Автомобиль

Автомобиль (гр. αὐτο — өздігінен және лат. mobilis — қозғалушы) немесе машина, өздігінен қозғалатын, жолаушыларды, сондай-ақ өз қозғалтқышын немесе моторын тасымалдауға арналған, моторлы және дөңгелекті көлік түрі.

XXI ғасырда автомобиль негізгі технологиялық құрал есебінде саналады. Жүздеген миллион тонна жүк, миллиондаған адам, т.б. жүктер автомобильдермен тасымалданады. Барлық алдыңғы қатардағы мемлекеттер өте тиімді саналатын автомобильдер шығарумен айналасады. Олар дарынды адамдардың бірнеше ұрпақтарының ғылыми ізденісі нәтижесінде шығарылуда.

Автомобильдердің республика үшін ерекше маңыздылығы Қазақстанның кең байтақ аумағы және халық тығыздығының сиректігі алдын ала анықтайды. Бұл жекелеген өңірлер үшін жүктерді және жолаушыларды жеткізудің бірден-бір құралы болып табылады.

Қазіргі таңда автомобиль пиасасында атқаратын қызметі, техникалық сипаттамасы, бағасы және басқа да өзгешеліктері бар көп мөлшерде автомобиль модельдері кездеседі. Оның негізгі себебтерінің бірі автомобиль өндіруші фирмаларының арасындағы бақталастық болып табылады. Автомобиль өндірушілері әлеуетті сатып алушыларды өзіне тарту мақсатымен жеке тұтынушылар топтарының талаптарын барынша қанағаттандыратын өнім ұсынуға, автомобильдің пайдалы әсер ету коэффициентін көбейте тұра қоршаған ортаға зиянын азайтуға, жүргізуші және жолаушылардың қауіпсіздігін қамтамасыз етуге, автомобильді қолдануды жеңілдету және де құрылысына ең озат техникалық шешімдер еңгізілген жаңа модельдер жасап шығару уақытын қысқартуға тырысады. Бұл ретте қазіргі автомобильдер экономикалық, экологиялық және әлеуметтік себептермен анықталатын жалпы заңдарға қарай жетілдіріледі.

Автомобильдің қысқаша тарихы

Адам баласы ежелгі кезеңдерден бері қысқа мерзімде ұзақ қашықтықтарға жету, өз жұмысын жеңілдетумен қатар өнімділігін арттыру үшін ізденістерде болып келеді. Әуелгі кезде жануарлар қолданылып, кейінірек жолаушы және жүк тасымалдау үшін механикалық құрылғылар жасала бастады. Біздің дәуірімізде ең көп тараған көлік түрі автомобиль болып табылады.

Автомобиль сөзінің мағынасы өздігінен қозғалатын, жолаушыларды және жүкті, сондай-ақ өз қозғалтқышын тасымалдауға арналған дөңгелекті көлік түрі болып табылады. Автомобильдің тек бір өнертапқыш тарапынан тек бір күнде ойлап шығарылмағаны бізге белгілі. Автомобиль тарихы бүкіл дүние жүзінде болған эволюцияны қамтиды. Қазіргі автомобильді жүз мыңнан астам патенттер жасап шығарғаны жорамалданады. Дегенмен бірінші болып келгендерді атап өтуге болады. Солардың ішінде алғашқы рет қозғалтқышты көліктің теориялық есептеулерін суреттеген Леонардо да Винчи мен Исаак Ньютоннан бастасақ болады.

Өздігінен қозғалатын көлік түрлерін жасап шығару талаптары XVII ғ. басталғаны белгілі. 1769 ж. Францияда әскери инженер Никола Кюньо тарапынан бумен жұмыс істейтін қозғалтқышы бар үш дөңгелекті арба жасалды. Осы 2 а.к. қуаты бар бу машинасымен 3 т. жүкті 2-4 км/сағ жылдамдығында тасымалдауға болатын еді. Бірақ керекті бу қысымын қамтамасыз ету үшін жүріс кезінде жиі аялдамалар жасау қажеттігі бұл көліктің негізгі кемшілігі болып кең таралмағанына себеп болды.

Дегенмен алғашқы жасап шығарылған автомобиль құрылысы жағынан қазіргі автомобильдерге ұқсас болғандығынан неміс инженерлері Готлиб Даймлер мен Карл Бенц тарапынан жеке-жеке жасалған автомобильдер болып табылады. Осыны 1876 жылы Алманияда Николаус-Август Отто-ның жасаған іштен жанатын төрт тактілі айналыммен жұмыс істейтін қозғалтқыш құрылысы мүмкін қылған.

XIX ғ. соңы – XX ғ. басында электр және бу қозғалтқышты автомобильдер бензинді автомобильдермен жетістікті түрде бақтас болғанын айтып өтуге болады. Бірақ іштен жанатын қозғалтқыштардың артықшылықтары электр және бу автомобильдерінің шығарылуын минимумға дейін шектеді.

XIX ғ. соңы – XX ғ. басы дүниенің көптеген мемлекеттерінде автомобильдердің өнеркәсіптік өндірісінің басталуымен сипатталады. Осы кезеңде шығарылған автомобильдердің құрылысында ортақ техникалық шешімдер болған. Пневматикалық шиналармен жабдықталған алдыңғы дөңгелектері басқарушы, артқы дөңгелектері жетекші төрт дөңгелекті (екі білікті) көліктің трансмиссиясы фрикционды іліністен, бір немесе бірнеше тісті редуктордан құрылған және рульдік басқару жүйесінде алдыңғы басқарушы дөңгелектермен редуктор арқылы жалғанған рульді дөңгелегі болған. Сол жылдары автомобильдерде қолданылған көптеген техникалық шешімдер қазіргі уақытта да жетісті қолданылып келеді.

Көрсетілген кезеңде автомобильдің қарқынды дамуын шығарылып жатқан автомобильдердің бағасының жоғары және сенімділігі төмен болғаны тежеп отырды. Олар тек ауқатты кісілер тарапынан және әскерді жабдықтандыру мақсатымен сатып алынатын болған.

Автомобильдерді көптеп өндірудің басталуына Америкалық кәсіпкер Генри Форд тарапынан қолайлы құрылысы бар «Форд-Т» моделінің жасап шығарылуы және 1913 ж. оны жинап шығару үшін қолданылған арнайы конвейердің өндіріс көлемін арттыруға және соның есебінде автомобильдің өзіндік құнын түсіруге себеп болған деуге болады. Тап сол кезде автомобиль бағасы арзандап көпшілікке жетімді көлік түріне айналды.

Автомобиль өнеркәсібінің тарихында елеулі кезең деп жанармай қоспасының қысылуынан тұтанатын іштен жанатын қозғалтқыштардың қолданыла бастауы болып саналады. Осы қозғалтқыштардың үлгісі неміс инженері Рудольф Дизель тарапынан 1892 ж. патенттеліп, бірақ автомобильдерде (көбінесе жүк автомобильдерінде) сериялы түрде XX ғ. 20 ж. қолданыла бастады.

20 ж. басынан екінші дүниежүзілік соғыстың басталуына дейінгі кезең автомобильдің жеке жүйелерінің жетілдірілуі, қозғалтқыштардың қуатының және жүріс жылдамдығының көбейтілуімен сипатталады. Өндіруші фирмалар қозғалтқыштың орналасуы, аспа және трансмиссияның құрылғыларымен эксперименттеген. Әскердің тапсырмасымен көп білікті және жоғары өткіштік автомобильдер жасалды. Арнайы автомобильдердің құрылыстары едәуір ерекшелене бастады.

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін (50-60 жж.) автомобильдердің өндіріс көлемі кенеттен артты. Осы кезеңнің революциялық шешімі болып жеңіл автомобильдер мен автобустардың құрылысында тіректі (қаңқасыз) кузовтардың көптеп қолданылуы болып табылады. Бұл шешім автомобильдерді жеңілдетуге, автомобиль кузовының пішінімен эксперименттеуге, қозғалтқышты автомобильге көлденең орналастыруға, алдыңғы дөңгелектерді жетекші қылуға және т.б. мүмкіндіктер тудырды.

Бірақ автомобильдер санының кенеттен артуы жолдарда қаза тапқандар мен жараланғандардың санының артуы, қоршаған ортаның ластануы, көмірсутек жанармайының жетіспеушілігінің басталуы сияқты негативті салдарға алып келді.

Осы оқиғаларды азайту үшін автомобиль өндіруші фирмалар әлеуметтік қауым және өкіметтің қысымымен автомобильдердің құрылысына едәуір өзгерістер енгізді. Автомобиль құрылысының жетілдірілуінің төрт кезеңін байқауға болады.

1. Құрылысының қауіпсіздігінің арттырылуы (60 ж. басынан) Бұл кезеңде автомобильдерде қауіпсіздік белдіктері және жастықтары, қауіпсіз әйнектер. Соққы жұтушы бамперлер және т.б. қолданыла бастады.

