Benz Patent-Motorwagen
Benz Patent-Motorwagen (с нем. «патентованный автомобиль Бенца») — первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания [1] [2] [3] [4] [5] [6] (как и автомобиль Даймлера), построенный в 1885 году [7] немецким изобретателем Карлом Бенцем. 29 января 1886 года на него официально был получен патент № 37435. Считается первым коммерчески доступным и успешным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания [8] [9] [10] [11] .
Краткие факты Общие данные, Производитель .
Транспортное средство имеет много общего с современными автомобилями: оно так же оснащалось шасси, бензиновым двигателем, электрическим зажиганием, карбюратором, системой охлаждения, трансмиссией и тормозным механизмом [12] . Тем не менее, Бенц не смог разработать приемлемого решения для осуществления регулировки направления движения автомобиля. «Поскольку я не мог решить теоретическую проблему, связанную с рулевым управлением, я решил построить автомобиль с тремя колёсами», — сказал он позже. К 1893 году немецкий инженер разрешил данный вопрос и, усовершенствовав многие иные элементы конструкции, выпустил новую модель транспортного средства — «Benz Victoria».
История
Разработка
Работу над двигателем внутреннего сгорания собственной конструкции Карл Бенц начал ещё в конце 70-х гг. XIX века [13] . За основу была взята конструкция, разработанная немецким инженером Николаусом Отто. В качестве горючего Бенц решил использовать бензин, а не дорогостоящий спирт, на котором работали двигатели конкурентов. Воспламенение горючей смеси осуществлялось при помощи искры. Источником питания служила батарея, ток от которой подавался на индукционную катушку, повышающую напряжение до необходимой величины. В системе питания силового агрегата был использован простейший распылительный карбюратор, топливо из которого поступало в цилиндр самотёком, а дроссельная заслонка регулировала подачу горючей смеси [14] . Днём Карл работал в своих мастерских, а по ночам экспериментировал в сарае возле дома [15] . Упорство, инициатива и устремлённость инженера позволили Бенцу преодолеть все трудности. В 1882 году им были проведены первые испытания рабочей версии двигателя [16] .
В 1885 году Бенц, будучи велосипедистом, впервые установил собственный двигатель на колёсную повозку [17] [18] . Инженер приобрёл некоторые запчасти непосредственно у компании Adler, известного производителя велосипедов. Бенц сам спроектировал и разработал все узлы своего автомобиля и сам пришёл к решению многих технических проблем [15] . В результате сконструированный автомобиль очень напоминал трёхколёсный велосипед с одним передним управляемым колесом и двумя задними ведущими. Кроме того, от велосипеда Карл Бенц позаимствовал трубчатую раму и большие колёса со спицами и резиновыми шинами [16] . Инженер долго тайком работал над своим изобретением, опасаясь, что кто-то может украсть его идеи. Сначала он осмеливался тестировать свой первый прототип по улицам только в тёмное время суток и в непосредственной близости от своей фабрики. Ночь за ночью он постепенно изучал поведение своего автомобиля и работал над его технологической составляющей, осторожно модифицируя конструкцию. Бенц выжидал того момента, когда транспортное средство будет запатентовано, чтобы можно было представить его общественности [12] .
29 января 1886 года Карл Бенц официально зарегистрировал собственный автомобиль [15] [19] , получив патент за номером DRP-37435 «Автомобиль, работающий на бензине» от 2 ноября 1886 года [5] [16] . 3 июля 1886 года в воскресный день немецкий изобретатель проехал вокруг старого кольца защитных сооружений, которое окружает Мангейм. Он ездил по городу, пугая сбитых с толку пешеходов, а его сын Ойген бежал рядом с транспортным средством с бутылкой бензина, которым заправляли автомобиль [12] . Тогда же немецкие газеты сообщили о первом публичном выходе на Рингштрассе в Мангейме трёхколёсного изобретения Бенца [5] [14] [20] .
В 1887 году инженер внёс технические модификации в автомобиль, создав модель №2 [21] . В 1888 году стартовали официальные продажи [22] . В 1889 году была создана модель №3 [18] [23] , которая была представлена на всемирной выставке в Париже [15] [24] [25] .
