Автомобіль (від авто... і лат.(латинський) mobilis — рухомий), засіб безрейкового транспорту з власним двигуном.
Історична довідка. Ще в середні століття були відомі спроби створення возів, які повинні були пересуватися силоміць вітру або мускульною силою людей, що сидять в них. Досить здійснену для свого часу машину (1752) створив російський механік-самоук селянин Леонтій Шамшуренков. Його «самобеглая коляска» приводилася в рух силоміць двох чоловік. У 1784—91 над варіантами трьох- і чотириколісною «самокатки» працював російський винахідник І. П. Кулібін. У його «самокатке» ( мал. 1 ) були вперше застосовані такі елементи А., як коробка передач, рульовий механізм, гальма, роликові підшипники. З появою парової машини (2-я половина 18 ст) створення саморушних возів швидко просунулося вперед. У 1769—70 у Франції Ж. Кюньо ( мал. 2 ), а через декілька років в Англії У. Мердок і Р. Тревітік побудували парові А. Некотороє поширення парові А. отримали в 19 ст, наприклад парові автомобілі Г. Герні і У. Ханкока (Англія), А. Болле, А. де Діона і Л. Серполле (Франція). У 30-х рр. 19 ст були спроби встановити регулярні пасажирські рейси парових А. Много цікавих проектів вживання парових А. було в Росії. Винахідник і підприємець В. Гурьев запропонував (1837) створити мережу дерев'яних (торцевих) доріг, по яких могли б регулярно здійснювати рейси парові А.-тягачи з колісними причепами (возами) влітку і санними — взимку. В кінці 19 ст провадилися досліди по створенню електричних А. з живленням від акумуляторної батареї; вони знайшли деяке поширення. Російський інженер І. В. Романов розробив (1899) оригінальну конструкцію електричного візника і електробуса ( мал. 3 ). Великий вплив на розвиток конструкції А. мали винаходи диференціала (1828, О. Пеккер, Франція), пневматичної шини (1845, Р. Томпсон, Англія), передніх керованих коліс на цапфах (1816, Р. Лангеншпергер, Німеччина), незалежної підвіски коліс (1878, А. Болле, Франція) і ін.
Широке вживання А. як транспортного засобу починається з появою швидкохідного двигуна внутрішнього згорання . Е. Ленуар (Франція) в 1862 зробив спробу установки на А. свого газового двигуна, яка успіху не мала. У 1885 Г. Даймлер (Німеччина) побудував мотоцикл з бензиновим двигуном, а в 1886 його співвітчизник К. Бенц узяв патент на триколісний А. з таким же двигуном потужністю 0,75 л. с. Подальші роки з'явилися початком промислового виробництва А. У 1890-і рр. з'явилися перші А. «Панар-Льовассор» і"Де Діон-Бутон" (Франція), у 1892 побудував свій перший автомобіль Генрі Форд (США) і почав їх промислове виробництво в 1903 ( мал. 4 ). Один з перших росіян А. «Руссо-Балт» (1908) показаний на мал. 5 . Перший радянський А. — АМО-Ф15 був випущений в 1924 ( мал. 6 ). У 1932 в СРСР почалося масове виробництво А. ГАЗ-А ( мал. 7 ). Див. Автомобільна промисловість . Про розвиток конструкцій А. див.(дивися) в статтях Вантажний автомобіль, Легковий автомобіль .
З 1894 регулярно влаштовуються автомобільні гонки, які зіграли велику роль в розвитку конструкції А. і їх поширенні. Якщо в першій гонці середня швидкість була 24 км/ч , то вже через 5 років вона досягла 70 км/ч ; у 1904 вона склала 100 км/ч і в 1907 — 114 км/ч . Абсолютний світовий рекорд швидкості склав (1968) 966,753 км/ч на А. з газотурбінним і 658,667 км/ч з поршневим двигуном.
Класифікація А. За призначенням А. розділяються на транспортних, спеціальних і гоночних. Транспортні А. служать для перевезення вантажів і пасажирів. Спеціальні А. мають постійно змонтоване устаткування або установки і застосовуються для різних цілей (пожежні і комунальні А., автолавки, автокрани і т. п.). Гоночні А. призначаються для спортивних змагань, у тому числі для встановлення рекордів швидкості (гоночні для рекорду А.).
