Помоги проекту - поделись книгой:
Дисковые тормоза появились раньше, но их первые образцы ужасно скрипели и загрязнялись, а потому вскоре были вытеснены барабанными. Их колодки были спрятаны от грязи в барабанах и не скользили по их поверхности: словом — не капризничали. Именно это свойство позволило им дожить и до сегодняшних дней: барабанные тормоза используются по сей день в тех местах, где условия работы особенно тяжелые — например, там, где нормальных дорог до сих пор нет. Зато в остальных случаях дисковые тормоза смогли «отыграться»: их механизм стал проще, дешевле и компактнее, при этом он хорошо охлаждается. На большинстве легковых автомобилей сегодня используют дисковые тормоза.
Самые первые автомобили, как правило, имели только задние тормоза. Позже выяснилось, что передние тормоза не только не опасны, но даже более эффективны. В итоге, начиная с середины двадцатых годов ХХ века тормозами стали снабжать все колеса — и передние, и задние. И если поначалу передние тормоза могли управляться ножной педалью, а задние — ручным рычагом, то вскоре даже на дешевых моделях привод от одной педали стал нормой.
Стояночный тормоз еще часто называют ручным. Он не позволяет автомобилю, стоящему на крутой горке, пуститься в самостоятельное «путешествие». Раньше стояночный тормоз включали специальным рычагом, но уже появился и электромеханический — потому водителю для его включения достаточно нажать кнопку.
Керамические дисковые тормоза автомобиля Bugatti Veyron со спиральными каналами охлаждения могут выдерживать температуру 1800 °C. Их стоимость превышает цену автомобиля «Фольксваген-Гольф».
Фильтр
Задача любого фильтра — задерживать примеси, которые вредят работе машины или здоровью людей. Если бы технические жидкости, которые используются в автомобиле (тормозная, охлаждающая, моторное масло), а также окружающий нас воздух были идеально чистыми, то, наверное, никакие фильтры не потребовались бы. Но об этом даже не приходится мечтать, а потому обходиться без фильтров автомобиль не может.
Больше всего хлопот с очисткой моторного масла. При работе оно не только смазывает и охлаждает мотор, но и вымывает из него продукты износа и неполного сгорания топлива. Вся эта грязь скапливается в масляном фильтре. Очисткой воздуха, который засасывает двигатель, занимается воздушный фильтр. Наконец, топливный фильтр задерживает посторонние частицы, которые пытаются проникнуть в цилиндры двигателя вместе с бензином или дизельным топливом.
Любопытно, что почти столетие автомобильные фильтры заботились только о технике! Только когда машин на улицах стало так много, что люди начали задыхаться в пробках, инженеры поняли: воздух в салоне автомобиля тоже нужно очищать. Первым серийным автомобилем с таким «очистителем воздуха» стал «Мерседес» S-класса (Mercedes W140) в 1991 году. Фильтр улавливал разнообразный мусор — от пыльцы растений до остатков резины, оставляемых на дорогах шинами. Сегодня салонные фильтры — обычная принадлежность большинства автомобилей.
Нет, пока не все. Например, салонные фильтры пока что не ставят заслон угарному газу (СО) — самому опасному в городском воздухе. К сожалению, красивого технического решения этой задачи пока нет: вот почему в большинстве стран постоянно ужесточают экологические требования к автомобилям.
Первый масляный фильтр появился в авиации: его роль играла металлическая сетка на маслозаборнике! Она хоть как-то защищала мотор от попадания внутрь твердых частиц.
Два угонщика из штата Луизиана попались довольно быстро: их нашли по следу, длиной 20 км. След состоял из… пончиков, которые на протяжении всего пути вываливались из кузова.
Шина
Шину изобрели в… 1845 году! На улицах еще нет автомобилей, а англичанин Роберт Томсон — первый создатель пневматической шины — получает патенты на родине, во Франции и в США. Понятно, что он искал способ повысить плавность хода конных повозок и тем облегчить работу лошадкам, но — увы: изобретение не вызвало восторга и вскоре забылось как ненужное…
А вот Джону Данлопу, получившему аналогичный патент через сорок с лишним лет, в 1888 году, повезло больше: его идеи получили признание, а имя Данлопа поныне носит старейшая в мире шинная компания. Дело в том, что он сумел организовать промышленное производство шин, и люди на практике оценили их преимущества перед жесткими колесами телеги!
Долгое время внутрь каждой шины вставляли резиновую камеру, которую и накачивали воздухом. Наружная же часть шины называлась покрышкой. В настоящее время практически все шины делают бескамерными, однако слово «покрышка» сохранилось — так часто называют любые шины.
Основа шины — так называемый корд: очень прочный слой из упругих текстильных или металлических нитей. В радиальных шинах нити корда расположены вдоль радиуса колеса, а в диагональных крест-накрест под углом к нему. Радиальные шины долговечнее, легче катятся и потому обеспечивают меньший расход топлива; диагональные жестче и более выносливы к повреждениям.
Шипы в шинах понадобились для повышения безопасности езды по льду и плотному снегу. Однако на сухом или влажном асфальте такие шины скорее вредны, чем полезны: они хуже тормозят, шумят и портят дорожное покрытие. Поэтому там, где дороги регулярно чистят, в холодное время года лучше использовать зимние нешипованные покрышки.
В ближайшее время все шины будут оборудованы датчиками, чтобы определять степень износа протектора, давление, температуру, а также сообщать водителю о состоянии дороги: мокрая она или обледенелая. Все эти данные попадут в бортовой компьютер, который обработает их и настроит все системы машины. Такие шины от фирмы «Пирелли» должны появиться в 2013 году. Инженеры, также, придумали как разместить внутри колеса резервный запас сжатого воздуха, который может надуть шину, когда это необходимо. Но когда такие шины появятся на автомобилях, пока неизвестно.
Специальные шины для «Бугатти-Вейрон» не использовались ни на одном другом автомобиле. Ширина задних колес 365 мм. Стоимость каждой — 2100 долларов. Но даже такие шины способны выдержать максимальную скорость чуть ли не в 400 км/ч не дольше 15 минут. За это время машина пролетит аж 100 км и вряд ли вообще найдется столь протяженный подходящий участок обычной дороги.
Экология
Слово «экология» происходит от греческих корней «ойкос» — «обиталище» и «логос» — «наука». Значит, экология — это наука о взаимоотношениях всего живого на Земле с тем, что нас окружает — с землей и водой, воздухом и Солнцем. В общем — со всем миром. Эта наука напоминает, что каждый из нас — частичка этого мира.
Сегодня в мире примерно 400 миллионов автомобилей! Одна легковушка ежегодно поглощает из атмосферы более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами кучу всякой гадости: примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Кроме того, транспорт — источник городского шума, который, по данным австрийских исследователей, сокращает продолжительность жизни человека на 8–12 лет. Вот почему экологические требования к современному автомобилю так важны. Если мы не будем их соблюдать, то ездить на автомобилях скоро станет некому.
Главное — снижать токсичность отработавших газов. Наибольший вред приносят: оксид углерода (СО), оксиды азота (NОx) и углеводороды (СnHm).
При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение и быструю утомляемость, раздражительность, боли в области сердца. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа и рта, а некоторые из них вызывают раковые заболевания. Дизельные двигатели, кроме всего прочего, выбрасывают твердые частицы (сажу), которые также притягивают к себе канцерогенные соединения.
Чтобы уменьшить вредное воздействие выхлопа, в выпускную систему двигателя ставят так называемый каталитический нейтрализатор, который «убивает» ядовитые вещества, превращая их в углекислый газ, азот и воду. Но чтобы решить задачу раз и навсегда, с двигателем внутреннего сгорания когда-нибудь придется распрощаться…
В Германии с недавнего времени в каждой полицейской машине появился обязательный дополнительный пассажир — уютный плюшевый мишка. Мишка должен успокаивать детей, попавших в аварию. А также всех, кого в такой ситуации можно успокоить плюшевой игрушкой.
