- Развитие формы кузова легкового автомобиля
- Даймлер и Бенц — основоположники автомобилестроения
- Техническая инициатива — в руках Франции
- Британия: от «Lanchester» до «Rolls-Royce»
- Лидерство «Mercedes» среди гоночных автомобилей
- Техническая мысль — двигатель спортивного автомобилестроения
- Автомобиль не роскошь, а средство передвижения
- Британия: от «Lanchester» до «Rolls-Royce»
- Лидерство «Mercedes» среди гоночных автомобилей
- Техническая мысль — двигатель спортивного автомобилестроения
- Автомобиль не роскошь, а средство передвижения
- История развития форм кузовов
- Каплеобразные формы — автомобили Румплера
- Обтекаемые автомобили Джерея
- Полутело
- Комбинированные формы кузовов
- Примеры автомобилей обтекаемой формы
- Автомобили с круто спускающейся формой задка — форма Камма
- Исследования влияния бокового ветра
- Дальнейшее развитие «обтекаемых» форм кузовов
Развитие формы кузова легкового автомобиля
В конце XIX века развитие автомобилей двигалось медленно и неповоротливо: с современными они похожи разве что двигателем внутреннего сгорания. Однако в 1914 году, с началом первой мировой войны, — спустя всего 29 лет с момента появления первой незатейливой модели Бенца — фактически уже были заложены основополагающие принципы современного автомобиля.
Это великие автомобили, ибо без их вдохновляющего примера нынешний прогресс был бы невозможен.
Все начиналось в 1885 г. с трехколесного автомобиля Карла Бенца. На снимке — копия из музея «Daimler-Benz». Причем это не застывший музейный экспонат, а действующая машина периода зарождения автомобилестроения. Управлять ею легче, чем может показаться на первый взгляд.
Даймлер и Бенц — основоположники автомобилестроения
Отрасль автомобилестроения была заложена в Германии, где в 1885 году Карл Бенц (1848-1929) сконструировал свою трехколесную «повозку с бензиновым двигателем». Тогда же Готлиб Даймлер (1834–1900) построил велосипед с мотором, а год спустя — «повозку» на моторной тяге.
Задолго до них уже были созданы механизмы, приводившиеся в движение двигателем внутреннего сгорания, но Бенц был первым, кто предложил покупателю годный для эксплуатации прообраз современного автомобиля, а Даймлер первый запустил в производство функциональный автомобильный двигатель.
Задолго до них уже были созданы механизмы, приводившиеся в движение двигателем внутреннего сгорания, но Бенц был первым, кто предложил покупателю годный для эксплуатации прообраз современного автомобиля, а Даймлер первый запустил в производство функциональный автомобильный двигатель.
Трехколесное творение Карла Бенца (1886 год) стало первым в мире автомобилем, запущенным в промышленное производство. Его двигатель рабочим объемом 1,7 литра располагался горизонтально. Сзади выступал огромных размеров маховик. На заре автомобилестроения этим «монстром» управляли, как правило, с помощью Т-образного руля.
В трехколесном автомобиле Бенца (1885 год) использовался двигатель с водяным охлаждением. Он располагался горизонтально вместе с огромным горизонтальным маховиком и открытым коленвалом. Двигатель приводил в движение задние колеса, с помощью ремня и цепей посредством простого дифференциала. Величайшим достижением конструкторской мысли можно было считать наличие электрического зажигания и впускного клапана с механическим приводом. В изначальном варианте рабочий объем двигателя составлял 985 куб.см, величина недостаточная даже для разгона машины. Поэтому, когда машина была запущена в производство, на ней установили более мощный мотор рабочим объемом 1,7 литра, а также двухступенчатую коробку передач. Мощность двигателя год от года возрастала: от 0,75 л.с. до 2,5 л.с. Этого было достаточно для езды (довольно опасной) с максимальной скоростью 19 км/час. Однако Бенц продолжал поиск, и скоро его детище успешно выступило в известных тогда гонках London-to-Brighton Run, обладая средней скоростью 13 км/час. Промышленное (в современном понимании этого слова) производство автомобиля началось в 1890 году.
Три года спустя «Benz» выпустил первые четырехколесные автомобили. Созданные на основе трехколесной конструкции, к тому времени они казались откровенно старомодными. Однако, несмотря на тихий ход и примитивность, они отличались простотой, доступностью в техническом обслуживании и ремонте и долговечностью. Позднее появилась двухцилиндровая модификация, но, по настоянию Бенца, первоначальные технические решения в основном оставались неизменными.
Модернизация первого четырехколесного «Benz» (1892 г.) продолжалась до 1901 года. Несмотря на непритязательность конструкции, таких машин было выпущено более 2300 штук. На снимке — модель «Viktoria» 1893 года.
Появился новый сайт жителей Татьянин Парк. Форум, отзывы, новости со стройки.
В 1909 году фирма столкнулась с затруднениями. Несмотря на волю Бенца, была набрана группа французских инженеров, спроектировавших более совершенную модель автомобиля. Ее попытались внедрить в производство в 1903 году, но все кончилось неудачей, что заставило Карла Бенца забыть о своих амбициях: он предложил современный четырехцилиндровый рядный двигатель, отвечающий требованиям нового шасси. После запуска в производство «гибридной» модели дела компании медленно пошли в гору.
Первая модель Готлиба Даймлера 1886 года — попытка использования конного экипажа в качестве силового агрегата. Основные механические детали еще очень примитивны, ноодноцилиндровый двигатель — прообраз современных автомобильных двигателей.
В отличие от Бенца, Даймлер не рвался вперед. Проявляя большой интерес к стационарным двигателям, он вместе со своим соратником Вильгельмом Майбахом (Wilhelm Maybach) (1846–1929) в 1889 году создал свой первый функциональный автомобиль «Daimler», запустив его в производство в 1895 году. Одновременно компания широко лицензировала свои двигатели, тем самым закладывая фундамент для выпуска таких невиданных прежде моделей, как французские «Panhard» и «Peugeot». Через год (в 1889-м) появился гоночный автомобиль мощностью 24 л.с., который, благодаря заложенным в него техническим новинкам, в частности четырехцилиндрового двигателя, развивал скорость более 80,5 км/час. «Daimler-Benz» был громоздким и таил в себе определенные опасности. Впоследствии совладелец фирмы, австрийский банкир Эмиль Еллинек (Emil Ellinek), заявил о необходимости производства более легкого по весу и послушного в управлении автомобиля. Он занялся тщательным изучением рынка, и вскоре нашлось много желающих иметь такой автомобиль.
В итоге родилась широко известная ныне модель, названная в честь его дочери, Мерседес. Она вышла в свет в самом конце 1900 года и стала, по мнению историков, прототипом современного автомобиля.
На фотографии — первый «Mercedes» (декабрь 1890 г.) — прообраз современного автомобиля с простейшим кузовом, предназначавшимся для участия в автомобильных гонках. Вместо него мог быть установлен четырехместный «прогулочный» кузов. На снимке хорошо виден рычаг переключения передач.
Модель «Mercedes» 35 л.с. соединила в себе: переключение передач, сотовый радиатор и зажигание от магнита низкого напряжения — от прежних моделей Даймлера — и технические новшества — низко расположенную легкую штампованную раму и механический привод впускных клапанов (хотя от этой новинки впоследствии пришлось отказаться). Комбинация этих технических решений дала жизнь автомобилю, который отличался от своих предшественников более надежной эксплуатацией и был необыкновенно послушен воле водителя. Резко повысилась эффективность тормозов, и надежность управления новой моделью вскоре вошла в поговорку.
С того времени все модели «Daimler» стали называться «Меrcedes».
На фотографии — одна из моделей фирмы «Daimler» — «Mercedes-Simplex» 1904 года. На ней установлен четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 5,3 литра с боковыми клапанами. Даже сегодня модель не выглядит старомодной.
Техническая инициатива — в руках Франции
Пока в Германии Бенц переживал кризис, а Даймлер, несмотря ни на что, стремился к совершенствованию своих моделей, Франция приняла эстафету технической инициативы. Самой сильной была фирма «Panhard et Levassor», которая поначалу специализировалась на выпуске ленточных пил и деревообрабатывающих станков. В 1890 году она приступила к производству двухцилиндрового V-образного двигателя «Daimler» и тогда же представила публике два экипажа, в каждом из которых вместо гужевой тяги использовался двигатель » Daimler», установленный в середине кузова.
На следующий год появился еще один автомобиль с вертикальным двигателем, но расположенным уже спереди. Такая конструкция повышала устойчивость автомобиля, как и сам характер управления (с поворотными кулачками и трапецией), однако другие технические решения все еще сохранялись от конных экипажей.
У автомобиля были и недостатки: сцепление представляло собой грубый механизм, хотя в коробке передач использовались неизвестные ранее скользящие шестерни. Главная передача была цепной, причем дифференциал был самой простой конструкции.
Несмотря на консервативные технические решения, в 1891 году «Panhard» заложил основу конструкции легкого автомобиля, которой суждено было стать почти универсальной на шестьдесят последующих лет: расположенный спереди двигатель и задние ведущие колеса. «Система Panhard» в своем первом воплощении была трудноуправляемым автомобилем, в сравнении с непритязательным «тихоходом» «Benz». Зато у него был потенциал для бесконечного совершенствования.
Представленный на фото «Panhard et Levassor» 1891 года прослужил своему хозяину 40 лет и теперь хранится в одном из парижских музеев. Установленный спереди двигатель, к которому примыкало сцепление и коробка передач, сделали компоновочную схему, избранную «Panhard», доминирующей в конструкции автомобилей на шестьдесят последующих лет.
Процесс модернизации проходил в следующей последовательности: сначала появились боковые цепи и дифференциал с коническими шестернями, затем — конусное сцепление, похожее на то, что использовалось на токарных станках. Затем, в 1898 году, появилось управление посредством рулевого колеса, которое приводит в действие систему рычагов, тяг и шарниров, передающую движение от рулевого механизма к управляемым колесам. Конструкторы постепенно научились подбирать наклон шкворня поворотной цапфы в продольной плоскости, делая машину послушной рулю. Таким предстает перед нами зародыш современного автомобиля.
