Дизель, кардан, феродо и многое другое: изобретатели и фирмы, давшие имена автозапчастям

Дизель, кардан, феродо и многое другое: изобретатели и фирмы, давшие имена автозапчастям

Двигатель

Если говорить о собственных именах в автомобиле, то во что бы то ни стало от двигателя: здесь «зашифрованы» десятки имен и марок. Есть целая гора одних только «номинальных» термодинамических циклов двигателя, и из тех, что все еще можно услышать сегодня, можно вспомнить цикл Отто (он, по сути, стал классическим), Аткинсона и Миллера. Но одной из ключевых фигур в истории двигателей внутреннего сгорания, разделившей ее на «до» и «после», был Рудольф Дизель.

Дизель – человек, жизнь которого почти полностью состоит из ошибок и неудач. Сначала ему не повезло, что он родился в середине XIX века, незадолго до франко-прусской войны, из-за которой он, этнический немец, живущий во Франции, в молодом возрасте вынужден был путешествовать по Европе в поисках спокойная жизнь и нормальное образование. Затем, когда дело дошло до работы, он сначала занялся усовершенствованием паровой машины, но один из подопытных ответил ему не взаимностью, а взрывом, из-за которого Рудольф чуть не погиб. Затем Дизель разработал концепцию двигателя с тепловым КПД более 70% – для сравнения: коэффициент паровых двигателей в те годы составлял около 20%, а самые современные бензиновые двигатели имели тепловой КПД около 40%. Вернее, сам Дизель считал, что это он разработал. Вскоре стало ясно, что изобретатель не учел многое (давление в камере сгорания около 100 атмосфер означало чудовищные потери на трение для герметизации этой камеры, а расчетное соотношение топлива и воздуха в соотношении 1: 100 привело бы к не позволять смеси вообще гореть), поэтому еще несколько лет он потратил на то, чтобы осознавать и исправлять свои ошибки. И даже изобретение работоспособного и коммерчески успешного дизельного двигателя принесло ему не всемирную известность и баснословные прибыли, а патентные тяжбы и проблемы со здоровьем. А в 1913 году он отправился на пароходе, чтобы открыть новый завод по производству дизельных двигателей, но исчез прямо с корабля, и даже его тело так и не было найдено. В общем, жизнь была тяжелой и смертельной. И солярка тоже тяжелая. Но слава всемирная.

Патент выдан Рудольфу Дизелю

Кстати, любопытно, что даже одна из ключевых особенностей дизельного двигателя самого Дизеля мало интересовала. Речь идет о воспламенении от сжатия: если в бензиновом двигателе свеча воспламеняет смесь, то в дизельном двигателе она воспламеняется сама по себе из-за высокой степени сжатия. Однако для Рудольфа это было совсем не важно: по его собственному утверждению, он не запатентовал воспламенение от сжатия и даже не намеревался его добиваться. Но вышло так, как оказалось. Вполне, кстати, получилось довольно хорошо – настолько, что именно дизельный двигатель в современном двигателестроении очень долго любили и предсказывали, что он будет чуть ли не более успешным, чем бензиновый двигатель. Правда, в какой-то момент они внезапно разлюбили, и теперь некоторые компании вообще отказываются от дальнейшей разработки новых дизельных двигателей из-за затягивания экологических гаек. В общем, если бы Рудольф Дизель дожил до наших дней, он умер бы от горя прямо сейчас. Такое изобретение надо испортить.

Первые два прототипа экспериментальных двигателей Рудольфа Дизеля

Также стоит отметить, что помимо тех, кто отработал циклы классического поршневого двигателя внутреннего сгорания, нашлись те, кто предложил свежие идеи по его конструкции. И если творения Берка или Стельцера мало кому известны, то, например, многие с уверенностью назовут двигатель Ванкеля, а кто-то даже расскажет его устройство и принцип работы. Но все же по популярности и мировой известности даже Ванкель далек от Дизеля.

Теперь перейдем от общего к частному, то есть от двигателя в целом к ​​отдельным компонентам. Например, пока кто-то думал о том, как получить от двигателя максимальную работу с минимумом топлива и потерь, кто-то думал о том, как вообще запустить этот двигатель. Но если имя изобретателя стартера было утеряно за века, и до нас дошла просто калька от английского слова «стартер», то составная часть именно этого стартера в народе получила более конкретное название «Бендикс». Более того, этот механизм также имеет полностью официальное техническое название – обгонная муфта. Почему ее назвали Бендикс? Вы уже догадались: в честь его изобретателя Винсента Бендикса.

Стартер Бендикс

Винсенту в начале карьеры повезло немного больше, чем Рудольфу Дизелю. Однако, по крайней мере, он родился не в разгар войны, да и то в США, а не в Европе. Но его первый бизнес все же оказался неудачным: основанная им корпорация Bendix, нацеленная на выпуск автомобилей, закрылась через 2 года и произведено 7 тысяч машин. Однако Бендикс не разочаровался и через пару лет изобрел инерционный стартерный привод. Таким образом, он решил задачу, которую сами изобретатели создали перед ним: они изобрели электропривод стартера вместо «кривого», но не придумали, как оторвать шестерню стартера от зубчатого венца маховика.

Суть проблемы проста: изначально неподвижный маховик раскручивается стартером через ведущую шестерню, но после пуска мотора маховик начинает вращаться намного быстрее, и пока шестерня стартера пытается с ним расстаться, раскручивается. стартер до полного разрушения. Ко всеобщему удовольствию, Bendix построил конструкцию с пружинами и, что самое главное, такой же обгонной муфтой, которая избегала обратного вращения стартера за маховик. Суть обгонной муфты как раз в том, чтобы передавать крутящий момент с ведущего вала на ведомый, но при этом не давать ведомому валу раскручиваться ведущему. Его простую конструкцию легче понять с первого взгляда, чем описать словами, а самый простой пример – это знакомый многим храповой механизм. Неудивительно, что с начала 20 века, когда Бендикс продал свой патент, конструкция самого стартера претерпела некоторые изменения, но муфта свободного хода как устройство защиты стартера от разгона маховиком осталась у нас. и по сей день. Кстати, продажа патента помогла и самому Винсенту Бендиксу: как талантливый и многогранный человек он впоследствии занялся тормозными механизмами, а затем полностью ушел в авиастроение. Но о тормозах поговорим позже – у них есть свои известные имена.

А пока, раз уж мы говорим об электрике, давайте вспомним еще об одном элементе, который носит известное название: датчик Холла. Для начала следует понять, что Холл не изобретал и не производил эти датчики. Фактически датчик Холла – это любой датчик, который использует эффект поперечной разности потенциалов, и это именно то явление, которое обнаружил Эдвин Холл.

Эдвин Герберт Холл

Сначала все это не имело отношения к автомобилям – тогда, в 1879 году, машин действительно не было. Но только позже, намного позже, датчик Холла стал их неотъемлемой частью. Сейчас они в основном используются в качестве датчиков положения распредвала и коленчатого вала, а раньше работали в электронных системах зажигания. Когда писал докторскую диссертацию, мистер Холл даже представить себе не мог, насколько полезным, многогранным и долговечным будет его открытие. Но если бы у него был день в эти дни, он определенно был бы счастливее Рудольфа Дизеля.

Датчик Холла

Но у Исаака Бэббита (в родных Соединенных Штатах его звали Бэббит) есть минимум причин для разочарования – и не потому, что он умер еще в 1862 году, а потому, что изобретенный им сплав остается актуальным и по сей день в качестве антифрикционного материала. Сплав в целом простой: он на 80-90% состоит из олова или свинца, а добавки – в основном медь и сурьма. Единственная причина для огорчения Исаака заключается в том, что баббит уступил место другим, более современным сплавам и материалам в автомобилях. Впрочем, чему тут удивляться, ведь этому изобретению уже более 180 лет! Сегодня мы вспоминаем баббит как часть истории: самый известный пример – баббитовые наушники знаменитого газового «грузовика», на котором в годы Великой Отечественной войны возили все и вся.

Исаак Бэббит

Сам Исаак Бэббит всю жизнь любил лить, сплавлять и готовить, поэтому «индивидуальный» сплав был его главным, но не единственным достижением. Например, в США он вошел в историю, отлив первую в стране медную пушку. И помимо металлургии он также успешно занимался мыловарением.

Трансмиссия и ходовая часть

Еще один огромный пласт одноименных имен – шасси. Принцип Аккермана и ШРУС Рцеппа мы не сразу вспоминаем, но имена MacPherson, Panhard и Watt очень хорошо известны. Все они пытались добиться устойчивости, управляемости и комфорта от машины, и всем им, особенно Макферсону, мы благодарны по сей день. Впрочем, давайте по порядку.

Макферсон – первый в нашей истории специализированный инженер, создавший свое творение не случайно или попутно, а целенаправленно. Это случилось с ним в конце 40-х годов прошлого века, когда он работал в GM. Правда, GM не успел оценить изобретение: Макферсон разработал переднюю подвеску для нового компактного и дешевого Chevrolet Cadet, и проект свернули. Так инженер со всеми наработками перешел в Форд и там вовсю начал устанавливать свою подвеску на новые модели: сначала Ведетту, потом массовую Зефир, Консул и так далее.

Эрл Макферсон

На всякий случай напомним, что суть рационализаторского предложения Макферсона не в использовании стойки амортизатора, состоящей из амортизатора внутри пружины. Вернее, не только в этом. Пружина с амортизатором может существовать отдельно, но суть в том, чтобы отойти от двухрычажных рычагов, которые доминировали много лет, в пользу более простой конструкции с одним рычагом внизу и амортизатором, лежащим сверху. собственный шарнир. Подвеска МакФерсон не только проще, но, соответственно, компактнее и легче, а в массовом производстве дешевле. Кроме того, ее изобретение уступило место автомобилям с поперечным расположением двигателя: компактная конструкция позволила расширить моторный отсек, а заодно уменьшить длину и вес автомобилей. Это проложило ей путь к вершине популярности и обеспечило почти вечную славу ее изобретателю. Современным студентам-инженерам есть чему поучиться у него: одно стоящее рационализаторское предложение может прославить вас на сотни лет.

Кулон Макферсон

Но одно из изобретений француза Рене Панара – яркое доказательство того, что необязательно изобретать сложную конструкцию, чтобы увековечить свое имя в истории. Нет, в целом, конечно, Панар был талантливым инженером и успешным бизнесменом, а также пионером французского автомобилестроения, который вместе с партнерами основал компанию Panard-Levassor по производству легковых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания конструкции Готлиба. Даймлер. Но вот его решение, примененное в подвеске, гениальное своей простотой.

Как известно, суть подвески заключается в том, чтобы удерживать автомобиль и гасить вибрации кузова, возникающие из-за неровностей дороги. Подвеска, следовательно, должна двигаться вертикально относительно корпуса, но продольные и особенно горизонтальные перемещения для нее противопоказаны. «Ну, – решил Панард, – раз уж они противопоказаны, то давайте просто соединим подвеску с кузовом жесткой штангой с петлями на концах». И знаете – сработало. Правда, с некоторыми нюансами: поскольку тяга жесткая и прикрепляет мост к корпусу в одной точке, то при движении моста вверх и вниз он все равно движется по кругу, радиус которого становится самой толчком Панара. То есть решив проблему бокового смещения моста относительно корпуса, Панар создал проблему бокового смещения моста относительно корпуса. Пусть в гораздо меньшей степени, но все же: на машинах с узкой колеей и большим ходом подвески смещение будет уже очень заметно.

Автомобиль Panhard et Levassor

Джеймс Ватт пришел на помощь Панару и строителям автомобилей. Скорее, им на помощь пришли память и логика: Ватт изобрел и запатентовал свой механизм за сто лет до Панара, только он предназначался для шатуна поршня паровой машины. Если у Панарда была одна штанга, то у Ватта посерьезнее: рычагов уже в три раза больше. Схема крепления та же, диагональная, но шарниров уже не две, а четыре: две тяги прикреплены к корпусу и оси соответственно, но соединены между собой через третий короткий рычаг, который, в свою очередь, крепится на шарнир в центре оси. Все это позволяет мосту двигаться по вертикали, но не позволяет ему двигаться в продольном направлении. Ну, почти не позволяет … График движения центра моста в этой схеме тоже не идеальная вертикальная линия, а своего рода интеграл, но это все же во много раз лучше, чем окружность в случай схемы Панара. Однако конструкции Панара и Ватта до сих пор существуют на равных – иногда один рычаг не намного хуже трех.

Следующая остановка на нашем пути – трансмиссия. Не все сразу вспомнят, кто такие Рцеппа, Вайс и Лёбро, и даже имена основателей GKN, тем более. Но зря: если бы не они, мы бы сейчас ездили на заднем приводе и с карданными валами, за что, впрочем, спасибо Джероламо Кардано, описавшему их конструкцию еще в 16 веке. О том, что в будущем почти каждая вторая машина будет иметь перевод своего имени, Кардано не догадывался. И я почти не знал, что такое машина. Однако он описал принцип передачи крутящего момента двумя валами, расположенными под углом друг к другу, на всякий случай. Его работу продолжили другие ученые и конструкторы – в частности, Гук и Спайсер. Поэтому традиционный универсальный шарнир с крестовиной еще называют шарниром Hooke. Но у карданной передачи есть важный недостаток: она не обеспечивает синхронизацию движения валов, и чем больше угол между ними, тем сильнее проявляется неравномерность движения. Частично этот недостаток был устранен простым удвоением количества шарниров: двойной кардан уже был шарниром равных угловых скоростей. Но никуда не делась проблема надежности при работе на больших углах между валами. Поэтому инженерам всего мира пришлось потрудиться, чтобы изобрести шарнир равных угловых скоростей (ШРУС), лишенный этой болезни.

