Автомобиль за 100 лет

Долматовский Ю. А.

Автомобильному двигателю нужен... автомобиль

Задача конструктора автомобиля поначалу казалась простой: взять один из уже имевшихся двигателей и приспособить его к экипажу, чтобы последний мог двигаться без лошади. Не предназначали моторный экипаж для каких-то особых условий, имелись в виду прогулочные поездки. Поэтому не было нужды в специальных колесах, кузовах, рессорах и механизмах передачи усилия, которые отличались бы от экипажных или велосипедных.

Все же пришлось создать новые механизмы — привод рулевого управления (вожжи здесь не подходили) и устройство для изменения на ходу усилия, передаваемого от двигателя к колесам. Примером для рулевого привода послужил судовой румпель — поводок (остряки назвали его «коровьим хвостом») или маховичок-штурвал, передвигавший вправо-влево тягу рулевой трапеции. Ее конструкцию упростил и улучшил француз Шарль Жанто (1843—1906) в 90-х годах. На вуатюретках ставили две велосипедные вилки, соединенные трапецией и поворачиваемые велосипедным же рулем с рукоятками или тем же «коровьим хвостом». Передаваемое от двигателя усилие изменяли заимствованным от станков ременным приводом. Для каждой передачи имелись отдельные шкивы, бывало что и отдельный рычаг. Когда машина трогалась с места, передача шла с малого шкива на большой. После короткого разгона «шоффер» вводил в действие шкивы с меньшей разницей в диаметрах, а затем и одинаковые. Усилие уменьшалось, а скорость возрастала. На первом автомобиле Бенца было всего два шкива — рабочий и холостой, на который переводили ремень, чтобы не глушить двигатель при остановках автомобиля.

При прогулках скорость автомобиля невелика, можно не беспокоиться о защите пассажиров от ветра, об устойчивости машины. Конструкторы ставили на автомобили открытые, высокие кузова; удовлетворялись экипажной узкой колеей, не очень-то заботились об удобстве органов управления.

До конца XIX века для автомобиля типична компоновка с двигателем сзади (под сиденьем) и с ременным приводом от него на поперечный вал, далее — цепной привод на задние колеса.

Хорошо известно, что человек хочет передвигаться как можно быстрее. Для того и транспорт! Достигнув на автомобиле скорости конного экипажа, стали равняться на железную дорогу. С ростом скорости увеличились мощность, размеры и масса двигателя. Возникли новые задачи. Становилось все труднее размещать двигатель под сиденьями. К тому же он требовал хорошего охлаждения. Приводные ремни не выдерживали передаваемых усилий, проскальзывали на шкивах.

Эмиль Левассор (1844—1896), главный конструктор французской фирмы «Панар—Левассор», предложил новую компоновку автомобиля: двигатель и радиатор охлаждения расположены спереди; усилие передается через механизм сцепления и коробку передач на промежуточный поперечный вал, а от него — цепями на задние колеса. Сцепление состоит из двух конических дисков, которые можно сблизить, «сцепить» во время движения автомобиля или отдалить при перемене передач и на стоянках. В коробке передач находятся два вала с набором шестерен различных диаметров на каждом (это вместо набора ременных передач). Вводя в зацепление ту или иную пару шестерен, можно изменять частоту вращения вторичного вала и величину передаваемого колесам усилия.

Новой компоновке предстояла серьезная проверка. В жаркий июльский день 1894 года на окраине Парижа толпа наблюдала необычную картину; два десятка самодвижущихся повозок стояли на старте гонки Париж —Руан (127 км). К участию в гонке допускались автомобили с любыми двигателями. В заявку на участие в гонке вошли 102 машины — бензиновые, паровые, электрические, работающие на сжатом воздухе или газе, рычажные, педальные и даже действующие, как уверяли их конструкторы, «на сжатой воде» и на «силе земного притяжения». На отборочных заездах более половины машин не сдвинулось с места. Только 14 бензиновых автомобилей и семь паровых взяли старт.

Дымили и стрекотали двигатели. Весело звенели колокольчики на одном из автомобилей, они должны были, по замыслу конструктора, заглушать шум машины, и тогда встречные лошади не будут ее пугаться.

На последнем этапе гонщики выжимали из автомобилей все их возможности. Спицы ломались от ударов колес о камни (пневматических шин у автомобилей еще не было, хотя на велосипедах и конных экипажах они уже применялись). Двигатели разбалтывались и выходили из строя, гремели и рвались приводные цепи, рулевые поводки не слушались гонщиков. Пыль клубилась над трассой гонки, засоряя карбюраторы бензиновых двигателей и горелки паровых. Шофферам паровиков гонка далась нелегко. Падало давление пара, и повозки застревали на тяжелых участках дороги. Они теряли в пути много времени на разведение паров. Кочегары, находившиеся сзади, угорали от дыма.