На снимке — широко известный ветеран, «Panhard» 1903 года, многократно участвовавший в пробегах London-to-Brighton Run. Рабочий объем цилиндров машины составлял 1653 куб.см, максимальная скорость — примерно 52 км/час, так как двигатель развивал мощность всего 7 л.с.
Почти в то же самое время граф Де Дион (Comte Albert de Dion) (1856–1946) объединяет усилия с инженером Жоржем Бутоном (Georges Bouton) (1847–1938). Результатом такого тандема явилась фирма «De Dion-Bouton». Начав с конструирования паровых машин, «De Dion-Bouton» в 1885 году сконструировала скромный на вид двигатель мощностью 0,5 л.с., чем внесла существенный вклад в создание легкового автомобиля: это был первый быстроходный автомобильный двигатель, работающий в режиме 1500 об./мин., но способный работать и на 3000 об./мин., при этом не разваливаясь на части. Для сравнения: двигатель «Daimler» мог похвастаться только 700–900 об./мин. Этот облегченный силовой агрегат сразу поставил бензиновый двигатель впереди газовых и паровых прародителей, обойдя их по своим техническим и скоростным характеристикам: конструкцией кривошипного механизма, продуманностью механической части и, главное, прерывателем зажигания (для предотвращения произвольного роста числа оборотов). Такой двигатель был установлен на трехколесном автомобиле Де Диона 1895 года, причем его мощность постоянно возрастала: от 0,75 л.с. до более внушительных 2,75 л.с.
Новые транспортные средства, недорогие, легкие в обслуживании и простые в обращении, пользовались устойчивым спросом. Вскоре некоторые фирмы стали переделывать их в четырехколесные автомобили, сооружая место для пассажира над новой передней осью. «De Dion-Bouton» сразу откликнулась на запросы рынка и уже в 1899 году выпустила четырехколесную машину («voiturette»).
Если вы ищите квартиру в новостройке около зеленограда то обратите внимание на ЖК Мелодия Леса. Благоустроеннае территория. Форум
Новая улучшенная модификация мощностью 3,5 л.с. представляла собой известную модель «De Dion», с оригинальной конструкцией заднего моста и удачно скомпонованную, что позволило уменьшить ее массу. Это не было открытием — такое решение уже использовалось на паровых автомобилях, — да на него и не претендовали ни Дион, ни Бутон; зато была нащупана весьма удачная схема заднего моста — в этом инженеры целого ряда известных фирм, таких как «Lancia» и «Rover», убедились много лет спустя.
На фотографии изображена модель фирмы «De Dion-Bouton» 1905 года с двигателем мощностью 8 л.с. Такие одноцилиндровые малолитражки отличались простотой и надежностью, что предопределило их исключительную популярность.
Тщательно разработанные Де Дионом и Бутоном небольшие одноцилиндровые машины завоевали популярность и продержались на рынке до 1912 года, несмотря на появление двухцилиндровых и четырехцилиндровых моделей. Причиной тому были надежность, комфортность, простота в управлении и достаточная мощность. Помимо этого двигатель «De Dion-Bouton» с 1898 по 1908 год дал жизнь сотне разных модификаций, а они, в свою очередь, — многим весьма престижным автомобилям.
Один из них — «Renault», имевший веские основания для гордости. Луи Рено (Louis Renault) (1877–1944) не был техническим гением, однако в молодые годы, занимаясь производством автомобилей, не побоялся проявить новаторский подход, доказательством чего стала его модель 1898 года. Речь идет об автомобиле с двигателем «De Dion» мощностью в 1,75 л.с. на трубчатой раме.
Изображенная на фотографии машина — копия автомобиля, построенного «Renault» в 1899 году. На заднем плане — «Renault» 1907 года. В своих первых моделях Луи Рено использовал двигатель «De Dion», предпочитая передачу карданным валом цепной, что явилось значительной технической новинкой.
На этой «малышке» была установлена революционная по тем временам коробка передач с высшей, прямой передачей. Крутящий момент на задние колеса передавали не цепи, а вал с карданными шарнирами. Таким образом Рено заложил новую схему главной передачи, которая осталась неизменной до настоящего времени, во всяком случае для убежденных сторонников привода на задние колеса. Необычным, но весьма функциональным был карданный вал, и популярность цепного привода постепенно пошла на спад. Однако этот процесс развивался неспешно: так, на состоявшейся в 1903 году в Париже автомобильной выставке более 60 процентов всех машин использовали задний мост с цепным приводом. Но это нисколько не умаляет заслуги Рено.
Британия: от «Lanchester» до «Rolls-Royce»
Англия оставалась позади Франции и Германии по производству легковых автомобилей. Первый «Daimler», созданный англичанами, появился в 1897 году. Он представлял собой всего-навсего копию модели «Panhard et Levassor», оснащенную двигателями «Daimler», которые первоначально импортировались из Германии.
На снимке — модель 1897 года с двухцилиндровым мотором. Первые модели «Daimler» в Англии копировали конструкцию «Panhard», причем не самым удачным образом. Промышленное производство автомобилей началось в 1897 году.
Самый оригинальный из всех автомобильных инженеров, Фредерик Уильям Ланчестер (Frederick William Lanchester) (1868–1946) отличался весьма своеобразным подходом к вопросам конструирования автомобиля.
Первый «Lanchester» был изготовлен в 1895–1896 годах и не был похож ни на один автомобиль того времени. По свидетельству летописца автомобилестроения Энтони Берда, «это был первый легковой автомобиль в мире, созданный на научной основе как единое целое». Однако его промышленное производство было начато лишь в конце 1900 года.
Открылся литературный клуб Типограф, в котором собираются неизвестные общественности авторы.
Силовой агрегат представлял собой двигатель с двумя противоположно расположенными цилиндрами и двумя вращающимися в разных направлениях коленчатыми валами, каждый из которых — с тремя шатунами. Оба вала были соединены шестернями со спиральными зубьями, поэтому отсутствовала вибрация, что обеспечивало двигателю недосягаемую по тем временам уравновешенность. Мотор включал в себя также оригинальный клапанный механизм, обеспечивающий долговечность клапана, и полностью автоматическую систему смазки. Этот удивительный двигатель работал в паре с планерной коробкой передач, от которой крутящий момент передавался коротким карданным валом червячной передаче заднего моста, а сам задний мост был оснащен шарикоподшипниками и шлицованными полуосями, что в те годы казалось высшим достижением технической мысли.
Все узлы были стационарно смонтированы на раме, включая бензобак, что придавало конструкции дополнительную жесткость. Управлялась машина при помощи легкого и простого Т-образного руля. Новшеством также было и зажигание от магнето низкого напряжения, и простейший по своему устройству фитильный карбюратор, предотвращавший загрязнение топлива.
Несколько усложненная, но совершенная по своему техническому решению, двухцилиндровая модель «Lanchester» обошла своих конкурентов, благодаря своей надежности, мягкости хода и простоте эксплуатации. Но, к сожалению, она заявила о себе слишком поздно: промышленность уже взяла на вооружение компоновку по «системе Panhard».
Последующие модели «Lanchester» уже в меньшей степени хранили нетрадиционный дух первого автомобиля.
Модели «Lanchester» всегда отличались не только своей неортодоксальностью, но и железной логикой, присущей их конструктору Фредерику Ланчестеру. В представленной на снимке модели 1903 года двухцилиндровый двигатель находился в середине кузова. Привлекает к себе внимание и характерный для ранних «Lanchester» скошенный фальшкапот.
В высшей степени консервативной и наиболее отвечающей британским вкусам, причем с ярко выраженной репутацией спортивного автомобиля, представлялась марка «Napier».
В 1901 году компания, испытывая серьезное противодействие, сконструировала первый британский гоночный автомобиль, добившийся на Gordon Bennett Trophy 1902 года внушительной победы. Только у самого финиша англичане пропустили вперед голландскую фирму «Spyker», которая к тому времени уже выпустила шестицилиндровый автомобильный двигатель. К сожалению, в соперничестве конструкторов за выпуск шестицилиндрового двигателя «Napier» проиграла из-за сильной вибрации коленчатого вала. Позднее недостаток удалось устранить, и машины «Napier» добились широкого признания, благодаря плавному ходу, хорошей управляемости, а также несложному переключению передач.
Фирма «Napier» — одна из первых приверженцев шестицилиндрового двигателя. На фотографии: машина на втором плане справа — четырехлитровая модель 1910 года, ненавязчивая и элегантная, но тяжелая в управлении; рядом — «Mercedes-Simplex» и «Rochet-Schneider» (виден через лобовое стекло стоящего впереди автомобиля) 1904 года.
Несмотря на свои достижения, «Napier» вынужден был потесниться и дать дорогу одному из самых выдающихся автомобилей всех времен — непревзойденному «Rolls-Royce 40/50», именуемому чаще «Silver Ghost». Созданный в 1906 году, шестицилиндровый автомобиль модели «40/50» стал звездным часом его конструктора Генри Ройса (Henry Royce) (1863–1933). Элегантный, но не слишком дорогой, он выделялся среди других марок удивительной изысканностью, благодаря логичным техническим решениям и высочайшему качеству материалов и сборки.
Шестицилиндровый двигатель «Rolls-Royce» рабочим объемом 7,4 литра. На ранних моделях «Ghost» — двигатель рабочим объемом 7 литров.
В этом автомобиле вы слушаете тишину, даже при скорости более 110 км/час, ощущая вместе с тем хорошее держание дороги и легкость управления автомобилем. Механические детали этой модели до сих пор удивляют своей долговечностью, а надежность, проверенная в различных испытаниях, считалась легендарной. Так «Silver Ghost» оказался впереди всех конкурентов, поэтому его выпуск продолжался вплоть до 1925 года, и только в самые последние годы появились признаки устаревания модели.
Будучи участником пробега Лондон–Эдинбург–Лондон в 1911 году, этот великолепный «Rolls-Royce Silver Ghost» преодолел дистанцию только на высшей передаче, при этом средний расход топлива составил 11,6 л на 100 км. Замеры максимальной скорости, произведенные на Бруклинском треке, дали результат 125,9 км/час.
Примечательно было то, что «Rolls-Royce» стал самым роскошным автомобилем того времени, одновременно сохраняя свою спортивную жилку. Это частично объяснялось тем, что его сбалансированные пропорции исключали неуклюжесть, а также спортивными успехами «Rolls-Royce» на Alpine events 1913 года. Не случайно Британские вооруженные силы в первую мировую войну отдали предпочтение шасси «Silver Ghost» как базовому для бронированных автомобилей. Не многие высококлассные автомобили могли похвастать подобной универсальностью.
Четырехместная туристическая модель Холмса Дерби (Holmes Derby), показанная на снимке, выпущена в 1911 году и дает наиболее полное представление о конструкции кузова модели «Silver Ghost», или «Rolls-Royce» 45/50 л.с.
Естественно, что у модели «Silver Ghost» были конкуренты. Основной среди них — французский «Delaunay-Belleville» — любимый автомобиль российского царя.
«Delaunay-Belleville» представлял собой роскошную модель фирмы, изначально специализировавшейся на производстве паровых машин (котлы «Delaunay» были установлены на яхте последнего русского царя «Королева Виктория»), и был разрекламирован как «величественный». Начиная с 1908 года компания стала выпускать весьма совершенные автомобили с шестицилиндровыми двигателями, которые имели очень прочные коленчатые валы. Эта же компания одна из первых применила систему смазки двигателя под давлением.
Еще одним из производителей автомобилей в Англии был завод «Maudslay» из Коверни, который сделал себе имя на выпуске судовых двигателей, прежде чем заняться автомобилестроением.
На этой модели 1910 года мощностью 32 л.с., помимо характерного для британской фирмы «Maudslay» верхнего распределительного вала, установлена также головка цилиндров с поперечной продувкой.
В 1913 году во весь голос заявила о себе фирма из Ковентри, ставшая самой известной на Британских островах (будущий производитель спортивных моделей «Jaguar»).
На фото — «Daimler», модель 1913 года, имеющая двигатель мощностью 30 л.с. с гильзовым газораспределением, обеспечивающим бесшумность работы, правда за счет высокого расхода топлива.
Лидерство «Mercedes» среди гоночных автомобилей
Пока «Rolls-Royce» и «Delaunay-Belleville» совершенствовали утонченность в автомобилестроении, в Германии «Daimler» упрочивал свою репутацию в конструировании спортивных автомобилей, подтверждением чего стал «Mercedes», выпущенный фирмой в 1901 году.
На его фоне другие марки стали казаться старомодными, а «Daimler» продолжал наращивать успех, заложенный моделью 1902 года (мощность 40 л.с.) и великолепной моделью «Mercedes» (с объемом двигателя 9,2 литра и мощностью 60 л.с.). Когда в результате пожара на заводе сгорел супермощный гоночный автомобиль (90 л.с.), заявленный для участия в гонках Gordon Bennett Trophy 1903 года, вместо него на старт вышла машина мощностью 60 л.с., которой и достался главный приз. Устойчивая работа на скоростях более 130 км/час в режиме гоночного автомобиля (предельно облегченного) или 105 км/час в обычном режиме сделала «60»-й бесспорным лидером среди суперавтомобилей своего времени. По мнению людей, управлявших этим «Mercedes», даже в настоящее время он кажется на удивление послушным, чувствительным к любым командам водителя, отличается мягким переключением передач и почти бесшумным двигателем.
«Mercedes 60» 1903 года, показанный на снимке, не только участвовал в пробегах автомобильных спортивных клубов, но и выступал как автомобиль туристического класса: отсюда — неказистые задние колеса и отсутствие брызговиков. Двигатель — четырехцилиндровый, рабочим объемом 9236 куб.см, впускные клапаны — верхние, выпускные — боковые. Подобный автомобиль в 1903 году выиграл кубок Gordon Bennett Trophy.
Несколько лет «Mercedes» удерживал лидирующее положение среди гоночных машин (в частности, в 1908 году одержал победу во Франции в гонках French Grand Prix на специально сконструированном гоночном автомобиле с двигателем рабочим объемом 12,8 литра (мощность 135 л.с.). Однако, ввиду новых правил по ограничению мощности, век таких монстров подходил к концу.
На фотографии — «Mercedes 37/90» — модель 1911 года, которая считалась в те времена высшим достижением технической мысли: двигатель рабочим объемом 9570 куб. см с цепной главной передачей; клапаны были расположены в головке блока: на каждый цилиндр — по два выпускных и по одному впускному.
Техническая мысль — двигатель спортивного автомобилестроения
С течением времени производители спортивных автомобилей все чаще стали обращаться к новинкам технического прогресса, поэтапно отказываясь от подавляющего своими размерами двигателя. Примером такого подхода стали французские машины «Peugeot», появившиеся благодаря привлечению в компанию «Peugeot» швейцарского инженера Эрнеста Анри (Ernest Henry). В результате его творческого сотрудничества с коллегами из компании, в 1912 году родилось творение, резко отличающееся от своих предшественников: универсальный многоцелевой автомобиль с двумя распределительными валами (по четыре клапана на цилиндр) в головке цилиндров и полусферическими камерами сгорания. В силу таких изменений удалось значительно уменьшить вес клапанных пружин и, следовательно, вероятность их поломок. Благодаря наличию шестнадцати клапанов и полусферической форме камер сгорания существенно улучшилось как наполнение цилиндров горючей смесью, так и ее сгорание.
Однако и эта машина требовала дальнейшего совершенствования, так как для реализации двух последних преимуществ требовался двигатель более быстроходный, чем «Peugeot». Несмотря на это, мотор более поздней конструкции, мощность которого составляла 148 л.с. при 2200 об./мин., по сравнению с первоначальным 16-клапанным четырехцилиндровым двигателем «Peugeot», рабочий объем которого составлял 7,6 литра, заслуживал пристального внимания как производителей, так и спортсменов.
Конец конструкторской школы с лозунгом «чем мощнее, тем лучше» предопределили шестнадцатиклапанные спортивные «Peugeot», вдохнувшие новую жизнь в автомобильные гонки. Поначалу двигатели «Peugeot » отличались значительными рабочими объемами (до 7,6 литра), но вскоре им на смену пришла трехлитровая модель.
На счету «Peugeot» успешные выступления на многих French Grand Prix 1912 года, а также в гонках 1913 года Indianopolis 500. Помимо описанного выше, существовал также вариант двигателя рабочим объемом 3 литра. При подготовке к соревнованиям 1913 года фирма снизила объем цилиндров с 7,6 литра до 5,6, оснастив двигатель коленчатым валом на шариковых подшипниках и системой сухой смазки при сухом картере. А когда в 1914 году были введены ограничения для гоночных автомобилей класса «гран-при», «Peugeot» откликнулся на это моделью с 4,5-литровым двигателем, пятиступенчатой коробкой передач и тормозами на четыре колеса. При этом «Peugeot» не производил впечатление маломощного, когда выходил на старт соревнований.
Разработав и запустив в производство 16-клапанный двигатель, французская фирма обеспечила себе достойное место в истории автомобилестроения. Надо отметить, что в 1914 году конструкция «Peugeot» стала основой гоночных машин британской фирмы «Sunbeam». По этому пути пошли и создатели гоночных автомобилей «Humber», участвовавшие в том же году в гонках Tourist Trophy.
Постепенно схема «четыре клапана на каждый цилиндр» стала классикой для гоночных автомобилей. Но влияние «Peugeot» в спортивном автомобилестроении не иссякало: конструктором модели «Humber ТТ» стал инженер, впоследствии поступивший на фирму «Bentley», а важнейшим ее достижением стала разработанная им в 1919 году 16-клапанная головка цилиндра — опять же под воздействием «Peugeot».
В последние годы перед первой мировой войной произошла эволюция нового типа автомобиля: благодаря участию самих производителей в автомобильных гонках, появился приемистый спортивный автомобиль.
Скромная малютка фирмы «Bugatti», модель «13», доказала, что такой автомобиль вовсе не обязательно должен быть массивным и подавляюще мощным, и стала самой значительной новинкой накануне войны 1914 года. Самая прогрессивная в то время, за период между двумя мировыми войнами эта машина стала базовой для всех модификаций «Bugatti», вплоть до модели «59».
На снимке — автомобиль, обладающий превосходными техническими характеристиками: легкий, с мощным двигателем, имеющим верхний распределительный вал, — модель «Bugatti 13».
Этторе Бугатти (Ettore Bugatti) (1881–1947) пошел по пути широкого применения передовых технологий во имя механической эффективности и облегчения конструкции. Так появился блок цилиндров из алюминиевого сплава и коленчатый вал на шариковых подшипниках, а также распределительный вал в головке цилиндров, причем обращают на себя внимание тщательно продуманные газовые каналы в теле головки. Коробка передач отличалась компактностью, шасси — легкостью. А вот и новинка — многодисковое сцепление.
Одна из самых известных моделей Эттори Бугатти —»Bebe Peugeot». На ней устанавливался небольшого размера четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 850 куб. см и мощностью 10 л.с. Большинство автомобилей имело закрытый кузов; на фото — один из немногих с открытым кузовом. За период с 1913 по 1916 год их выпустили более трех тысяч.
В итоге с конвейера фирмы сошел подвижный автомобиль с гарантированной скоростью 100 км/час, управлять которым было легко и приятно. Переключение передач и включение сцепления не требовало от водителя никаких усилий, а в двойном выжиме сцепления не было необходимости. При этом никому не приходило в голову, что можно не воспринимать эту малютку всерьез: модель «13» финишировала второй на одном из French Grand Prix 1911 года, пропустив вперед величественный «Fiat» с 10,5-литровым мотором.
Более традиционный инженерный подход был характерен для испанской четырехцилиндровой «Hispano-Suiza», которая в 1912 году дала жизнь известной модели «Alfonso»: машине с двигателем рабочим объемом 3,6 литра, послушной на дороге и развивающей максимальную скорость 112-120 км/час.
В это же время Англия сделала ставку на модель фирмы «Vauxhall» «Prince Henry», которая эволюционировала из трехлитровой машины, хорошо зарекомендовавшей себя в 1910 году на гонках в Германии. Консервативный, но идеально исполненный, с элегантным кузовом и ажурным радиатором, «Prince Henry» был удобен в управлении, отличался великолепной приемистостью, что особенно стало заметно после установки на него четырехлитрового двигателя.
Модель «Prince Henry» фирмы «Vauxhall» отличалась консерватизмом, но технически была исполнена с подкупающей тщательностью. Ее достижения открыли путь триумфатора легендарной британской модели «Vauxhall 30/98».
По другую сторону Атлантики даже идея создания такого спортивного автомобиля казалась неуместной: в стране размером с США, при соответствующем состоянии дорог, вопрос об автомобильном туризме даже не поднимался. Нужно было сначала позаботиться о производстве автомобилей, чтобы, промчавшись мимо горожан в стремительной спортивной двухместной машине, привлечь к себе их внимание. В это время самым популярным стал гоночный «Mercer».
На фото — «Mercer 35 Raceabout» 1910 года — первый спортивный автомобиль, построенный в Америке. На него ставили четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 5 литров, с двумя нижними распределительными валами. Престиж этого автомобиля был подкреплен многочисленными победами американских гонщиков.
Кузов размером чуть больше капота, поперечная перегородка внутри кузова и пара сидений — весь его облик говорил о динамике и великолепных технических возможностях. Конструкторы позаботились о том, чтобы их творение преодолевало милю за 51 секунду (114 км/час). «Mercer» стоил недешево, но цена была оправдана продуманными техническими решениями: к примеру, муфта сцепления в масляной ванне, а также рессоры из ванадиевой стали.
«Mercer 35 Raceabout» 1910 года — первый спортивный автомобиль, построенный в Америке.
К началу первой мировой войны основная техническая база автомобиля была заложена: двигатель с распределительным валом в головке цилиндров, ведущие передние колеса с независимой подвеской, тормоз на все четыре колеса. Большинство технических новинок было испробовано и использовано американцами в «Cadillac», оснащенном восьмицилиндровым двигателем; «Packard» задумал в 1915 году выпустить двенадцатицилиндровую модель.
Автомобиль не роскошь, а средство передвижения
Пора младенчества и становления автомобиля миновала, и он все активнее внедрялся в повседневную жизнь, становился не просто аристократической игрушкой, а именно предметом потребления. Особенно стремительно это происходило в США, где был самый емкий автомобильный рынок в мире.
Начало было положено компанией «Oldsmobile» в 1901 году, запустившей в производство легкий двухместный кабриолет «American Curved Dash». Он стал ярким образчиком автомобиля для широкого круга покупателей, имеющего минимальные удобства. Удобную езду по плохим дорогам обеспечивали удлиненные рессоры, а отфыркивающийся, «тяговитый» двигатель, делающий не более 50 об./мин., и примитивная двухскоростная коробка передач позволяли легко управлять машиной, хотя езду на ней нельзя было назвать быстрой. К 1903 году общее количество автомобилей, произведенных фирмой «Olds», составило три тысячи, а два года спустя их число перевалило пятитысячный рубеж.
На фотографии — «Oldsmobile» модели «Curved Dash» 1903 года, с одноцилиндровым двигателем рабочим объемом 1 литр и незатейливой коробкой передач, сложивший миф о величии Америки.
Накопленный опыт промышленного производства автомобилей сделал возможным появление на рынке легендарной модели «Т» 1908 года, сконструированной Генри Фордом (Henry Ford) (1886–1947). Именно ей отдавали предпочтение за надежность, простоту и отсутствие изысков в управлении.
На снимке — незабываемый «Ford Model Т» 1910 года, двухместный, с открытым сиденьем сзади (кузов «Runabout»).
К производству двухцилиндрового V-образного двигателя «Daimler» и тогда же представила публике два экипажа, в каждом из которых вместо гужевой тяги использовался двигатель » Daimler», установленный в середине кузова.
На следующий год появился еще один автомобиль с вертикальным двигателем, но расположенным уже спереди. Такая конструкция повышала устойчивость автомобиля, как и сам характер управления (с поворотными кулачками и трапецией), однако другие технические решения все еще сохранялись от конных экипажей.
У автомобиля были и недостатки: сцепление представляло собой грубый механизм, хотя в коробке передач использовались неизвестные ранее скользящие шестерни. Главная передача была цепной, причем дифференциал был самой простой конструкции.
Несмотря на консервативные технические решения, в 1891 году «Panhard» заложил основу конструкции легкого автомобиля, которой суждено было стать почти универсальной на шестьдесят последующих лет: расположенный спереди двигатель и задние ведущие колеса. «Система Panhard» в своем первом воплощении была трудноуправляемым автомобилем, в сравнении с непритязательным «тихоходом» «Benz». Зато у него был потенциал для бесконечного совершенствования.
Представленный на фото «Panhard et Levassor» 1891 года прослужил своему хозяину 40 лет и теперь хранится в одном из парижских музеев. Установленный спереди двигатель, к которому примыкало сцепление и коробка передач, сделали компоновочную схему, избранную «Panhard», доминирующей в конструкции автомобилей на шестьдесят последующих лет.
Процесс модернизации проходил в следующей последовательности: сначала появились боковые цепи и дифференциал с коническими шестернями, затем — конусное сцепление, похожее на то, что использовалось на токарных станках. Затем, в 1898 году, появилось управление посредством рулевого колеса, которое приводит в действие систему рычагов, тяг и шарниров, передающую движение от рулевого механизма к управляемым колесам. Конструкторы постепенно научились подбирать наклон шкворня поворотной цапфы в продольной плоскости, делая машину послушной рулю. Таким предстает перед нами зародыш современного автомобиля.
На снимке — широко известный ветеран, «Panhard» 1903 года, многократно участвовавший в пробегах London-to-Brighton Run. Рабочий объем цилиндров машины составлял 1653 куб.см, максимальная скорость — примерно 52 км/час, так как двигатель развивал мощность всего 7 л.с.
Почти в то же самое время граф Де Дион (Comte Albert de Dion) (1856–1946) объединяет усилия с инженером Жоржем Бутоном (Georges Bouton) (1847–1938). Результатом такого тандема явилась фирма «De Dion-Bouton». Начав с конструирования паровых машин, «De Dion-Bouton» в 1885 году сконструировала скромный на вид двигатель мощностью 0,5 л.с., чем внесла существенный вклад в создание легкового автомобиля: это был первый быстроходный автомобильный двигатель, работающий в режиме 1500 об./мин., но способный работать и на 3000 об./мин., при этом не разваливаясь на части. Для сравнения: двигатель «Daimler» мог похвастаться только 700–900 об./мин. Этот облегченный силовой агрегат сразу поставил бензиновый двигатель впереди газовых и паровых прародителей, обойдя их по своим техническим и скоростным характеристикам: конструкцией кривошипного механизма, продуманностью механической части и, главное, прерывателем зажигания (для предотвращения произвольного роста числа оборотов). Такой двигатель был установлен на трехколесном автомобиле Де Диона 1895 года, причем его мощность постоянно возрастала: от 0,75 л.с. до более внушительных 2,75 л.с.
Новые транспортные средства, недорогие, легкие в обслуживании и простые в обращении, пользовались устойчивым спросом. Вскоре некоторые фирмы стали переделывать их в четырехколесные автомобили, сооружая место для пассажира над новой передней осью. «De Dion-Bouton» сразу откликнулась на запросы рынка и уже в 1899 году выпустила четырехколесную машину («voiturette»).
Если вы ищите квартиру в новостройке около зеленограда то обратите внимание на ЖК Мелодия Леса. Благоустроеннае территория. Форум
Новая улучшенная модификация мощностью 3,5 л.с. представляла собой известную модель «De Dion», с оригинальной конструкцией заднего моста и удачно скомпонованную, что позволило уменьшить ее массу. Это не было открытием — такое решение уже использовалось на паровых автомобилях, — да на него и не претендовали ни Дион, ни Бутон; зато была нащупана весьма удачная схема заднего моста — в этом инженеры целого ряда известных фирм, таких как «Lancia» и «Rover», убедились много лет спустя.
На фотографии изображена модель фирмы «De Dion-Bouton» 1905 года с двигателем мощностью 8 л.с. Такие одноцилиндровые малолитражки отличались простотой и надежностью, что предопределило их исключительную популярность.
Тщательно разработанные Де Дионом и Бутоном небольшие одноцилиндровые машины завоевали популярность и продержались на рынке до 1912 года, несмотря на появление двухцилиндровых и четырехцилиндровых моделей. Причиной тому были надежность, комфортность, простота в управлении и достаточная мощность. Помимо этого двигатель «De Dion-Bouton» с 1898 по 1908 год дал жизнь сотне разных модификаций, а они, в свою очередь, — многим весьма престижным автомобилям.
Один из них — «Renault», имевший веские основания для гордости. Луи Рено (Louis Renault) (1877–1944) не был техническим гением, однако в молодые годы, занимаясь производством автомобилей, не побоялся проявить новаторский подход, доказательством чего стала его модель 1898 года. Речь идет об автомобиле с двигателем «De Dion» мощностью в 1,75 л.с. на трубчатой раме.
Изображенная на фотографии машина — копия автомобиля, построенного «Renault» в 1899 году. На заднем плане — «Renault» 1907 года. В своих первых моделях Луи Рено использовал двигатель «De Dion», предпочитая передачу карданным валом цепной, что явилось значительной технической новинкой.
На этой «малышке» была установлена революционная по тем временам коробка передач с высшей, прямой передачей. Крутящий момент на задние колеса передавали не цепи, а вал с карданными шарнирами. Таким образом Рено заложил новую схему главной передачи, которая осталась неизменной до настоящего времени, во всяком случае для убежденных сторонников привода на задние колеса. Необычным, но весьма функциональным был карданный вал, и популярность цепного привода постепенно пошла на спад. Однако этот процесс развивался неспешно: так, на состоявшейся в 1903 году в Париже автомобильной выставке более 60 процентов всех машин использовали задний мост с цепным приводом. Но это нисколько не умаляет заслуги Рено.
Британия: от «Lanchester» до «Rolls-Royce»
Англия оставалась позади Франции и Германии по производству легковых автомобилей. Первый «Daimler», созданный англичанами, появился в 1897 году. Он представлял собой всего-навсего копию модели «Panhard et Levassor», оснащенную двигателями «Daimler», которые первоначально импортировались из Германии.
На снимке — модель 1897 года с двухцилиндровым мотором. Первые модели «Daimler» в Англии копировали конструкцию «Panhard», причем не самым удачным образом. Промышленное производство автомобилей началось в 1897 году.
Самый оригинальный из всех автомобильных инженеров, Фредерик Уильям Ланчестер (Frederick William Lanchester) (1868–1946) отличался весьма своеобразным подходом к вопросам конструирования автомобиля.
Первый «Lanchester» был изготовлен в 1895–1896 годах и не был похож ни на один автомобиль того времени. По свидетельству летописца автомобилестроения Энтони Берда, «это был первый легковой автомобиль в мире, созданный на научной основе как единое целое». Однако его промышленное производство было начато лишь в конце 1900 года.
Открылся литературный клуб Типограф, в котором собираются неизвестные общественности авторы.
Силовой агрегат представлял собой двигатель с двумя противоположно расположенными цилиндрами и двумя вращающимися в разных направлениях коленчатыми валами, каждый из которых — с тремя шатунами. Оба вала были соединены шестернями со спиральными зубьями, поэтому отсутствовала вибрация, что обеспечивало двигателю недосягаемую по тем временам уравновешенность. Мотор включал в себя также оригинальный клапанный механизм, обеспечивающий долговечность клапана, и полностью автоматическую систему смазки. Этот удивительный двигатель работал в паре с планерной коробкой передач, от которой крутящий момент передавался коротким карданным валом червячной передаче заднего моста, а сам задний мост был оснащен шарикоподшипниками и шлицованными полуосями, что в те годы казалось высшим достижением технической мысли.
Все узлы были стационарно смонтированы на раме, включая бензобак, что придавало конструкции дополнительную жесткость. Управлялась машина при помощи легкого и простого Т-образного руля. Новшеством также было и зажигание от магнето низкого напряжения, и простейший по своему устройству фитильный карбюратор, предотвращавший загрязнение топлива.
Несколько усложненная, но совершенная по своему техническому решению, двухцилиндровая модель «Lanchester» обошла своих конкурентов, благодаря своей надежности, мягкости хода и простоте эксплуатации. Но, к сожалению, она заявила о себе слишком поздно: промышленность уже взяла на вооружение компоновку по «системе Panhard».
Последующие модели «Lanchester» уже в меньшей степени хранили нетрадиционный дух первого автомобиля.
Модели «Lanchester» всегда отличались не только своей неортодоксальностью, но и железной логикой, присущей их конструктору Фредерику Ланчестеру. В представленной на снимке модели 1903 года двухцилиндровый двигатель находился в середине кузова. Привлекает к себе внимание и характерный для ранних «Lanchester» скошенный фальшкапот.
В высшей степени консервативной и наиболее отвечающей британским вкусам, причем с ярко выраженной репутацией спортивного автомобиля, представлялась марка «Napier».
В 1901 году компания, испытывая серьезное противодействие, сконструировала первый британский гоночный автомобиль, добившийся на Gordon Bennett Trophy 1902 года внушительной победы. Только у самого финиша англичане пропустили вперед голландскую фирму «Spyker», которая к тому времени уже выпустила шестицилиндровый автомобильный двигатель. К сожалению, в соперничестве конструкторов за выпуск шестицилиндрового двигателя «Napier» проиграла из-за сильной вибрации коленчатого вала. Позднее недостаток удалось устранить, и машины «Napier» добились широкого признания, благодаря плавному ходу, хорошей управляемости, а также несложному переключению передач.
Фирма «Napier» — одна из первых приверженцев шестицилиндрового двигателя. На фотографии: машина на втором плане справа — четырехлитровая модель 1910 года, ненавязчивая и элегантная, но тяжелая в управлении; рядом — «Mercedes-Simplex» и «Rochet-Schneider» (виден через лобовое стекло стоящего впереди автомобиля) 1904 года.
Несмотря на свои достижения, «Napier» вынужден был потесниться и дать дорогу одному из самых выдающихся автомобилей всех времен — непревзойденному «Rolls-Royce 40/50», именуемому чаще «Silver Ghost». Созданный в 1906 году, шестицилиндровый автомобиль модели «40/50» стал звездным часом его конструктора Генри Ройса (Henry Royce) (1863–1933). Элегантный, но не слишком дорогой, он выделялся среди других марок удивительной изысканностью, благодаря логичным техническим решениям и высочайшему качеству материалов и сборки.
Шестицилиндровый двигатель «Rolls-Royce» рабочим объемом 7,4 литра. На ранних моделях «Ghost» — двигатель рабочим объемом 7 литров.
В этом автомобиле вы слушаете тишину, даже при скорости более 110 км/час, ощущая вместе с тем хорошее держание дороги и легкость управления автомобилем. Механические детали этой модели до сих пор удивляют своей долговечностью, а надежность, проверенная в различных испытаниях, считалась легендарной. Так «Silver Ghost» оказался впереди всех конкурентов, поэтому его выпуск продолжался вплоть до 1925 года, и только в самые последние годы появились признаки устаревания модели.
Будучи участником пробега Лондон–Эдинбург–Лондон в 1911 году, этот великолепный «Rolls-Royce Silver Ghost» преодолел дистанцию только на высшей передаче, при этом средний расход топлива составил 11,6 л на 100 км. Замеры максимальной скорости, произведенные на Бруклинском треке, дали результат 125,9 км/час.
Примечательно было то, что «Rolls-Royce» стал самым роскошным автомобилем того времени, одновременно сохраняя свою спортивную жилку. Это частично объяснялось тем, что его сбалансированные пропорции исключали неуклюжесть, а также спортивными успехами «Rolls-Royce» на Alpine events 1913 года. Не случайно Британские вооруженные силы в первую мировую войну отдали предпочтение шасси «Silver Ghost» как базовому для бронированных автомобилей. Не многие высококлассные автомобили могли похвастать подобной универсальностью.
Четырехместная туристическая модель Холмса Дерби (Holmes Derby), показанная на снимке, выпущена в 1911 году и дает наиболее полное представление о конструкции кузова модели «Silver Ghost», или «Rolls-Royce» 45/50 л.с.
Естественно, что у модели «Silver Ghost» были конкуренты. Основной среди них — французский «Delaunay-Belleville» — любимый автомобиль российского царя.
«Delaunay-Belleville» представлял собой роскошную модель фирмы, изначально специализировавшейся на производстве паровых машин (котлы «Delaunay» были установлены на яхте последнего русского царя «Королева Виктория»), и был разрекламирован как «величественный». Начиная с 1908 года компания стала выпускать весьма совершенные автомобили с шестицилиндровыми двигателями, которые имели очень прочные коленчатые валы. Эта же компания одна из первых применила систему смазки двигателя под давлением.
Еще одним из производителей автомобилей в Англии был завод «Maudslay» из Коверни, который сделал себе имя на выпуске судовых двигателей, прежде чем заняться автомобилестроением.
На этой модели 1910 года мощностью 32 л.с., помимо характерного для британской фирмы «Maudslay» верхнего распределительного вала, установлена также головка цилиндров с поперечной продувкой.
В 1913 году во весь голос заявила о себе фирма из Ковентри, ставшая самой известной на Британских островах (будущий производитель спортивных моделей «Jaguar»).
На фото — «Daimler», модель 1913 года, имеющая двигатель мощностью 30 л.с. с гильзовым газораспределением, обеспечивающим бесшумность работы, правда за счет высокого расхода топлива.
Лидерство «Mercedes» среди гоночных автомобилей
Пока «Rolls-Royce» и «Delaunay-Belleville» совершенствовали утонченность в автомобилестроении, в Германии «Daimler» упрочивал свою репутацию в конструировании спортивных автомобилей, подтверждением чего стал «Mercedes», выпущенный фирмой в 1901 году.
На его фоне другие марки стали казаться старомодными, а «Daimler» продолжал наращивать успех, заложенный моделью 1902 года (мощность 40 л.с.) и великолепной моделью «Mercedes» (с объемом двигателя 9,2 литра и мощностью 60 л.с.). Когда в результате пожара на заводе сгорел супермощный гоночный автомобиль (90 л.с.), заявленный для участия в гонках Gordon Bennett Trophy 1903 года, вместо него на старт вышла машина мощностью 60 л.с., которой и достался главный приз. Устойчивая работа на скоростях более 130 км/час в режиме гоночного автомобиля (предельно облегченного) или 105 км/час в обычном режиме сделала «60»-й бесспорным лидером среди суперавтомобилей своего времени. По мнению людей, управлявших этим «Mercedes», даже в настоящее время он кажется на удивление послушным, чувствительным к любым командам водителя, отличается мягким переключением передач и почти бесшумным двигателем.
«Mercedes 60» 1903 года, показанный на снимке, не только участвовал в пробегах автомобильных спортивных клубов, но и выступал как автомобиль туристического класса: отсюда — неказистые задние колеса и отсутствие брызговиков. Двигатель — четырехцилиндровый, рабочим объемом 9236 куб.см, впускные клапаны — верхние, выпускные — боковые. Подобный автомобиль в 1903 году выиграл кубок Gordon Bennett Trophy.
Несколько лет «Mercedes» удерживал лидирующее положение среди гоночных машин (в частности, в 1908 году одержал победу во Франции в гонках French Grand Prix на специально сконструированном гоночном автомобиле с двигателем рабочим объемом 12,8 литра (мощность 135 л.с.). Однако, ввиду новых правил по ограничению мощности, век таких монстров подходил к концу.
На фотографии — «Mercedes 37/90» — модель 1911 года, которая считалась в те времена высшим достижением технической мысли: двигатель рабочим объемом 9570 куб. см с цепной главной передачей; клапаны были расположены в головке блока: на каждый цилиндр — по два выпускных и по одному впускному.
Техническая мысль — двигатель спортивного автомобилестроения
С течением времени производители спортивных автомобилей все чаще стали обращаться к новинкам технического прогресса, поэтапно отказываясь от подавляющего своими размерами двигателя. Примером такого подхода стали французские машины «Peugeot», появившиеся благодаря привлечению в компанию «Peugeot» швейцарского инженера Эрнеста Анри (Ernest Henry). В результате его творческого сотрудничества с коллегами из компании, в 1912 году родилось творение, резко отличающееся от своих предшественников: универсальный многоцелевой автомобиль с двумя распределительными валами (по четыре клапана на цилиндр) в головке цилиндров и полусферическими камерами сгорания. В силу таких изменений удалось значительно уменьшить вес клапанных пружин и, следовательно, вероятность их поломок. Благодаря наличию шестнадцати клапанов и полусферической форме камер сгорания существенно улучшилось как наполнение цилиндров горючей смесью, так и ее сгорание.
Однако и эта машина требовала дальнейшего совершенствования, так как для реализации двух последних преимуществ требовался двигатель более быстроходный, чем «Peugeot». Несмотря на это, мотор более поздней конструкции, мощность которого составляла 148 л.с. при 2200 об./мин., по сравнению с первоначальным 16-клапанным четырехцилиндровым двигателем «Peugeot», рабочий объем которого составлял 7,6 литра, заслуживал пристального внимания как производителей, так и спортсменов.
Конец конструкторской школы с лозунгом «чем мощнее, тем лучше» предопределили шестнадцатиклапанные спортивные «Peugeot», вдохнувшие новую жизнь в автомобильные гонки. Поначалу двигатели «Peugeot » отличались значительными рабочими объемами (до 7,6 литра), но вскоре им на смену пришла трехлитровая модель.
На счету «Peugeot» успешные выступления на многих French Grand Prix 1912 года, а также в гонках 1913 года Indianopolis 500. Помимо описанного выше, существовал также вариант двигателя рабочим объемом 3 литра. При подготовке к соревнованиям 1913 года фирма снизила объем цилиндров с 7,6 литра до 5,6, оснастив двигатель коленчатым валом на шариковых подшипниках и системой сухой смазки при сухом картере. А когда в 1914 году были введены ограничения для гоночных автомобилей класса «гран-при», «Peugeot» откликнулся на это моделью с 4,5-литровым двигателем, пятиступенчатой коробкой передач и тормозами на четыре колеса. При этом «Peugeot» не производил впечатление маломощного, когда выходил на старт соревнований.
Разработав и запустив в производство 16-клапанный двигатель, французская фирма обеспечила себе достойное место в истории автомобилестроения. Надо отметить, что в 1914 году конструкция «Peugeot» стала основой гоночных машин британской фирмы «Sunbeam». По этому пути пошли и создатели гоночных автомобилей «Humber», участвовавшие в том же году в гонках Tourist Trophy.
Постепенно схема «четыре клапана на каждый цилиндр» стала классикой для гоночных автомобилей. Но влияние «Peugeot» в спортивном автомобилестроении не иссякало: конструктором модели «Humber ТТ» стал инженер, впоследствии поступивший на фирму «Bentley», а важнейшим ее достижением стала разработанная им в 1919 году 16-клапанная головка цилиндра — опять же под воздействием «Peugeot».
В последние годы перед первой мировой войной произошла эволюция нового типа автомобиля: благодаря участию самих производителей в автомобильных гонках, появился приемистый спортивный автомобиль.
Скромная малютка фирмы «Bugatti», модель «13», доказала, что такой автомобиль вовсе не обязательно должен быть массивным и подавляюще мощным, и стала самой значительной новинкой накануне войны 1914 года. Самая прогрессивная в то время, за период между двумя мировыми войнами эта машина стала базовой для всех модификаций «Bugatti», вплоть до модели «59».
На снимке — автомобиль, обладающий превосходными техническими характеристиками: легкий, с мощным двигателем, имеющим верхний распределительный вал, — модель «Bugatti 13».
Этторе Бугатти (Ettore Bugatti) (1881–1947) пошел по пути широкого применения передовых технологий во имя механической эффективности и облегчения конструкции. Так появился блок цилиндров из алюминиевого сплава и коленчатый вал на шариковых подшипниках, а также распределительный вал в головке цилиндров, причем обращают на себя внимание тщательно продуманные газовые каналы в теле головки. Коробка передач отличалась компактностью, шасси — легкостью. А вот и новинка — многодисковое сцепление.
Одна из самых известных моделей Эттори Бугатти —»Bebe Peugeot». На ней устанавливался небольшого размера четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 850 куб. см и мощностью 10 л.с. Большинство автомобилей имело закрытый кузов; на фото — один из немногих с открытым кузовом. За период с 1913 по 1916 год их выпустили более трех тысяч.
В итоге с конвейера фирмы сошел подвижный автомобиль с гарантированной скоростью 100 км/час, управлять которым было легко и приятно. Переключение передач и включение сцепления не требовало от водителя никаких усилий, а в двойном выжиме сцепления не было необходимости. При этом никому не приходило в голову, что можно не воспринимать эту малютку всерьез: модель «13» финишировала второй на одном из French Grand Prix 1911 года, пропустив вперед величественный «Fiat» с 10,5-литровым мотором.
Более традиционный инженерный подход был характерен для испанской четырехцилиндровой «Hispano-Suiza», которая в 1912 году дала жизнь известной модели «Alfonso»: машине с двигателем рабочим объемом 3,6 литра, послушной на дороге и развивающей максимальную скорость 112-120 км/час.
В это же время Англия сделала ставку на модель фирмы «Vauxhall» «Prince Henry», которая эволюционировала из трехлитровой машины, хорошо зарекомендовавшей себя в 1910 году на гонках в Германии. Консервативный, но идеально исполненный, с элегантным кузовом и ажурным радиатором, «Prince Henry» был удобен в управлении, отличался великолепной приемистостью, что особенно стало заметно после установки на него четырехлитрового двигателя.
Модель «Prince Henry» фирмы «Vauxhall» отличалась консерватизмом, но технически была исполнена с подкупающей тщательностью. Ее достижения открыли путь триумфатора легендарной британской модели «Vauxhall 30/98».
По другую сторону Атлантики даже идея создания такого спортивного автомобиля казалась неуместной: в стране размером с США, при соответствующем состоянии дорог, вопрос об автомобильном туризме даже не поднимался. Нужно было сначала позаботиться о производстве автомобилей, чтобы, промчавшись мимо горожан в стремительной спортивной двухместной машине, привлечь к себе их внимание. В это время самым популярным стал гоночный «Mercer».
На фото — «Mercer 35 Raceabout» 1910 года — первый спортивный автомобиль, построенный в Америке. На него ставили четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 5 литров, с двумя нижними распределительными валами. Престиж этого автомобиля был подкреплен многочисленными победами американских гонщиков.
Кузов размером чуть больше капота, поперечная перегородка внутри кузова и пара сидений — весь его облик говорил о динамике и великолепных технических возможностях. Конструкторы позаботились о том, чтобы их творение преодолевало милю за 51 секунду (114 км/час). «Mercer» стоил недешево, но цена была оправдана продуманными техническими решениями: к примеру, муфта сцепления в масляной ванне, а также рессоры из ванадиевой стали.
«Mercer 35 Raceabout» 1910 года — первый спортивный автомобиль, построенный в Америке.
К началу первой мировой войны основная техническая база автомобиля была заложена: двигатель с распределительным валом в головке цилиндров, ведущие передние колеса с независимой подвеской, тормоз на все четыре колеса. Большинство технических новинок было испробовано и использовано американцами в «Cadillac», оснащенном восьмицилиндровым двигателем; «Packard» задумал в 1915 году выпустить двенадцатицилиндровую модель.
Автомобиль не роскошь, а средство передвижения
Пора младенчества и становления автомобиля миновала, и он все активнее внедрялся в повседневную жизнь, становился не просто аристократической игрушкой, а именно предметом потребления. Особенно стремительно это происходило в США, где был самый емкий автомобильный рынок в мире.
Начало было положено компанией «Oldsmobile» в 1901 году, запустившей в производство легкий двухместный кабриолет «American Curved Dash». Он стал ярким образчиком автомобиля для широкого круга покупателей, имеющего минимальные удобства. Удобную езду по плохим дорогам обеспечивали удлиненные рессоры, а отфыркивающийся, «тяговитый» двигатель, делающий не более 50 об./мин., и примитивная двухскоростная коробка передач позволяли легко управлять машиной, хотя езду на ней нельзя было назвать быстрой. К 1903 году общее количество автомобилей, произведенных фирмой «Olds», составило три тысячи, а два года спустя их число перевалило пятитысячный рубеж.
На фотографии — «Oldsmobile» модели «Curved Dash» 1903 года, с одноцилиндровым двигателем рабочим объемом 1 литр и незатейливой коробкой передач, сложивший миф о величии Америки.
Накопленный опыт промышленного производства автомобилей сделал возможным появление на рынке легендарной модели «Т» 1908 года, сконструированной Генри Фордом (Henry Ford) (1886–1947). Именно ей отдавали предпочтение за надежность, простоту и отсутствие изысков в управлении.
На снимке — незабываемый «Ford Model Т» 1910 года, двухместный, с открытым сиденьем сзади (кузов «Runabout»).
Источник статьи: http://www.automotivehistory.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=71&Itemid=70
История развития форм кузовов
Хорошим подспорьем для развития аэродинамики автомобиля явился анализ сил, составляющих сопротивление движению, который был предпринят в 1911 году Ридпером. Одновременно, для объяснения возникновения аэродинамического сопротивления автомобилей, стали использовать сведения, приведенные Прандтлем и Эйфелем. Очень медленно происходил процесс вытеснения Ньютоновской трактовки механизма возникновения аэродинамического сопротивления на основании закона изменения количества движения.
Каплеобразные формы — автомобили Румплера
Рисунок 1 — Лимузин Румплера «обтекаемой формы», 1924 года
Исследования, проведенные Буххаймом в аэродинамической трубе фирмы «Фольксваген» в 1979 году на представленном немецким музеем оригинале этого автомобиля, дали следующие результаты:
- площадь лобового сопротивления А — 2,57 м 2
- коэффициент аэродинамического сопротивления cW = 0,28.
Если вырезать из крыла большой протяженности А = b/l часть профиля, то для этой части обтекание приобретает объемный характер, см. рисунок 2.
Рисунок 2 — Схемы обтекания профиля:
а — схема двухмерного обтекания профиля; б — схема объемного обтекания части профиля
На автомобиле Румплера колеса вынесены за габариты кузова. На основании результатов испытаний гоночных автомобилей доказано, что из-за этого увеличивается аэродинамическое сопротивление, и это увеличение тем больше, чем более обтекаем кузов автомобиля. Как показали измерения, проведенные Клемперером в 1922 году, увеличение сопротивления из-за выступающих за габариты кузова колес для автомобиля Румплера могло составлять, по меньшей мере, 50%.