Петля Гука

Инженеры работали независимо друг от друга и постоянно изобретали похожие, но разные конструкции. «Переходным звеном эволюции» между универсальным шарниром и современным ШРУСом стал шарнир Карла Вайса, запатентованный в начале 20 века. Уже были канавки и шарики, но момент передавался только одной парой шариков в каждом направлении вращения, что не обещало выдающейся надежности. Однако начало уже положено: шары покатились, все закружилось. Так увидели свет петли Rceppa и Bearfield, а также компании GKN и Loebro (ныне принадлежит GKN), которые отличаются условиями работы. Но, видимо, какими бы идеальными (и в то же время несовершенными) ни были ШРУСы, карданная передача остается с нами навсегда.

А пока кто-то думал, как передать крутящий момент при минимизации потерь на трение, кто-то, наоборот, работал над максимизацией трения. Где это имеет значение? Что ж, если не брать в расчет шины, есть как минимум две системы: сцепление и тормоза. Более того, в обеих сферах есть самое известное общее имя – Феродо. Это слово стало обозначать фрикционный материал, используемый в сцеплении и тормозах. Изготовителем, как нетрудно догадаться, была компания Ferodo, основанная на рубеже XIX и XX веков английским изобретателем, промышленником и купцом Гербертом Фрудом. Он был если не первым, то одним из первых, кто посмотрел на тормозные системы тех лет и включил не только глаза, но и голову. Как правило, производители тормозов тогда сталкивались с критической проблемой: как усилить тормоз на колесо, чтобы быстрее остановить каретку. Фруде понял, что помимо давления в пятне контакта критическим является трение. Старая пословица гласит, что добрым словом и пистолетом можно добиться гораздо большего, чем просто добрым словом – и Фрауд понял, что, увеличивая коэффициент трения в тормозной паре, можно добиться гораздо большего, чем банальное прижатие тормоза к тормозной системе. рулевое колесо. Этот простой вывод стал отправной точкой для построения успешного бизнеса.

В СССР слово «феродо» ассоциировалось в первую очередь со сцеплением, хотя основным направлением деятельности компании по-прежнему были тормоза. Сначала компания Frud разработала хлопковые и битумные тормозные колодки, а несколько лет спустя – гораздо более эффективные асбестовые колодки, пропитанные фенолформальдегидной смолой. Последние уже сейчас можно считать вполне современными по характеристикам: они хорошо держали высокие температуры и показали достойные результаты по фрикционным свойствам и износостойкости. Через некоторое время этот материал был «опробован» при производстве автомобильных сцеплений, и компания Феродо стала производить, в том числе, продукцию для этих систем. Правда, к концу 20 века люди обращали внимание не только на термическую и износостойкость, но и на канцерогенность асбеста и токсичность фенолформальдегида, так что с 90-х годов их производство и использование постепенно сокращалось, и К началу 21 века материалы, содержащие асбест, постепенно стали запрещаться в Европе, США и так далее.

Впрочем, компании Ferodo это фатально навредить уже не могло: первую безасбестовую колодку она выпустила еще в 80-х. Имея огромный, она переключилась на продукцию и производство альтернативных фрикционных материалов, а также продолжила расширять ассортимент продукции, добавив другой опыт детали тормозной системы вроде дисков и тормозной жидкости. Ну а в конце 90-х годов прошлого века компания Ferodo вошла в состав корпорации Federal-Mogul.

Кстати, сегодня Ferodo может позволить себе заботиться не только об эффективности и экологичности тормозов, но и об их эстетичности. К примеру, помимо спортивных колодок серии Racing и высокопроизводительных серий Premier компания выпускает тормозные диски с антикоррозийным покрытием Ferodo COAT +. Название вполне ваши понятно суть: если вас раздражает, что новые тормозные диски уже через несколько месяцев начинают ржаветь, а через год выглядят откровенно печально на фоне обслуженных и чистых тормозных механизмов и красивых легкосплавных дисков, COAT + облегчит страдания.

Заключение

Далеко не каждый изобретатель или производитель способен закрепить свое имя в продукте. Для этого продукта должен быть или принципиально новым и жизнеспособным, или лучшим среди конкурентов. Так что все имена, перечисленные выше, – это самое наглядное подтверждение успехов и повод для гордости производителя. А те, кто выпускает продукцию с далекого прошлого по сей день, как Ferodo, может гордиться не только историей, но и традициями производства, проверенным качеством и репутацией премиального производителя среди клиентов.

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *