Текст книги "Генри Форд"

Автор книги: Наум Беляев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 15 страниц)

У колыбели бензинового автомобиля

Французский инженер Жан Ленуар за три года до рождения Генри Форда, в 1860 году, построил для моторной лодки первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе.

Двигатель Ленуара имел много конструктивных недостатков и не произвел на своих современников никакого впечатления. Никому не могло прийти в голову, что новый двигатель положил начало огромному перевороту в технике, что человечество в области техники сделало новый гигантский шаг вперед.

Прошло шестнадцать лет. Немецкий инженер Отто усовершенствовал двигатель Ленуара, заставив его работать по четырехтактному принципу.

Принцип четырехтактного «цикла Отто» заключался в том, что вся совокупность явлений, обусловливающих работу двигателя, то есть заполнение цилиндра свежей рабочей смесью, сгорание ее и очищение цилиндра от получившихся продуктов сгорания, происходит в течение четырех тактов.

Представим себе цилиндр с движущимся в нем поршнем. Первый такт заключается в том, что поршень делает ход сверху вниз, а коленчатый вал проворачивается на половину полного оборота. Этот такт называется всасыванием, а ход поршня – всасывающим ходом поршня.

При движении поршня вниз внутри цилиндра образуется разрежение и давление падает меньше атмосферного. Под давлением наружной атмосферы горючая смесь, то есть смесь паров бензина и воздуха, через открытый клапан всасывается внутрь цилиндра и заполняет весь свободный объем.

При втором такте поршень движется в обратном направлении, снизу вверх, всасывающий клапан закрывается и происходит сжатие смеси. Поэтому второй такт рабочего процесса двигателя называется сжатием, а ход поршня – ходом сжатия.

В момент, когда поршень находится в своем верхнем положении и сжатие газа является наибольшим (в современных автомобилях оно равняется 6–6¹/₂ атмосферам), через контакты зажигательной свечи проскакивает электрическая искра, которая и производит зажигание рабочей смеси. При быстром сгорании смеси температура сильно повышается, а практически объем газа не меняется, поэтому давление газа резко возрастает, достигая 25–30 атмосфер.

Под влиянием образующегося высокого давления поршень движется снова вниз, передавая значительное усилие через шатун к коленчатому валу и заставляя его вращаться. При этом движении поршня объем полости цилиндра увеличивается, давление газа постепенно падает и к моменту нижнего положения поршня оно делается равным 4–5 атмосферам.

Движение поршня вниз под влиянием давления газа называется рабочим ходом поршня или рабочим тактом.

Последний, четвертый такт заключается в том, что поршень опять идет снизу вверх и выталкивает наружу через открывшийся выхлопной клапан образовавшиеся продукты горения. Этот такт называется выхлопом. Таким образом цикл Отто состоит из четырех тактов: 1) всасывания, 2) сжатия, 3) рабочего хода, 4) выхлопа.

Как мы видим, из четырех тактов работы двигателя только один такт является рабочим, а три остальных являются «нерабочими». В двигателе с несколькими цилиндрами рабочий такт в разных цилиндрах происходит в разное время и полезная работа поршня в одном цилиндре идет на покрытие «нерабочих» тактов в других цилиндрах. В этом случае неравномерность хода двигателя будет меньше, чем при одноцилиндровом двигателе, и ход автомобиля – более плавным.

Принцип Отто сохранился в полном виде до наших дней. Отто употреблял для своих двигателей в качестве горючего сначала светильный газ, а затем керосин и бензин. Новый двигатель имел ряд значительных преимуществ перед двигателем Ленуара, и вскоре германский завод «Отто и Ланген» приступил к массовому производству двигателей Отто.

Любознательный юноша Форд, еще будучи учеником локомобильной компании, прочел в одном из английских журналов описание газового двигателя Отто. До сих пор он имел дело лишь с паровыми двигателями и с жадностью набросился на описание нового двигателя внутреннего сгорания. Он уже кое-что слыхал об опытах с газовыми двигателями, но двигатель Отто был не эксперимент одиночки-изобретателя, а заслуживающая внимания машина, завоевывающая рынок и имеющая промышленное значение.

Форд был всецело поглощен работой над улучшением конструкции парового автомобиля и потому за газовым двигателем следил скорее из любопытства, не придавая ему пока, как и большинство механиков его времени, серьезного значения.

Форду еще не пришло в голову, что газовые двигатели можно применить для самодвижущегося экипажа. Это сделал, опередив его на несколько лет, немецкий инженер Даймлер, работавший на заводе «Отто и Ланген». Повседневно сталкиваясь с новыми двигателями, Даймлер решил как-то попробовать и применить новый двигатель к велосипеду. В результате упорной работы в 1885 году Даймлер построил первый в мире мотоцикл. Отсюда уже недалеко было и до автомобиля с бензиновым двигателем.

Принцип действия четырехтактного мотора: 1) всасывание, 2) сжатие; 3) рабочий ход, 4) выхлоп

Почти одновременно с Даймлером немец Карл Бенц также заявил патент на автомобиль с газовым мотором. Это была тележка на трех колесах, рассчитанная на одного человека, с одноцилиндровым горизонтальным двигателем мощностью в ³/₄ лошадиной силы, расположенным над задней осью. Усилия от двигателя с помощью цепной передачи передавались на задние колеса.

Автомобиль Бенца мог двигаться лишь с незначительной скоростью по дорогам без больших подъемов и более или менее ровным, так как не имел пневматических шин и рессорной подвески. Даймлер и Бенц имели перед Фордом то преимущество, что они раньше столкнулись с газовым мотором Отто. И действительно, как только в руки Форда попал мотор Отто, он сейчас же попробовал применить его для самодвижущегося экипажа и своими путями прийти к изобретению автомобиля.

Дело было так. В 1885 году в Детройт случайно попал двигатель Отто и понадобилось его починить. Форд был известен как самый способный механик в городе, и ему предложили заняться починкой невиданного двигателя. Форд с жаром ухватился за эту работу, так как она давала ему возможность непосредственно изучить мотор Отто.

Прежде чем приступить к починке, Форд разобрал мотор и изучил все его части в отдельности. Желая проверить, насколько он усвоил принципы четырехтактного мотора, он одновременно с ремонтом приступил к постройке собственной модели газового двигателя, копируя счастливо попавший к нему мотор Отто. Маленькая модель, которую построил Форд, работала неплохо. Она имела диаметр цилиндра 26 мм и ход поршня 78 мм, работала на газолине и была легче всех моделей газовых двигателей, имевшихся на рынке.

Надо сказать, что двигатель Отто в ту эпоху был довольно несовершенным и не мог идти в сравнение с паровой машиной. Он имел лишь один большой цилиндр и для него требовалось очень большое маховое колесо. Паровая машина на один килограмм металла своего веса давала больше работы, чем новый газовый двигатель. Поэтому-то специалисты того времени горой стояли за паровую машину, не видя для двигателя внутреннего сгорания никакого будущего.

Опыты требовали денег, а молодой Форд был беден. Отец, с явным неодобрением относившийся к занятиям сына, требовал, чтобы он бросил работу в городе и вернулся на ферму, но Форд, увлеченный своими опытами, упорно отказывался от предложения отца.

Вскоре возникло новое обстоятельство. Форд собрался жениться, но на женитьбу у него не было средств. Единственный выход был в том, чтобы вернуться с повинной к отцу и, пожертвовав годами упорной работы над безлошадной повозкой, заняться ненавистной деревенской работой. Форд вернулся на ферму, получил от отца сорок акров леса и приступил к лесным разработкам. Он, однако, не отказался от своих опытов над самодвижущимся экипажем. Позади дома в сарае он устроил довольно хорошо оборудованную мастерскую и здесь продолжал свою работу.

Началась новая полоса в жизни Генри Форда. В течение нескольких лет он добросовестно рубил деревья и распиливал их в своей небольшой лесопилке, чтобы в воскресные дни отвозить лес в Детройт для продажи. В свободное время Форд много читал, жадно поглощая технические книги, разыскивая в них какие-нибудь сведения о газовых двигателях, а главное – работал в своем сарае.

Перед ним вставало множество новых технических проблем.

Газовая машина капризничает и посейчас. Можно представить себе, как вели себя эти первые кустарно сделанные модели. Форд был терпелив и неутомим в своих опытах. Больше всего его занимал вопрос об облегчении и уменьшении махового колеса. Работая в этом направлении, он натолкнулся на мысль о двухцилиндровом моторе.

Одно время Форд, как и Даймлер, хотел применить новый двигатель к велосипеду, но потом раздумал, так как мотор и резервуар с бензином были слишком тяжелы для велосипеда.

Время шло. Форд вырубил вокруг все деревья, делать ему на ферме больше нечего было, да и трудно было усидеть в деревне человеку, которого с непреодолимой силой тянуло к машинам. Вскоре ему удалось получить место в Детройтской электрической компании за сорок пять долларов в месяц. Это небольшое жалование все же превышало деревенские доходы Форда, и он без всякого сожаления переехал в город.

Семейство Форда сняло небольшой домик на скромной Бэгли-Авеню в Детройте. Здесь же в сарайчике, позади дома, неугомонный конструктор развернул и свою опытную мастерскую. Форд работал в вечерней смене, и это мешало его опытам над новым двигателем.

В течение долгого времени он добивался перевода на дневную смену и лишь через несколько лет его просьбы увенчались успехом. Форд тогда днем работал в Электрической компании, по вечерам же, а под воскресенье и целую ночь напролет, трудился над своим любимым детищем – автомобилем. Форд чувствовал, что его судьба связана не с продвижением по службе в Электрической компании, а с успехом работы ею капризного мотора.

Первый бензиновый «форд»

Тысячи людей в разных городах Европы и Америки работали над изобретением безлошадной коляски. Опыт работы Форда с паровыми тракторами и локомобилями давал ему преимущество перед другими изобретателями, и ему легче было понять общие принципы конструкции будущего автомобиля.

В 1892 году Форд построил наконец безлошадную коляску с бензиновым двигателем. Однако еще около года ему пришлось повозиться, прежде чем упрямая тележка сдвинулась с места.

Весной 1893 года осуществились мечты конструктора, и первый бензиновый «форд» со стуком и громом двинулся по детройтским улицам.

Газолиновая тележка Форда долгое время была первым автомобилем в Детройте. По своему внешнему виду первый фордовский автомобиль несколько походил на крестьянскую тележку. Мотор состоял из двух цилиндров, диаметром в 64 мм и с ходом поршня в 15 см, помещенных рядом над задней осью. Цилиндры были сделаны из выпускной трубы паровой машины. Машина развивала около 4 л. с. Движение передавалось от мотора посредством ремня на приводной вал, а с последнего с помощью цепи на задние колеса. В тележке помещались двое. Кузов покоился на эллиптических рессорах. У машины было два хода: один в 15, другой в 30 км в час. Для перевода скоростей служил помещенный перед сидением вожатого рычаг с ручкой. Толкнув его вперед, достигали быстрого хода, назад – тихого; при среднем положении ход был холостой. Чтобы пустить машину в ход, нужно было рукою повернуть рукоятку. Для остановки нужно было отпустить рычаг и нажать ножной тормоз. Заднего хода не существовало, а промежуточные скорости, кроме двух указанных, достигались регулированием притока газа. Колеса были велосипедные диаметром в 71 см с резиновыми шинами. Рулевое колесо Форд отлил саморучно и сам же сконструировал все более тонкие части механизма. Весь экипаж весил около пятисот фунтов. Под сидением находился резервуар, вмещавший 12 литров газолина, питавший мотор посредством маленькой трубки и клапана. Мотор имел первоначально воздушное охлаждение, или, точнее говоря, не имел никакого охлаждения. Он нагревался после часовой или двухчасовой езды, и Форду пришлось сконструировать вокруг цилиндра водяную рубашку, соединив ее трубкой с резервуаром, находящимся сзади экипажа.

Единственный владелец собственного автомобиля в Детройте вскоре стал известен всему городу.

Население, если исключить жизнерадостных уличных мальчишек и зевак, с восторгом обступавших на стоянках фордовский автомобиль, отнеслось к этой тележке, как к городскому бедствию. Газолиновый автомобиль производил при езде адский треск и шум, пугал лошадей и людей и мешал уличному движению. Стоило Форду где-нибудь остановиться и оставить свой автомобиль без присмотра, как обязательно кто-нибудь из любопытных садился и пробовал поехать на диковинном экипаже.

В конце концов Форду пришлось завести цепь и привязывать свой автомобиль к дереву или фонарному столбу, чтобы уберечь его от неистового любопытства своеобразных детройтских «автодоровцев».

Вскоре возникли неприятности и с полицией. Хотя полиция не могла еще сослаться ни на один закон, ограничивающий езду автомобилей в городах, поскольку таких законов еще не было, однако Форду пришлось все же во избежание неприятностей исхлопотать себе в полиции специальное разрешение.

Первый и десятимиллионный «форд» модели «Т»

Это дало ему повод впоследствии заявлять, что он был первым, официально зарегистрированным шофером в США.

Проездив на своей тележке около двух лет, Форд продал ее за двести долларов, а сам приступил к постройке другого автомобиля, похожего на первый, но несколько более легкой и улучшенной конструкции.

Пока Форд, разъезжая на своей тележке по улицам Детройта, пугал лошадей и прохожих, в Германии и Франции кипела работа по улучшению и усовершенствованию автомобиля.

Даймлер, Карл Бенц, Форд, Сельдей и др. – каждый в отдельности – самостоятельно работали над своим автомобилем и каждый в свою очередь основательно использовал в своих работах труды предшественников. Однако Европа опередила Америку на несколько лет. Пока Форд возился со своей тележкой, пытаясь обуздать нрав капризного двигателя, автомобили Даймлера и Бенца получили уже широкое признание во всем мире. Один экземпляр автомобиля Бенца переплыл океан и был выставлен для обозрения в Нью-Йорке.

Узнав об этом, Форд специально выехал в Нью-Йорк, чтобы посмотреть на конкурента. Форд утверждал впоследствии, что он якобы ничего нового и интересного в автомобиле Бенца не нашел. Более того, по его словам, автомобиль Бенца оказался тяжелее его машины, что в глазах Форда было большим грехом.

После осмотра автомобиля Бенца Форд вернулся к себе в Детройт еще более убежденным сторонником бензиновых автомобилей.

Честь изобретения автомобиля формально осталась за Германией. Первые изобретатели автомобиля Бенц и Даймлер однако не встретили у себя на родине – в Германии – никакого интереса к своему изобретению. Автомобиль, изобретенный немцами, получил осуществление во Франции, и по-настоящему, конечно, скорее Франция может считаться родиной современного автомобиля.

Двигатель Даймлера получил осуществление на французском заводе Панар-Левассор. В 1887 году завод выпустил свой первый бензиновый автомобиль и уже через несколько лет завод получил всемирную известность благодаря своим автомобилям.

Карл Бенц тоже начал строить свои машины во Франции на заводах Роже.

Автомобиль привлекал к себе все большее и большее внимание промышленных сфер. Некоторые заводы, имевшие опыт в постройке паровых двигателей, попытали счастья в постройке бензиновых. К этому числу относятся заводы Болэ и Дион-Бутон.

Один из первых автомобилей Карла Бенца

Постройкой автомобилей занялся и всемирно известный завод Пежо. Первые конструкторы бензиновых автомобилей еще не знали многого: не знали, например, где лучше поместить двигатель – впереди, сзади или посередине шасси, не знали, как расположить маховое колесо.

Бенц расположил маховик мотора в горизонтальной плоскости. Он боялся, что вертикальный маховик затруднит управление автомобилем.

«Об этих затруднениях, – пишет Бенц в своих воспоминаниях, – я не могу сейчас вспомнить без улыбки». Но вряд ли Бенц улыбался тогда, когда капризная машина по всякому поводу и без повода отказывалась работать, заставляя шофера и пассажиров ломать себе голову над загадочными причинами ее порчи.

Как бы то ни было, даже в своем несовершенном виде уродец-автомобиль заслужил любовь и уважение современников. Вряд ли над какой-либо из существующих машин (кроме аэропланов) так энергично и настойчиво и в таком количестве одновременно во всех странах мира работали конструкторы.

Для усовершенствования автомобиля большое значение имели автомобильные гонки.

Победу бензинового автомобиля над паровым можно легко проследить, если просмотреть состав участников на автомобильных гонках.

На первых автомобильных гонках Париж-Руан из 67 автомобилей только 38 были бензиновыми. Через два года на гонках Париж-Марсель из 52 автомобилей только четыре было паровых. Бензиновые автомобили не только победили, но победили в короткий срок.

Огромным толчком для развития автомобилизма явилось изобретение пневматических шин. Без преувеличения можно сказать, что пневматические шины сыграли такую же роль в истории развития современного автомобиля, как и двигатель внутреннего сгорания.

Первым изобретателем пневматиков был англичанин Вильям Томпсон, взявший патент на свое изобретение в 1845 году. Он предложил применять резиновые шины, наполненные воздухом, для колес экипажей, чтобы сделать «их движение более мягким и уничтожить шум».

Это изобретение было много раз испытано и показало свои огромные преимущества, оно уменьшало силу тяги для передвижения экипажа от 33 до 60 процентов. Однако Томпсон изобрел свои шины слишком рано. До эпохи автомобиля еще было далеко, а современные ему экипажи обходились обычными железными или деревянными шинами или в крайнем случае сплошными резиновыми бандажами. Еще не созрела потребность в более быстром и экономичном транспорте. Изобретение Томпсона не получило развития.

