2556

2

УДК 629.33

Развитие и современное состояние мировой автомобилизации [Текст] : методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения по направлениям подготовки 190700 – Технология транспортных процессов, 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов; специальности 190702 – Организация и безопасность движения / Г. Н. Климова, В. П. Белокуров, Р. А. Кораблев, А. Ю. Артѐмов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – 44 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 2 от 25 ноября 2011 г.)

Рецензент: заслуженный работник высшей школы, лауреат премии Правительства РФ, д-р техн. наук, проф. ВГТУ В.П. Смоленцев

Рассмотрены теоретические положения в области создания и развития автомобилестроения в рамках мировой автомобилизации, исторические основы развития конструкции отечественных и зарубежных транспортных средств, исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения.

3

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный транспорт играет важную роль в обществе и транспортной системе страны. На его долю приходится значительная часть всех грузовых перевозок в народном хозяйстве. Автомобиль широко используется для подвоза грузов к железным дорогам, речным и морским причалам, обслуживания промышленных торговых предприятий, работников сельского хозяйства, обеспечивает перевозки пассажиров. Миллионы автомобилей принадлежат гражданам и обслуживают их в быту.

Прошло буквально сто с небольшим лет с момента появления первого автомобиля, а уже нет практически сферы деятельности, в которой бы он не использовался. Поэтому автомобильная промышленность в экономике развитых стран является сейчас ведущей отраслью машиностроения. На это есть причины:

во-первых, людям с каждым днѐм требуется все больше и больше автомобилей для решения различных хозяйственных задач;

во-вторых, эта промышленность является наукоемкой и высокотехнологичной. Она «тянет» за собой многие другие отрасли, предприятия которых выполняют ее многочисленные заказы. Инновации, внедряемые в автомобильную промышленность, неминуемо заставляют эти отрасли совершенствовать и свои производства. В силу того, что таких отраслей достаточно много, то в итоге наблюдается подъем всей промышленности, а, следовательно, и экономики в целом;

в-третьих, автомобильная промышленность во всех развитых странах относится к числу наиболее прибыльных отраслей народного хозяйства, так как она способствует повышению товарооборота и приносит в казну государства немалые доходы за счет продаж как на внутреннем, так и на мировом рынке.

в-четвертых, автомобильная промышленность является стратегически важной отраслью. Развитие этой отрасли делает страну экономически сильной и потому более независимой. Широкое использование лучших образцов автомобильной техники в армии, бесспорно, повышает оборонную мощь страны.

4

Важным фактором является и то, что автомобильная промышленность обеспечивает высокий процент занятости трудоспособного населения каждой страны, где производятся и (или) продаются автомобили. Страныпроизводители автомобильной техники обеспечивают рабочими местами также страны, с которыми у них заключены соглашения о сотрудничестве. Кроме того, еще большой процент трудоспособного населения занят в смежных отраслях, обеспечивающих автомобильную промышленность. В США, например, в сфере производства автомобилей, а также в смежных отраслях, на автотранспорте и в дорожном хозяйстве заняты 12,5 млн человек, т.е. каждый шестой работающий в промышленности. В России в автомобильной промышленности, несмотря на спад, занято примерно 1,7 млн человек из 70 млн трудоспособного населения.

Все это в совокупности выводит автомобильную промышленность на одну из передовых позиций в мировой экономике. Об этом свидетельствуют и данные о доле автомобильной промышленности в валовом национальном продукте (ВНП). В США и Франции доля автомобильной промышленности в ВНП составляет 5 %, в Японии и Германии - 9 %. Россия пока сильно отстает даже от небольших стран-производителей автомобилей. Например, объемы выпуска легковых автомобилей у нас меньше, чем даже таких стран, как Испания, Италия, Великобритания. Почти в 4 раза меньше, чем в Германии или Франции, и в 10 раз меньше, чем в США или Японии. Доля автомобильной промышленности ВНП и косвенное воздействие автомобильной промышленности отражается через смежные отрасли, которым она обеспечивает заказы, тем самым, повышая удельный вес этих отраслей в показателе ВНП.

Место, занимаемое автомобильной промышленностью в экономике России, столь же значительное, что и в экономике других странавтопроизводителей. Аспекты ее влияния на экономику России в целом в основном те же.

Чтобы вывести автомобильную промышленность на достойный уровень, обеспечивающий выпуск конкурентоспособных на мировом рынке автомобилей, необходима разработка государственной стратегии развития автомобилестроения и объединение усилий всей страны.

Сейчас в автомобильной промышленности существует ряд тенденций, которые свидетельствуют о важности и значении еѐ, а также смежных с ней от-

5

раслей в экономике промышленно развитых стран. Наблюдается совершенно новый подход в техническом развитии автомобиля, организации и технологии его производства.