Транспортні А. у свою чергу діляться на легкових, вантажних і автобуси. Легкові автомобілі мають місткість від 2 до 8 чоловік. Вони випускаються із закритими (седан і лімузин), відкритими (фаетон) і такими, що відкриваються (кабріолет) кузовами. Вантажні автомобілі обладнані кузовом для перевезення вантажу, вантажопідйомність їх від 0,25 до 100 т . Вантажні А. без кузова або з невеликим кузовом, призначеним для баласту, пристосовані для буксирування причіпних систем, називаються А.-тягачами, вони бувають сідельні (для напівпричепів) і буксирні (для причепів). А. або А.-тягач разом з причіпною системою (причіп, напівпричіп, причіп-розпуск, пріцеп-тяжеловоз) утворюють автомобільний поїзд . Автобуси, що мають кузов місткістю більше 8 чіл., підрозділяються на міських, приміських, міжміських (туристські), місцевого повідомлення і ін.
По прохідності А. розділяються на дорожніх, внедорожниє (кар'єрні) і А. підвищеній і високій прохідності. Дорожні призначені для експлуатації по загальній мережі автомобільних доріг. Внедорожниє, такі, що мають збільшені габаритні розміри і осьові навантаження, можуть використовуватися лише на спеціальних дорогах, наприклад в кар'єрах. А. підвищеній і високій прохідності розраховані на роботу у важких дорожніх умовах і по бездоріжжю. Основний вигляд таких А. — колісні полнопріводниє (тобто що мають привід до всіх коліс). Окрім колісних, розрізняють ще наступні А. високій прохідності: колісно-гусеничні із змінними гусеничними рушіями або колесами; напівгусеничні, такі, що мають одночасно гусеничних рушіїв і колеса; снігоходи з рушіями у вигляді широких гусениць або шнеків; А. на пневмокатках; амфібії — колісні А. з водонепроникним кузовом і додатковим рушієм у вигляді грібного гвинта; А. на повітряній подушці, що приводяться в рух тяговим повітряним гвинтом або реакцією струменя повітря, що направляється назад, від компресора; що крокують А., що пересуваються за допомогою лиж, що переміщаються. Прохідність звичайних дорожніх А. може бути істотно покращувана установкою на їх задні провідні колеса арочних шин з дуже широким профілем і високими грунтозацепами.
Конструкція А. Автомобіль складається з двигуна, трансмісії, ходової частини, механізмів управління, електроустаткування, кузова для перевезення пасажирів або вантажів і кабіни (у вантажних А.).
Залежно від роду двигуна розрізняють: парові А. (поширення не мають); бензинові А. — з двигуном внутрішнього згорання, що працює на автомобільному бензині (більшість легкових А. і вантажних А, малій і середній вантажопідйомності); дизельні А. — з двигуном внутрішнього згорання, що працює на дизельному паливі (переважно вантажні А. великій вантажопідйомності і багатомісні автобуси); газобалонні автомобілі — з газовим двигуном внутрішнього згорання, що працює на стислих або зріджених горючих газах, запас яких знаходиться у встановлених на А. балонах (поширені лише в районах з дешевим газовим паливом); газогенераторні автомобілі — з двигуном внутрішнього згорання, що працює на газі, що отримується з твердого палива (деревних чурок, вугілля, торфу і різних брикетів) в газогенераторі, встановленому на А. (отримали масове вживання в роки Великої Вітчизняної війни унаслідок дефіциту рідких палив); газотурбінні автомобілі — з газовою турбіною (поки поширення не отримали, але перспективні для вживання як важкі і внедорожних вантажні А. і швидкісних міжміських автобусів); електричні А. — з двигуном, що працює від акумуляторних батарей (із-за малого запасу ходу і великої ваги доки використовуються в невеликій кількості, головним чином як вантажні А. малій вантажопідйомності для роботи в містах перспективні як легкові і вантажні А. після промислового освоєння акумуляторів великої ємкості при малій вазі). Див. також Автомобільний двигун .
