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技术历史、技术、我们身边的事物
一辆车。 发明和生产的历史
客车是指载运乘客和行李的车辆，载客量为2至8人。 如果乘客座位较多，则该车被视为公共汽车（小巴）。 第一辆汽车诞生于 1876 年。 汽车发明者的官方荣耀属于两位德国工程师——奔驰和戴姆勒。 奔驰设计了二冲程燃气发动机，并且是一家小型工厂的所有者。 发动机需求旺盛，奔驰的业务蒸蒸日上。 奔驰的梦想是创造一辆带有内燃机的自行式马车。 奔驰自己的发动机，就像奥托的四冲程发动机一样，不适合这个，因为它们的转速很低。
奔驰在二十年的时间里创造并思考了汽车和发动机的设计。 最后，他设法组装了一台合适的 0,75 马力的四冲程单缸发动机。 奔驰使用汽油作为燃料，可燃混合物的点火使用电火花进行，电池作为电源，从该电源向 Rumkorff 感应线圈提供电流。 为了获得可燃混合物，奔驰创造了历史上最早的化油器之一。 在“自行车时代”制造的第一辆汽车与三轮车非常相似。 它有一个管状框架、辐条切线轮和一个链条传动装置，时速可达 13 公里。 与奔驰同时，戴姆勒开始生产汽车。 1883 年，他制造了他的第一台汽油发动机，打算用于运输。 就像奔驰一样，戴姆勒将可燃混合物的强烈点火提供的轴的显着旋转频率视为“运输”发动机的标志性特征。 第一代戴姆勒发动机的转速已经高达 900 rpm，比 Otto 的固定式燃气发动机高 4-5 倍。 它们专为液体燃料 - 汽油或煤油而设计。 与固定发动机一样，点火是由点火管进行的。 由于高转速，“运输”发动机比固定发动机更小更轻。 为了保护发动机免受灰尘和污垢的影响，它们被特殊的外壳包围。 提供了水冷夹套和板式散热器。 曲柄用于启动发动机。
1885 年戴姆勒将他的汽油发动机安装在自行车上，并于 1886 年安装在四轮马车上。 1889 年，这辆车在巴黎的一个展览会上展出，法国制造商 Panhard、Levassor 和 Peugeot 在那里购买了戴姆勒发动机的许可证。 事实证明，这笔交易对汽车行业的历史非常重要。 1890 年，戴姆勒与富商杜滕-霍夫纳合作成立了戴姆勒汽车公司。 1891年，他生产出第一台四缸汽车发动机。 公司业务一开始并不顺利，但很快就走上坡路。 汽车历史上的一个新纪元始于 1901 年，当时第一辆梅赛德斯由戴姆勒汽车公司生产。 第一辆梅赛德斯已经具备现代汽车的所有功能：由压制钢型材制成的框架、蜂窝青铜散热器、真正的变速箱和容量为 35 马力的四缸发动机，使其速度达到 70公里每小时。 这辆漂亮、优雅、可靠的汽车取得了令人难以置信的成功。 她赢得了许多比赛并产生了很多模仿。 可以说，随着第一辆“奔驰”的问世，汽车的童年结束了，汽车工业的飞速发展开始了。 福特 T 型车，也称为 Tin Lizzie，是福特汽车公司于 1908 年至 1927 年间生产的一款汽车。 这是世界上第一辆生产了数百万辆的汽车。 在许多人看来，亨利·福特“让美国装上轮子”，让美国中产阶级相对买得起新型乘用车。 这要归功于诸如使用传送带代替单独的手动组装等创新，以及在不牺牲质量的情况下合理简化汽车设计，从而降低了成本。 第一辆 T 型车于 27 年 1908 月 XNUMX 日在密歇根州底特律的皮克特工厂生产。
与人们普遍认为的相反，T型车尽管为了量产而最大限度地简化了设计，但在技术特性、舒适性和装备方面并不逊色于同时代的大多数汽车，在整体尺寸和发动机容量方面也毫不逊色。对应现代中产阶级的模式。 美国汽车设计的一个流派源于福特T：当时在欧洲，与福特T类似尺寸的汽车只占车队的一小部分；在美国，这种类型的汽车仍然是主要的汽车设计。一。 如今，汽车种类繁多，用途、工作性质、设计各不相同。 同时，他们也有很多共同点。 根据布局 - 这是最重要的单元和组件在汽车中的相对位置的名称 - 有四种类型的乘客模型。 经典布局，发动机在前，驱动轮在后。 