Научно-технические тенденции заключаются в уменьшении расхода топлива и снижении вредных выбросов, разработке сверхлегкого автомобиля, повышении безопасности, качества, надежности и долговечности, а также в развитии интеллектуальных автомобильно-дорожных систем.

Успеху объединения усилий способствует применение при заключении контрактов между фирмами стандартов ИСО серии 9000, что порождает взаимное доверие и обуславливает высокое качество конечного продукта. Повышается и роль поставщиков на ранних стадиях разработки автомобиля, начиная с научных исследований и проектирования.

Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую специализацию автотранспортных средств, которые отличаются специфическими свойствами, обеспечивающими их использование в конкретных условиях с наибольшей эффективностью.

Цель изучения дисциплины «Развитие и современное состояние мировой автомобилизации» состоит в том, чтобы ознакомить студентов с основами знаний в области создания и развития автомобилестроения в рамках мировой автомобилизации.

Основные задачи дисциплины состоят в следующем:

-обеспечить знание студентами исторических основ развития конструкции отечественных и зарубежных транспортных средств;

-уяснить исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения:

-обеспечить закрепление общих знаний конструкции автомобильного транспорта.

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

-основные исторические этапы развития автомобилестроения;

-вопросы развития конструкции транспортных средств;

-исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения.

Форма контроля по дисциплине - зачѐт.

6

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Развитие и современное состояние мировой автомобилизации» включает десять тем, содержание которых приведено в разделе № 2.

При подборе научной и учебной литературы желательно руководствоваться списком, приведенным в данных методических указаниях по выполнению контрольных работ.

В процессе изучения дисциплины у будущих специалистов должны сформироваться представления об основных тенденциях технического развития автомобиля.

Контрольные вопросы для проверки знаний студентов по дисциплине приведены в приложении А. Зачѐт по дисциплине проводится в виде устного собеседования по этим вопросам.

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1.Автомобилизация в современных условиях

Предмет изучения. Транспорт, его значение в жизни общества. Общие тенденции и проблемы развития автомобильного транспорта. Автомобиль и автомобилизация в современном понимании.

2.2. Колесо. Древние дороги и повозки

Изобретение колеса, сила тяги, необходимая для перемещения груза при скольжении и качении.

Предыстория экипажей, приводимых в движение мускульной силой животных и человека. Ручные и гужевые повозки древнего мира (первые колесные повозки). Арба, назначение и приспособленность ее конструкции к условиям эксплуатации. Римские колесницы: многообразие устройства и назначения. Рассмотрение конструкции колесницы, описанной Гомером в «Илиаде».

Возникновение дорожной сети. Дороги Древнего мира (первые дороги с каменной одеждой). Начало организации дорожного движения.

7

Безрельсовый транспорт Средних веков. Грузовые колымаги: введение поворотной (на шкворне) передней оси. Применение подвески кузова в XV веке и превращение колымаги в карету.

Совершенствование конструкции кареты в XVI-XVII веках: развитие экипажной части (берлины, дормезы); появление стальных рессор; применение тормозов. Появление экипажей общего пользования (Московские «волчки», Парижские «кукушки», Берлинские «реброломы», дилижансы для междугородных путешествий).

Превращение экипажного ремесла в промышленность (фирмы «Студебеккер» и «Икарус»), характерные методы производства и особенности устройства экипажей начала XIX века. Применение каретником Георгом Лангеншпенглером рулевой трапеции.

Роль процесса развития конных повозок в создании автомобиля. Преемственность в конструкции автомобилей каретных технических разработок и использование сложившейся терминологии. Типы кузовов легковых автомобилей (купе, фаэтон, кабриолет, ландо, седан).

2.3. Предыстория возникновения автомобиля

Попытки освободиться от конной тяги - парусные повозки.

Попытки освободиться от конной тяги - конструкции Леонардо да Винчи. Попытки освободиться от конной тяги - повозка Альбрехта Дюрера со

всеми приводными колесами.

Попытки освободиться от конной тяги - «Самобеглая коляска» Леонтия Шуренкова со счетчиком пробега.

Попытки освободиться от конной тяги - «Самокатка» Ивана Петровича Кулибина.

Использование трансмиссии со ступенчатым изменением передаточного числа и маховика, позволяющих силовой привод приспособить к условиям движения.

«Беговая машина» Карла Фридриха Драйза. Разработка и применение на ней «автомобильных» механизмов (подшипников качения, цепной передачи, межколесного дифференциала, пневматических шин). Назначение, принцип действия и основы устройства этих механизмов.

