2556
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МИРОВОЙ АВТОМОБИЛИЗАЦИИ
Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения
по направлениям подготовки 190700 – Технология транспортных процессов, 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов; специальности 190702 – Организация и безопасность движения
Воронеж 2012
2
УДК 629.33
Развитие и современное состояние мировой автомобилизации [Текст] : методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения по направлениям подготовки 190700 – Технология транспортных процессов, 190600 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов; специальности 190702 – Организация и безопасность движения / Г. Н. Климова, В. П. Белокуров, Р. А. Кораблев, А. Ю. Артѐмов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – 44 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 2 от 25 ноября 2011 г.)
Рецензент: заслуженный работник высшей школы, лауреат премии Правительства РФ, д-р техн. наук, проф. ВГТУ В.П. Смоленцев
Рассмотрены теоретические положения в области создания и развития автомобилестроения в рамках мировой автомобилизации, исторические основы развития конструкции отечественных и зарубежных транспортных средств, исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения.
3
ВВЕДЕНИЕ
Автомобильный транспорт играет важную роль в обществе и транспортной системе страны. На его долю приходится значительная часть всех грузовых перевозок в народном хозяйстве. Автомобиль широко используется для подвоза грузов к железным дорогам, речным и морским причалам, обслуживания промышленных торговых предприятий, работников сельского хозяйства, обеспечивает перевозки пассажиров. Миллионы автомобилей принадлежат гражданам и обслуживают их в быту.
Прошло буквально сто с небольшим лет с момента появления первого автомобиля, а уже нет практически сферы деятельности, в которой бы он не использовался. Поэтому автомобильная промышленность в экономике развитых стран является сейчас ведущей отраслью машиностроения. На это есть причины:
во-первых, людям с каждым днѐм требуется все больше и больше автомобилей для решения различных хозяйственных задач;
во-вторых, эта промышленность является наукоемкой и высокотехнологичной. Она «тянет» за собой многие другие отрасли, предприятия которых выполняют ее многочисленные заказы. Инновации, внедряемые в автомобильную промышленность, неминуемо заставляют эти отрасли совершенствовать и свои производства. В силу того, что таких отраслей достаточно много, то в итоге наблюдается подъем всей промышленности, а, следовательно, и экономики в целом;
в-третьих, автомобильная промышленность во всех развитых странах относится к числу наиболее прибыльных отраслей народного хозяйства, так как она способствует повышению товарооборота и приносит в казну государства немалые доходы за счет продаж как на внутреннем, так и на мировом рынке.
в-четвертых, автомобильная промышленность является стратегически важной отраслью. Развитие этой отрасли делает страну экономически сильной и потому более независимой. Широкое использование лучших образцов автомобильной техники в армии, бесспорно, повышает оборонную мощь страны.
4
Важным фактором является и то, что автомобильная промышленность обеспечивает высокий процент занятости трудоспособного населения каждой страны, где производятся и (или) продаются автомобили. Страныпроизводители автомобильной техники обеспечивают рабочими местами также страны, с которыми у них заключены соглашения о сотрудничестве. Кроме того, еще большой процент трудоспособного населения занят в смежных отраслях, обеспечивающих автомобильную промышленность. В США, например, в сфере производства автомобилей, а также в смежных отраслях, на автотранспорте и в дорожном хозяйстве заняты 12,5 млн человек, т.е. каждый шестой работающий в промышленности. В России в автомобильной промышленности, несмотря на спад, занято примерно 1,7 млн человек из 70 млн трудоспособного населения.
Все это в совокупности выводит автомобильную промышленность на одну из передовых позиций в мировой экономике. Об этом свидетельствуют и данные о доле автомобильной промышленности в валовом национальном продукте (ВНП). В США и Франции доля автомобильной промышленности в ВНП составляет 5 %, в Японии и Германии - 9 %. Россия пока сильно отстает даже от небольших стран-производителей автомобилей. Например, объемы выпуска легковых автомобилей у нас меньше, чем даже таких стран, как Испания, Италия, Великобритания. Почти в 4 раза меньше, чем в Германии или Франции, и в 10 раз меньше, чем в США или Японии. Доля автомобильной промышленности ВНП и косвенное воздействие автомобильной промышленности отражается через смежные отрасли, которым она обеспечивает заказы, тем самым, повышая удельный вес этих отраслей в показателе ВНП.
Место, занимаемое автомобильной промышленностью в экономике России, столь же значительное, что и в экономике других странавтопроизводителей. Аспекты ее влияния на экономику России в целом в основном те же.
Чтобы вывести автомобильную промышленность на достойный уровень, обеспечивающий выпуск конкурентоспособных на мировом рынке автомобилей, необходима разработка государственной стратегии развития автомобилестроения и объединение усилий всей страны.