Гоночный автомобиль Бугатти, появившийся в 1923 г., проектировался с учетом двухмерного обтекания (рисунок 3).
Рисунок 3 — Гоночный автомобиль Бугатти, 1923 года (рабочий объем двигателя 2 литра)
Расположенный горизонтально профиль, образующий кузов, при обтекании потоком вблизи основания является лучшим решением; как и на современных гоночных автомобилях, предназначенных для соревнований, за счет опускания кузова предотвращалось вторичное перетекание воздуха по контуру автомобиля. Выпуклая форма профиля облегчает размещение колес, закрытых кузовом. Из-за водителя и пассажира рядом с ним поток за автомобилем существенно искажается.
Обтекаемые автомобили Джерея
Полутело
При испытаниях в аэродинамической трубе, проведенных Клемперером, получилось, что сопротивление этого полутела с увеличением расстояния до основания вследствие обтекания острых нижних кромок увеличивалось; благодаря скруглению кромок это увеличение можно было приостановить (рисунок 4) , Джерей попытался создать обтекаемое полутело путем объединения отдельных обтекаемых тел, одновременно он стремился учесть все другие требования, предъявляемые к кузову. Идея обтекаемого тела позднее использовалась многими конструкторами.
Рисунок 4 — Измеренные Клемперером в 1922 году для моделей в масштабе 1:10 коэффициенты сопротивления воздуха
Комбинированные формы кузовов
Рисунок 5 — Комбинированные формы по Джерею. Верхняя форма состоит из двух установленных друг на друга профилей; нижняя форма образована сопряжением профиля с полутелом вращения
В такое построение поверхности кузова, позднее названного «комбинированным» положено следующее соображение: малое сопротивление воздуха можно получить лишь тогда, когда существенно уменьшается поверхность срыва потока в задней части. При задней части автомобиля, имеющего форму полутела вращения, можно этого добиться лишь в том случае, если задняя часть сильно вытянута. Комбинированная форма кузова позволяет проводить изменения формы задней части в двух плоскостях. За счет этого должно предотвращаться слишком сильное повышение давления, которое связано с опасностью возникновения отрыва. К сожалению, Джерей привел только «схематичное» распределение давления для комбинированной формы; рисунки линий тока, приведенные Кениг-Фахзенфельдом для автомобилей Джерея, показывают, что отрыв предотвращается только при очень плавных комбинированных формах.
Позднее Джерей представил типовую таблицу, в которой уделил внимание многообразию аэродинамического формообразования кузовов. Особенностью всех его проектов была горизонтальная задняя кромка. Джерей предложил классифицировать отдельные параметры форм по номерам аналогично тому, как это введено Национальным консультативным комитетом по аэронавтике (NACA) в США для крыловидного профиля. Но это предложение — как и все более поздние — для автомобилестроения оказалось бесполезным.
На рисунке 4 представлены важнейшие результаты замеров, выполненные Клемперером для первых моделей Джерея. По сравнению с общепринятыми в то время конструкциями кузовов комбинированная форма вдвое уменьшала коэффициент сопротивления воздуха. С другой стороны, коэффициент сопротивления для комбинированной формы Джерея cW = 0,30 был вдвое больше коэффициента для полутела вращения, поставленного на колеса (cW = 0,15).
Как видно из рисунка 4, первые модели Джерея были необычно высокими; соотношение длины и высоты составляло l/h = 2,1. В 1922 и 1923 годах было создано несколько автомобилей формы Джерея этого типа; однако такая своеобразная форма не имела успеха.
По тому же пути, что и Джерей, пошел Мобуссан. Его автомобиль «Мистраль» на виде сверху имел форму обтекаемого профиля. Задние колеса закрывались горизонтальным профилем, так что задняя часть автомобиля была аналогична форме Джерея. Сужающиеся линии кузова стесняли внутреннее пространство по ширине.
Примеры автомобилей обтекаемой формы
Рисунок 6 — Автомобиль «Адлер-Трумф», 1934-1935 гг.; рабочий объем двигателя 1,5 литра, привод на передние колеса. Форма кузова разработана Э. Клейером.
Серийным автомобилем, имеющим форму Джерея, является разработанный Ледвинкой автомобиль «Татра-87«, созданный в 1940 году, см. рисунок 7. При отношении l/h = 2,9 этот автомобиль сужался меньше, чем показанный на рисунке 6 «Адлер-Трумф».
Рисунок 7 — Автомобиль «Татра тип 87», 1940 г.; двигатель восьмицилиндровый, рабочий объем 3 л; форма кузова разработана Ледвиккой.
Расположение двигателя в задней части позволило сместить салон вперед, в область большого объема. Для автомобиля «Татра-87» Ланге были проведены испытания в аэродинамической трубе с моделью в масштабе 1:5. Опубликованное Кениг-Фахзенфельдом значение cW = 0,244 было поставлено под сомнение в примечании редакции, пришлось остановиться на рассчитанном по максимальной скорости и мощности двигателя значении cW = 0,31. В действительности же это значение составляет cW = 0,36, как определил Буххайм при замерах в аэродинамической трубе фирмы «Фольксваген», выполненных в 1979 году для представленного музеем оригинала этого автомобиля.
Первые испытания в аэродинамической трубе для форм Джерея, которые провел Клемперер в 1921—1922 гг., были продолжены затем Институтом аэродинамических исследований (AVA) в Геттинге — не под руководством Прандтля. Была разработана форма кузова, состоящая из горизонтально расположенного основного профиля, к которому, начиная от ветрового стекла, присоединялся второй профиль, также расположенный горизонтально. Второй профиль, как и в формах Джерея, на виде сверху спереди был скругленным. Такая форма стала известна под названием «автомобиль Ланге«. Для показанной на рисунке 8 модели такого «автомобиля Ланге» был получен коэффициент аэродинамического сопротивления cW = 0,14. Измерения, проведенные автором и его коллегами на выполненной позднее модели в масштабе 1:5 (данные не опубликованы) показали близкое значение cW = 0,16. Однако модель сделана без учета некоторых элементов, таких, как детали шасси, арки колес, проемы окон. Для формы Ланге можно было получить такие же малые значения коэффициента cW, как и для форм полутела вращения (сравните рисунок 4), которые, правда, были несколько объемнее: l/h = 3. Форму автомобиля Ланге напоминает «Порше 911».
Рисунок 8 — Автомобиль Ланге; отношение длины к высоте l/h = 3,52; cW = 0,14 — 0,16. Абсолютно гладкая модель
Необходимая относительно большая длина автомобиля (отношение l/h) воспрепятствовала успеху идей Джерея. Но были созданы автомобили, имеющие псевдоформы Джерея, это автомобили с плавно спускающейся сзади крышей (фастбек), для которых линия задка была более крутой. При такой форме образуются два четко выраженных кромочных вихря. Вследствие индуцируемого ими поля нисходящего потока обтекание в зоне среднего продольного сечения автомобиля долго остается прилегающим, но возникает высокое индуктивное сопротивление, поэтому общее сопротивление больше, чем при истинных линиях Джерея. По сравнению с фургонообразными кузовами с коэффициентом аэродинамического сопротивления 0,6 достижимое предельное значение cW = 0,15 для бескомпромиссного формообразования (полутело вращения с колесами), такое значение стало возможным получить в более позднее время. Попытка Джерея как можно ближе продвинуться к этому предельному значению привела к формам, которые были неприемлемы на практике.
Автомобили с круто спускающейся формой задка — форма Камма
Из круто спускающейся формы задка Лэя, начиная с 1934 года, была разработана форма Камма, преимущество которой заключалось в наличии большего пространства над головой в зоне заднего сиденья при сохранении малого значения коэффициента cW (рисунок 9). Низкое значение коэффициента cW, достигается за счет того, что на крыше поток прилегает, а затем благодаря крутому срезу задка переносится на значительно меньшее сечение для отрыва. В результате этого поперечная площадь вихревого следа значительно уменьшается, и зона разрежения за автомобилем мала.
Рисунок 9 — Сравнение удлиненной формы задка Клемперера с укороченными формами задней части Лэя и Камма:
1 — форма Лэя; 2 — форма Камма; 3 — форма Клемперера
Огибание задней части кузова потоком сопровождается повышением статического давления, в результате чего давление на заднюю часть автомобиля, так называемое базовое давление, высоко и способствует получению низкого значения аэродинамического сопротивления. Эта мысль высказана Каммом. Поэтому форма кузова с обрезанной таким образом задней частью называется формой Камма (сокращенно «К-форма«). С другой стороны, Эверлинг в 1948 году считал, что именно ему первому стало известно о преимуществе обрезанной формы задней части автомобиля. В начале 30-х годов он создал автобус с обрезанной формой задней части; Кениг-Фахзенфельд и другие в то же время опубликовали данные измерений для моделей автобусов, которые убедительно показывали преимущество такой формы задней части.
Рисунок 10 — Автомобиль Эверлинга на шасси Даймлер Бенц 170 V, 1938 год
Камм в Исследовательском институте по транспортной технике и автомобильным двигателям проводил систематические исследования, направленные на оптимизацию формы задней части автомобиля и им был собран первый легковой автомобиль с формой Камма, автомобиль Эверлинга (рисунок 10), несколько позднее Камм разработал еще несколько автомобилей «К-формы». На автомобиле К-5 (рисунок 11), эта форма достигла такого уровня развития, что ее можно было внедрять в серийное производство. Сравнение формы Камма с другими существовавшими тогда формами показано на рисунке 12. Из-за начала мировой войны (1939 г.) работы в этом направлении были прерваны.
Рисунок 11 — Автомобиль Камма, 1938/1939 г.
Рисунок 12 — Сравнение формы Камма с удлиненной и короткой формами Джерея; «Татра 87» показана без заднего киля:
1 — «Татра 87»; 2 — форма Камма; 3 — «Адлер Триумф»
Значения коэффициентов аэродинамического сопротивления для автомобилей Эверлинга и Камма, приведенные в публикациях по этому вопросу, имеют очень большой разброс. Взятые из литературных источников значения собраны в таблице 1.
