Используя в разговоре привычные автомобильные термины – ДВС, «автомат», кондиционер, дисковые тормоза, ESP – мы даже не задумываемся об истории их возникновения.
Давайте быстро пробежимся по основным узлам и агрегатам современного автомобиля и посмотрим, давно ли их изобрели и придумали …
1886 Mercedes-Benz Benz Patent Motor Car
Николаус Отто, построивший в 1878 году первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, несомненно дал большой толчок автомобилестроению. Однако не менее важным было и изобретение Карлом Бенцем в 1885 году автомобиля с ДВС.
Впрочем, этот факт трудно назвать неоспоримым: множество ученых и инженеров из разных стран пришли к самодвижущемуся экипажу с двигателем внутреннего сгорания почти одновременно. Например, австриец Зигфрид Маркус в 1883 году и немец Готтлиб Даймлер в 1886. Тем не менее, главным новатором принято считать именно Бенца. Кстати, первый одноцилиндровый ДВС его «Моторвагена» развивал меньше одной лошадиной силы.
Электрические фары, стартер и зажигание от аккумулятора — все эти совершенно привычные для современного автомобиля атрибуты появились больше века назад, в 1912 году, на одном и том же автомобиле – Cadillac Model 30 Self Starter («самозапускающийся»). Причем в его фарах стояли лампы уже с надежной вольфрамовой нитью. Благодаря этой машине водители забыли об ацетилене и карбиде, о неэффективных лампах с угольной нитью накаливания и о «кривом стартере», использовавшемся для запуска двигателя раньше. Кроме того, есть мнение, что именно стартер «убил» зарождавшийся в то время рынок электромобилей – ведь до этого эксплуатировать автомобиль с ДВС было не так просто.
24 декабря 1898 года Луи Рено принял вызов проехать на своем Voiturette вверх по крутой парижской улице Рю Лепик, что на Монмартре. Благодаря наличию коробки передач у него это получилось – и он тут же получил первые 12 заказов на свою «повозку». В 1899 году Луи вместе с братьями основал компанию Renault Freres, которая наладила выпуск модели Voiturette Type А, оснащенной достаточно мощным по тем временам (1,75 лошадиной силы) двигателем «Де Дион-Бутон» и первой в мире коробкой передач (три вперед, одна назад). Схема прямой передачи с карданным валом до сих пор используется на заднеприводных автомобилях.
Наиболее распространенный в наше время передний привод придумали американцы еще в 1929 году, воплотив идею на автомобиле Cord L29. Но по-настоящему массовое производство переднеприводных автомобилей началось только во второй половине прошлого века.
Неудивительно, что «автомат» изобрели ленивые американцы, живущие в стране прямых, как стрела, хайвеев. Первыми счастливцами в 1939 году стали покупатели модели Oldsmobile Custom 8 Cruiser, серийно оснащенной четырехступенчатой трансмиссией HydraMatic с гидротрансформатором:
Барабанные тормоза, независимая подвеска, несущий кузов — как и в случае со стартером и фарами, все эти нововведения появились на одной машине, причем одновременно – это была Lancia Lambda. На «Лямбде» в 1922 году впервые был использован несущий кузов, впервые применены барабанные тормоза на всех колесах (для заднеприводных автомобилей), а также независимая подвеска передних колес. Всего было продано около 13 000 экземпляров Lancia Lambda.
Полноприводным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания – Spyker 60 НP – появился намного раньше, в 1903 году. Между прочим, с блокировками всех трех дифференциалов.
Первым серийным легковым автомобилем с дизельным двигателем стал Mercedes-Benz 260D в 1936 году. Турбодизель появился почти на 40 лет позже: в 1979 году «пионером» стал Peugeot 604.
В первой четверти XX века года крутить «баранку» помогали только бицепсы – никаких усилителей предусмотрено не было. Позднее, в 30-х годах, появились сложные и шумные пневмосистемы, которые облегчали участь водителей, но особого комфорта не обеспечивали. И лишь в 1951 году корпорация Chrysler приладила к своему огромному фешенебельному седану Chrysler Crown Imperial первый в мире гидроусилитель Hydraguide. В Европе ГУР впервые появился у французов, на модели Citroen DS 19 в 1954 году.
Тот же самый Citroen DS 19, но четырьмя годами позже, в 1958-м, стал «пионером» еще в одной области: автомобилей с дисковыми тормозами. На этом, кстати, список нововведений DS 19 не заканчивался: у него был передний привод, отличная аэродинамика (Сх=0,3), гидропневматическая подвеска всех колес и руль с единственной спицей. Неудивительно, что в первый же день продаж Citroen получил 12 000 заявок на новую модель.
Возможно, если бы все современные водители знали, через что пришлось пройти автолюбителям с начала XX века, чтобы наконец-то достичь привычных нам электрических «поворотников», то они бы использовали их чаще. Сначала были специальные фонарики, потом механические указатели в виде стрелочек, указывающих направление движения, и лишь в 1925 году Эдгар Вальтц запатентовал современный «поворотник». Но появиться на серийных автомобилях ему было суждено только через 14 лет – после истечения срока патента. Первым автомобилем с указателями поворота стал Buick Roadmaster 1939 года.
Женский вклад в историю автомобильной безопасности – «дворники». Зимой 1903 года американка Мэри Андерсон, наблюдая за мучениями своего водителя в сильный снегопад (ему постоянно приходилось выбегать из машины и протирать стекло), не выдержала и придумала механический привод, который и запатентовала. В 1917 году «дворники» с электроприводом запатентовала еще одна женщина – Шарлотта Бриджвуд. Несколько лет ее изобретение пролежало на полке, пока в 1926 году его не присвоила себе фирма Bosch. В том же году электрические «щетки» появились одновременно на огромном количестве автомобилей разных марок.
В наше время даже бюджетные автомобили щеголяют климатическими системами. Однако первый в мире автомобиль с кондиционером был представлен лишь в 1939 году на Автомобильной выставке в Чикаго. Это был Packard 12. Стоимость опции составляла 274 доллара: в то время – более трети цены нового полноразмерного легкового автомобиля! Для включения кондиционера водитель должен был заглушить двигатель и вручную установить ремень на шкив компрессора. Помимо агрегатов, расположенных под капотом, сам «холодильник» занимал половину багажника и со своей задачей справлялся крайне неэффективно.
Конечно, кто еще, если не «Вольво»? Шведская компания едва ли не с момента своего появления уделяла огромное внимание безопасности своих автомобилей, совершенствую конструкцию кузова и систем безопасности, и проводя большое количество краш-тестов.
Несмотря на то, что ремни использовались человечеством в различных областях еще с конца позапрошлого века, именно Volvo принадлежит тот самый механизм, который сейчас спасает жизни многих людей при аварии – трехточечный ремень безопасности. Впервые это устройство появилось на автомобиле Volvo PV 544. До этого существовали простенькие двухточечные ремни, однако сравниться по эффективности со шведским изобретением они не могли.
Первые аудиосистемы в автомобилях стали появляться в 30-е годы прошлого века. В США в 1930 году за 110 долларов начались продажи радиосистемы Motorola, в Германии в 1932 году на машинах Studebaker появилась «музыка» Blaupunkt, а спустя год в Великобритании радио получили автомобили Crossley.
В 1967 году изобретатель из США Аллен Брид придумал шариковый сенсор для определения столкновения автомобиля, который стал ключевым элементом новой системы безопасности – надувных подушек. Это была весьма востребованная инновация – казалось бы, теперь можно не пристегиваться! Впервые она появилась на опытной партии автомобилей Ford Taunus в 1971 году. Первым же серийным автомобилем с подушками безопасности годом позже стало купе Oldsmobile Toronado. Но широкое распространение «подушки» получили только в средине 80-х годов. И да – пристегиваться все же необходимо.
«Да в моей ‘японке’ такое уже 20 лет назад было», – это самая распространенная фраза, которую можно услышать от любого фаната праворульных иномарок. Так и есть – многие «гаджеты» и электронные системы, которыми мы пользуемся сейчас, впервые появились на японских машинах, продаваемых на местном рынке. Например, навигационная система.
Первые навигационные приборы для автомобилей появились совсем недавно – около 30 лет назад. Новаторами стали японцы из фирмы Honda, предложив в качестве опции для своих моделей Accord и Vigor в 1981 году навигационную систему Electro Gyrocator, которая работала… без GPS! И вообще без какой-либо привязке к спутникам.
Чтобы воспользоваться навигатором «Хонды», водителю нужно было взять специальную пластиковую карту местности и поместить курсор на место текущего положения, а дальше встроенный гироскоп определял направление перемещения автомобиля и его скорость, а «навигация» вычерчивала маршрут. Сложно. И очень дорого для того времени – четверть цены того же Аккорда.
Первая же встроенная навигация для автомобиля с GPS появилась в 1995 году на автомобиле Oldsmobile 88.
Первое подобие навигатора – Plus Fours Routefinder – появилось еще в 1920-е годы. Это была бумажная скрутка карты между деревянными палочками, которые вращались вручную. Спустя десять лет появился прибор IterAvto, который делал то же самое, но уже автоматически, в зависимости от скорости движения.
Компания Bosch с начала 90-х готов пыталась заставить электронику исправлять ошибки водителя. Работы над созданием системы стабилизации (или системы курсовой устойчивости) привели к тому, что в 1995 году ESP впервые появилась на серийном автомобиле, которым стал самый шикарный седан из Штутгарта – Mercedes-Benz S 600 в монументальном кузове W140. Сейчас Bosch является крупнейшим поставщиком датчиков и управляющей электроники системы стабилизации, которая в зависимости от бренда может называться по-разному: DSC (BMW), ESP (Mercedes-Benz), VSC (Toyota) и так далее. Однако ее суть остается одинаковой: помочь исправить ошибку водителя и не допустить развития заноса или сноса автомобиля. Кроме того, современные системы умеют бороться с угрозой переворота на высоких машинах – например, на внедорожниках.