По самым скромным оценкам, за последние 200 лет по вине человека в атмосферу Земли попало около 2,1 триллиона тонн CO2.
Изобретатель Сакр Бин Саиф из Арабских Эмиратов построил легкий двухместный автомобиль, движимый исключительно солнечной энергией. Машина предназначена для повседневной эксплуатации, хотя и лишена комфорта: в ней нет кондиционера, а в Эмиратах, как известно, очень жарко. Автомобиль оснащен четырьмя солнечными батареями по 170 ватт и парой аккумуляторов для накопления энергии. Максимальная скорость машины — 50 км/ч. Это, конечно же, немного, зато машине не требуется ни топливо, ни даже зарядка от розетки.
Электричество
Современный автомобиль часто называют компьютером на колесах: почти все его системы питаются или управляются электричеством.
Сравним электрический провод с руслом реки! Подобно тому, как река течет по нему с возвышенностей в низину, так и электрические заряды двигаются по проводнику в определенную сторону. У русла реки есть разность высот — в электротехнике используют понятие разности потенциалов. Электрические заряды, подобно воде, текут из точки с более высоким потенциалом к более низкому. Разницу высот реки измеряют в метрах — разность электрических потенциалов оценивают в вольтах. Ее и называют электрическим напряжением — оно обозначается «В». Напряжение большинства аккумуляторных батарей — 12 В.
Движение электрических зарядов по проводнику создает электрический ток. Количество зарядов, протекающих за одну секунду, называют силой тока — она измеряется в амперах и обозначается «А». Аккумуляторная батарея может выдавать ток в 500–600 А. Это очень сильннй ток, он может потребоваться зимой при пуске холодного мотора. Включенные фары потребляют 6–7 А.
Мощность электрических устройств, как и любых других — это та работа, которую они могут выполнить за единицу времени, например — за одну секунду. Конечно, она измеряется в тех же единицах, что и мощность автомобильного двигателя — в ваттах (Вт). Если снова вспомнить пример с руслом реки, то мощность водяного потока зависит от перепада высот и объема протекающей воды. Это и понятно: гидроэлектростанцию нельзя построить ни на озере, где течения вообще нет, ни на тоненьком ручейке, в котором воды кот наплакал. То же самое в электротехнике: мощность устройства зависит от напряжения его питания и протекающего через него тока! Чтобы определить мощность электрического прибора — лампочки, стартера или компрессора для накачивания шин, нужно перемножить величины напряжения и тока. Таким образом: 1 Вт = 1 ВЧ 1 А.
Инженеры уже много лет раздумывают над тем, чтобы увеличить напряжение бортовой сети автомобиля с 12 В раза в три — четыре. Ведь число установленных в нем электрических приборов все растет, а вместе с ним и потребляемая мощность. А чем больше потребляемый ток, тем больше энергии «застревает» в проводах, которые приходится делать толстыми и, следовательно, тяжелыми. Кстати, напряжение питания в электромобилях составляет, как правило, 400 В!
Общая длина проводов в обычном современном автомобиле достигает примерно 4 км.
Электромобиль
Появился он на свет раньше «обычного» автомобиля — в 1880 году. Простой, как велосипед, ломаться нечему — электродвигатель питается от аккумулятора и крутит колеса… Недостаток всего один: заряда аккумулятора хватает ненадолго.
Карл-Фридрих Бенц, немецкий инженер-механик, спроектировал и построил работспособный автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания через пять лет после появления электромобилей — в 1885 году. Поначалу за ним не числили особых преимуществ и примерно до 1920 года электромобили на равных конкурировали с бензиновыми собратьями. Однако последние от модели к модели становились все быстрее, динамичнее и удобнее, запасы нефти на планете только начинали разрабатывать, открывая все новые месторождения, заправка бензобаков осуществлялась почти мгновенно… А вот электромобили так и застряли на прежнем уровне: ездят медленно и очень недалеко, а заряжаются долго. Прошло почти сто лет, прежде чем инженеры всерьез решили возродить древнюю идею электромобиля.