Сейчас в автомобильной промышленности существует ряд тенденций, которые свидетельствуют о важности и значении еѐ, а также смежных с ней от-
5
раслей в экономике промышленно развитых стран. Наблюдается совершенно новый подход в техническом развитии автомобиля, организации и технологии его производства.
Научно-технические тенденции заключаются в уменьшении расхода топлива и снижении вредных выбросов, разработке сверхлегкого автомобиля, повышении безопасности, качества, надежности и долговечности, а также в развитии интеллектуальных автомобильно-дорожных систем.
Успеху объединения усилий способствует применение при заключении контрактов между фирмами стандартов ИСО серии 9000, что порождает взаимное доверие и обуславливает высокое качество конечного продукта. Повышается и роль поставщиков на ранних стадиях разработки автомобиля, начиная с научных исследований и проектирования.
Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую специализацию автотранспортных средств, которые отличаются специфическими свойствами, обеспечивающими их использование в конкретных условиях с наибольшей эффективностью.
Цель изучения дисциплины «Развитие и современное состояние мировой автомобилизации» состоит в том, чтобы ознакомить студентов с основами знаний в области создания и развития автомобилестроения в рамках мировой автомобилизации.
Основные задачи дисциплины состоят в следующем:
-обеспечить знание студентами исторических основ развития конструкции отечественных и зарубежных транспортных средств;
-уяснить исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения:
-обеспечить закрепление общих знаний конструкции автомобильного транспорта.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
-основные исторические этапы развития автомобилестроения;
-вопросы развития конструкции транспортных средств;
-исторические аспекты появления, развития и современного состояния дорожного движения.
Форма контроля по дисциплине - зачѐт.
6
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Развитие и современное состояние мировой автомобилизации» включает десять тем, содержание которых приведено в разделе № 2.
При подборе научной и учебной литературы желательно руководствоваться списком, приведенным в данных методических указаниях по выполнению контрольных работ.
В процессе изучения дисциплины у будущих специалистов должны сформироваться представления об основных тенденциях технического развития автомобиля.
Контрольные вопросы для проверки знаний студентов по дисциплине приведены в приложении А. Зачѐт по дисциплине проводится в виде устного собеседования по этим вопросам.
2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1.Автомобилизация в современных условиях
Предмет изучения. Транспорт, его значение в жизни общества. Общие тенденции и проблемы развития автомобильного транспорта. Автомобиль и автомобилизация в современном понимании.
2.2. Колесо. Древние дороги и повозки
Изобретение колеса, сила тяги, необходимая для перемещения груза при скольжении и качении.
Предыстория экипажей, приводимых в движение мускульной силой животных и человека. Ручные и гужевые повозки древнего мира (первые колесные повозки). Арба, назначение и приспособленность ее конструкции к условиям эксплуатации. Римские колесницы: многообразие устройства и назначения. Рассмотрение конструкции колесницы, описанной Гомером в «Илиаде».
Возникновение дорожной сети. Дороги Древнего мира (первые дороги с каменной одеждой). Начало организации дорожного движения.
7
Безрельсовый транспорт Средних веков. Грузовые колымаги: введение поворотной (на шкворне) передней оси. Применение подвески кузова в XV веке и превращение колымаги в карету.
Совершенствование конструкции кареты в XVI-XVII веках: развитие экипажной части (берлины, дормезы); появление стальных рессор; применение тормозов. Появление экипажей общего пользования (Московские «волчки», Парижские «кукушки», Берлинские «реброломы», дилижансы для междугородных путешествий).
Превращение экипажного ремесла в промышленность (фирмы «Студебеккер» и «Икарус»), характерные методы производства и особенности устройства экипажей начала XIX века. Применение каретником Георгом Лангеншпенглером рулевой трапеции.
Роль процесса развития конных повозок в создании автомобиля. Преемственность в конструкции автомобилей каретных технических разработок и использование сложившейся терминологии. Типы кузовов легковых автомобилей (купе, фаэтон, кабриолет, ландо, седан).
2.3. Предыстория возникновения автомобиля
Попытки освободиться от конной тяги - парусные повозки.
Попытки освободиться от конной тяги - конструкции Леонардо да Винчи. Попытки освободиться от конной тяги - повозка Альбрехта Дюрера со
всеми приводными колесами.
Попытки освободиться от конной тяги - «Самобеглая коляска» Леонтия Шуренкова со счетчиком пробега.
Попытки освободиться от конной тяги - «Самокатка» Ивана Петровича Кулибина.
Использование трансмиссии со ступенчатым изменением передаточного числа и маховика, позволяющих силовой привод приспособить к условиям движения.
«Беговая машина» Карла Фридриха Драйза. Разработка и применение на ней «автомобильных» механизмов (подшипников качения, цепной передачи, межколесного дифференциала, пневматических шин). Назначение, принцип действия и основы устройства этих механизмов.
8
2.4. Развитие двигателей внутреннего сгорания
Паровая машина второй половины XVIII века как транспортный двигатель. «Паровая телега» Никола-Жозефа Кюньо (1767 г.): конструкция, технические характеристики, особенности эксплуатации.
Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: дилижансы Голдсуорси Гэрнея и Уолтера Хенока.
Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: применение цепного привода от коленвала машины к колесам.
Развитие безрельсовых паровых повозок в XIX веке: повышение эксплуатационных свойств.
Конкурентная борьба против паровых повозок в Англии.
Паровые автомобили Франции – «Послушная» (1875 г.) отца и сына Боле. Паровые автомобили Франции – «Новая» (1878 г.) отца и сына Боле. «Классическая» автомобильная компоновка парового автомобиля отца и
сына Боле. Повышение эксплуатационных характеристик за счет применения водогрейного котла и «автомобильных» механизмов (рулевая трапеция, дифференциал, карданная передача, независимая подвеска колес и др.).
Особенности эксплуатации и недостатки паровой силовой установки. Создание первых транспортных поршневых ДВС:
Газовый двигатель Этьена Ленуара (1860 г.): принцип действия и основы устройства; достоинства и недостатки.
Четырехтактный газовый двигатель Николая-Августа Отто и Евгения Лангена (1876 г.).
Рассмотрение четырехтактного цикла работы двигателя.
Особенности устройства (золотниковая система газораспределения; зажигание горелкой) и технические характеристики двигателя.
Причины, воспрепятствовавшие применению двигателя Николая-Августа Отто на автомобиле.
Двигатель Готлиба Даймлера на жидком топливе.(1883 г.) - первый автомобильный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Основные технические характеристики и особенности устройства.
Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: закрытый картер с системой смазки разбрызгиванием.
9
Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: управляемые клапаны системы газораспределения.
Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: жидкостная система охлаждения с сотовым радиатором и водяным насосом.
Совершенствование автомобильного ДВС к началу XX века: увеличение количества цилиндров.
Система зажигания с магнето высокого напряжения Роберта Боша. Повышение роли научной дисциплины: электротехники. Повышение роли научной дисциплины: газо- и гидродинамики. Повышение роли научной дисциплины: теории механизмов и машин. Соревнование автомобильных ДВС в конце XIX - начале XX веков. Соревнование паровых двигателей в конце XIX - начале XX веков.
Соревнование электрических двигателей в конце XIX - начале XX веков. Сравнительная оценка технических и эксплуатационных характеристик
ДВС, паровых и электрических типов автомобильных двигателей.
2.5. Первые автомобили
Готлиб Даймлер и Карл Бенц - признанные миром изобретатели автомо-
биля (1885 г.).
Первый (трехколесный) автомобиль Карла Бенца. Первый (двухколесный) автомобиль Готлиба Даймлера.
Второй (четырехколесный) автомобиль Готлиба Даймлера. Превращение «безлошадного экипажа» в автомобиль.
Совершенствование ДВС и рост его мощности как основные факторы формирования концепции автомобиля, отличной от конной повозки.
Новая компоновочная схема, предложенная Эмилем Левассором (1894 г.). Дополнительные штрихи к схеме, внесенные Луи Рено в 1898 г. (кардан-
ная передача, трехвальные коробки передач (КП) и рулевое колесо). Кинематическая схема, работа и достоинства трехвальной коробки пере-
дач Луи Рено (1898 г.).
Автомобильный спорт как метод объективной оценки целесообразности принимаемых технических решений.
10
Увеличение количества моделей автомобилей и их выпуска к началу XX
века.
2.6. Изобретательский период истории развития автомобиля
Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): изобретатель-
ский (до 1918 г.).
Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): инженерный (до 1940-х годов).
Три периода истории развития автомобиля (по Ф. Пикару): дизайнерский (или стилистический).
Характерные черты автомобиля «изобретательского» периода в США и Европе («Олдсмобил», «Де-Дион»).
Применение глушителей выпуска отработанных газов. Применение батарейного зажигания.
Применение системы запуска двигателя стартером.
Развитие механизмов: сцепление, коробка передач, тормозные системы, подвеска, шины, колеса.
Преждевременные изобретения (фрикционный вариатор, электротрансмиссия).
Рост спроса на автомобили.
Повышение технической культуры в производстве автомобилей: использование высококачественных материалов.
Повышение технической культуры в производстве автомобилей: применение более совершенных технологий и оборудования.
Первые успехи стандартизации и взаимозаменяемости («Кадиллак» Г. Линенда, 1907 г.).
Начало крупносерийного и массового производства «Форд-Т» (1903 г.). Социальный аспект массового производства Экономический аспект массового производства.
Конструкторский аспект массового производства. Технологический аспект массового производства.
«Серебряный дух» (1907 г.) Чарлза Стюарта Роллса и Фредерика Генри Ройса - пример нового подхода к задаче производства автомобилей.