Первые попытки внедрения антиблокировочной системы на автомобилях были предприняты еще в 50-х годах, когда она уже активно использовалась как на железных дорогах, так и в авиации. Но первый автомобиль с АБС появился только в 1966 году – им стало британское полноприводное купе Jensen FF, которое стоило сумасшедших денег и в итоге разошлось по миру смехотворным тиражом в 320 штук. В конце 60-х – начале 70-х АБС обзавелись американские купе Ford Thunderbird, Lincoln Continental, Oldsmodile Toronado, Chrysler Imperial, Cadillac Eldorado и японский «членовоз» Nissan President. В Европе электронную АБС от Bosch одновременно применили BMW и Mercedes-Benz в 1976 году на своих флагманских моделях – 7-серии и S-классе. Именно датчики АБС и ее исполнительные механизмы использует для своей работы система стабилизации.
Между прочим, электромобили появились намного раньше автомобилей с ДВС – еще в 1828 году венгерским физиком Аньошем Иштваном Йедликом была изобретена электрическая тележка с четырьмя колесами.
В конце XIX века за экспериментами на электротяге были замечены многие европейские и американские инженеры, ученые и изобретатели. В 1899 году первый русский электромобиль построил Ипполит Романов. Петербургским изобретателем были спроектированы четыре модели электромобилей: двухместная и четырехместная коляски, а также 17-местный и 24-местный омнибусы. Двухместный кэб и 17-местный омнибус построены по его проекту в 1899 году.
В том же 1899 году построенный бельгийцем Камилем Женатци автомобиль La Jamais Contente разогнался быстрее 100 километров в час на суше (109,4 километра в час). В настоящую же «серию» электромобили запустила американская компания Detroit Electric, которая выпускала свои электрокары с 1907 года до начала Великой депрессии в 1929 году. В 1910-е годы их тираж доходил до 2000 экземпляров. В 1910 году Уильям Андерсон, основавший Detroit Electric на базе Anderson Carriage Co., установил на электромобиль новые никель-стальные аккумуляторы Эдисон, которые позволяли проехать 100 миль (160 километров) на одной зарядке, что вдвое превосходило пробег на стандартных свинцово-кислотных аккумуляторах.
Первый гибридомобиль появился еще в 1901 году – это был полноприводный Lohner-Porsche. Два бензиновых ДВС соединялись с парой электрогенераторов, которые вырабатывали ток для электродвигателей в каждом из четырех колес. Избыточная энергия накапливалась в аккумуляторах. Кроме того, меняя полярность электрогенераторов, их можно было использовать и как стартеры для бензиновых двигателей.
Серийно гибридные автомобили производятся не так давно: с 1997 года, когда на конвейер встала Toyota Prius первого поколения. Формально же первый гибридомобиль появился еще в 1901 году – это был полноприводный Lohner-Porsche.
Первый рабочий образец двигателя внутреннего сгорания, работавшего на водороде, был разработан швейцарцем де Ривазом в 1806 году для одноименного автомобиля. А серийный автомобиль на водороде появился во Франции в 1863 году и назывался он Hippomobile.
Однако появления серийного «водородомобиля» пришлось ждать почти 150 лет: им стала «семерка» BMW прошлого поколения с двигателем V12, которая на водороде развивала всего 228 сил и 337 Нм момента. Хотя, конечно, «серией» это можно называть весьма условно: было собрано несколько сотен машин, в основном для PR-целей.
[источники]
источники
http://takie.org
http://motor.ru
http://www.warandpeace.ru
—
А мы с вами давайте вспомним ЗиС-127. Первый советский междугородний автобус.
Автомобиль: от повозки до наших дней
- Авторы
- Руководители
- Файлы работы
- Наградные документы
Шевченко А.О. 1
1МОУ «СОШ №30» г.Сыктывкара
Табаева С.А. 1
1МОУ «СОШ №30» г.Сыктывкара
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
1. Введение.
Автомобили в том виде, какими мы привыкли их видеть на улицах городов и загородных трассах, были сконструированы всего несколько десятков лет назад. А история изобретения и создания автомобиля насчитывает несколько сотен лет.
Историю развития легкового автомобиля принято начинать с появления самодвижущихся экипажей. Трудно представить сегодня человеческую цивилизацию без автомобилей. Самая большая выставка автомобилей, которую я видел, находится в г. Сочи. Сочи Автомузей — один из крупнейших в России музеев автомобилей советского времени. Именно после ознакомления с экспозицией данного музея я решил подробнее изучить тему автомобилестроения в мире в целом и в нашей стране в частности.
Актуальность данной темы представляется в изучении и познавании науки о машиностроении в условиях научно-технического прогресса, развитие техники и улучшение её эффективности и продуктивности в связи с развитием новых технологий.
Предмет исследования: История развития автотранспорта
Объект исследования: Автомобили прошлого и нынешнего времени.
Цель моего проекта:
Изучить историю развития автомобиля от повозки до наших дней и рассмотреть перспективы развития автотранспорта в будущем.
Создать макеты автомобилей из конструктора Lego
Задачи:
Узнать:
Об истории создания “самоходной повозки”, которую мы сейчас называем автомобиль.
об изобретении экологически чистого автомобиля будущего.
Создать:
Макеты транспорта разных времен с использованием конструктора Lego и программ для моделирования.
Гипотеза: Я предположил, что появление автомобилей связано с развитием новых технологий и иных сфер жизнедеятельности человека.
В данной работе я постарался построить цепочку развития средств передвижения на пути к автомобилю. Мне интересно, с чего началось развитие транспорта, какой автомобиль был самый первый, как люди обходились без автомобилей, каково влияние авто на окружающую среду и какие будут автомобили в будущем.
Материал будет интересен ребятам, которые интересуются историей развития техники, конструированием и моделированием, будет способствовать выбору профессии, связанной с автотранспортом и инженерией.
2. Основная часть.
2.1. Все начиналось с колеса
Что же было до появления первых автомобилей? Для того чтобы ответить на этот вопрос, придется вернуться к тому времени, когда человек не очень отличался от других представителей животного мира. В истории человечества этот период называется «до нашей эры», а человек, живший в то время, — первобытным. Однако, даже у первобытного человека часто возникала потребность переносить с места на место всевозможные предметы. При этом, естественно, хотелось сделать это как можно быстрее и с наименьшими затратами. В первую очередь, такая потребность возникала во время охоты. В погоне за дикими животными охотник уходил довольно далеко от стоянки своего племени, и ему приходилось нести убитого зверя на плечах. Это был тяжелый и длительный процесс, перечеркивающий радость удачной охоты. Пришлось искать более легкие способы переноса добычи.
Все началось с колеса. Люди не только охотились, они стали засевать поля, разводить скот, строить большие поселения, а потом и города; началась торговля камнем, лесом, зерном… При этом людям приходилось перемещать огромные тяжести на большие расстояния. И идея колеса не могла не родиться.
Колесо — диск или обод со спицами, вращающийся на оси. Изобретено на Древнем Востоке в 4-м тысячелетии до н.э. Представляло собой диск, изготовленный из дерева или камня. Колесо со спицами и гнутым ободом появилось во 2-м тысячелетии до н. э.
Человечество всю свою историю стремилось не только облегчить свой труд, но и уменьшить время проведенное в пути, добираясь из «точки А в точку Б». И ведь действительно, человек не остановился на изобретении колеса, ему не хотелось самому передвигать грузы, телеги, тачки, и тогда он стал использовать прирученных животных, в частности лошадей, буйволов, которых впрягал в повозку или сани.
Самым древним средством передвижения считаются сани, хотя в некоторых местах такой способ передвижения используется и поныне. Раньше в России для передвижения по бездорожью, не только зимой, но и летом применялись повозки, похожие на сани, которые назывались волокушами.
2.2. Повозка
Затем человек придумал повозку. И жизнь его значительно облегчилась: стало возможным перевозить тяжести с места на место, обрабатывать землю, затрачивая меньше сил, передвигаться на большие расстояния быстрее.
В повозки стали запрягать лошадей и быков — так появились первые конные экипажи. Один из наиболее известных древних экипажей- колесницы.
Затем повозку стали делать на четырех колесах. И назвали телегой или колымагой. С древних времен и до наших дней люди используют телеги в сельском хозяйстве.
Какими были первые колёсные повозки? Сначала это были арбы, запряженные волами. В XV веке появились кареты. Царские кареты в России отличались особой роскошью отделки. В XVII столетии появился также транспорт общего пользования – многоместные кареты, которые стали называться дилижансами. До появления автомобилей достаточно состоятельные люди имели собственные экипажи, часто запряженные несколькими лошадьми, что позволяло повысить скорость передвижения.
Повозки с конной тягой использовались по видам перевозок: товарные, почтовые (XIX-XX вв.). Конные повозки применялись для оказания нуждающимся скорой медицинской помощи, и даже когда на улицах российских городов появились автомобили с красным крестом, их долгое время называли «каретами скорой помощи». Успешно применялись конные повозки и в пожарной службе.
В 1856 году в Санкт-Петербурге было организовано движение «конки».
«Конка» — конный омнибус (в наше время автобус) был поставлен на рельсы, что позволило увеличить его скорость. Человеческая изобретательность направлена на поиски источников силы, которые помогли бы уменьшить зависимость человека от живой природы. Переходным этапом на пути к автомобилю стали механические средства передвижения.
2.3. Самобеглые коляски
Шло время, росли города, расширялась торговля. У людей появилась нужда передвигаться и перевозить грузы на далекие расстояния, и освободить при этом животных от тяжелого труда. Люди стали думать об изобретении «Самобеглой коляски»
И придумали: эти экипажи приводились в движение самими пассажирами с помощью педалей. Идеи многих машин и механизмов принадлежат гению Леонардо да Винчи (LeonardodaVinci). Не обошлось без его участия и на этот раз. Среди чертежей Леонардо нашелся проект самоходной повозки. Она имела три колеса и приводилась в движение заводным пружинным механизмом. Два задних колеса были независимы друг от друга. Их вращение производилось системой шестеренок. Для управления было предусмотрено четвертое маленькое колесо, к которому крепился руль. Предполагается, что свою самоходную повозку Леонардо разработал в конце XV века, а применять ее планировалось в театре и на карнавальных шествиях. Однако, история распорядилась иначе. Потомков конструкции Леонардо можно увидеть где угодно, но только не на театральной сцене.
Не остались в стороне и русские изобретатели. В 1791 году Иван Кулибин закончил работу над «самокатной повозкой». Она имела три колеса и приводилась в движение нажатием на специальные педали. Конструкция Кулибина имеет больше общего с веломобилями, нежели с автомобилями. Однако, русский изобретатель использовал в своей «самокатной повозке» конструкторские решения, без которых невозможно представить современный автомобиль: маховик, тормоз, коробку передач и подшипники.