Гонку закончили 13 бензиновых и только два паровых автомобиля. Поделившие первый приз автомобили Левассора и Пежо с двигателями Даймлера показали среднюю скорость 20,5 км/ч, наибольшую экономию, безопасность и удобство обслуживания.

Впоследствии автомобильные соревнования стали обычным явлением. Конструкторы извлекают из них полезные сведения для своей работы. Но ни одна гонка не дала столь важных технических результатов, как Париж — Руан 1894 года. Было установлено, что автомобиль — работоспособный экипаж, в особенности в его — тогда новейшем — левассоровском исполнении. Подтвердилась необходимость замены жестких шин эластичными, рулевого поводка — штурвалом, ремней и хрупких приводных цепей — каким-то другим, более надежным видом передачи усилия от двигателя к колесам. Самое главное заключалось в том, что гонка показала явное превосходство бензиновых автомобилей над паровыми.

А следующая гонка (Париж — Бордо — Париж в 1895 году) подтвердила эти выводы. Победитель, опять-таки Ле-вассор, сумел пройти 1200 км со средней скоростью 24,5 км/ч. Это, несомненно, был технический и спортивный подвиг, особенно если учесть, что гонщику — за пятьдесят. Когда он остановил машину на финише и ступил на землю, то сказал:

— Это было безумие! Я делал до тридцати километров в час!

Гонку закончили восемь бензиновых автомобилей и только один паровой, пришедший последним. На месте финиша гонки в Булонском лесу в честь Левассора был установлен памятник, на медальоне которого высечены изображение автомобиля, сам гонщик, приветствуемый толпой, и его слова, вошедшие в историю.

В этой гонке участвовал автомобиль на пневматических шинах. Он закончил ее предпоследним, гонщики потеряли много времени на смену шин из-за частых их проколов. Поражение не обескуражило создателей шин. Они понимали, что даже самые хорошие дороги не могут гарантировать автомобилю с жесткими колесами такой плавности хода, какую дают, например, тяжелому поезду стальные рельсы на массивном основании. Даже при установке очень мягких рессор механизмы ранних автомобилей не были защищены от ударов при езде по дорогам того времени. Конструкторы пытались усиливать, утолщать детали автомобиля, и он становился тяжелее. Ставили более мощный двигатель, масса машины становилась еще больше, а удары колес на выбоинах и ухабах — еще сильнее. Благодаря усилиям шинников в гонке Париж — Марсель — Париж приняли участие уже восемь автомобилей на улучшенных пневматиках.

Пневматические шины способствовали уменьшению массы автомобиля примерно в полтора раза, удлинили срок его службы, сделали езду более комфортной, дали автомобилю возможность передвигаться с большой скоростью. Кроме того, пневматики обеспечивали хорошее сцепление колес с поверхностью дороги.

Э. Левассор, хоть и современник Бенца и Даймлера, принадлежал к новому поколению конструкторов. Он работал уже не на самого себя, а на фирму. Изобретение автомобиля не входило в его задачу, задачей было создание или, если угодно, изобретение рационального автомобиля, а не какой бы то ни было самодвижущейся повозки. И вот Левассор использовал готовый двигатель Даймлера, но тщательно разработал остальные механизмы и позаботился о такой их компоновке, при которой обеспечиваются большая, по тогдашним понятиям, скорость, устойчивость и кое-какие удобства для управления.

Гонка Париж — Марсель — Париж в 1896 году оказалась роковой для Левассора. Она проходила под сплошным дождем и частично ночью. Конструктор опять-таки сам вел машину и никому не уступал руля (точнее, поводка). Утомленный многочасовой ездой, он поздно заметил перебегающую дорогу собаку (по другой версии это ему только показалось) и сделал крутой поворот. Рулевой поводок вырвался из его рук. Машина ударилась о дерево и опрокинулась, гонщики получили тяжелые травмы. Левассор все же продолжал соревнование, но вскоре был вынужден выбыть из него. Через несколько недель он внезапно скончался.

Если сравнить компоновку автомобилей XX века с компоновкой автомобиля Левассора, то оказывается, что ему недоставало немногого. Это немногое добавил в 1898 году молодой французский конструктор Луи Рено (1877—1944). На своей крохотной, снабженной пневматиками, двухместной вуатюретке он заменил цепной привод карданным валом, два вала в коробке передач — тремя. При разгоне автомобиля, движении на подъем или по плохой дороге усилие передавалось первичным валом, связанным через механизм сцепления с двигателем, на параллельный промежуточный вал, с него — на вторичный, связанный через карданный вал с задними колесами. А на ровной дороге первичный и вторичный валы соединялись кулачковой муфтой напрямую, минуя промежуточный вал. На «прямой передаче» (ее называют так и сейчас) потери энергии в трансмиссии и ее шум уменьшены. Для управления первым «Рено» служила вертикальная рулевая колонка с полукольцом и двумя рукоятками на нем; на следующих моделях рукоятки исчезли, а кольцо замкнулось, превратившись в рулевое колесо.