Трансмісія (силова передача) передає момент, що обертає, від двигуна до рушія А. (колесам, гусеницям і ін.). Трансмісія може бути: механічною, електромеханічною і гидромеханічеськой. Найбільш поширена механічна трансмісія ( мал. 8 ), яка зазвичай складається з зчеплення — муфти, що дає можливість короткочасно роз'єднати і плавно з'єднати двигун і подальші механізми трансмісії; коробки передач — шестерінчастого ступінчастого редуктора, що дозволяє змінювати в широких межах момент, що обертає на провідних колесах (тягову силу) і здійснювати задній хід; карданної передачі — валів з шарнірами, передавальних момент, що обертає, від коробки передач до головної передачі при кутах, що змінюються, між їх валами; головної передачі — шестерінчастого редуктора, що постійно підвищує момент, що обертає, передаваний від коробки передач до провідних коліс; диференціала — механізму, що розподіляє момент, що обертає, від головної передачі між провідними колесами, завдяки чому вони обертаються на поворотах і нерівностях дороги з різними кутовими швидкостями; піввісь, передавальні момент, що обертає, на провідні колеса. Головні передачі, що виконуються раніше у вигляді пари конічних шестерень з прямими зубами (у вантажних А. у вигляді двох пар — циліндровою і конічною) роблять із спіральними зубами або з гіпоїдним зачепленням. При поперечному розташуванні двигуна головні передачі виконуються у вигляді циліндрових передач. На деяких А. високій прохідності або великій вантажопідйомності застосовують рознесені головні передачі у вигляді центрального конічного редуктора і бортових (колісних) редукторів (пари циліндрових шестерень із зовнішнім або внутрішнім зачепленням, планетарного редуктора).
Найбільш перспективні безступінчаті передачі, які значно полегшують управління, покращують комфортабельність їзди і прохідність А. Еті передачі часто називають автоматичними трансмісіями, оскільки в них передавальне число змінюється автоматично за допомогою апаратури автоматичного управління коробкою передач або спільної дії трансформатора моменту і апаратури автоматичного управління. Широко поширені гидромеханічеськие (гидротрансформатор і ступінчаста механічна коробка передач), гидрооб'емниє (гидронасос і гідромотори) і електромеханічні (генератор, електродвигуни і механічні редуктори) трансмісії. Гидромеханічеськую передачу найчастіше застосовують для легкових А. високого класу і великих міських автобусів, електромеханічні — для особливо важких вантажних А. Див. Гідродинамічна передача .
Ходова частина А. складається з рами, підвіски, осей (мостів) і коліс. Рама А. служить для установки кузова, кабіни, двигуна, коробки передач і інших механізмів і вузлів. У більшості легкових А. і автобусів раму замінює кузов, який в цьому випадку є міцною і жорсткою системою, що несе. Підвіска А. виконує пружний зв'язок рами або кузова, що несе, з осями (мостами). За допомогою підвіски здійснюється передача сил, що діють на колеса, рамі (кузову), лагідніють динамічні навантаження, коливанням додається бажаний характер, що забезпечує необхідну плавність ходу і стійкість А. при русі. Довгий час на А. застосовувалася підвіска у вигляді листових ресор, потім як пружний елемент стали використовувати також виті пружини, торсиони, пневматичні або гідропневматичні елементи. Для швидкого гасіння коливань в систему підвіски вводяться амортизатори (зазвичай гідравлічні важелі і телескопічні), а для зменшення крену на поворотах — стабілізатори поперечної стійкості. Широко поширена незалежна підвіска коліс ( мал. 9 ), при якій кожне колесо підвішене до рами окремо, так що зміна положення одного з них не викликає переміщення іншого.
На більшості А. застосовують дискові колеса, що складаються з прикріплюваного до встановленої на осі маточини диска і обода з камерною або беськамерной пневматичною шиною (див. Шина автомобільна), а для важких вантажних А. і великих автобусів — також бездіськовиє колеса з ободом, що кріпиться безпосередньо до маточини.
Механізми управління А. включають рульове управління і гальмівну систему. Рульове управління ( мал. 10 ) служить для зміни напряму руху А., що здійснюється поворотом передніх коліс разом з цапфами, на яких вони встановлені, за допомогою рульового механізму (черв'ячна, гвинтова, кривошипна або рейкова передачі), зв'язаного валом з рульовим колесом (штурвалом) і системою приводу з цапфами передніх коліс. Для полегшення управління А. у рульовий привід вводяться гідравлічні, пневматичні або гідропневматичні підсилювачі. У СРСР і інших країнах, де прийнятий правосторонній рух, застосовують ліве рульове управління, і навпаки. Це покращує обзорность дороги, що особливо важливе при обгоні. Рульове управління повинне забезпечувати хорошу повороткість А. без бічного ковзання керованих коліс на повороті при мінімальному зусиллі на рульовому колесі, а також стабілізацію коліс при прямолінійному русі. Легкість управління створюється необхідним передавальним числом рульового механізму і рульового приводу (силове передавальне число знаходиться в межах 100—300), причому передавальне число рульового механізму часто буває змінним. Рульовий привід здійснює одночасний поворот керованих коліс на різні кути з коченням їх без бічного ковзання. Стабілізація керованих коліс, тобто їх здатність зберігати положення, займане при прямолінійному русі, і автоматично повертатися в це положення, коли рульове колесо буде відпущено, досягається поперечним і подовжнім нахилом шворнів поворотних цапф коліс. Для підвищення маневреності А., особливо підвищеною прохідності, роблять керованими всі колеса (2-осниє А.) або колеса двох передніх осей (4-осниє А.). Для цієї ж мети виконують поворотними колеса причепів-розпусків або напівпричепів в автопоїздів. Гальмівна система служить для уповільнення руху і повної зупинки (робоче ножне гальмо), а також для утримання А. на місці (ручне гальмо стоянки). Робітник гальмо діє на всі колеса А. На кожному колесі встановлюють барабанний або дисковий гальмівний механізм, дія якого здійснюється гідравлічним, пневматичним або пневмогідравлічним приводом. У гальмівних механізмах гальмівні колодки з фрикційними накладками під час гальмування притискаються до колісного гальмівного барабана або диска. Гідравлічний привід ( мал. 11 ), який часто буває забезпечений вакуумним або пневматичним підсилювачем, застосовується на легкових А. і вантажних А. малій вантажопідйомності, на останніх А. встановлюється переважно пневматичний привід, одержуючий стисле повітря від компресора, що приводиться в дію двигуном А. Стояночний гальмо діє зазвичай лише на провідні колеса (безпосередньо або через трансмісію).
Для підвищення надійності гальм застосовують роздільний привід від однієї педалі на передні і задні колеса або дубльований привід на задні колеса. На великих автобусах і важких вантажних А. все більше використовують додаткові гальма-сповільнювачі, в яких часто гальмівний момент створюється двигуном при перекритому випускному трубопроводі і припиненні подачі палива. Застосовуються також гальма-сповільнювачі з незалежним від двигуна електричним або гідравлічним гальмівним пристроєм, що діє на трансмісію А.
Електроустаткування А. складається з джерел струму (акумуляторної батареї і встановленого на двигуні генератора) і декількох груп споживачів, воно необхідне для роботи системи запалення і пуску двигуна, а також для приладів зовнішнього і внутрішнього освітлення, світловій і звуковій сигналізації А. Система зовнішнього освітлення і сигналізації включає: зовнішнє головне освітлення, здійснюване фарами з ближнім і далеким світлом (свето-технічні параметри фар підбираються так, щоб забезпечити видимість дороги вперед на 100—150 м-коду при русі з великими швидкостями і безпечний роз'їзд на порівняно вузькій дорозі без засліплення водіїв зустрічних А.); білі або жовті ліхтарі (підфарники), габарити, що позначають спереду, А. при його русі в темний час доби з вимкненими фарами по добре освітлених вулицях і дорогах; задні (червоні) ліхтарі, що позначають габарити А. ззаду; покажчики поворотів (ліхтарі з миготливими вогнями, встановлені спереду і ззаду, а інколи і з бічних сторін А.); ліхтарі світлового стоп-сигналу для сповіщення про гальмування. Крім того, можуть встановлюватися протитуманні фари, габаритні ліхтарі і відбивачі, а також спеціальні знаки, що світяться (автопоїзд, таксі і т. п.). У деяких країнах введені миготливі задні червоні ліхтарі для позначення що стоїть на дорозі А.