А затем, что нефть кончается, а вредные выбросы десятков миллионов двигателей губительно отравляют воздух! К сожалению, человек понял это поздно и бросился наверстывать упущенное. Ведь электромобили образца XXI столетия по техническому уровню немногим лучше прапрадедушек. Средний пробег без подзарядки — от силы километров сто, после чего жди примерно 8 часов — кому такая машина нужна? Да и цена — огромная. И все потому, что хороших аккумуляторов по доступной цене так никто и не изобрел.
Хотя выпускают же в Великобритании спортивный автомобиль «Тесла-Родстер».. Зарядки его литий-ионных аккумуляторов (аналогичные работают в ноутбуках и телефонах) хватает уже на 300–400 км, а до 100 км/ч он разгоняется всего за 3,9 секунды! Создатели такого электромобиля верят в то, что он все-таки станет популярным: ведь за бензин платить не нужно, а электричество необязательно черпать из розетки.
Лучше всего — от Солнца! Тогда не придется ничего сжигать или уничтожать: такая энергия считается экологически чистой. Уже сегодня многие дома получают энергию от солнечных батарей. Другой источник бесплатной энергии — ветрогенераторы, использующие силу ветра. Еще строят приливные электростанции, запасающие энергию волн, и т. п.
Первый автомобиль, превысивший скорость 100 км/ч, был электрическим. Его создал в 1899 году бельгийский автогонщик Камилл Женатци.
На один электромобиль «Тесла родстер» нужно почти 6800 аккумуляторов от ноутбука (размером 18х65 мм).
Электронное управление
Лет сто назад никакой электроники не было. А управление автомобилем напоминало сложный аттракцион: заглянуть туда, нажать сюда, потянуть здесь… Даже первые стеклоочистители были механическими — хоть помощника зови! Поэтому конструкторы всегда пытались максимально облегчить работу водителя — стеклоочистители подключили к двигателю, вместо заводной рукоятки поставили электрический стартер, за температурой двигателей начали следить термостаты и т. п.
Электроника приходила на машины постепенно. Ее основное преимущество перед механикой — очень высокая надежность.
Из автомобиля постепенно исчезают стальные тросики и металлические тяги, трубки, рычаги и ручки. Даже ножные педали становятся электронными — вместо того, чтобы натягивать трос, или, скажем, подавать по трубкам тормозную жидкость, педаль работает как поворотный регулятор громкости в магнитоле, сообщая компьютеру, что ему следует сделать. Тот, в свою очередь, дает команду исполнителю — например, электромотору, подводящему колодки к тормозному диску. Такой подход позволяет делать машину более легкой и надежной.
Основных «работников» в любой электронной системе три: блок управления (фактически — электронный мозг), датчики и исполнительные элементы. Датчики постоянно считывают необходимую информацию: какова температура охлаждающей жидкости, с какой частотой крутится вал двигателя, равномерно ли вращаются колеса и т. п. Блок управления получает эти сведения и, при необходимости, приказывает исполнительным элементам что-то изменить: увеличить подачу топлива, растормозить правое переднее колесо и т. п. А многочисленные «исполнители» — электромоторы, магниты, вентиляторы, лампы, светодиоды, насосы выполняют приказание. Так управляют двигателем и тормозами, поддержанием безопасной дистанции и напряжением в бортовой сети, давлением в шинах и стеклоподъемниками, климатом в салоне и светом фар, регулировкой сидений и доступом внутрь автомобиля, телефоном и навигацией, подушками безопасности и зеркалом заднего вида, положением автомобиля на дороге и развлекательной мультимедийной системой… Ну, и так далее!