2. Жанармай шығынының азайтылуы (70 ж. мұнай дағдарысынан кейін) Бұл кезеңде автомобильдің өзіндік салмағын азайту және аэродинамикалық пішін беру үшін күрес басталады. Қозғалтқыштардың, шиналардың құрылысы жетілдіріліп, альтернативті (мұнайдан жасалмаған) автомобиль жанармай түрлері зерттеледі.

3. Қоршаған ортаға негативті әсерінің азайтылуы (80 ж. ортасынан) Бұл кезеңде қозғалтқыштардың жұмыс процестері жетілдіріледі, пайдаланылған газдар үшін автомобильдің зиянды шығарындыларын азайтатын түрлі сүзгілер мен бейтараптандырғыштар қолданылады.

4. Автомобильді қолдануды қауіпсіздендіру және қолайлату (90 ж. соңынан) Бұл кезеңде тұтынушыларды барынша қанағаттандыратын өнім ұсыну үшін автомобиль өндіруші фирмаларының арасындағы бақталастықтан автомобильдер компьютерлермен басқарылатын күрделі активті қауіпсіздік және автомобильді қолдануды қолайлататын қондырғылармен жабдықтала бастады.

Автомобильдің технологиялық даму хронологиясы

• 1680 — Жұмыс істейтін бірақ қолдануға жарамсыз алғашқы іштен жану қозғалтқышын 1680 жылы Голландиялық Christiaan Huygens жасады. Жарғыш дәрінің жануы арқылы жұмыс атқаратын поршеньді машина еді.

• 1698 — Ағылшын Thomas Savery алғашқы бу машинасын жасады.

• 1769 — Ағылшын James Watt ұзақ уақыт жұмыс істейтін бу машинасын жасады.

• 1769 — Өздігінен қозғалатын алғашқы көлікті француз инженері Fardier және артилеррия капитаны Nicolas Joseph Cugnot (1725-1804) жасады. 

1787 — Oliver Evans Америкада жолаушы таситын көлік жасады.

• 1801 — Англияда Richard Trevithick бумен жұмыс істейтін автомобиль жасады.

 

1824 — Іштен жану қозғалтқаштарының, әсіресе дизель қозғалтқыштарының негізгі принциптерін жас француз инженері Sadi Carnot ұсынды.

• 1830 — 15–20 км/сағ жылдамдығында қозғалатын 14 жолаушы таси алатын автобустар жасалды.

• 1963 — Wankel қозғалтқышы алғашқы рет NSU Spider автомобилінде қолданылды.

• 1967 — Jensen ағылшын автомобиль фирмасы ABS жүйесін бірінші болып автомобильдеріне орнатты.

• 1973 — Еуропада сериялы өндірісте алғашқы рет турбиналы қозғалтқыш орнатылған BMW 2002 автомобилі болды.

• 1978 — Осы замандық ABS жүйесі алғаш рет BMW 7 және Mercedes S серияларында орнатылды.

• 1984 — Турбина өндірушісі Garret intercooler атында турбина суытқышын ұсынды. Осы жүйенін арқасында турбинаға кіретін ауа алдын-ала суытылып, турбинаның өнімділігі арттырылды.

• 1986 — Екі турбина орнатылған алғашқы автомобиль Porsche 959 болды.

Автомобильдердің жалпы құрылысы

Автомобиль – механизмдер мен жүйелер жиынынан тұратын күрделі машина. Олардың құрылысы әркелкі болуы мүмкін. Дегенмен, көпшілік автомобильдерде негізгі механизмдердің жұмыс әрекеті мен құрылыс принциптері бірыңғай болып келеді.

Автомобиль - кемдегенде 4 доңғалағы бар, өз энергия көзімен қозғалысқа келтірілетін рельсті қажет етпейтін доңгалақты көліктік құрал. Сонымен қатар троллейбустер, үш доңғалақты 400 кг массалы көлік құралдары да автомобиль болып саналады. Әдетте автомобиль деп жеке автомобильді және автопоезды айтады.

Механизмдердің қызметі мен өзара орналасуына байланысты автомобильдерді құрастыру жағы көбіне ортақ болып келеді.

Негізгі бөліктер және агрегаттар

Әрбір автомобильде негізгі бөліктер үш жұпқа бөлінеді: кузов, қозғалтқыш және шасси.

Шанақ – тасымал жүкті орналастыру қызметін атқарады және таситын жүктің түріне қарай әртүрлі болады. Жеңіл автомобиль мен автобуста шанақ жолаушыларды және жүргізушіні орналастыру үшін қызмет атқарады. Жүк автомобильдерінің шанағы жүк тиейтін платформадан (жүктік шанақ) және жүргізуші кабинасынан тұрады.