Міра досконалості конструкції А. оцінюється по компактності конструкції — раціональне використання габаритів і маси, що забезпечує необхідну грузо- або пасажиромісткість А. при мінімальних витратах матеріалів на його виготовлення; по динамічності — інтенсивність розгону, стійкість руху на прямій передачі, максимальна швидкість, тяга на крюку (для автопоїздів); по паливній економічності — витрата палива на виконану транспортну роботу (вантажні А. і автобуси) або на 1 км. пробігу (легкові А.); по прохідності — геометричні параметри шасі і кузова (дорожній просвіт, кути свесов, радіуси подовжньої і поперечної прохідності), тягово-зчіпні властивості, питомий тиск на грунт; по зручності користування — міра забезпечення збереження вантажів в дорозі і легкість виконання навантажувально-розвантажувальних робіт, комфортабельність перевезень пасажирів (розміри сидінь, проходів, висота підніжок, ширина дверей, м'якість підвіски, опалювання, вентиляція і т. п.); по легкості управління — розмір зусиль і кількість необхідних для управління дій водія, маневреність А., легкість пуску двигуна, запас ходу і др.; по безпеці рухи — стійкість керованого руху, надійність гальмування і довжина гальмівної дороги, обзорность дороги, ефективність освітлення і сигналізації і др.; по пристосованості до технічного обслуговування і ремонту — періодичність і трудомісткість технічного обслуговування і ремонту, легкість доступу до агрегатів і вузлам при їх огляді, регулюванні і ремонті; по довговічності і надійності — терміни служби, міжремонтні пробіги, потреба в ремонтних роботах, стабільність робочих процесів, інтенсивність відмов, бездефектність і ін.
Вдосконалення конструкції А. передбачає максимальну автоматизацію управління робочими процесами агрегатів, механізмів і систем, а також управління рухом А. Создани А., які можуть працювати по заданому маршруту без водія або при мінімальній його участі. Велика увага приділяється при конструюванні нових моделей А. підвищенню загальної надійності і зведенню до мінімуму необхідних операцій технічного обслуговування. В перспективних моделей відсутні вузли, що потребують регулювання, в систематичній добавці масла (застосовані антифрикційні матеріали або довговічне мастило), а рідкі масла (у двигуні, трансмісії) можуть змінятися через тривалий період (30 — 50 тис. км. ).
В СРСР створений і періодично уточнюється перспективний типаж А., у основі якого лежить повне задоволення потреб народного господарства і населення в А. різного призначення, вантажопідйомності і пасажиромісткості. Цей типаж передбачає доцільна і економічно виправдана кількість базових моделей з великим числом модифікацій на основі широкої конструктивної уніфікації агрегатів, вузлів і деталей. Т. о. забезпечується надійна і ефективна робота А. у різних кліматичних і дорожніх умовах при мінімальних витратах на їх обслуговування і ремонт.
Літ.: Диваків Е. А., Автомобіль, 4 видавництва, т. 1—3, М.— Л., 1937; Автомобіль, 3 видавництва, М., 1951; Гольд Би. Ст, Фалькевіч Би. С., Теорія, конструювання і розрахунок автомобіля, М., 1957; Ісаєв А. С., Від самобеглой коляски до ЗІЛ-111, М., 1961; Гагарін Е. І., Леонтій Лук'янович Шамшуренков. [Винахідник], М., 1963; Літвінов А. С., Ротенберг Р. Ст, Фрумкин А. До., Шасі автомобіля, М., 1963; Анохин Ст І., Вітчизняні автомобілі, 2 видавництва, М., 1964; Автомобілі. Пристрій, експлуатація і ремонт, 2 видавництва, М. 1965; Бухарін Н. А. [і ін.], Автомобілі. Теорія робочих процесів, М.— Л., 1965; Бурков М. С., Спеціалізований пересувний склад автомобільного транспорту, М., 1966; Іларіонов Ст А., Експлуатаційні властивості автомобіля, М., 1966; Бекман Ст Ст, Гоночні автомобілі, Л., 1967; Автомобіль. Експлуатація і ремонт, М., 1968 (Енциклопедичний словник-довідник).