Автомобиль Кулибина не нашел применения, так как государственные деятели не увидели в нем потенциала для дальнейших разработок и массового производства. А паровые автомобили появились в России гораздо позже, чем в Европе и США. В 1830 году в Петербурге К. Янкевич с двумя механиками разработал проект парового самохода — «быстроката», но он так и не был построен. И только 30 лет спустя Амос Черепанов изобрел паровой самоход-тягач.
2.4. Паромобили
Первым, кто снабдил телегу паровым двигателем (хотя некоторыми исследователями это первенство оспаривается), был член иезуитской миссии в Китае Фердинанд Вербист. Он создал, при содействии местных китайских мастеров, свою машину в 1672 году и довольно подробно описал её в книге «AstronomiaEuropea». Эта машина не предназначалась для человека, её длина составляла всего 65 сантиметров. И вообще Фердинанд Вербист создал её как игрушку для тогдашнего китайского императора.
В 1765 г. русский механик Ползунов И.И. первый построил паровую автоматическую машину.
А в 1769 французским изобретателем Никола Кюньо была сконструирована повозка, которая предназначалась для перевозки артиллерии. У нее имелось 3 колеса, из которых одно впереди ведущее и одновременно рулевое. Только вода и топливо, необходимые для движения, весили целую тонну. Повозка передвигалась со скоростью не более 4 км/ч.
И даже были созданы дорожные правила для парового автомобиля:
1). Нельзя со свистком выпускать пар из машины, если есть поблизости лошадь.
2). В городе можно ездить со скоростью 3км./ч.
3). Впереди авто должен идти человек с красным флагом и предупреждать, что за ним следует паровик.
2.5. Переход к автомобилям с электро- и бензиновым двигателем
Паровые двигатели плохо прижились на автомобилях. Они были не надежны и опасны, имели большие размеры. Поэтому конструкторы искали другие источники энергии. В 1828 году бенедиктинец Аньош Иштван Йедлик (ÁnyosIstvánJedlik) изобрел первый электромотор и поставил его на миниатюрную модель автомобиля.
Идею подхватили другие конструкторы. Первые работоспособные электромобили были собраны в 30-40-х годах XIX века. Первопроходцами можно считать британца Роберта Андерсона (RobertAnderson), шотландца Роберта Дэвидсона (RobertDavidson) и американца Томаса Девенпорта (ThomasDavenport). Их изобретения не могли похвастаться надежностью и высокой скоростью передвижения. Но со временем конструкция электромобилей совершенствовалась, а их производство увеличивалось. В 1899 году был поставлен рекорд – автомобиль с электродвигателем развил скорость 100 км/ч.
Во второй половине XIX века произошло самое важное событие для автомобилестроения: был изобретен двигатель внутреннего сгорания. Первую попытку его создания предпринял французский конструктор Филипп Лебон (PhilippeLebon). В 1801 году он изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе. К сожалению, работе над ним не было суждено продолжиться, так как через 3 года после создания опытного образца Лебон погиб.
Вслед за ним разработкой двигателей внутреннего сгорания занимались бельгийский механик Жан ЭтьенЛенуар (JeanÉtienneLenoir) и немецкий изобретатель Август Отто (AugustOtto). Особого успеха добился последний. Его двигатели хоть и не имели электрической свечи зажигания, как у Ленуара, но были производительнее и в пять раз экономичнее. Поэтому изобретение француза уступило первенство конструкции Отто. Эти первые серийные двигатели внутреннего сгорания в качестве топлива использовали газ. Конструкторы сразу оценили преимущества размеров и стали устанавливать их на автомобили. Первая машина с двигателем Ленуара была испытана в 1860 году.
Изобретатели не останавливались на достигнутом и продолжали поиски лучшего горючего для своих двигателей. Около 1870 года австрийский изобретатель Зигфрид Маркус (SiegfriedMarcus) поместил жидкостный двигатель на телегу, которая получила название «первая машина Маркуса». Позже изобретатель создал свой второй прототип. «Вторая машина Маркуса» имела более сложную конструкцию. В 1872 году американский инженер-механик Джордж Брайтон (GeorgeBrayton) создал прототип двигателя, который работал на керосине. Позже он решил использовать в качестве топлива бензин. Но конструктор столкнулся с проблемами, решение которых опередило изобретение немецких инженеров.
В начале XX века электромобили составили серьезную конкуренцию новичкам с двигателями внутреннего сгорания. В этот период в США их выпускали в несколько раз больше, чем автомобилей с бензиновыми двигателями. Особенно отличилась компания DetroitElectric, которая с 1907 по 1942 год производила электромобили, пользующиеся большой популярностью у американцев. В военный период разработка и производство автомобилей с электродвигателями практически прекратились. Конструкторы и предположить не могли, что быстро набирающие популярность автомобили с двигателями внутреннего сгорания через сто лет снова будут бороться за место под солнцем с электромобилями.
Считается, что первый работоспособный бензиновый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1885 г. немецким инженером Готлибом Даймлером (GottliebDaimler). Он был испытан на первом в мире мотоцикле, а позже установлен на экипаж. Создателем первого серийного автомобиля с бензиновым двигателем признан Карл Бенц (KarlBenz).
2.6. Автомобилестроение в России
Россия в конце XIX в. входила в десятку ведущих мировых держав по общей протяженности железных дорог, добыче алюминия, производству некоторых видов промышленной и сельскохозяйственной продукции, а также по количеству имевшихся автомобилей, хотя следует признать, что основная их масса была не собственного производства. В 1896 г. произошло самое знаменательное событие в истории автомобилизации России. В Петербурге был построен первый российский автомобиль.
Официально первыми создателями отечественного автомобиля считаются Е. Яковлев и П. Фрезе. Первый русский автомобиль был представлен в качестве экспоната на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Нижнем Новгороде, где он совершал демонстрационные поездки.
В конце 1920-х годов советское правительство, вынужденное тратить доллары на покупку автомобилей, задумалось о том, что лучше на те же деньги купить инструменты для их производства — иначе говоря, приобрести лицензию у иностранной компании. Выбор пал на FordMotor. Согласно контракту, американцы обязались предоставить чертежи двух автомобилей — легкового и грузового, помочь в строительстве завода и обучить рабочих. Первым легковым авто стала самая массовая модель компании FordModel A, и автомобиль приобрел свое историческое название ГАЗ-А. Первый советский автомобиль массовой сборки ГАЗ-А редко попадал в частные руки, а использовался чаще всего как штабной автомобиль в армии, санитарное авто, а также такси.
Во время Великой Отечественной войны, страдая от бомбёжек, прилагая нечеловеческие усилия, конструкторы Горьковского автозавода умудрялись думать о послевоенном времени, какие автомобили придется выпускать. В 1943 году наступил перелом в войне, и было получено задание приступить к разработке мирной продукции, модели будущей «Победы». По мере того, как страна восстанавливалась после войны, правительство почувствовало потребность в автомобиле представительнее «Победы» для генеральских чинов, министров, послов. Задание на разработку в 1948 г. получил ГАЗ. Срок внедрения новой машины был жёсткий – 29 месяцев. С задачей они справились, создав ГАЗ–М12, большой и роскошный автомобиль того времени.
Послевоенный период развития автомобилестроения в разоренной войной стране был нелегким, поскольку автомобильная промышленность тесно связана со многими отраслями, которые были почти полностью уничтожены во время войны. Таким образом, для восстановления автомобилестроения требовалось возродить всю промышленность СССР, и, тем не менее, уже к 1949 г. был превзойден довоенный уровень выпуска автомобилей, а к середине 50-х гг. в СССР уже действовали 12 автомобильных заводов, выпускающих автомобили 43 моделей и модификаций в количестве, превышающем 400 тыс. шт. в год.
В 1951 году начали проектировать автомобиль ГАЗ -21 «Волга», чтобы решить две задачи: он должен достойно представлять страну на зарубежном рынке и справляться с бездорожьем. Поставленную задачу решили. Автомобиль «Волга» продавали в 75 стран мира.
Любимые автомобили народа.
Московский завод автомобилей в 1947 г. начал выпускать автомобиль «Москвич-400». Позже появились модели «401», «402» и др. Автомобиль «Москвич» с 1952 года стал первым массовым частным автомобилем, с него же в стране началась мода на туристские автопробеги. До начала 1980-х годов «Москвич» был символом прогресса, и даже «Жигулям» непросто было пробивать дорогу к поклонникам.
Самый удачный автомобиль Волжского завода ВАЗ-2121 «Нива» (1977год). «Нива» первый в мире комфортабельный внедорожник. Его покупали все страны мира, это единственный автомобиль который поставлялся даже в Японию.
Спортивный автомобиль.
Спортивный автомобиль MARUSSIA B1/B2 — современная спортивная автомобильная империя России. Суперкары — решительный шаг российского спортивного автопрома. Эта идея принадлежит любителям спортивных автомобилей. К настоящему времени лишь около 30 энтузиастов приобрели суперкары Marussia. В любом случае, эта марка принесла пользу России, дав стимул к технологическому развитию.
2. 7. Авто и окружающая среда. Автомобиль будущего.
Автомобили негативно влияют на окружающую среду. Они вызывают очень большие проблемы с воздухом. Известно, что машины используют кислород за пробег в тысячу километров в таком объеме, который потребляет человек за целый год. Самым проблемным является бензин, автомобили выбрасывают большие количества убийственных доз свинца в атмосферу ежегодно.
Автомобили в большем количестве в основном сосредоточены в больших городах, поэтому воздух в мегаполисах обеднён кислородом и загрязнён продуктами горения нефтепродуктов. Такой воздух приносит вред здоровью человека, из-за такого воздействия нарушается экологическая среда, меняются природные и климатические и условия. Также общеизвестно, что из воздуха эти вредные продукты попадают ещё и в воду, а значит, загрязняется и водная среда.
Автомобиль будущего.
Хотелось бы узнать, какой хотят видеть автомобиль будущего мои сверстники. Проведя опрос среди одноклассников, удалось выяснить, какими характеристиками будет обладать автомобиль будущего. Самые популярные ответы: вместительный, безопасный, экономичный, экологичный и быстрый. В будущем затраты на топливо для автомобиля сохранятся или будет разработан новый источник топлива.
Экологичность — автомобиль не должен загрязнять окружающую среду. Это одно из главных правил автомобиля будущего.
Безопасность – современный автомобиль должен быть безопасен, чтобы защитить водителя и пассажира в случае аварии. В самом лучшем случае, в будущем на дорогах не должно быть аварий, что вполне достижимо, если говорить, что управление автомобилем будет с помощью автоматических систем без участия водителя. У водителя появится большое количество электронных помощников. В автомобиле не останется механических частей – всё заменит электроника. Она будет следить за дорожной ситуацией. У электроники будет больше прав в управлении, чем у водителя. Тогда человеку останется задать маршрут, а машина сама довезёт до места назначения.
Уменьшение размера автомобиля и хорошая обтекаемость – машин становится всё больше, а дорожное пространство увеличивается. Уже сейчас популярны автомобили малых размеров, но существует и противоположная тенденция, а именно увеличение размеров автомобиля. Связано это с увеличением безопасности и улучшением комфорта обитателей автомобиля.
Мой автомобиль полностью на электронике, спортивный и быстрый.
3. Практическая часть
Проекты автомобилей
Я увлекаюсь Lego-робототехникой и создал макеты автомобилей с использованием конструктора Лего и программы для моделирования проектов
Конная повозка
Паровая машина
Самоходная машина
Современная машина
Спорткар
Автомобиль будущего
4. Заключение
В данной работе я рассмотрел цепочку развития средств передвижения на пути к автомобилю. Мне удалось узнать, как люди обходились без автомобилей, изучить первые средства передвижения людей, историю развития транспорта, узнать о первых русских автомобилях, увидеть много новых машин, узнать о влиянии авто на окружающую среду и даже пофантазировать об автомобилях будущего. Я узнал, что, автомобили русских изобретателей были востребованы во всех странах мира. Российское автомобилестроение не стоит на месте, развивается и совершенствуется.
В процессе изучения транспорта я проектировал свои модели: от повозки до автомобиля будущего.
Моя гипотеза о том, что с развитием жизнедеятельности человека, появлением новых изобретений, менялся и транспорт, нашла свое подтверждение.
5. Список литературы:
История автомобилестроения [Электронный ресурс]: http://avtohis – tory.by.ru/
Люди и автомобили [Электронный ресурс]: http://www.peoplecar.ru/ page7.html
Грушевский С. История автомобилестроения [Электронный ресурс]: http://www.free-lance.ru/users/cooperilla/portfolio/
История автомобилестроения в «Крокус-Экспо» // AutoWeek [Электронный ресурс]: http://www.autoweek.ru/review/exhibitions/16663/. – 09.03.2007.
Просмотров работы: 1690
Первым в мире автомобилем официально признан Benz Patent-Motorwagen немецкого конструктора Карла Бенца. Несмотря на почетный титул, устройство первенца мирового автопрома лишь местами перекликается с современными авто.
Субтильного вида сооружение на трех колесах, по-немецки тяжеловесно наименованное Benz Patent-Motorwagen, появилось в далеком 1885 году. Работая над машиной, Карл Бенц целенаправленно создавал коммерческий проект — имелось в виду, что она должна стать популярным товаром. Прошедшие с той поры 130 лет подтвердили, что великий немецкий механик имел и недюжинное предпринимательское чутье. Но чтобы утлая самобеглая коляска превратилась в пригодный для всеобщего использования транспорт, конструкторам предстояло сделать еще немало — пользоваться первым автомобилем было нелегко.
Предыстория
Свой бизнес Карл Бенц начинал с небольшой велосипедной мастерской Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik (позже переименована в Benz & Cie), которая в 1883 году принялась за серийное производство ДВС для сельского хозяйства и промышленности. А в 1885 году немецкий изобретатель получил самый важный в его жизни патент № 37435 на автомобиль, который получил имя Benz Patent-Motorwagen (чаще встречается сокращенное название — Motorwagen).
А начался первый автомобиль с мотора. По воспоминаниям самого конструктора, создание его первого автомобильного двигателя — четырехтактного одноцилиндрового агрегата — велось шесть лет. Поначалу Карл Бенц не имел право официально использовать свою разработку, так как подобная конструкция всё еще была защищена патентом Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания. В 1878 году, в предновогодний день 31 декабря, по истечении срока патента Отто, Бенц сумел запатентовать бензиновый мотор с зажиганием от искры на свое имя.
От создания первого бенцевского мотора до работоспособного автомобиля прошло около семи лет. За это время конструктор запатентовал систему зажигания с батареей в качестве источника энергии и искровую свечу зажигания, также были запатентованы сцепление и коробка передач, которые нашли применение на следующих моделях Бенца.
Как оно работало
Первый Benz представлял собой трехколесное транспортное средство со стальной трубчатой рамой. На нее крепилось деревянное подобие открытого кузова, где размещался водитель и один пассажир. Общий диван, обитый натуральной кожей, имел спинку и собственную подвеску в виде цилиндрических пружин и эластичных рычагов, выполняющих роль рессор.
Как мы уже сказали, на Motorwagen устанавливался одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 0,85 л. с. Охлаждение у мотора было водяное, но весьма специфичное. Циркуляции воды не было, она, подаваемая в рубашку цилиндра из специальной емкости, лишь орошала горячие внешние стенки цилиндра и затем испарялась. Естественно, воду приходилось доливать едва ли не чаще, чем бензин, — каждые несколько километров.
Система смазки также была до неприличия простой — масло с нескольких масленок элементарно капало на трущиеся детали силового агрегата.
Топливная система состояла из небольшого бензобака и карбюратора испарительного типа. Последний представлял собой цилиндрическую емкость с волокнами ветоши на дне. На нее самотеком подавался бензин, который тут же испарялся. Поднимающиеся вверх пары подхватывались потоком воздуха, засасываемого в цилиндр, и образовавшаяся таким образом топливная смесь уносилась в камеру сгорания. Роль дроссельной заслонки исполнял расположенный спереди под сиденьем водителя кран, регулирующий подачу воздуха во впускной трубопровод.
Воспламенялась рабочая смесь искровой свечой с платиновыми электродами, внешне, кстати, очень похожей на современные свечи. Высокое напряжение на свечу подавалось индукционной катушкой Румкорфа, которая в модернизированном виде является основной частью системы зажигания и теперешних карбюраторных ДВС. Тогдашний аналог трамблера, который определял момент зажигания, приводился в движение специальным кулачком на промежуточном валу. Генератора не было — источником тока служила только аккумуляторная батарея, которую перед поездкой нужно было зарядить.
Крутящий момент от двигателя передавался на ведущие задние колеса через ременную и шестеренчатые передачи. Сначала с вертикального коленвала поток мощности через открытый конический редуктор направлялся на горизонтальный промежуточный вал, несший на себе шкив ременной главной передачи (и попутно — кулачки привода клапанов ГРМ и трамблера). На расположенный под полом кузова ведомый шкив ременной передачи (он же корпус дифференциала и тормозной барабан) момент передавался кожаным ремнем, закрученным по принципу ленты Мебиуса — работали одновременно две его поверхности. От спрятанного в шкиве дифференциала момент уходил на две колесные полуоси, с которых к колесам мощность передавалась парой «индивидуальных» цепей. Бенц отмечал, что ресурса тогдашних цепей ему хватало немногим больше чем на 100 км пробега.
Коробки передач у Motorwagen, как видите, еще не было. За размыкание колес и двигателя отвечало нехитрое устройство, управляемое рычагом, можно сказать, «предок» сцепления.
Руль в современном понимании слова у Motorwagen отсутствовал. Его роль выполнял рычаг с деревянной рукояткой на конце. Рулевой механизм, действующий по схеме шестерня-зубчатая рейка (практически так же, как сегодня!), управлял единственным передним колесом. Подвеска была только на задней оси в виде двух эллиптических рессор, установленных продольно по отношению к кузову. Спицованные колеса оборачивались в резиновые обода из цельнолитого каучука.
Долго заправляли и медленно ехали
Как же выглядел процесс управления этим конструктивно простым аппаратом? Перед поездкой шофер наливал воду в бачок для охлаждения, бензин в емкость возле карбюратора, масло в масленки. Чтобы завести авто, нужно было раскрутить рукой горизонтальный маховик, предварительно уменьшив вышеупомянутым краником под сиденьем водителя подачу воздуха в карбюратор (аналог педали акселератора). Когда двигатель завелся, шофер усаживался на диван и возвращал краник подачи воздуха в нормальное положение. Длинным рычагом возле сидения драйвер снимался с тормоза, освобождая заторможенный специальной лентой ведомый барабан. Подвинув дальше тот же рычаг, водитель переходил с «нейтрали» на единственную переднюю передачу, смещая приводной кожаный ремень со свободно вращающейся части ведомого шкива на часть, связанную с корпусом дифференциала. Автомобиль приходил в движение.
Когда водитель самодвижущегося экипажа хотел притормозить, он тянул за тот же рычаг, смещая приводной ремень назад на свободно вращающуюся часть шкива, переводя трансмиссию в «нейтраль». Если шофер желал полной остановки, то он тянул рычаг еще дальше и приводил в действие ленточный тормоз, который замедлял барабан, а с ним и всю машину.
Наследники
Вторым автомобилем конструктора стал Benz Patent Motor-Wagen Nummer 2, отличавшийся от первенца доработанным силовым агрегатом. Объем двигателя вырос с 0,95 до 1,5 литра, а мощность увеличилась с 0,85 до 1,5 л.с. Третий экземпляр получил складную крышу, полноценный отдельный бензобак, эжекционный карбюратор привычного для нас типа (с диффузором и поплавковой камерой), двухступенчатую коробку передач, увеличенную на 12 см колесную базу.
В 1893 году появился первый четырехколесный Benz, а еще через год продукция немецкой фабрики впервые приняла участие в гонках. В 1895 году появились первые грузовик и автобус.
Развитие марки в неспокойном ХХ веке — это уже совсем другая история, а с третьим по счету Motorwagen связывают историю, ставшую хрестоматийной. О ней Карл Бенц поведал в своих мемуарах.
Как пишет автор, в 1888 году жена конструктора Берта Бенц, прихватив с собой сыновей, отважилась на самостоятельный пробег, да еще и втайне от мужа. Первая женщина-водитель запланировала и совершила поездку от города Мангейм в Пфорцхайм, расстояние между которыми составляло 106 км. Первый в автомобильной истории пробег не обошелся без неприятностей. Так, около городка Брухзаль на машине истерся и лопнул кожаный приводной ремень. Берта не растерялась и обратилась к местному сапожнику, который наложил латку и установил на место вышедшую из строя деталь (тогда ремни еще не перешли в разряд одноразовых «расходников», это случилось два десятилетия спустя). По пути путешественникам попался подъем, который автомобиль с тремя пассажирами на борту преодолеть не мог. Тогда за руль посадили младшего Бенца, а старший сын с мамой вытолкали повозку на холм. Надо сказать, что Берта Бенц отличилась недюжинной технической смекалкой. В дороге пробило изоляцию электрического провода зажигания. Для ее замены послужила обычная женская подвязка. Из-за низкого качества топлива на маршруте забивалась топливная магистраль, ее женщина якобы прочищала булавкой со шляпы. В качестве топливных заправок супруга изобретателя использовала аптеки, в которых лигроин продавался как лекарство от кожных хворей.
Как видите, привычный на сегодняшний день 100-километровый автопробег оборачивался для шофера целым приключением. На протяжении последующего столетия инженеры неустанно работали над упрощением обслуживания машины. О том, как эволюционировало ТО в течение ХХ века, читайте в нашей недавней публикации.
Читайте также:
Советские автомобильные инновации и гениальные изобретатели из царской России – Matador.tech собрал достижения наших соотечественников, которые используются в автомобилестроении и по сей день. А таких, уж поверьте, немало.
Царская Россия закупала, Советский Союз производил по образу и подобию, нещадно копируя, а Россия современная, которая уже Российская Федерация, и вовсе ни на что не способна. Так, кажется, считает каждая кухня, лестничный пролет или гаражный кооператив? Деление на черное и белое – «наше всё» на геннетическом уровне, а патриотизм, в правильном понимании этого термина, сегодня не в моде. Впрочем, беда эта кроется, как обычно, в незнании истории своей же страны.
Изобретатели дореволюционной России
Сварка
Современный автомобиль родился таким не сразу и прошел долгий путь от телеги и кареты до Lamborghini Urus. Эпоха сменялась эпохой, а люди на конвейере – роботами. Но одна операция из года в год остается неизменной: сварка. Чтобы собрать из кучи железа остов машины и навесить на него десятки кузовных элементов, требуется сделать тысячи касаний сварочным аппаратом.
Так вот, сварку придумали наши с вами соотечественники.
В 1802 году Василий Владимирович Петров, русский физик-экспериментатор и электротехник-самоучка, который, к слову, впоследствии станет основоположником всей российской и советской электротехники, открыл само явление вольтовой электрической дуги. Через год ученый опубликовал трактат, в котором описал применения своего детища в электросварке, пайке металлов и освещении.
Спустя восемьдесят лет уже другой русский инженер, Николай Николаевич Бенардос, применив открытие Петрова на практике, изобрел сварку в нашем сегодняшнем понимании этого процесса, используя в качестве электрода угольный столбик.
В 1888 году уже Николай Гаврилович Славянов первым в мире применил электродуговую сварку электродом. Кстати, сварку металлов под водой – все же следят за постройкой многострадального трубопровода «Северный поток» по дну Балтийского моря – изобрели уже в СССР. Первым в мире это сделал Константин Константинович Хренов в 1932 году.
Свет
Идем дальше. Свет нужен любому автомобилю, как снаружи, так и внутри. Поэтому самая обыкновенная лампочка, сияющая теплым, «ламповым» светом, до сих пор является верным спутником любого четырехколесного. Верите в диоды и ксенон? Ну так загляните в дополнительный стоп-сигнал или в поворотник – там стоит все та же лампа накаливания, изобретение которой приписывают то Томасу Эдисону, то Николе Тесла. Байка, конечно, красивая, но история не терпит сослагательных наклонений: Эдисон разработал «коммерчески успешный вариант лампочки накаливания», а Тесла просто работал на Эдисона, причем по совсем другим проектам, и был своим шефом красиво обведен вокруг пальца.
Лампа накаливания – продукт совместных трудов. Немец Гебель догадался откачать из стеклянной «груши» воздух, австро-венгры Юст и Ханаман смогли сделать более-менее рабочий прототип. Но гениальное решение, которое лежит в основе каждой лампочки и сегодня – использования вольфрамовой нити в качестве ключевого элемента светильника – принадлежит русскому электротехнику Александру Николаевичу Лодыгину из Липецкого уезда Тамбовской губернии. Его лампочку, к слову, можно увидеть в московском Политехе. Он же, кстати, первым придумал и сконструировал индукционную печь, в которых и сегодня плавят металл по всему белому свету, и первый в мире электрический обогреватель.
Электромобиль
Это была великая эпоха электричества, и мир буквально каждый день делал все новые и новые открытия. Так что Илон «наше все» Маск немного запоздал с появлением в эфире. Те дифирамбы, которые сегодня поют американцу, назвавшему автомобильный бренд именем легендарного серба, вполне заслуживал другой ученый, который первым сумел сделать не самодвижущуюся тележку, а полноценный автомобиль и даже автобус на электродвигателе. Имя ему – Ипполит Владимирович Романов. В 1899 году он построил первый электромобиль, который носил миловидное имя «Кукушка», а в 1902 году – уже двадцатиместный автобус для обслуживания гостиниц. Не все знают, что электричество в автомобиле появилось раньше двигателя внутреннего сгорания.
Кожзам
Но и это далеко не финал. Креслами из натуральной кожи сегодня могут похвастаться только парни из Rolls-Royce да счастливые обладатели лимитированной версии УАЗ «Патриот». Вернее Patriot, в честь американской ракеты, видимо. Все остальные разыскивают чарующие достоинства экокожи или искусственной кожи. Дерматина в простонародье. Первым, кому в голову пришла гениальная мысль, сделать плотный, износостойкий и водоотталкивающий материал на основе хлопчатобумажной материи стал генерал-майор Михаил Поморцев. В 1903 году он пропитал парусину коктейлем из яичного желтка, парафина и канифоли, получив материю невиданной прочности, да еще и непроницаемую для воды. Так появилась кирза – первая искусственная кожа, которая сталарешением для глобальной обувной проблемы российской, а потом и советской армии. Кстати, само слово «кирза», которое часто расшифровывают как «Кировский завод», где производили ту самую обувь, изначально появилось от названия грубого и очень прочного сукна, из которого шили солдатские шинели. Сами же солдаты называли кирзу «чертовой кожей» за невиданную прочность и «носкость».
В тридцатых уже советские ученые научились использовать для пропитки сапог искусственный каучук, создав те кирзовые сапоги, которые мы знаем и сегодня, а уже после окончания Войны, на базе решения Михаила Поморцева начали делать прочный и стойкий материал, который в Советском Союзе любовно назвали дерматином – «хэбэшечка» с нитроцеллюлозным покрытием. Название, к слову, произошло от греческого «кожаный», а не от того, что все подумали. Хотя качество самого материала, безусловно, было посредственное.
Советская эпоха
Начало XX века накрыло шквалом войн и кровопролития, а все силы были задействованы в военно-промышленном комплексе. Лучшие умы Европы и Российской империи собрались в Соединенных Штатах – наиболее спокойной и гостеприимной гавани тех лет, чтобы создавать новые произведении инженерного искусства. А всем остальным приходилось кланяться и платить за лицензии.
Молодое Советское государство договорилось со стариком Генри, чтобы «Голубой овал» дал технологии, которые и легли в основу Горьковского автомобильного завода. Германия вынужденно – в качестве контрибуции – передала наработки и часть оборудования наследников Адама Опеля, а Тольятти не только назвали в честь партийного лидера Пальмиро, но и возник город благодаря итальянцам.
Смазка
Впрочем, все эти машины в наших условиях эксплуатации не могли прожить долго: отсутствие инструмента и навыков обслуживания, кошмарные погодные условия и тяжелейшие задачи, что ставились перед техникой. В конце концов, недостаток асфальта – наша историческая проблема. Поэтому перед советскими учеными всегда стояла задача создания «автохимии», позволяющей вытянуть из железа чуть больше полезного. А порой и не чуть.
Для увеличения срока службы узлов и агрегатов в Центральном институте авиационных топлив и масел была разработана ЦИАТИМ-201 – одна из первых антифрикционных литиевых смазок. Состояла она из маловязкого нефтяного масла, антиокислительных присадок и литиевого мыла, позволяла здорово повысить ресурс различных, особенно малонагруженных, сочленений и подшипников. Недостатков ЦИАТИМ-201 тоже было немало – она гигроскопична, быстро набирает воду и непригодна к использованию в открытых узлах, но низкая цена и доступность эти минусы быстро перекрыли. Правильно, смазку стали класть чаще и гуще.
Впрочем, ЦИАТИМ-201 была только первой ласточкой. Вслед за ней появилась куда более интересная 221-я смазка, а потом и легенда всего отечественного автопрома – Литол. Эту густую жижу знают все опытные автолюбители, а ее именем до сих пор называют все смазки для подшипников, шарниров, опор и прочих элементов автомобиля. Именно Литолом консервировали автомобили и боролись с ржавчиной, пока в научных институтах Москвы и Вильнюса не появилась легенда отечественной гаражной самодеятельности – МОВИЛЬ, названный так в честь Москвы и Вильнюса одновременно. Любили в Советском Союзе аббревиатуры.
Мовиль – это консервирующее металл средство, которым заливали днище и пороги всех без разбора «Москвичей» и «Жигулей» страны. Оригинальный состав был следующим: олифа – вонючая и ныне не применяющаяся, но вызывающая помимо аллергии жуткую ностальгию смола – нескольких сложнопроизносимых и столь же сложных к пониманию продуктов нефтепераработки, антикоррозийный компонент и растворитель. Всем этим богатством наполнялись полости и ниши «Жигуля», промазывались стойки и рамки дверей да окон, пол багажника. Мовиль, несомненно, имел и некий магический элемент в составе, потому что автомобиль продолжал гнить и с ним, но автовладельцы верили в волшебство и не переставали наносить эту сомнительную хотя бы с визуальной точки зрения «жижу». Выглядело ужасно, но машина была защищена. По крайней мере морально.
Полироль
Однако внешний вид транспортного средства все же волновал отечественных водителей, поэтому царапины и прочие следы эксплуатации принято было с кузова выводить, а многочисленные хромированные детали – полировать. Для этих целей использовали пасту ГОИ – Государственного Оптического Института, которая имела четыре градации: первая была самой мелкой, а четвертая – самой грубой соответственно. Различались они не только составом, но и оттенком зеленого, так что узнать «фракцию» можно было на глаз.
Пасту ГОИ разработала группа советских ученых в 1931-1933 году для полировки и щлифовки металлов, сплавов, пластмасс и полимеров, а также стекол. Одним словом, для самостоятельного детейлинга автомобиля.
А потом… Вы наверняка знаете какие-то приемы, которые перешли к вам по наследству уже непосредственно от дедов и отцов? Что-то по рассказам, а какие-то средства остались в гараже или на даче, и вы до сих пор к ним прибегаете. Делитесь своими находками! Забывать достижения наших российских и советских учены по меньшей мере нечестно, а вот узнавать про них — невероятно увлекательно и приятно.
Приветствую Вас на блоге kuzov.info!
В этой статье мы рассмотрим историю развития автомобильной краски, современные тенденции её развития и будущие разработки.
Изобретение автомобиля
В 1886 году германским изобретателем Карлом Бенцом было запатентовано его транспортное средство (Benz Motorwagen). Его можно считать первым серийным автомобилем. Более ранние версии транспортных средств мало напоминали современный автомобиль и изготавливались в единичных экземплярах.
Крупномасштабное производство доступных автомобилей было начато Ренсом Олдсом в 1901 году на заводе Oldsmobile в Мичигане. Это была концепция сборочного конвеера, которая в свою очередь была впервые придумана изобретателем Томасом Бланчардом в 1821 году на оружейном заводе. Концепция сборочного конвеера была впоследствии значительно усовершенствована Генри Фордом на своём автомобильном заводе. Другим доступным массовым транспортным средством, который уже больше напоминал современный автомобиль стал Ford Model T, представленный в 1908 году.
1900‑е (Конец 1800‑х – начало 1900‑х). Автомобильная краска — начало стории.
Началом истории автомобильных покрытий можно считать начало 1900‑х годов, когда, как упоминалось выше, появились первые полноценные автомобили. Форд использовал такой же процесс окрашивания, который применялся при покраске карет. Окрашивание включало 22 последовательных стадии, которые растягивались вплоть до 40 дней для окрашивания всего кузова. Много времени занимала сушка каждого нанесённого слоя краски.
Это были краски, применяемые по дереву, которые наносились кистью и сохли естественным путём. После высыхания краску выравнивали шлифованием, снова наносили слой и снова выравнивали, пока не достигалась нужная толщина. Последний слой также выравнивали шлифовкой и потом полировали, чтобы получить глянцевое покрытие.
Краска тех времён имела низкую износостойкость и низкую защиту от разрушительного действия солнечных лучей. Уже через 2 года эксплуатации были видны следы её разрушения.
Действительно ли автомобили Ford Model T были только чёрного цвета?
«Покупатель может получить автомобиль любого цвета, который пожелает, при условии, что он чёрный» — Генри Форд, 1908.
Первые прототипы и производственные модели Ford имели обозначения буквами от A до T. Они окрашивались в разные цвета. Автомобиль Ford Model T был представлен в 1908 году и до 1913 года покупатели могли выбрать разные цвета кузова, включая чёрный.
Покраска была слабым звеном в инновационном конвейерном процессе Форда.
Компания Ford получила больше заказов на автомобиль Model T, чем она могла выполнить. Генри Фордом было принято решение об упрощении и ускорении производства. Так осталась только одна модель Model T и только один цвет – чёрный. Чёрный был единственным цветом, при котором краска сохла быстро, а скорость была важна для компании Ford из-за большого количества заказов. Использовалась система покраски, которая быстро сохла только при применении чёрного пигмента. В итоге цель была достигнута – было организовано массовое производство, которое привело к удешевлению автомобилей, что сделало их доступными для массового покупателя. Основываясь на данных компании Ford, в 1914 году было сделано 300000 Model T, тогда как конкурентные автопроизводители все вместе изготовили около 280000 машин.
Таким образом, только в чёрный цвет машины Ford красили с 1914 по 1925 год. То есть автомобиль Model T производился в чёрном цвете только 12 лет подряд из общих 19 лет производства этой модели. В другие 7 лет цвета были разные – зелёный, ярко красный, тёмно синий, коричневый, тёмно-бордовый и серый.
Потом, в 1926 и 1927 годах, цвета включали зелёный, светло голубой, коричневый, тёмно-бордовый и чёрный.
1920‑е (изобретение нитроцеллюлозной краски и покрасочного пистолета)
Химики компании DuPont, которые использовали нитроцеллюлозу для производства киноплёнки, обнаружили, что при изменении молярной концентрации NO2 в основе целлюлозы, они получат лак с низкой вязкостью, которым можно будет формировать декоративно-защитное покрытие. Так в 1923 году компания DuPont разработала нитроцеллюлозную краску. В это же время технологии окрашивания автомобилей перешли на использование распыляющего оборудования и стали использовать сушку в камерах. Эти два усовершенствования сократили время нанесения и сушки краски. Время сушки сократилось с нескольких дней до нескольких часов. Нитроцеллюлозная окрасочная система включала множество цветов и предлагала улучшенные свойства для использования с покрасочными пистолетами. Эта система предполагала нанесение 3–4 слоёв для достижения лакокрасочного покрытия с требуемыми свойствами, но имела относительно слабую устойчивость к воздействию химически активных веществ окружающей среды.
лакокрасочного покрытия до нескольких дней. Из-за новой технологии нанесения краски распылением покрытие сразу получалось более ровным и не требовало выравнивания шлифованием.
В 1923, 1924 Oakland (предшественник Pontiac) стал первым автомобилем, покрашенным методом распыления. После этого было сделано много усовершенствований процесса распыления и сушки, но этот шаг стал переломным в производственном процессе окрашивания, значительно повлиявшим на качество и скорость производства.
1930‑е, 1940‑е (появление алкидной краски)
Нитроцеллюлозная краска была очень продуктивной, но финальное покрытие требовало полировки для достижения блеска. Химики-разработчики красок в 1930‑х поставили задачу получить краску с блеском после нанесения, не требующей полировки. В результате была разработана алкидная система окрашивания. Это был первый полимер, разработанный для формирования лакокрасочного покрытия. Он был синтезирован с использованием трёх мономеров (ангидрид фталевой кислоты, глицерин и линолевая кислота). Таким образом, получилось объединить синтетические мономеры и натуральные продукты. Алкидные краски обеспечили отличные свойства плёнки. Они продвигались как краски, специально предназначенные для автомобилей. После сушки в специальных камерах с нагревом алкидные краски формировали очень износостойкую плёнку. Они хорошо противостояли воздействию химикатов и растворителей. Также их преимуществом было более быстрое нанесение, так как для получения нужных свойств требовалось меньшее количество слоёв. Кроме того, алкидные краски обеспечивали больший спектр оттенков, удовлетворяющий запросы потребителей. Однако, недостатком алкидных эмалей было ухудшение декоративных свойств под солнечными лучами. Краска выцветала и мутнела с течением времени.
Так, в течение 1930‑х при окрашивании автомобилей использовались как нитроцеллюлозные, так и алкидные краски. К примеру, компании Chrysler, Ford, Nash, Willy’s и Studebaker использовали алкидные эмали, тогда как General Motors и множество небольших независимых производителей продолжали красить нитроцеллюлозной краской.
В конце Второй Мировой Войны в Европе было запрещено использование некоторых химикатов в производстве. Это сделало некоторые компоненты нитроцеллюлозной краски незаконными.
1950‑е и 1960‑е (появление акриловых красок, изменение способа нанесения грунта)
В 1950‑х, на западе и в Европе, автомобиль стал не просто средством передвижения, а статусной вещью. Это значило, что покрытие кузова должно выглядеть лучше и подчёркивать формы кузова. Компания (Rohm and Haas Co.) разработала новый синтетический полимер акрил. Он стал первым полностью искусственным полимером, который начали использовать при окраске автомобилей. Краска наносилась распылением, после чего сушилась при определённой температуре в специальных камерах.
Акриловые краски имели широкий выбор ярких цветов, а также стали хорошей основой для использования эффекта «металлик». Частицы алюминия энтузиасты-кастомайзеры Америки и Европы добавляли в краску и раньше, а серийно первые блёски в краске появились в 1930‑х годах на таких автомобилях, как Cadillac and Packard, однако, в массовом производстве их стали использовать только после того, как компания «Alcoa» начала производить специальные алюминиевые чешуйки для краски. Эти чешуйки были более яркими, большими и одинаковыми по размеру, чем те, что предлагались другими компаниями раньше. «Металлик» расширял восприятие изгибов кузова. Этот пигмент вывел окраску автомобилей на новый уровень.
Вначале 1950‑х процесс нанесения грунта изменился с распыления на погружение в резервуар, более автоматизированный процесс, но и более опасный из-за испарений большого количества растворителей.
По этой причине, в 1960‑х стали использовать водорастворимые электроосаждаемые грунты с погружением в резервуар, которые более эффективно покрывали кузов. Сначала использовался анодный перенос грунта, потом катодный, обеспечивающий лучшую антикоррозионную защиту при помощи эпоксидной основы. Современный процесс нанесения покрытия электроосаждением усовершенствован и даёт максимально гладкое покрытие.
Акриловые краски доминировали при окрашивании автомобилей на заводе с 1950‑х до 1970‑х годов. Акрил давал отличный финишный слой.
Конец 1970‑х, 1980‑е (появление двухслойного покрытия «база+лак» и водорастворимых красок)
В конце 1970‑х автомобильные производители потребовали у производителей красок лучшей износостойкости лакокрасочных покрытий. Потребитель ожидал, по крайней мере, не менее 5 лет эксплуатации во время которых кузов машины должен выглядеть как новый. В тоже время, агентство по защите окружающей среды начало провозглашать новые правила VOC (volatile organic compound), ограничивающие количество летучих веществ в краске.
Для решения проблемы износоустойчивости покрытия и улучшения декоративных свойств было разработано двухслойное покрытие. Теперь, вместо одного декоративного и одновременно защитного слоя наносилось два разных слоя. Это покрытие включало тонкий базовый слой краски и более толстый слой лака. Базовый слой является пигментным и дающим основной цвет автомобилю, после чего он защищается прозрачным лаком, придающим блеск. В то время такой способ окраски использовался только для дорогих автомобилей. К концу 1980‑х процесс окраски базой и последующим покрытием лаком стал более доступным и стал использоваться более широко.
Эта система имеет ряд преимуществ:
- сокращённое содержание растворителей
- лучшая износостойкость
- возможность использования красок с различными эффектами в базовом слое.
Лак даёт как хорошую защиту, так и отличный блеск. В него добавляли УФ-ингибиторы, чтобы защитить лак и пигменты базы от окисления. Такая система позволила сбалансировать преимущества всех предыдущих красок.
Кроме появления двухслойной системы окрашивания в конце 1970‑х начале 1980‑х произошёл ряд других событий в мире автомобильных покрытий:
- Была разработана система окраски трёхслойным перламутром, которую впервые начала использовать компания Audi. В перламутровых красках металлические частички заменены керамическими кристаллами (слюдой mica), которые не просто отражают свет, но и преломляют его, разделяя на разные цвета. Это придаёт краске не просто блеск, но и глубину цвета, который может изменяться в зависимости от угла обзора. Некоторые цвета могут иметь одну и ту же базовую краску, но в качестве пигмента для придания «эффекта» иметь металлические частички, либо перламутровые. Разница в глубине и мерцании блеска будет заметной, особенно на тёмных цветах.
- Позже производители автомобилей искали краску с улучшенной износостойкостью и более быстрой сушкой. Начали экспериментировать с полиуретановой краской. Она имеет отличные эксплуатационные свойства, однако достаточно дорогая и не широко распространена. Полиуретановую краску по сей день используют некоторые производители.
- В конце 1970‑х стали ожесточаться требования к экологичности красок при процессе окрашивания. Индустрия производства автомобильных красок стала двигаться в сторону снижения летучих органических соединений (растворителей). Начались эксперименты с использованием окрасочных систем на водной основе. Базовая краска на водной основе была впервые представлена на автозаводе Opel в Германии в 1980‑х. В 1990‑х также появились грунты на водной основе.
- В 1970‑х была улучшена антикоррозионная защита кузова за счёт применения электроосаждаемых грунтов (e‑coat). Сначала применялся анодный метод нанесения грунта, а потом более надёжный катодный метод, разработанный компанией PPG. Это значительно улучшило антикоррозионную защиту кузовов автомобилей, что стало прорывом в автомобильных защитных покрытиях.
1980‑е – 1990‑е (порошковое покрытие)
Были приняты новые законы, ограничивающие содержание летучих веществ в краске и способ её распыления. Так стали использоваться уретановые и полиуретановые краски.
В 1970‑х некоторые заводы компаний GM и Ford начали использовать порошковый метод нанесения финишного покрытия. Было сделано несколько тысяч автомобилей с использованием гибридного полиэфирного порошка, но внешний вид и долговечность этих покрытий не смогли конкурировать с акриловыми эмалями горячей сушки, поэтому порошковый метод нанесения финишного слоя не получил продолжения, но остался в качестве метода для нанесения грунта. В 1990‑х был разработан порошковый акриловый лак. Впервые он использовался на заводах Harley Davidson. Далее порошковый акриловый лак применялся на одном из заводов Ford в Детроите с 1996 по 2000. В 1996 году BMW построила линию по нанесению порошкового лака. На данный момент у BMW 5 линий по порошковому методу нанесения лака. По началу, для нанесения порошкового лака использовались краскопульты, но в 2002 они были заменены на специальные порошковые так называемые «колокола», которые дают лучшую скорость переноса материала и уменьшают вероятность появление дефектов.
Конец 80‑х и начало 90‑х принесли быстрые и глобальные изменения в индустрии. Новые экологические законы предписывали содержание и нанесение красок. Были снижено количество растворителей в красках. Объектом интереса для автопроизводителей долгое время было порошковое покрытие. Порошок, содержащий полимер и пигмент наносятся на поверхность без помощи жидкости. Порошок помещается в контейнер с электрическим зарядом, который прикреплён к распылителю. Также заряд подаётся на окрашиваемую деталь. При распылении частицы с зарядом распыляются и плотно притягиваются к металлической детали. Далее окрашенная деталь запекается. Во время нагрева порошок плавится и формирует ровную защитную плёнку. Этот процесс популярен для окраски деталей, используемых под днищем автомобиля и при реставрации, когда требуется высокая износостойкость, но не требуется идеально ровное покрытие.
1990–2000‑е (водорастворимые краски и новый процесс нанесения)
В 1990‑х разработали и стали использовать водорастворимые краски в качестве базы. Первые водорастворимые краски были представлены на заводе Opel в Германии. Главным мотивом использования водорастворимых красок было сокращение летучих веществ в краске и уменьшение вреда экологии. Но это не единственное преимущество использования водорастворимой базы для покраски автомобиля. Благодаря особым свойствам, она обеспечивает улучшенные декоративный внешний вид и улучшенный эффект «металлик». Позже были представлены водорастворимый грунт и лак. Законодательство в Германии поддержало эту технологию.
Современный процесс окрашивания автомобилей
Сегодня процесс окраски автомобилей более стандартизован как никогда раньше. Изменения претерпел способ нанесения краски. Сейчас на высокотехнологичных заводах не требуется участие маляра в процессе окраски кузовов. На заводах краска наносится роботизированными распылителями и сохнет в течение нескольких часов.
Это привело к высшей степени эффективности переноса материала, результатом которого стала 90% эффективность и покрытие без дефектов. Несколько факторов способствовали развитию робототехники для окраски автомобилей. Во-первых, это риск здоровью маляров и большие вложения в безопасное оборудование для маляров. Второй фактор – опасность электростатической техники нанесения краски. Другим фактором было недостаток качества ручной покраски. Специалисты-маляры теперь стали инженерами, которые программируют и запускают роботизированные системы окраски и следят за параметрами окрасочных камер. Современный процесс окрашивания, включая подготовку, занимает не более 8 часов на кузов.
Современный процесс окрашивания состоит из пяти главных этапов и включает:
- Предварительную обработку (очистка металла и формирование подходящей поверхности для хорошей адгезии последующих слоёв).
- Следующий шаг – электроосаждение (electrodeposition (ED)) антикоррозионного защитного слоя.
- Нанесение слоя ПВХ на отдельные детали для антикоррозионной и антигравийной защиты.
- Далее наносится грунт для обеспечения адгезии между поверхностью кузова и базового слоя краски. Грунт также делает поверхность более гладкой и имеет демпфирующие свойства, уменьшающие вероятность сколов при эксплуатации автомобиля.
- В завершение наносятся финишные слои, которые включают базовый слой (краска) с лаком, придающие поверхности декоративные и защитные свойства.
Предварительная обработка
После того, как металлические кузовные компоненты свариваются вместе, кузов автомобиля проходит предварительную многоэтапную подготовку. Она состоит из чистки поверхности кузова, чтобы удалить остатки масел от процесса штампования, а также от остатков сварки. Чистка состоит из процесса последовательного погружения кузова в три ванны (обезжиривание, кондиционирование, фосфатирование). Дополнительно может быть применено погружение в горячую pH9 воду. Предварительная обработка помогает улучшить адгезию грунта к металлу. Фосфатирование улучшает антикоррозионные свойства кузова. Кондиционирование поверхности (также называется активацией) подготавливает поверхность к фосфатированию. Завершающим этапом предварительной подготовки является фосфатирование. Средство для фосфатирования состоит из ортофосфорной кислоты, солей фосфорной кислоты, нитратов, цинка и других вспомогательных компонентов. Кислота протравливает металл. В итоге фосфатирования формируется тонкий плотный слой.
Автомобильная краска. Нанесение финишных слоёв
Далее металл грунтуется, наносится база, потом лак. Некоторые автомобильные производители используют при окрашивании базовые краски на водной основе (в основном в Европе), но лак, в большинстве случаев, применяется обычный.
Вот ещё несколько фактов, которые касаются современной индустрии окрашивания автомобилей.
- Сегодня примерно 1000 новых цветов появляются на рынке каждый год, а общий банк данных за последние 30 лет содержит 25000–40000 цветов. Широко применяются пигменты, придающие «эффекты» краске (алюминиевые чешуйки, слюдяные чешуйки и другие типы пигментов). Возможности дизайна цвета стали неограниченными.
- Современные электроосаждаемые грунты наносятся на кузов при помощи погружения кузова в резервуар с водорастворимым грунтом и покрытие наносится методом катодного электроосаждения. Этот метод гарантирует 100% покрытие всей металлической поверхности грунтом. Грунт имеет эпоксидную основу. Этот метод улучшения антикоррозионной защиты кузова на сегодняшний день остаётся самым лучшим. Хотя электроосаждённый грунт обеспечивает отличную защиту от коррозии, он имеет два недостатка: недостаточно ровную поверхность и плохую светостойкость. Для устранения этих недостатков в 1980‑х были разработаны грунты, которые наносятся поверх электроосаждаемого грунта для улучшения гладкости и улучшения защиты от УФ-разрушения. Эти грунты (Primer-surfacers) обеспечивают защиту от сколов. Комбинация электроосаждаемого грунта и дополнительного выравнивающего грунта обеспечивают хорошую защиту от коррозии и дают ровную поверхность под нанесение базы и лака.
- Современная технология изготовления и нанесения порошкового покрытия значительно улучшена. Оно удовлетворяет требования экологического регулирования. Порошковые покрытия сейчас используются на некоторых заводах для грунтования (к примеру, на заводах BMW), а также некоторыми производителями при процессах лакирования. Порошковый лак является экологически безопасной технологией, так как он не выделяет в окружающую среду какие-либо органические летучие вещества во время нанесения. Кроме того, порошковый лак имеет следующие преимущества: 1. безотходное нанесение (собранный остаток порошка можно снова использовать), 2. нет остатков мусора после нанесения лака, 3. не требуется растворителей для чистки оборудования и камеры (достаточно только пропылесосить), 4. сокращение общего расхода энергии, 5. получается такая же толщина плёнки и внешний вид, как и при использовании жидкого лака.
- Толщина современных плёнок ЛКП меньше, чем 25 лет назад, но защита от коррозии, долговечность цвета и блеска примерно в 2 раза выше. Этому способствовали покрытия наносимые методом катодного электроосаждения и двухслойная система нанесения ЛКП.
- Цвет автомобилей стал очень важным инструментом дизайна. По этой причине тренды оттенков цветов обсуждаются производителями автомобильных красок и автомобильной индустрией вместе.
Ксиралик (Xirallic)
Ксиралик является достаточно новым пигментом, который используется в современных автомобильных красках. Он был разработан и запатентован исследователями компании в японии (Merck KGaA). Этот пигмент характеризуется своим искрящимся эффектом. Ксиралик сделан из пластинок оксида алюминия, покрытых оксидом титана, который даёт сильный эффект блеска с отличным мерцающим поведением.
Матовое покрытие
Матовое покрытие не сильно распространено и обычно бывает серым или чёрным. Иногда это больше сатиновый блеск, чем матовый. Матового лакокрасочного покрытия можно достичь несколькими способами, но в большинстве случаев это достигается высоким содержанием ПВХ в краске или наличием специальной добавки в лак, дающей матовый эффект. Эта краска требует особого ухода, отличающегося от обслуживания обычного глянцевого покрытия.
Автомобильная краска, меняющая цвет
Пигмент «хамелеон» (ориг. англ. название. ChromaFlair) используется в окрасочных системах при окраске автомобилей. Краска с этим пигментом меняет цвет в зависимости от ресурса света и угла обзора. Эффект достигается отражением и преломлением света от окрашенной поверхности. Краска содержит маленькие тонкие синтетические пластинки, сделанные из алюминия, покрытого фторидом магния, внедрённого в полупрозрачный хром. Алюминий и хром дают краске яркое металлическое искрение, а стеклоподобное покрытие фторида магния действует как преломляющая призма, изменяя цвет поверхности при передвижении наблюдателя.
В Интернете можно найти несколько видеороликов, на которых автомобильная краска может менять свой цвет по нажатию кнопки. Этому явлению предлагаются различные объяснения. Объясняется это как использование специальной «нано краски» (электромагнитная или парамагнитная). Как бы это не называли, базовая идея в том, что краска контролируется магнитными импульсами, которые изменяют молекулярную структуру пигмента краски, заставляя испускать свет на волнах разной длины. Однако, ничего из этого не является правдой. Цвет автомобилей в этих видео меняется в результате цифрового редактирования с использованием программы (Adobe After Effects).
В автомобильной прессе была информация о разработке краске меняющей цвет. К примеру, ещё в ноябре 2007 года было заявлено, что компания Nissan разрабатывает парамагнитную краску, меняющую цвет. Были даны следующие объяснения: высокотехнологичная парамагнитная краска меняет оттенок по нажатию кнопки. Перед покраской машины, металл кузова покрывается частицами оксида железа. Когда электрический ток начинает воздействовать, расстояние между маленькими кристаллами изменяется. Это миниатюрное движение влияет на то, как парамагнитный слой отражает свет, заставляя краску менять цвет, в зависимости от подаваемого напряжения. Но с 2007 года больше не было сообщений от Ниссан о парамагнитной краске.
Недавно компания LitCoat анонсировала создание парамагнитной электролюминесцентной краски, которая может менять цвет, когда контактирует с электрическим зарядом. Однако, на видеоролике компании краска не меняет цвет с одного на другой, а излучает люминесцентное свечение при подаче напряжения.
Парамагнитная краска LitCoat наносится в 2–3 слоя. Можно подпитывать током 1–2‑3 слои одновременно, 2–3 одновременно, 1–2 или 1–3. Эти комбинации будут высвечивать отдельный цвет. Не включен ток – 1 цвет, пропущен ток через 1 слой – 2 цвет, пропущен ток через 2‑ой слой – 3 цвет. Пропущен ток через 1+2 слой – 4 цвет. и т. д. Краска LitCoat наноситься на специальный грунт, который изолирует металлическую поверхность. Такую краску можно смешать с обычной краской, как добавочный пигмент и можно наносить на любую поверхность. После нанесения слоёв парамагнитной краски можно поверх неё нанести любой лак.
Автомобильная краска. Будущие разработки
- В будущем краски продолжат меняться. Главными движущими силами усовершенствования автомобильных красок являются качество, стоимость и экологические нормы. Качество в этом контексте относится к антикоррозионной защите и длительности блеска. Будет улучшаться износостойкость лаков, а также адгезия и цвета красок. Скорость производства также всегда будет движущей силой в развитии окрасочных систем. Даже страховые компании платят за ремонт, основываясь на затраченных нормо-часах, что требует ускорения процессов покраски и использования соответствующих материалов.
- В недалёком будущем автомобильные окрасочные системы будут развиваться и получат следующие усовершенствования:
- УФ-отверждение, лаки стойкие к царапинам. Невероятно быстрое время сушки уже сегодня возможно благодаря использованию в мастерских УФ-катализируемых смол (UV-catalyzed resins). В будущем эта технология будет и дальше развиваться. Стандартные лаки имеют плотность взаимосвязей 8–12 MPa. С УФ-отверждением можно достичь гораздо большей плотности связей частиц лака. Плотность взаимосвязей выше 30 MPa даст хорошую стойкость к царапинам. Высокая плотность взаимосвязей УФ-лаков даст хорошую стойкость к царапинам и воздействию химических элементов. В то время, как обычные лаки для сушки нагреваются до 140 градусов в течение 20 минут, то УФ-отверждаемые лаки могут полностью отвердевать за секунды под воздействием УФ-излучением. Это значительно ускорит общий процесс окраски. Ограничением является то, что не на все места кузова будет попадать прямой УФ-свет, что является причиной не отверждённых зон. Это ограничение привело к развитию комбинированной технологии, позволяющей включать дополнительную реакцию отверждения в местах без воздействия УФ-света. Когда видимые области экстерьера автомобиля достигают полной полимеризации под воздействием УФ-света и дополнительной хим. реакции, области интерьера, куда свет не попадает, будут полимеризоваться за счёт химической реакции с катализатором.
- Будут распространяться водорастворимые грунты и лаки как при окраске новых автомобилей, так и при ремонте аварийных машин.
- Процесс окраски без грунта. Базовый слой обычно наносится в две стадии. Для безгрунтовой технологии изоцианат с добавками будет добавляться на первой стадии нанесения краски. Этот активатор с добавками будет модифицировать характеристики базового слоя так, что он будет выступать в качестве грунта. Это ускорит процесс окрашивания и сократит количество используемого материала.
- Одно из новых направлений – разработка и использование умных покрытий (smart coatings), которые могут значительно улучшить износостойкость поверхности и добавить дополнительные функции и свойства, такие как супер гидрофобность, олеофобность (отталкивает жидкости на основе масел), самоочищение, самовосстановление.
- Самовосстановление может быть достигнуто применением полимеров с «памятью» формы, которая активируется воздействием температуры и влажности или УФ-излучением. Как конкретный пример можно привести использование в составе лакокрасочных материалов специальной монтмориллонитовой глины, которая имеет способность сильно разбухать под воздействием влаги.
- Лаки стойкие к царапинам. В последние годы производители лакокрасочных материалов разрабатывают и тестируют лаки, стойкие к появлению царапин. Царапины особенно заметны на автомобилях с тёмными оттенками. Одна из концепций для получения лака стойкого к царапинам базируется на внедрении твёрдых нано частиц в гибкую матрицу полимера.
Печатать статью
1. Историки предполагают, что первые автомобили могли появиться уже в ХIV веке. Ведь именно тогда итальянец Гвидо да Виджевано скрестил ветряную мельницу и тележку, получив прообраз современного транспортного средства. А немного позднее небезызвестный Леонардо да Винчи разработал подобный механизм, но с приводом на трехколесный велосипед. Гений он и есть гений…
2. А вот первым работающим паровым транспортом в мире считается изобретение Фердинанда Вербиста — иезуита из Китая, который построил свой автомобиль, как забавную игрушку, не более. Правда, игрушку для императора. Машинка была крайне мала и не могла доставить из точки «А» в точку «Б» ни царственную особу, ни простого смертного. Но факт остается фактом: в 1672 году паровой транспорт празднует свой день рождения.
3. Следующим в очереди отцов-основателей паровых машин стоит Томас Ньюкомен. Именно он в 1712 году воплотил в металле первый паровой двигатель, состоящий из цилиндра и поршня. Это уже, действительно, был прорыв! Однако, через 53 года Джеймс Уатт значительно усовершенствовал изобретение Ньюкомена. Теперь двигатель работал на основе давления, а не вакуума и стал более компактным и производительным. Его-то и начали ставить на первые паровозы.
4. В 1769 году Николас Джозеф Кагнот разработал почти полноценный авто для передвижения по узким улочкам Парижа. Копия этой машины выставлена сейчас в Музее искусств и ремесел в той же столице Франции. Правда, в те далекие времена горожане были не в восторге, когда мимо их домов проносился железный монстр весом более трех с половиной тонн! И хорошо, что в один прекрасный момент уже второй экземпляр этого «чуда» врезался в стену, разрушил ее и сам не подлежал восстановлению. Вообще, первые паровые машины были крайне тяжелыми, поэтому в следующие сто лет их ставили исключительно на рельсы… Вот как зарождалась система железнодорожных путей.
5. Вы не поверите, но электромобиль, это чудо современной техники, был изобретен еще до повсеместного применения двигателя внутреннего сгорания! Если исторические архивы не врут, то в 1828 году, изобретатель из Венгрии Аноис Джедлик собрал первую в мире модель электромобиля! А первым, кто попытался поставить данное изобретение на коммерческие рельсы, были Томас Давенпорт и Роберт Дэвидсон. Их авто с батареями увеличенной емкости начали производить в 1881-м. Но достаточно большой мощности тогда добиться так и не удалось, что дало толчок началу истории ДВС.