Қозғалтқыш – автомобильдің жүруіне және басқа қызметтерді атқаруға арналған қажетті қуатты тудыратын бөлік. Оның негізгі жұмыс принципі энергияның бір түрін (көбінесе жылу энергиясын) екінші түріне (механикалық энергияға) айналдыру болып табылады. Қозғалтқыштан алынған механикалық энергия механизмдер қатары арқылы автомобильдің жетекші дөңгелектеріне жеткізіледі де автомобильді қозғайтын күш тудырады. Көпшілік автомобильдерде поршеньді бензинді немесе дизельді қозғалтқыштар қолданылады.

Шасси - трансмиссия, аспалы жүйе, белдік, аспа, дөңгелек, рульдік басқару және тежеуіш жүйелері сияқты, әрқайсысы белгілі бір жұмысты атқаратын, бірнеше механизмдер мен жүйелерден тұратын күрделі қондырғы болып табылады.

Негізгі агрегаттардың орналасуларының жалпы сұлбасы

Автомобильдер жетекші дөңгелектерінің орналасуы мен санына байланысты алдынан жетекті, артынан жетекті және толық жетекті болып бөлінеді.

Жетекші дөңгелектердің санын анықтауға автомобильдің дөңгелек формуласы көмектеседі. Дөңгелек формуласындағы бірінші сандық белгі автомобильдің жалпы дөңгелектер санын, екінші сандық белгі автомобильдің жетекші дөңгелектер санын білдіреді. Алдынан немесе артынан жетекті автомобильдің дөңгелек формуласы 4x2, толық жетекті автомобильдің дөңгелек формуласы 4x4 деп жазылады.

Сонымен жетекші дөңгелектер қозғалтқыштан механизмдер қатары арқылы алған механикалық энергияның күшімен автомобильді тартып немесе итеріп қозғалтады. Қозғалтқыштан алынған айналу моменті алдыңғы дөңгелектерге берілсе алдынан жетекті, артқы дөңгелектерге берілсе артынан жетекті, барлық дөңгелектерге берілсе толық жетекті деп аталады.

Автомобильдер қозғалтқыштың алдында, артында және ортасында орналасуына байланысты үшке бөлінеді.

 

Шанақтардың негізгі түрлері

Жабық

• Седан: Төрт немесе екі есікті болады. Ерекше өзгешелігі – толық көлемді екі қатар орындықтарының болуы және артқы қабырғасында есіктің болмауы.

• Универсал:

• Хэтчбек:

• Купе:

• Лимузин:

• Минивэн:

• Хардтоп:

• Таун-кар:

• Комби:

• Лифтбэк:

Ашық

• Кабриолет :

• Родстер :

• Фаэтон :

• Ландо :

• Брогам :

• Тарга :

• Спайдер :

Жүк және жолаушы

• Пикап :

• Фургон :

Автомобильдердің классификациясы

Қозғалтқыш

Қозғалтқыш автомобильдің қозғалуы үшін қажетті энергияны қамтамасыз ететін қондырғы болып табылады. Қазіргі автомобильдердің көбісінде іштен жанатын қозғалтқыштар қолданылады. Бірақ әрдайым бұлай болған жоқ, және де уақыт өте осы қозғалтқыштардың орнын құрылыстары аса жетілдірілген күш қондырғылары алуы мүмкін.

Автомобиль қозғалтқышының дамуы

Іштен жанатын қозғалтқыштар өзінің жүз жылдан астам тарихында ізашарларымен салыстырғанда қуаттылығы артып, салмағы жеңілдеп және шығыны мен қоршаған ортаға зияны азайып едәуір дамыды. Осы өткен уақыт ішінде көптеген альтернативті автомобиль қошғалтқыш түрлері ұсынылсы да, бүгінгі күнде қолданылып жатқан қозғалтқыштардың орнын алар экономикалық жағынан жөнді түрі табылмады. Осы қозғалтқыштардың қолданатын жанармай түрінің жинақы түрде сақтау мүмкіншілігі мен оның қорының жеткілікті ұзақ қашықтыққа жетуді қамтамасыз ететіндігі мұның басты себептерінің бірі болып табылады.

Алғашқы автомобильдер XVIII ғ. жасалған және сырттан жанатын қозғалтқыш түрі болып табылатын бу қозғалтқыштарымен қозғалатын болған. Бұл қозғалтқыштарда отын қозғалтқыш цилиндрінен тыс бу қазанының пешінде жағылады. Қазандағы су қайнап, буға айналады. Поршеньді қозғалтатын жоғары қысымдағы бу құбыр арқылы қозғалтқыштың цилиндріне беріліп механикалық жұмыс істейді. Ең алғашқы жұмыс істей алатын бу қозғалтқышын ағылшын Джеймс Уатт жасап шығарып 1784 ж. патенттеген. Сол заманның бу қозғалтқыштары ауыр және үлкен, ал ең бастысы өте төмен пайдалы әсер ету коэффициентіне ие болған.

Жанармай қозғалтқыш цилиндрінің ішінде жанып, ұлғайған газдар поршеньді қозғалтатын тиімділеу қозғалтқыш түрін жасап шығару талаптары тек 1860 ж. француз механигі Жан-Этьен Ленуар тарапынан жұмыс істей алатын іштен жанатын қозғалтқыш жасалып патенттелгенде жетістікке жетті. Бұл қозғалтқышта қозғалатын поршеннің сорып алған газ және ауадан тұратын жанармай қоспасы жүріс жолының ортасында электр ұшқынынан тұтанады. Іштен жанатын қозғалтқыштарды практикалық түрде қолдану мүмкіншілігі тек газдың цилиндр ішінде қысылуы қолданылғанда ғана пайда болды. 1866 ж. неміс өнертапқышы Николаус Август Отто тұтандыру алдында жанармай қоспасын қысу принципі қолданылған төрт тактілі іштен жанатын қозғалтқыштың патентін алды. Осы қозғалтқыш түрінде болатын процесс “Отто айналымы” деп атанды. Осы принциппен жұмыс істейтін іштен жанатын қозғалтқыштардың бу қозғалтқыштарына қарағанда пайдалы әсер ету коэффициентінің аса жоғары болғандығынан бүгінгі күнге дейін ең көп тараған қозғалтқыш түрі болып келеді. Кейінірек ағылшын Дуглас Кларк екі тактілі айналыммен жұмыс істейтін қозғалтқышты шығарды, бірақ бұл қозғалтқыштар автомобильдерде кең қолданыс таппады.

1892 ж. Рудольф Дизель төрт тактілі Отто айналымымен жұмыс істейтін қозғалтқышқа патент алды. Бұл қозғалтқыштың ерекшелігі цилиндрге ауа мен жанармай қоспасын емес, электр ұшқынын қолдануды керек етпейтін, цилиндрге, кейінірек енгізілген жанармайды тұтандыру үшін жеткілікті жоғары температураға дейін қатты қысылып қыздырылған, тек ауаның енгізілуі болып табылады. Бүгінгі күнде өнертапқышы атымен “дизель” аталатын осы қозғалтқыштар автомобильдердің күш қондырғысы ретінде кең қолданылады.

Құрылысы жағынан автомобильдің іштен жанатын қозғалтқыштарын поршеньді және роторды деп екіге бөлуге болады. Поршеньді қозғалтқыштарда жанармай жануынан ұлғайған газдардың әсерінен поршень қозғалып иінді біліктің айналуына алып келеді. Осындай қозғалтқыштарды тұтану әдісіне қарай ұшқыннан (бензинді) және қысылудан (дизель) тұтанатын деп екі топқа бөлуге болады. Роторды қозғалтқыштарда ұлғайған газдар айналатын бөлшек болып табылатын роторға әсер етеді. Роторды қозғалтқыштар газотурбиналы және ротор-поршеньді болып жіктеледі. Автомобильдерде ең кең қолданыс іштен жанатын қозғалтқыштар тапты.

Трансмиссия

Трансми́ссия (күштік беріліс) — машина жасауда көлік құралының (автомобильдің) жетекші дөңгелектерімен немесе станоктардың жұмыстық органдарымен қозғалтқышты (моторды) жалғайтын механизмдер мен тораптардың жиынтығы, сонымен қатар трансмиссияның жұмысын қамтамасыз ететін жүйелер. Жалпы жағдайда трансмиссия дөңгелектерге (жұмыстық органға) қозғалтқыштан айналдыру моментін беруге, тарту күштерін, жылдамдықты және бағытты өзгертуге арналған. Трансмиссия күштік агрегаттар құрамына кіред.

2009 жылдың үш кварталындағы ең көп автомобиль өндіргендер.

• Volkswagen — 4,4 млн дана, дүниежүзілік автопиасадағы үлесі — 11,7 %.

• Toyota — 4 млн дана

• Ford — 3,7 млн дана

• General Motors — 3,6 млн дана