Реальное устройство первого автомобиля
Первым в истории автомобилем был признан Benz Patent-Motorwagen немецкого разработчика Карла Бенца. Несмотря на его почетное звание, первый на свете автомобиль очень отличается от современных машин.
Это устройство на трех колесах с изысканным дизайном, который по-немецки называется Benz Patent-Motorwagen, появилось в далеком 1885 году. В процессе работы над автомобилем Карл Бенц имел коммерческие цели — он хотел создать товар, который станет популярным. 130 лет, прошедших с того времени, подтверждают, что великий немецкий инженер оказался не только мастером своего дела, но и успешным предпринимателем. Однако, чтобы этот узкоколейный автомобиль превратился в транспортное средство, доступное для всех, конструкторам пришлось проделать еще много работы — не было легко пользоваться первым автомобилем.
Предыстория
Создавая своё дело, Карл Бенц начал с небольшой велосипедной мастерской Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik (позже переименована в Benz & Cie), которая в 1883 году принялась за массовое производство двигателей внутреннего сгорания для сельского хозяйства и промышленности. И уже в 1885 году известный немецкий изобретатель получил наиболее значимый в его жизни патент под номером 37435 на автомобиль, который стал известен как Benz Patent-Motorwagen (часто упрощенно называемый Motorwagen).
Вот случилось первое средство передвижения, наделенное двигателем. Со слов самого изобретателя, создание первого автомобильного двигателя — четырехтактного одноцилиндрового узла — заняло шесть лет. На первых порах Карл Бенц не мог использовать свое изобретение официально, поскольку данная конструкция все еще была защищена патентом Николауса Отто, который также изобрел двигатель внутреннего сгорания. В 1878 году, в последний день предновогоднего периода — 31 декабря, после истечения срока действия патента Отто, Бенц сумел зарегистрировать патент на бензиновый двигатель с системой зажигания непосредственно под своим именем.
От начала разработки первого бенцевского двигателя до появления готового автомобиля прошло около семи лет. За этот период времени конструктор зарегистрировал патент на систему зажигания, использующую батарею в качестве источника энергии, и на искровую свечу, которая отвечала за зажигание топлива. Кроме того, были также запатентованы сцепление и коробка передач, которые успешно применились на последующих моделях автомобилей, созданных Бенцем.
Как оно работало
Benz выпустил свой первый автомобиль, который был оснащен стальной трубчатой рамой и деревянным открытым кузовом. Это транспортное средство имело место для водителя и одного пассажира. Обивка дивана была выполнена из натуральной кожи, и сам диван имел свою подвеску, состоящую из цилиндрических пружин и эластичных рычагов, которые выполняли функцию рессор.
Как уже упоминалось ранее, на автомобиле Motorwagen использовался одноцилиндровый четырехтактный бензиновый мотор мощностью 0,85 л. с. Охлаждение двигателя было водяное, но довольно необычное. Вода, подаваемая в специальный резервуар, орошала горячие наружные стенки цилиндра и затем испарялась. Естественно, воду приходилось доливать почти так же часто, как и бензин, — каждые несколько километров.
Также система смазки была очень простой — масло просто капало на трещинующиеся части силового агрегата из нескольких масляных канистр.
В комплектации автомобиля присутствовала небольшая емкость для хранения бензина и карбюратор, который испарял топливо. Особенность карбюратора заключалась в наличии волокон ветоши, размещенных на его дне. Данные волокна обеспечивали поступление бензина, который немедленно испарялся. Газы, образующиеся при испарении, были затем захвачены потоком воздуха, протяженным через цилиндр, и образовали смесь топлива, которая поступала в камеру сгорания. Для регулирования подачи воздуха во впускной трубопровод использовался расположенный спереди под сиденьем водителя кран.
Рабочая смесь вспыхивала при помощи искровой свечи, оснащенной платиновыми электродами, которая была внешне очень похожа на современные свечи. На свечу подавалось высокое напряжение от индукционной катушки Румкорфа, которая в настоящее время является важной составляющей системы зажигания в современных карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. В то время для определения момента зажигания использовался аналог трамблера, который приводился в движение специальным кулачком на промежуточном валу. Генератора не существовало, источником электрического тока служила только аккумуляторная батарея, которую перед поездкой необходимо было зарядить.
Вращающая сила от мотора передавалась на задние колеса автомобиля с помощью ременных и шестеренчатых передач. Сначала с вертикального вала вращение передавалось через конический редуктор на горизонтальный промежуточный вал, на котором находился шкив главной ременной передачи (а также кулачки для привода клапанов и трамблера). Затем вращение передавалось через ременной шкив на ведомый шкив (который также служил корпусом дифференциала и тормозного барабана), при этом ремень был закручен по принципу ленты Мебиуса — оба его поверхности одновременно работали. Вращение от дифференциала затем передавалось на две задние полуоси, от которых сила передавалась к задним колесам с помощью двух «индивидуальных» цепей. Бенц отмечал, что ресурсу цепей тех времен хватало немного больше, чем на 100 километров пробега.
Автомобиль Motorwagen еще не имел коробки передач. Для разделения работы между колесами и двигателем использовалось простое устройство, контролируемое рычагом, которое можно назвать «предшественником» сцепления.
У автомобиля Motorwagen не было руля в современном понимании этого слова. Его функции выполнял рычаг с деревянной рукояткой в конце. Рулевой механизм, работающий по схеме шестерня-рейка (почти такой же, как сейчас!), управлял единственным передним колесом. Подвеска была только на задней оси, в виде двух эллиптических рессор, установленных продольно по отношению к кузову. Спицевые колеса были оборачивались в резиновые обода из цельного каучука.
Долго заправляли и медленно ехали
Какой был процесс управления этим простым устройством? До отправления водитель заполнял бачок для охлаждения водой, наполнял резервуар рядом с карбюратором бензином, а также добавлял масло в соответствующие емкости. Чтобы завести автомобиль, нужно было вращать горизонтальный маховик вручную, а перед этим, при помощи краника под сиденьем водителя, уменьшать подачу воздуха в карбюратор (аналог акселератора). После запуска двигателя, водитель садился на сиденье и возвращал краник в нормальное положение. Длинным рычагом возле сидения водитель освобождал тормоз, снимая специально замедление ведомым барабаном. Передвигая этот же рычаг вперед, водитель переключался с «нейтрального» режима на передачу, сдвигая соединительный кожаный ремень с вращающейся части ведомого блока на часть, связанную с корпусом дифференциала. Так автомобиль пускался в движение.
Когда водитель самоходной машины желал сделать остановку, он действовал следующим образом: тянул за одну и ту же ручку, перемещая приводной ремень назад на вращающийся шкив, что заставляло трансмиссию перейти в режим «нейтраль». В случае, если водитель хотел полностью остановить машину, он еще дальше тянул ручку, в результате чего задействовалась ленточная тормозная система, замедляющая обороты барабана и вся машина в целом.
Наследники
Автомобильом номер два марки Benz Patent Motor-Wagen отличается от оригинала модернизированным силовым агрегатом. Объем двигателя вырос с 0,95 до 1,5 литра, а мощность увеличилась с 0,85 до 1,5 л.с. В третьем экземпляре появилась складная крыша, отдельный бензобак, карбюратор с диффузором и поплавковой камерой по привычной для нас схеме, двухступенчатая коробка передач и увеличенная на 12 см колесная база.
В 1893 году появился первый четырехколесный автомобиль марки Benz, а уже через год немецкая фабрика впервые приняла участие в гонках. В 1895 году были выпущены первые грузовики и автобусы.
История развития бренда в период неспокойного ХХ века представляет собой совершенно отдельную и уникальную историю. Особое место в ней занимает третий автомобиль Motorwagen, который оказался точкой поворота в истории марки.
Сам Карл Бенц описывает эту историю в своих мемуарах, и она стала настолько известной и популярной, что стала поистине хрестоматийной.
Как сообщает автор, в 1888 году жена Берта Бенца, известного конструктора, смело решила отправиться в самостоятельное путешествие со своими сыновьями, не сообщив об этом мужу. Это было первое путешествие женщины-водителя, которая планировала и успешно осуществила поездку примерно на 106 км от Мангейма до Пфорцхайма. Однако этот первый пробег в истории автомобиля не обошелся без неприятностей. По пути, около города Брухзаля, на автомобиле поломался кожаный приводной ремень, и Берта была вынуждена обратиться к местному сапожнику, который временно починил его. В то время ремни еще не использовались как одноразовые предметы, как это произошло через двадцать лет. Во время путешествия пассажиры столкнулись с подъемом, который автомобиль с тремя людьми на борту не мог преодолеть. Тогда они посадили младшего сына Бенца за руль, а остальные вытолкали автомобиль на холм. Важно отметить, что Берта Бенц проявила необычайную техническую сообразительность в пути. В процессе путешествия произошел пробой изоляции электрического провода зажигания, и она заменила его обычной женской подвязкой. Из-за низкого качества топлива высокоточная топливная магистраль была забита, и Берта, по слухам, очистила ее булавкой от шляпы. В качестве топливных заправок Берта Бенц использовала аптеки, в которых продают лигроин, он же продавался как лекарство от кожных заболеваний.
Как видите, обычный для настоящего времени 100-километровый пробег на автомобиле становился настоящим приключением для водителя. В течение следующего века инженеры непрестанно работали над упрощением технического обслуживания автомобиля. Более подробно об эволюции ТО в ХХ веке можно узнать в нашей свежей статье.