Новое изобретение немецкого инженера первое время не вызывало особого интереса со стороны общественности [15] . Шум двигателя транспортного средства пугал лошадей и раздражал местных жителей [26] . Несмотря на это, моделью заинтересовались автомобильные энтузиасты. Первоначально «Benz Patent-Motorwagen» пользовался наибольшим успехом во Франции, которая стала законодателем мод для автомобильного сообщества Европы в 1890-х годах благодаря маркетингу и спорту [27] . Тем не менее, на родине изобретателя состоялось по меньшей мере одно местное рекламное турне, когда Берта Бенц, жена Карла, отправилась в первую «сухопутную поездку» на автомобиле мужа в 1888 году из Мангейма в Пфорцхайм [26] .
В 1893 году Карл Бенц выпустил новую версию автомобиля, уже с четырьмя колёсами, и назвал её «Benz Victoria» [28] . Всего за время производства с 1886 по 1893 год было создано 25 автомобилей «Benz Patent-Motorwagen» [23] [25] [29] .
Современное состояние
В 1906 году в честь 20-летия своего изобретения Карл Бенц передал автомобиль «Benz Patent-Motorwagen» в музей города Мюнхен, Германия [11] . В настоящее время он размещён в стеклянной витрине в транспортном центре данного музея.
В 1936 году к 50-летнему юбилею были построены три копии автомобиля Бенца, которые попали в музей Mercedes-Benz, Технический музей в Вене и Музей транспорта в Дрездене [30] . В 1939 и 1961 годах в Германии были выпущены почтовые марки с изображением первого автомобиля (DR 695 и DBP 364 соответственно). В период с 2003 по 2004 года было собрано ещё 150 реплик транспортного средства [31] .
По информации популярного американского издания «Los Angeles Times», стоимость первого прототипа Бенца в 1886 году оценивалась в 600 золотых немецких марок [31] .
Описание
Двигатель
На автомобиле был установлен одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см 3 [16] [32] . Конструкция силового агрегата включала одну направляющую всасывающую лопасть, один выпускной вертикальный клапан и распылительный карбюратор (конструкции Бенца) объёмом 4,5 литра, где и размещалось топливо. Впуск осуществлялся при помощи эксцентриковой тяги, выхлоп производился с использованием кулачкового диска, рычага коромысла и толкателя [12] . Двигатель закреплялся горизонтально над задней осью, приводивший её во вращение через одну ременную и 2 зубчатых передачи. Под двигателем было установлено большое горизонтальное колесо — маховик, который был создан для создания равномерного вращения, а также для запуска двигателя, стоило его лишь раскрутить. Несмотря на то, что открытый картер и капельная система смазки, применённые на «Benz Patent-Motorwagen», чужды современной механике, использование тарельчатого толкателя клапана хорошо известно в современном автомобилестроении. Исследование университета Мангейма установило, что реальная мощность этого автомобиля составляет 0,9 л. с. при 400 об/мин, хотя в патенте на изобретение указаны 2/3 лошадиные силы при 250 об/мин [33] . Этот двигатель имел массу около 100 кг. Сцеплением служил один из шкивов ременной передачи, оборудованный механизмом свободного хода. Зажигание двигателя было электрическим [34] , от гальванической батареи. Автомобиль развивал скорость до 16 километров в час [17] [35] [36] . Система охлаждения также представляла собой простейшую конструкцию: на единственный цилиндр надевался металлический кожух-испаритель, заполнявшийся водой. Жидкость циркулировала между кожухом и дополнительным резервуаром. Со временем вода выкипала и её приходилось доливать [14] .
Обновлённые версии двигателя, выпущенные после 1887 года обладали мощностью от 1,5 до 3 лошадиных сил. Бенц сумел достичь увеличения производительности благодаря повышению рабочего объёма силового агрегата (сначала до 1045 см 3 , затем до 1660, а позже и до 1990 [37] ), а также изменению значений диаметра цилиндра и хода поршня. В 1888 году единственный цилиндр, который ранее располагался горизонтально, был теперь установлен вертикально. Модернизации подвергся и клапанный механизм: теперь в конструкции двигателя присутствовало два клапана — впускной и выпускной [38] .
Ходовая часть
Шасси трицикла Бенца представляло собой раму из стальных труб [23] . В передней части устанавливалась простейшая конструкция с одним передним колесом в рулевой вилке, в задней — жёсткая ось с эллиптическими пружинами [39] . Автомобиль оснащался реечным рулевым управлением; рулевая рукоятка располагалась в центре транспортного средства. Крутящий момент двигателя передавался через один плоский ремень от силового агрегата до промежуточной шестерни с установленным свободным и неподвижным шкивом и встроенным дифференциалом, а далее при помощи цепи от промежуточной шестерни до каждого заднего колеса [39] . В распоряжении пассажира и водителя находилась единственная скамья с двумя посадочными местами [23] .
Система трансмиссии представляла собой простейшую конструкцию без сцепления (в его современном представлении), с одной передачей (с 1887 года — две передачи [38] ), фиксированными и неуправляемыми шкивами, ремнём и без заднего хода. Тормозная система состояла исключительно из ручного тормоза с ленточным механизмом, который воздействовал на шкив приводного ремня. Ножной тормоз отсутствовал [39] .
На автомобиль устанавливались три деревянных колеса со спицами [23] и металлическими ободами или твёрдыми резиновыми покрышками; диаметр единственного переднего колеса равнялся 730 миллиметрам, двух задних — 1125 мм [39] (позже размеры колёс немного увеличились до 760 и 1260 мм соответственно) [37] .
Путешествие в Форцхайм
В августе 1888 [14] [40] года жена Карла Бенца — Берта Бенц, вместе с сыновьями Ойгеном (15 лет) и Рихардом (14 лет), втайне от мужа совершила на третьем автомобиле Бенца первый автомобильный пробег длиной около 104 км (+ 90 км обратной дороги) [41] [42] из Мангейма в Пфорцхайм [5] . Расстояния, которые проходили автомобили до данного исторического путешествия, были короткими, представляя собой лишь испытательные заезды механических транспортных средств [40] [43] .
Основной целью поездки являлось посещение матери Берты Бенц [43] , однако путешествие имело и другой мотив: показать мужу, который не смог достойно составить стратегию маркетинга своего изобретения, что автомобиль будет иметь финансовый успех, когда люди поймут его ценность [5] [44] .
Во время автопробега путешественников ждали трудности, но Берта находила выход из них. На одном из участков их встретил подъём. Автомобиль с пассажирами был не в состоянии самостоятельно его преодолеть — Берте пришлось посадить одного из сыновей за руль и с другим сыном толкать автомобиль. После проезда Брухзаля лопнула цепь, которую помог починить местный кузнец [45] . Пробитую изоляцию для электрического провода зажигания она заменила на чулочную подвязку, а пробку в топливной трубке прочистила шпилькой от шляпы [46] . Бензозаправками по пути следования машины служили аптеки, в которых бензин (лигроин) [47] продавался в качестве лекарства от кожных болезней и как чистящее средство. Вечером обеспокоенному Бенцу телеграфировали об удачном завершении поездки [18] [25] [43] . Путешествие Берты помогло Карлу Бенцу выявить и устранить недостатки автомобиля [45] . Благодаря заезду Берта Бенц не только эффектно прорекламировала автомобиль своего мужа, но и стала первой женщиной за рулём, которая самостоятельно управляла транспортным средством с ДВС [48] [49] [50] .
25 февраля 2008 года Мемориальная трасса имени Берты Бенц (длиной в 194 км [41] [42] ) получила официальный статус туристической трассы. Она является признанным памятником немецкой промышленной истории [41] и частью маршрута «Европейский путь индустриальной культуры» ( англ. European Route of Industrial Heritage ) [42] .
Примечания
Попов Александр, Солнцев Александр, Осипов Владислав, Гаевский Виталий, Иванов Андрей, Клюкин П. Основы конструкции современного автомобиля. — Литрес, 2012. — С. 9. — 338 с. — ISBN 5457387925. — ISBN 9785457387928. Архивировано 29 марта 2017 года.
Шутуров Л. М. Автомобили: Энциклопедия техники. — Росмэн, 2007. — С. 7. — 64 с. — ISBN 9785353004745. — ISBN 5353004744.
Якухин Виктор Григорьевич. Высокотехнологичные методы обработки металлов: учебн. пособие. — МГИУ, 2008. — С. 12. — 297 с. — ISBN 5276016488. — ISBN 9785276016481.
https://www.wikiwand.com/ru/Benz_Patent-Motorwagen