8

2.4. Развитие двигателей внутреннего сгорания

Паровая машина второй половины XVIII века как транспортный двигатель. «Паровая телега» Никола-Жозефа Кюньо (1767 г.): конструкция, технические характеристики, особенности эксплуатации.

Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: дилижансы Голдсуорси Гэрнея и Уолтера Хенока.

Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: применение цепного привода от коленвала машины к колесам.

Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: повышение эксплуатационных свойств.

Конкурентная борьба против паровых повозок в Англии.

Паровые автомобили Франции – «Послушная» (1875 г.) отца и сына Боле. Паровые автомобили Франции – «Новая» (1878 г.) отца и сына Боле. «Классическая» автомобильная компоновка парового автомобиля отца и

сына Боле. Повышение эксплуатационных характеристик за счет применения водогрейного котла и «автомобильных» механизмов (рулевая трапеция, дифференциал, карданная передача, независимая подвеска колес и др.).

Особенности эксплуатации и недостатки паровой силовой установки. Создание первых транспортных поршневых ДВС:

Газовый двигатель Этьена Ленуара (1860 г.): принцип действия и основы устройства; достоинства и недостатки.

Четырехтактный газовый двигатель Николая-Августа Отто и Евгения Лангена (1876 г.).

Рассмотрение четырехтактного цикла работы двигателя.

Особенности устройства (золотниковая система газораспределения; зажигание горелкой) и технические характеристики двигателя.

Причины, воспрепятствовавшие применению двигателя Николая-Августа Отто на автомобиле.

Двигатель Готлиба Даймлера на жидком топливе.(1883 г.) - первый автомобильный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Основные технические характеристики и особенности устройства.

Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: закрытый картер с системой смазки разбрызгиванием.

9

Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: управляемые клапаны системы газораспределения.

Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: жидкостная система охлаждения с сотовым радиатором и водяным насосом.

Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: увеличение количества цилиндров.

Система зажигания с магнето высокого напряжения Роберта Боша. Повышение роли научной дисциплины: электротехники. Повышение роли научной дисциплины: газо- и гидродинамики. Повышение роли научной дисциплины: теории механизмов и машин. Соревнование автомобильных ДВС в конце XIX - начале XX веков. Соревнование паровых двигателей в конце XIX - начале XX веков.

Соревнование электрических двигателей в конце XIX - начале XX веков. Сравнительная оценка технических и эксплуатационных характеристик

ДВС, паровых и электрических типов автомобильных двигателей.

2.5. Первые автомобили

Готлиб Даймлер и Карл Бенц - признанные миром изобретатели автомо-

биля (1885 г.).

Первый (трехколесный) автомобиль Карла Бенца. Первый (двухколесный) автомобиль Готлиба Даймлера.

Второй (четырехколесный) автомобиль Готлиба Даймлера. Превращение «безлошадного экипажа» в автомобиль.

Совершенствование ДВС и рост его мощности как основные факторы формирования концепции автомобиля, отличной от конной повозки.

Новая компоновочная схема, предложенная Эмилем Левассором (1894 г.). Дополнительные штрихи к схеме, внесенные Луи Рено в 1898 г. (кардан-

ная передача, трехвальные коробки передач (КП) и рулевое колесо). Кинематическая схема, работа и достоинства трехвальной коробки пере-

дач Луи Рено (1898 г.).

Автомобильный спорт как метод объективной оценки целесообразности принимаемых технических решений.

10

Увеличение количества моделей автомобилей и их выпуска к началу XX

века.

2.6. Изобретательский период истории развития автомобиля

Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): изобретатель-

ский (до 1918 г.).

Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): инженерный (до 1940-х годов).

Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): дизайнерский (или стилистический).

Характерные черты автомобиля «изобретательского» периода в США и Европе («Олдсмобил», «Де-Дион»).

Применение глушителей выпуска отработанных газов. Применение батарейного зажигания.

Применение системы запуска двигателя стартером.

Развитие механизмов: сцепление, коробка передач, тормозные системы, подвеска, шины, колеса.

Преждевременные изобретения (фрикционный вариатор, электротрансмиссия).

Рост спроса на автомобили.

Повышение технической культуры в производстве автомобилей: использование высококачественных материалов.

Повышение технической культуры в производстве автомобилей: применение более совершенных технологий и оборудования.

Первые успехи стандартизации и взаимозаменяемости («Кадиллак» Г. Линенда, 1907 г.).

Начало крупносерийного и массового производства «Форд-Т» (1903 г.). Социальный аспект массового производства Экономический аспект массового производства.

Конструкторский аспект массового производства. Технологический аспект массового производства.

«Серебряный дух» (1907 г.) Чарлза Стюарта Роллса и Фредерика Генри Ройса - пример нового подхода к задаче производства автомобилей.