Новинка от компании «Тойота» представляет собой часы, совмещенные с автомобильным ключом. Прибор излучает сигнал, улавливаемый автомобильной антенной. Если часы надеты на запястье, то для открывания двери достаточно взяться за ее ручку, а для пуска мотора надо нажать пальцем на замок зажигания. Отдельная кнопка позволяет открывать и закрывать двери дистанционно — как с привычного брелока.
Если бы скорость автомобилей выросла настолько, насколько выросла скорость работы компьютеров за последние 40 лет, то дорога от Лиссабона (Португалия) до Москвы (Россия) занимала бы сегодня… одну секунду! А это, между прочим, — примерно 4700 км…
Словарик
Возможно, некоторые из приведенных ниже слов покажутся сложными или незнакомыми — ничего страшного! Для того и книжка, чтобы сообщать что-то новое. А узнавать новое всегда приятно.
АВТОМЕДОН (Автомедонт)
В мифах древних греков — возница (личный водитель) Ахилла. После гибели Патрокла спас колесницу Ахилла. Когда погиб Ахилл, Автомедон продолжал служить его сыну Неоптолему. Имя стало нарицательным и используется для обозначения искусного водителя.
АКСЕЛЕРАТОР
Педаль, подающая топливо в двигатель — она же «педаль газа». Как правило, находится под правой ногой водителя.
АМОРТИЗАТОР
Устройство для смягчения ударов, используемое в самолетах, вертолетах и автомобилях. В автомобилях амортизаторы гасят колебания кузова при движении по неровной дороге. Слово пришло из французского языка и обозначает устройство для превращения механической энергии в тепловую.
АМПЕР
Единица измерения силы тока, обозначается «А». Для пуска двигателя легкового автомобиля необходим ток примерно в 200 А. Фары потребляют около 8 А. А светодиод — примерно 0,02 А.
АМПЕР-ЧАС
Единица, в которой принято оценивать запас энергии автомобильных аккумуляторов. Надпись «60 А·ч» означает, что аккумулятор способен выдавать ток величиной в 3 А в течение 20 часов.
АПТЕЧКА
Коробка с обязательным набором медикаментов — бинтов, жгутов и т. п. Раньше в аптечках нужно было возить специальный комплект лекарств, но это требование отменили.
БАМПЕР (БУФЕР)
Защитное устройство в передней и задней частях автомобиля, созданное для смягчения удара при авариях. В дорожных происшествиях именно бампер страдает чаще и больше других..
БАШМАК
Так называют любой предмет, который кладут под колесо автомобиля, чтобы он не покатился — например, при замене колеса.
ВАТТ
Единица измерения мощности, то есть работы, совершаемой за одну секунду. Обозначается «Вт». Мощность лампы ближнего света — 55 Вт. Мощность двигателя автомобиля «Вольво‑S80» — 170 000 Вт.
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Двигатель, который работает, не потребляя топлива. Человечество пытается изобрести его примерно столько же лет, сколько само существует. Занятие интересное, но совершенно бессмысленное.
ВОЛЬТ
Единица измерения электрического напряжения. Обозначается «В». Напряжение бортовой сети легковых автомобилей — 12 В. Напряжение в системе зажигания — примерно 30 000 В.
ГАЛСТУК
Прозвище буксирного троса. Выражение «на галстуке» означает, что неисправную машину тянет тросом другой автомобиль.
ГЕНЕРАТОР
В автомобиле — устройство для получения электроэнергии, приводимое в движение двигателем машины.
ДАТЧИК ДОЖДЯ
Электронный оптический механизм, самостоятельно включающий стеклоочистители (дворники) с первыми каплями дождя.
ДВИЖИТЕЛЬ
Не путать с двигателем! Движитель — это преобразователь энергии двигателя в движение машины. В большинстве автомобилей движителями служат колеса, у танков — гусеницы, у водного транспорта — паруса или гребные винты.
ДИФФЕРЕНЦИАЛ
Поделиться книгой: