь.

Паровая повозка Н. Куньо

Самым первым автомобилем, способным передвигаться самостоятельно, без применения мускульной силы человека или животных, силы ветра или других внешних сил, считается колесное средство, изобретенное Никола Жозефом Куньо в 1769 году. В отличие от многочисленных «игрушечных» разработок, создаваемых ранее, автомобиль Н. Куньо представлял собой завершенную конструкцию машины, способную выполнять не только демонстрационные, но и транспортные функции, т. е. перевозить грузы, выполняя полезную работу.

Автомобиль Куньо напоминал паровоз, поскольку был очень громоздким и использовал для движения паровой двигатель внешнего сгорания. Тем не менее — это был самый настоящий автомобиль по определению — механическое колесное транспортное средство для перевозки людей и грузов, которое, если верить историкам, было способно перемещать до пяти тонн груза по суше, причем — без рельсов! Не каждый современный грузовичок способен на такой подвиг!
Максимальная скорость передвижения первого автомобиля не превышала 4 км/ч, а двигаться автономно он мог не более четверти часа, поскольку приходилось его постоянно дозаправлять водой и топливом (дровами или углем).
Котельной топки в первом образце автомобиля Куньо не было, поэтому костер разводили непосредственно под котлом.

Управлять такой махиной было очень не просто, тем более, что тяжелый медный котел располагался над единственным передним управляемым колесом, а о каких-то усилителях руля тогда не помышляли. Не удивительно, что при первых же выездах водитель не сумел справиться с управлением и автомобиль врезался в стену каменного дома.
Как бы то ни было, рождение автомобиля состоялось, хотя транспортное средство Н. Куньо принято считать прообразом паровозов, которые вскоре заняли лидерские позиции в другом виде транспорта — железнодорожном.

Автомобиль К. Бенца

Далее следовало рождение первого автомобиля, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания. Отцом-родителем новоявленного чуда техники явился немецкий изобретатель и промышленник Карл Бенц.

История появления первых автомобилей, использующих двигатель внутреннего сгорания, имеет несколько более глубокие корни.

Считается, что первую самодвижущуюся повозку с двигателем внутреннего сгорания построил в 1808 г. майор швейцарской армии Франсуа Исаак де Риваз (1752-1828), запатентовавший свое изобретение во Франции. В 1806 году Риваз изобрел двигатель внутреннего сгорания, работавший на водороде, а некоторое время спустя решил установить свой двигатель на небольшую тележку — получилось своеобразное самоходное устройство. Справедливости ради, следует отметить, что «автомобиль» Риваза был практически неуправляемым — ни руля, ни тормозов у него не было.

Бензиновый двигатель собственной конструкции на колесную повозку первым водрузил в 1862 году французский изобретатель Этьен Ленуар (1822-1900). Поэтому он иногда считается не только первым изобретателем газового двигателя, но и бензомобиля. Автомобиль Ленуара, как и повозка Риваза, был весьма несовершенным. Поскольку в цилиндрах совершенно не предусматривалось сжатие смеси, КПД двигателя не превышал таковой у паровых машин. Тем не менее, автомобиль Э. Ленуара некоторое время даже находился в эксплуатации, совершая неспешные демонстрационные поездки между Парижем и Жуанвилем (примерно 200 км).

Практически в одно время с Ленуаром опыты над созданием автомобиля, приводимого в движение парами керосина, проводил изобретатель из Вены Зигфрид Самуэль Маркус (1831-1898). Двигатели Маркуса были очень шумными, из-за чего их даже называли «взрывными машинами», поэтому полиция запретила изобретателю проведение пугающих экспериментов на улицах города. Однако Маркус не прекратил работы над своим детищем, и в 1875 г. ему удалось сконструировать вполне работоспособный автомобиль, который в настоящее время хранится в одном из музеев Вены.

Тем не менее, это были лишь экспериментальные и опытные разработки, которые не нашли серьезного практического применения, поэтому автомобиль Карла Бенца по праву считается первенцем автомобилестроения. Благодаря Карлу Бенцу автомобиль «шагнул в массы» и стал популярным средством передвижения.

29 января 1886 года Карл Фридрих Бенц получил в Германии патент на «Транспортное средство, с двигателем, работающем на бензине». Автомобиль Бенца так и назывался — Benz Patent Motorwagen, и это транспортное средство в настоящее время оспаривает право называться первым в мире автомобилем с рассмотренной выше паровой телегой Куньо.
Автомобиль Бенца, как и изобретение Куньо, опирался на три колеса, однако немецкий изобретатель для этих целей применил легкие велосипедные колеса со спицами, поскольку его автомобиль был несравненно легче первой паровой махины. Сам автомобиль имел не деревянную, а металлическую раму, что делало его очень компактным.
Машина, при собственном весе около 100 кг, могла перевезти до 250 кг груза или трех пассажиров вместе с водителем.

Внушительный маховик, расположенный горизонтально, уравновешивал двигатель и служил одновременно устройством для его ручного пуска. Топливо поступало в двигатель самотеком из небольшого бачка (4,5 л) в карбюратор испарительного типа, а оттуда – через золотниковый клапан в камеру сгорания единственного цилиндра, расположенного горизонтального.
Двигатель Бенца (построенный по подобию двигателя А. Отто) имел рабочий объем чуть меньше одного литра и развивал мощность 0,9 лошадиной силы, что позволяло первенцу мирового автомобилестроения передвигаться со скоростью до 16 км/ч.

Воспламенение рабочей смеси осуществлялось свечой зажигания, охлаждение двигателя было водяным, но не замкнутого цикла, как в современных автомобилях, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, поэтому заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.
Коробки передач у первого автомобиля Бенца не было, привод колес осуществлялся через одну ременную и две цепные передачи, при этом одна из ременных передач, оборудованная механизмом свободного хода, выполняла функции сцепления.

Несмотря на примитивность конструкции, третий из автомобилей, изготовленных Карлом Бенцем, совершил даже небольшое путешествие по Германии с экипажем в составе супруги Берты и двух сыновей изобретателя. Любопытно, что отважные члены семейства Бенца решились на такой поступок втайне от него, совершив, таким образом, первый в мире автопробег длиной 106 км (из г. Мангейма в г. Пфорцхайм).
Как утверждают историки, во время поездки супруга изобретателя — Берта Бенц показала себя заправским автомехаником, виртуозно преодолевая возникавшие в пути технические проблемы.

В настоящее время первый автомобиль К. Бенца бережно хранится в мюнхенском Немецком музее («Deutsches Museum») за стеклянными витринами.

В России первые автомобили начали собирать в конце XVIII века на заводах «Фрезе и К°» (с мая 1896 года) .
В 1908 году началась сборка автомобилей «Руссо-Балт» на Русско-Балтийском вагонном заводе в Риге.
Однако началом отечественного автомобилестроения считается 1924 год, когда на заводе АМО (ныне — Московский завод имени Лихачева, знакомый нам, как ЗИЛ) были изготовлены первые отечественные грузовые 1,5-тонные автомобили АМО-Ф15 с двигателем мощностью 30 л.с.
В 1927 году был выпущен первый легковой автомобиль НАМИ-1 с двигателем мощностью 18,5 л.с., а в 1932 году был построен Горьковский автомобильный завод (ГАЗ) , с появлением которого российское автомобилестроение получило значительный импульс в развитии.
Позже были построены ВАЗ (1970 г.) , КамАЗ (1976 г.) и другие производители отечественных автотранспортных средств самых разных мастей и назначения.

В современном мире автомобиль является самым распространенным техническим средством для передвижения и перевозок по суше. Так, например, в нашей стране автомобилями перевозится до 80% всех транспортируемых грузов и более 60% пассажиров (городским автотранспортом — более 70%) .

Интенсивное совершенствование конструкций автотранспортных средств не замирает ни на мгновенье — повышением их надежности, безопасности, производительности, экономичности, экологичности и комфортности заняты сотни тысяч ученых, инженеров и технических специалистов во всем мире. Десятки и сотни фирм, предприятий и концернов ведут непрерывную и неустанную борьбу за право называться производителями самых лучших автомобилей в мире. И это вполне понятно — без автомобиля сложно представить современную цивилизацию; в них нуждается и промышленность, и сельское хозяйство, и каждый отдельный представитель человеческого общества.

Классификация автомобилей и автотранспортных средств

Все перемещающиеся по автодорогам автомобили и автотранспортные средства можно классифицировать по следующим признакам:

• для перевозки пассажиров (легковые автомобили и автобусы) ;
• для перевозки грузов (грузовые автомобили и прицепные транспортные средства) ;
• для выполнения специальных функций (специальные и специализированные автомобили) .

Следует отметить, что такое разделение автотранспортных средств в некоторой степени условно, поскольку, например, грузовики и некоторые спецавтомобили могут использоваться для перевозки людей, а пассажирские автомобили могут осуществлять и перевозку грузов.
Есть и универсальные автомобили, называемые грузопассажирскими, специально предназначенные для выполнения двояких функций.

К грузовым автотранспортным средствам относят грузовые автомобили, автомобили-тягачи, автомобильные прицепы и полуприцепы.
В свою очередь грузовые автомобили (прицепы и полуприцепы) в зависимости от устройства кузова и других конструктивных особенностей, определяющих область их применения, подразделяются на грузовые автотранспортные средства общего назначения и специализированные.
Автотранспортные средства общего назначения имеют неопрокидывающийся кузов в виде платформы с бортами и могут применяться для перевозки грузов почти всех видов, кроме жидких и без тары.
Автомобили и прицепные транспортные средства, предназначенные для перевозки специализированных грузов, подразделяют на следующие группы (по типу кузовов) :

• самосвалы — предназначены для перевозки сыпучих и вязких грунтов;
• цистерны — применяются для перевозки жидких и газообразных грузов;
• рефрижераторы используются при перевозке скоропортящихся грузов;
• специальные автотранспортные средства для перевозки, например, крупногабаритных или отдельных классов опасных грузов.

Автомобили-тягачи представляют собой машины, предназначенные для постоянной работы с прицепами или полуприцепами; автомобиль-тягач в соединении с прицепом называют автопоездом.

Кроме этого грузовой подвижной состав делится на дорожный и внедорожный.
Дорожный подвижной состав предназначен для работы на дорогах общей сети, внедорожный — для использования вне дорог общей сети.

Пассажирский подвижной состав в зависимости от вместимости, конструкции и назначения делится на легковые автомобили, предназначенные для перевозки малого количества пассажиров (до 8 человек) , автобусы (для массовой перевозки пассажиров) , пассажирские прицепы и полуприцепы. Автобусы, в свою очередь, делятся на городские (внутригородские и пригородные) , автобусы местного сообщения (для сельской местности) , междугородные и туристические.

К специальному подвижному составу относятся автомобили, прицепы и полуприцепы, которые предназначены в основном для выполнения работ, не связанных с транспортными перевозками.
К специализированному транспорту относятся пожарные автомобили, автолавки, автомобили с компрессорными установками, мусороуборочные и поливочные автомобили, автокраны, санитарные машины, машины технической помощи, различные автовышки и автоподъемники и т. п.

По роду потребляемого топлива и применяемой системы питания двигателя автомобили делятся на карбюраторные, инжекторные, дизельные, газогенераторные, газобаллонные, электрические (электромобили) , паровые, газотурбинные и работающие на альтернативных видах топлива.

Маркировка отечественных автомобилей

Модели отечественных автомобилей принято маркировать шифром, состоящим из сокращенного наименования завода-изготовителя и шести цифр.
Структура классификационного индекса модели имеет следующий вид:

• название завода-изготовителя (ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, ВАЗ, АЗЛК) ;
• первая цифра — класс автомобиля (см. далее) ;
• вторая цифра — номер типа автомобиля (1 — легковой, 2 — автобус, 3 — грузовой автомобиль, 4 — тягач, 5 — самосвал, 6 — цистерна, 7 — фургон, 8 — резервный номер вида, 9 — специальные автомобили) ;
• третья и четвертая цифры — номер модели автомобиля (может использоваться интервал от 01 до 99) ;
• пятая цифра — номер модификации базовой модели (от 1 до 9 или 0 при отсутствии модификации) ;
• шестая цифра — номер экспортного варианта или номер исполнения (6 — экспортное исполнение, 7 — тропическое исполнение) .

Легковые автомобили делят на пять классов в зависимости от рабочего объема двигателя:

• Особо малый класс — до 1,099 л;
• Малый класс — 1,1. 1,799 л;
• Средний класс — 1,8. 3,499 л;
• Большой класс — 3,5 и более;
• Высший класс — не регламентируется.

Автобусы делят на пять классов по длине кузова:

• Особо малый класс — до 5 м;
• Малый класс — 6. 7,5 м;
• Средний класс — 8,5. 10 м;
• Большой класс — 11. 12 м;
• Особо большой класс — 16,5. 24 м.

Грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы классифицируются по их полной массе (в тоннах) : менее 1,2 т; 1,2-2 т; 2-8 т; 8-14 т; 14-20 т; 20-40 т; более 40 т.

Для прицепов и полуприцепов предусмотрены следующие классы: 8 — прицепы; 9 — полуприцепы и роспуски.
Вид обозначается второй цифрой, которая указывает на тип автомобиля-тягача, для которого предназначено данное прицепное транспортное средство: 1 — прицеп или полуприцеп для легковых автомобилей; 2 — прицеп для автобусов и т. д.

Например, модель автомобиля КамАЗ-5320 можно расшифровать следующим образом:

• КамАЗ — Камский автомобильный завод;
• 5 — автомобиль пятого класса с полной массой от 14 до 20 тонн;
• 3 — автомобиль грузовой общего назначения;
• 20 — номер модели автомобиля.

Маркировка легкового автомобиля ВАЗ-21099 расшифровывается как:

• ВАЗ — Волжский автомобильный завод;
• 2 — автомобиль второго класса с рабочим объемом двигателя от 1,2 до 1,8 л;
• 1 — автомобиль легковой;
• 09 — номер модели автомобиля;
• 9 — номер модификации автомобиля.

Источник Источник http://wikers.ru/articles/ustrojstvo-dvigatelya.html
Источник http://www.kolesa.ru/article/kak-na-samom-dele-byl-ustroen-pervyj-avtomobil-2015-02-02
Источник Источник http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.01/1/index.shtml