在后置发动机布局的情况下，发动机与变速箱和主减速器组合成一个单元，位于车辆的尾部。 在这里，后轮正在驱动。 最近，乘用车更经常使用前轮驱动生产。 这使转移更容易。 前轮驱动设计，制造成本更低。 此外，它使汽车更安全。 对于后驱动轮，弯道中的牵引力（推力）与汽车的轨迹相切，并倾向于使汽车后部相对于转弯弧向外移动。 前驱动轮的牵引力不断地沿着汽车的路线引导，并沿着选定的路径“拖动”它。 全轮驱动布局可将发动机放置在机器的船头。 所有四个轮子都在行驶。 这种布局现在不仅用在越野越野车上，也用在传统车型上。 汽车的基础是车身，它可以容纳乘客和行李。 大多数现代乘用车没有车架；它们的单元，包括车轮悬架，都附在车身上。 在正确的地方，它被加固并承受所有负载。 因此，身体被称为载体。 最常见的车身类型“轿车”——封闭式，有两扇或四扇门和一个单独的后备箱。 1960年代后期，掀背式车身开始使用。 后排座椅向下折叠后，汽车可以轻松变成货车。 旅行车通常是五门的，但明显更宽敞。 旅行车和掀背车的第五扇门位于车身后壁。 不太常见的是带有敞篷车车身的汽车。 根据驾驶员的要求，他们的弧形织物遮阳篷由液压装置折叠或升起。 运动模型通常使用敞篷车式车身生产。 豪华轿车今天仍然很受欢迎。 在前排座椅的后面总是有一个可升降的玻璃隔板。 这样的机构可以在执行模型上看到。 近年来，承重体由两侧镀有锌的钢制成。 这样的车身可以很好地防锈，并且可以使用十年或更长时间。 决定汽车舒适性的一切都在车身中：带有调节装置的舒适座椅、电动车窗和门锁（通常是电动驱动）、复杂的加热和通风系统，有时还辅以空调，更不用说各种音频系统了。 仪表板上有各种按钮、拨动开关、开关、用于控制车辆系统的控制杆。 巧妙的防盗装置、可开启的天窗等都安装在车身上。 车身结构必须为乘客提供最大程度的保护。 因此，在展台上进行了多项测试，以最大程度地减少因碰撞内部零件、转向柱、车身支柱、从打开的门或破窗户飞出而造成事故的可能性。 安全带将驾驶员和乘客保持在原位，安全气囊保护头部、肩部和身体免受撞击。 门上的锁被设计成可以防止它们在撞击时打开。 内置于门中的杆可防止侧面撞击。 发动机是汽车的心脏。 汽油动力内燃机仍然是最常见的。 其中的汽油由化油器或燃油喷射系统喷射。 然后与空气按一定比例混合后进入发动机气缸。 在那里，混合物立即燃烧殆尽，化学能转化为机械能。 大多使用四冲程发动机。 在这里，气缸中的整个工作循环是在活塞上下四个冲程（循环）中进行的。 首先，气缸内的阀门充满可燃混合物，然后混合物被压缩，然后爆炸，最后，气缸内没有燃烧产物。
通常，由于气缸进气口中的真空，燃油在化油器中雾化。 但是现在，越来越多的情况是，燃料在压力下喷射以形成工作混合物。 涡轮增压系统也越来越多地使用。 空气通过离心泵泵入气缸，其运行消耗部分发动机功率。 在涡轮增压系统中，这些成本通过使用废气的能量来消除。 他们旋转一个微型燃气轮机，为泵提供动力。 汽车发动机通常适用于使用天然气，一种更清洁的燃料。 但是，虽然汽油仍然是主要的燃料类型。 与汽油内燃机一起，柴油发动机被广泛使用。 在其中，喷射到气缸中的燃料被压缩时温度高达 XNUMX 度的空气点燃。 柴油燃料——太阳能油、瓦斯油——比汽油便宜。 但汽车本身更贵，因为柴油更复杂，金属含量更高。 当年里程非常高时，它的成本就会得到回报。 这就是为什么柴油更常用于卡车和公共汽车的原因。 燃油泵是汽车燃油供应系统中一个重要且相当可靠的部分，它包括油箱、燃油管路、细滤器、燃油泵本身、化油器、空气滤清器、仪表和油位传感器。 燃油泵用于将精制汽油泵入化油器，从那里进入气缸体。 隔膜式汽油泵由油泵驱动轴的偏心轮驱动。 在 1930 年代后期，出现了自动换档以响应发动机性能变化的变速箱。 在这种变速箱中没有通常的齿轮。 它们的基础是变矩器或液压机械传动装置。 汽车电机使向涡轮供油的泵旋转，并与车轮相连。 当汽车在平坦的道路上快速行驶时，油液以低压高速流动。 如果汽车缓慢爬山或越过障碍物，则油在高压下以低速流动。
汽车的转向通常配备液压，较少配备 - 电动助力转向。 但是，在高速行驶时，放大器对驾驶员的帮助可能是有害的。 毕竟，驾驶员需要快速、毫不拖延地驾驶汽车。 因此，出现了渐进式动力转向 - 速度越高，他们的帮助就越少。 在现代汽车中，几乎没有任何组件和系统离不开电子设备。 因此，一种特殊的设备——巡航控制——允许汽车，就像一架自动驾驶的客机，在没有驾驶员参与的情况下以给定的速度移动。 雨量传感器识别出它的第一个迹象后，会自行打开雨刷器。 下雨越大，刷子工作得越快。 您现在不会对车载计算机感到惊讶。 显示屏上的数字和文字会告诉驾驶员当前的油耗是多少，以及油箱中能持续多少公里。 计算机将帮助您选择到达目的地的最短路径。 同一台车载计算机会通知汽车中的问题以及即将到来的维护期。 这辆车由电池供电。 根据现代技术，电池安装在塑料外壳中。 电池盖密封地粘在机身上，这是在运行过程中防止电解液泄漏的保证。 电池盒和带盖的整体焊接盖均由优质耐酸聚丙烯制成。 干充电电池由于充电极板的特殊浸渍，可以进行高度的干电池充电。 这保证了在充满电解液后 30-40 分钟内使用电池。 现代可充电电池的每个铅板都封装在一个特殊的“信封”中。 在汽车和电池运行期间，在恶劣的条件下，充电板的破坏开始了。 使用“信封”时，沉淀物不会落到外壳底部，不会造成短路和电池故障。 新技术的使用使得增加电池的容量和放电电流成为可能，这反过来又提高了汽车的运行质量，尤其是在我们的气候条件下。 同时，电池的尺寸保持不变。 当然，没有没有刹车的汽车。 乘用车工作制动系统示意图，包括前后制动机构和制动驱动两个子系统。 任何汽车都有这些单元，但从结构上讲，它们可以通过不同的方式解决，也就是说，包括增加汽车制动动力的附加单元。
它们是鼓式和盘式。 大多数汽车在前部装有盘式制动器，在后部装有鼓式制动器。 在豪华车和运动型盘式制动器的前后放置。 鼓式制动机构是安装在随轮毂旋转的制动鼓内的一对制动蹄。 刹车片固定在固定的制动护罩上，靠在手指上并由弹簧拉在一起。 摩擦衬片粘在扬声器面向鼓的表面上。 制动时，刹车片被制动缸的活塞（或制动拳头，或杠杆，带有机械制动驱动，现在仅在驻车制动系统中发现）分开，直到它们与鼓接触，并且垫的紧固确保它们相对于滚筒的自由自对准。 停止制动后，刹车片通过弹簧返回其原始位置。 盘式制动机构是安装在轮毂上的铸铁制动盘。 在该盘的两侧，放置带有摩擦片的扁平刹车片，由一个或多个制动缸压在盘上。 盘式制动器的设计可以是浮动卡钳或固定卡钳。 气缸固定在卡钳上，刚性连接到轮毂底部。 制动时，活塞从两侧将刹车片压在制动盘上。 停止制动后，由于位于活塞和气缸之间的弹性橡胶密封圈的弹性，活塞回到原来的位置。 由于光盘的微跳动，覆盖层松开。 圆盘和衬里之间的间隙是自动保持的。 由于在制动过程中由于摩擦会释放大量热量，因此许多机器使用通风制动盘，即在结构上提供了通过迎面而来的气流对制动盘的改进冷却。 对制动液提出了严格的要求，因为它可以在困难的条件下工作。 刹车时刹车片的温度可达600度，工作缸内的制动液加热到150度。 在这些温度下，液体的化学成分不应发生变化，也不应沸腾，因为气泡的存在会导致制动失效。 因此，乘用车所用制动液的沸点在正常情况下使用时必须至少为205度，而在频繁制动的情况下（例如在山区行驶时）不得低于230度。 在运行过程中，制动液的沸点由于其高吸湿性而降低，因此必须至少每两年更换一次。
液压制动驱动包括车内的制动踏板、真空助力器。 真空助力器减少制动时施加在制动踏板上的力，使驾驶更轻松。 真空增压器的增强效果是基于在运行发动机的进气歧管中使用真空。 整个系统充满制动液并密封。 出于安全原因，通常将液压驱动器制成双回路，这使得在服务于第二对的回路的组件发生故障的情况下可以保持一对车轮的可操作性。 当一个电路服务于对角线位置的一个前轮和一个后轮时，电路的对角线分离被认为更安全。 还有其他电路分配方案。 在许多现代车辆上，制动驱动系统包括防抱死制动系统。 该系统的目的是防止车轮在制动过程中抱死，因为当车轮“打滑”时，制动距离会显着增加。 其工作的本质是调节制动执行器传递给制动机构的力的大小。 特殊传感器记录任何车轮的卡住时刻，将有关信息传输到防抱死系统，并减少驱动器传递给它的力。 车轮解锁，制动性能不降低。 轮子使用一种特殊的机制——悬架连接到车身或车架上。 后者必须具有弹性元件。 通常使用弹簧作为弹性元件。 其他弹簧替代品是空气悬架或液压气动悬架，它们依靠压缩气体运行。 所有的减震器都按照这个原理工作：在减震器气缸内有一个带有活塞的杆，它在油中“行走”。 在减震器工作期间，油流过活塞上的特殊孔。 这对杆的运动产生了必要的阻力。 此外，减震器必须有一个装有可压缩气体（空气或氮气）的容器（补偿室）。 活塞在减震器内移动并排出多余的流体，导致气体压缩。 当空气用作气体时，这种减震器称为液压减震器。 空气的缺点是它在不断摇晃的情况下“起泡油”，而且摇晃越强，就会产生低压气泡，从而显着降低减震器的效率。 通常使用氮气代替空气。 有时它是在几个大气压的低压下泵送的。 这种减震器称为充气低压。 但低压下的氮气并没有从根本上解决“起泡油”和气蚀问题（即低压气泡的形成）。 当法国工程师 De Carbone 以超过 20 个大气压的压力将氮气泵入膨胀室并使用不允许氮气和油相互接触的活塞垫圈将氮气与油分离时，找到了解决方案。 这消除了油起泡和气蚀的问题。 高压氮气使活塞阀能够安静快速地运行，并在阀杆上产生额外的力。 这些减震器工作高效且准确。
不建议在小型车上使用充气减震器，因为这种减震器对车身的额外加固对“碎屑”有害。 最近，出现了新的进展。 例如，“Kosh”公司生产刚度可调的减震器。 最“花哨”的功能可以让您直接在机舱内进行此操作。 这种“陡峭”出现在“法拉利”、“玛莎拉蒂”和“保时捷”汽车上。 公司“Sachs”开发了一种行驶高度自动控制系统（Nivomat 系统）。 它的意思是当汽车被装载时，它“下垂”并且它的离地间隙（clearance）发生变化。 一旦汽车被装载，车轮在运动过程中的振动就会驱动一个内置在减震器结构中的泵。 该泵在行驶数百米后已经恢复了必要的离地间隙。 卸载机器后，泵会自动调整到旧的行驶高度。 汽车上的车轮越来越轻。 在他们的制造过程中，铝合金被用来代替钢，这也可以很好地从制动器中去除热量。 在大多数情况下，汽车车轮上的液压轮胎由充满压缩空气的环形橡胶室和轮胎本身或轮胎组成。 最近，无内胎轮胎已被广泛使用。 在轮胎和车轮的接合处，确保了密封性，从而防止了压缩空气的泄漏。
在俄罗斯冬季的条件下，有必要使用冬季轮胎。 它提供了更好的抓地力，制动距离缩短，汽车高速打滑等等。它有两种类型 - 简单的冬季轮胎和镶钉。 冬季轮胎具有防滑橡胶化合物。 轮胎应在花纹块之间有宽而深的凹槽，以提供良好的雪地抓地力。 放置良好的鞋钉不会跟随其他鞋钉的标记，从而在冰面和积雪上提供更好的牵引力。 传统上，钉子由铝制成，带有硬质合金芯。 通常，核心突出表面上方 0,6-1,2 毫米。 在新的开发中，硬质合金螺柱被放置在高强度塑料衬套中。 这使钉子可以更牢固地固定在插座中。 汽车制造商不断改进他们的产品。 所有植物都有自己的冬季范围或租用它们。 通常这些多边形位于北部或阿尔卑斯山。 在那里进行新产品的测试，在那里他们正在寻找轮胎各种特性之间的折衷方案。 毕竟，通常如果其中一个属性得到改善，那么这会导致其他属性的恶化。 因此，企业找到“中庸之道”非常重要。 如今，对汽车的环保要求越来越高。 催化转换器有助于保持空气清洁，将废气中的有害杂质分解为无害物质。 为了加速分解反应，在转换器的内表面涂上一层薄薄的铂或铑，作为催化剂。 作者：Musskiy S.A.
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