Вид измерения | Эверлинг, 1938 г. | Камм К-5, 1939 г. | DB 170 V |
---|---|---|---|
Модель | |||
Ожидаемое значение для легкового автомобиля | cW = 0,15 cW = 0,24 | ||
Метод свободного выбега | cW = 0,31 | cW = 0,24 | cW = 0,48 |
Испытание в аэродинамической трубе, 1:1 | cW = 0,37 | 0,52 2 , для него был получен коэффициент cW = 0,48. Для автомобилей с тем же кузовом Уайтом при исследованиях в аэродинамической трубе Научно-исследовательской ассоциации автомобильной промышленности (MIRA) были получены значения 0,52 2 ; Сравнение этого результата с приведенными в таблице 1 данными показывает, как осторожно нужно обращаться с приведенными в литературных источниках цифрами. Исследования влияния бокового ветраКлемперер приводил результаты измерений при продувке потоком, направленным под углом к продольной плоскости симметрии автомобиля, т.е. при боковом ветре. В то время как для угловатых автомобилей (рисунок 13) с высоким коэффициентом сопротивления воздуха сила в направлении движения автомобиля с увеличением угла натекания потока оставалась примерно такой же, для обтекаемых форм после незначительного увеличения она уменьшалась. Клемперер в в своей работе пишет: «Тело автомобиля в таких условиях ведет себя как парус судна, упрямо движущегося навстречу ветру». Выводов по результатам измерения боковой силы и поворачивающего момента, компонентов результирующей аэродинамической силы, влияющих на чувствительность автомобиля к боковому ветру, Клемперер, по-видимому, не делал. Рисунок 13 — Изменение соотношения между тангенциальной составляющей (сила Т), направленной вдоль продольной оси автомобиля, и результирующей силой аэродинамического сопротивления при изменении угла скоса потока: 1 — обычный автомобиль; 2 — автомобиль Джерея Рисунок 13 воспроизводит слишком оптимистичный процесс влияния бокового ветра на аэродинамическое сопротивление. Углы натекания потока, при которых становится заметным описанный Клемперером «парусный эффект«, на практике встречаются только при малых скоростях движения, когда сопротивление воздуха и без того не имеет существенного значения. С другой стороны, в области малых углов натекания потока возникают намного большие дополнительные сопротивления, чем можно видеть на рисунке 13. Курсовая устойчивость при боковом ветре с увеличением скоростей движения приобретает все большее значение. Оказалось, что автомобили с малым аэродинамическим сопротивлением обладают плохими свойствами по устойчивости при боковом ветре. Позднее установили, что это высказывание верно только для тех автомобилей, для которых малое значение коэффициента аэродинамического сопротивления достигается за счет плавно опускающейся линии задней части. Напротив, для автомобилей, у которых малый коэффициент аэродинамического сопротивления достигается за счет обрезанной формы задней части (форма Камма), не отмечался большой нестабильный поворачивающий момент. Установкой сзади килей можно было бы обеспечить стабильные характеристики моментов. Хорошую эффективность задних килей показали пробеговые испытания для автомобиля Камма. Кили нашли применение только для стабилизации движения рекордных автомобилей, а также для мотоциклов; для использования на легковых автомобилях серийного производства они оказались непригодными. В отдельных случаях в качестве стилистических элементов использовались псевдокили; но даже относительно большой киль автомобиля «Татра тип 87» (см. рисунок 7) дал очень несущественное улучшение устойчивости. Угроза автомобилю и водителю со стороны бокового ветра заключается прежде всего в его внезапности. К естественному порыву добавляется кажущийся, когда обдувающий движущийся автомобиль боковой ветер местами меняет свою силу и направление из-за особенностей рельефа местности, растительности, построек. При соответствующем оформлении трасс дорог и прилегающей местности опасность от воздействия на автомобиль внезапного порыва бокового ветра можно уменьшить, но этому вопросу и сегодня уделяется мало внимания. С началом систематических работ по аэродинамике автомобиля были подняты и проблемы протекания потока внутри автомобиля. Уже Клемперер обращал внимание в своих экспериментах с моделями на потоки системы охлаждения и указывал, что обтекание радиатора связано с появлением дополнительного сопротивления движению автомобиля. Фидлер и Камм показали целый ряд возможностей уменьшения этой дополнительной силы сопротивления воздуха. В школе Камма процессы протекания потока в радиаторе были тщательно изучены; Шмитт и Эккерт, рассматривая совместно автомобиль, радиатор и вентилятор, подробно изложили этот вопрос в своих работах. Основы вентиляции пассажирского салона были подробно разработаны Каммом и его учениками. Неисследованным оставался вопрос взаимосвязи между внешним обтеканием автомобиля и внутренними потоками. Организация потока в салоне, его оптимизация с целью получения микроклимата, отвечающего комфортным условиям, стали предметом исследования в более поздний период времени. Дальнейшее развитие «обтекаемых» форм кузововПерси в 1922 г. в Берлине собрал автомобиль, который был разработан на базе полутела вращения. Двигатель был размещен в измененной задней части автомобиля. Значения замеренных величин для этого автомобиля неизвестны, Позднее, с 1930 года, автомобилем с кузовом в форме полутела вращения занимались некоторые американские авторы; но эти работы дальше этапа моделирования не пошли. Полученные Фишлаем, Хилдом, Лэем и Рейдом результаты собраны на рисунке 14. Чтобы оценить полученные для моделей разного масштаба и качества выполнения результаты, каждой форме в виде полутела вращения противопоставлено значение коэффициента аэродинамического сопротивления, замеренное тем же автором для лимузинов, существовавших в то время. Если исключить из рассмотрения исследуемую Лэем форму с очень длинной задней частью, то для всех оптимизированных моделей в форме полутела вращения коэффициент аэродинамического сопротивления составляет примерно 1/3 коэффициента для лимузина, с которым производилось сравнение. Рисунок 14 — Тела, обладающие малым аэродинамическими сопротивлением, в сравнении с существовавшими в то время в США легковыми автомобилями Разработка ходового автомобиля с кузовом в форме полутела вращения с 30-х годов велась в институте аэродинамических исследований (г. Геттинген) под руководством Прандтля. Анализ обтекания автомобиля Ланге (см. рисунок 8), выполненный Гансеном и Шлером, завершился разработкой модели, показанной на рисунке 15. Рисунок 15 — Внешний вид экспериментального автомобиля института аэродинамических исследований г. Геттингена (по Гансену и Шлеру), 1937 г. Продольное среднее сечение образуется двумя крыловидными профилями, оба имеют одинаковый коэффициент аэродинамического сопротивления cW = 0,125. Поперечные сечения выполнены в форме, близкой к полутелу вращения, таким образом, что все тело автомобиля при большом объеме салона хорошо обтекается. На рисунке 16 представлены результаты измерений, выполненные для этого автомобиля и для масштабных моделей; показана зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления cW от безразмерного отношения дорожного просвета e к высоте h. При большом дорожном просвете полутело вращения имеет лучшее значение cW, чем профиль, из которого автомобиль был образован. С уменьшением дорожного просвета значение cW становится больше. Рисунок 16 — Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля Шлера. Измерения для модели 1:5 — Институт аэродинамических исследований; для модели 1:4 — завод «Фольксваген»; для автомобиля в натуральную величину — Институт аэродинамических исследований: 1 — профиль 571; 2 — профиль 570; 3 — днище обычное; 4 — модель 1:4, измерения фирмы «Фольксваген»; 5 — днище ровное; 6 — автомобиль в натуральную величину; 7 — модель 1:5 Полученное автором и его коллегами при испытаниях модели 1:4 (днище ровное) значение cW = 0,15 (неопубликованные данные) довольно хорошо совпадает со значением, полученным Институтом по аэродинамическим исследованиям для модели, выполненной в натуральную величину с ровным днищем. В большой аэродинамической трубе института с эллиптическим соплом (7 x 4,5 м) для готового автомобиля с характерным для него дорожным просветом был измерен коэффициент аэродинамического сопротивления cW = 0,186; испытания свободным выбегом, которые были проведены затем Высшей технической школой (г. Ганновер), дали практически то же самое значение (cW = 0,189). Недостатком автомобиля Шлера была необычно большая площадь лобового сопротивления А = 2,54 м 2 , что являлось следствием большой ширины, равной 2,10 м. Большая ширина, в свою очередь, была необходима, чтобы обеспечить для полностью закрытых передних колес необходимый угол поворота. Большую площадь лобового сопротивления следует рассматривать как присущий этой концепции недостаток. Автомобилем Шлера завершилось развитие кузовов в форме полутел вращения; такая форма кузова не нашла применения на серийных моделях. К работам с так называемыми полутелами вращения вернулись в более поздний период времени, и постановка задач была другой. Эти тела, которые называют теперь основными телами, не используются непосредственно в качестве проекта формы кузова; они служат в качестве исходной базы для последовательного создания правильных форм автомобиля, которые позволяют получить очень малое сопротивление воздуха. Этим объединяются направления развития, обозначаемые словами «обтекаемый кузов» и «полутело вращения». К разработке обтекаемых серийных автомобилей, прерванной второй мировой войной, снова вернулись, но работы велись разобщенно. Такое направление развития показывают автомобили фирмы «Ситроен» (рисунок 17). Рисунок 17 — Ряд типичных форм автомобиля «Ситроен»; площадь лобового сопротивления А — в м 2 В то время как в кузове «ID19» просматриваются идеи Джерея — формообразование на основе сопряжения двух обтекаемых профилей — GS и СХ в большей степени опирались на идею Камма — обрезанная форма задней части. Все три типа по сравнению с конкурентами имели довольно малое значение коэффициента аэродинамического сопротивления. Вопреки встречающемуся мнению, на примере автомобиля NSU RO 80 (рисунок 18) хорошо видно, что придание кузову автомобиля обтекаемой формы не приводит к однообразию внешних форм автомобиля. Рисунок 18 — Автомобиль «NSU RO 80», 1976 г.; площадь лобового сопротивления 1,99 м 2 , cW = 0,38 Следует обратить внимание на последовательную работу фирмы «Порше» по аэродинамическому оформлению спортивных автомобилей, модельный ряд которых можно увидеть на рисунке 19. В то время как в основу более старых моделей «365 А» и «356 В» положены идеи Джерея, «Порше 911» скорее напоминает форму Ланге (см. рисунок 8). Более новые модели «Порше 924» и «Порше 928» также свидетельствуют об отдаленном родстве с автомобилем Ланге. Источник статьи: http://carspec.info/istoriya-razvitiya-form-kuzovov |