Лишь через сорок лет ветеринарный врач в Шотландии по фамилии Денлоп совершенно случайно вновь изобрел пневматическую шину.

Денлоп, слушая жалобы своего маленького сына на тряску велосипеда, попробовал обмотать кусками резинового шланга от садового насоса колеса велосипеда, предварительно накачав их воздухом. Так как воздух в резиновых трубках не держался, то Денлоп изобрел специальный клапан, который закрывался сам от напора воздуха. Принцип действия этого клапана, или, как его сейчас называют, вентиля, сохранился до сих пор.

Сынишка Денлопа был в восторге от новой игрушки, а отец понял, что изобрел нечто ценное и запатентовал свое изобретение.

Вскоре на спортивном празднике в Ирландии первый приз за скорость на велосипеде взял неизвестный до того гонщик, случайно применивший пневматические шины Денлопа.

Публика заинтересовалась новым изобретением, и Денлоп начал получать со всех сторон предложения об изготовлении, этих шин.

В 1895 году Денлоп стал во главе крупной фирмы по эксплуатации своего изобретения. К этому времени другой изобретатель, Велч, предложил для пневматических шин специальный обод.

Шины Денлопа предназначались исключительно для велосипедов. Когда появились первые бензиновые автомобили, еще никто не думал, что пневматические шины можно применить и к новому безлошадному экипажу.

В начале девяностых годов нашелся французский заводчик Мишлен, который попробовал изготовить пневматические шины, пригодные для автомобилей. Вначале опыты были неудачны. Когда Мишлен выехал на первых пневматиках за пределы своего завода, ему пришлось 24 раза чинить их, прежде чем ему удалось вернуться обратно на завод. Пневматические шины легко лопались, а их исправление отнимало несколько часов и требовало участия 5–6 человек.

Несмотря на первые неудачи, Мишлен не бросил работы и через два-три года сконструировал съемные пневматические шины, которые уже отвечали более или менее требованиям автомобиля.

До изобретения пневматиков колеса автомобилей снабжались сплошными резиновыми бандажами. Несмотря на то, что первые машины на резиновых бандажах необычайно страдали от тряски, конструкторам приходилось без конца увеличивать прочность отдельных частей, специалисты не доверяли пневматикам. Даже такой знаменитый и опытный автомобильный конструктор, как Левассор, отказался от предложения Мишлена снабдить свой автомобиль пневматическими шинами при пробеге Париж-Марсель.

Мишлену ничего не оставалось делать, как самому купить три автомобиля, снабдить их пневматическими шинами и превратиться в гонщика, появляясь на всех крупных состязаниях. Успехи Мишлена на состязаниях постепенно рассеяли недоверие к новым шинам, и на гонках Париж-Ницца в 1897 году уже 16 автомобилей были снабжены пневматическими шинами.

Мишлен настолько верил в успех своего дела, что решился на крайне рискованный шаг. Он закупил на шесть месяцев вперед всю продукцию заводов Дион-Бутон и Болле, снабдил все машины пневматиками и уже от себя пустил их в продажу.

Этот поступок решил судьбу пневматических шин. Промышленники и широкая публика вскоре оценили их преимущества, и постепенно все автомобили перешли на пневматические шины.

Приведем несколько цифр, показывающих, как много выиграл автомобиль от замены резиновых бандажей пневматическими шинами: автомобиль Панар-Левассор, взявший в 1895 году первое место на гонках Париж– Бордо-Париж и снабженный резиновыми бандажами, весил 1 т и имел двигатель в 4 л. с., то есть на 1 л. с. мотора приходилось 250 кг веса автомобиля. В следующие годы относительный вес автомобиля на 1 л. с. продолжал падать, достигнув 100 кг, 65 кг, 40 кг и т. д. В 1910 году этот вес составлял 7 кг на лошадиную силу, а в настоящее время на отдельных моделях достигает 4 и 5 кг.

Пневматические шины были одним из факторов, обеспечивших эту победу автостроения.

Современная скорость автомобиля была бы совершенно немыслимой без применения пневматических шин. На колесах с резиновыми бандажами езда даже со скоростью 20 км в час представляла смертельную опасность. Между тем современный автомобиль на пневматиках делает по 100 км в час и это является нормальной скоростью для современной машины.