АВТОМОБИЛЬ НА ПОРОГЕ XXI ВЕКА
Кандидат технических наук Б. КУРОВ. (Государственный научный центр “Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт” — ГНЦ НАМИ).
По прогнозам специалистов, в первые годы ХХI века по дорогам планеты будет ездить миллиард автомобилей. Уже сейчас в Канаде, Германии, Италии, Японии, Франции, Великобритании на 1000 жителей приходится 500—700 автомобилей, в США — 800 (в России, для сравнения, — около 150). Цифры впечатляющие, особенно если учесть, что такой рывок — от первых экземпляров до беспрецедентного распространения по всему миру — автомобиль сделал всего за одно столетие.
Развитие автомобилестроения началось в самом конце прошлого века с появления самобеглых колясок, или, как их еще называли, самодвижущихся экипажей. Поначалу они привлекали внимание только спортсменов-любителей. Победитель первых гонок, которые прошли в США в 1895 году, показал невиданную для той поры скорость — 24 километра в час. Всего через 15 лет, в начале 1911 года, гоночный автомобиль фирмы “Бенц” установил рекорд скорости — 228 километров в час. Тогда в это трудно было поверить, сегодня же со скоростью свыше 200 километров в час могут ездить многие современные автомобили. Последний поистине фантастический рекорд скорости был установлен осенью прошлого года. Произошло это в Америке, в штате Невада. Специально разработанный гоночный автомобиль на трассе длиной 21 километр, проложенной по дну высохшего озера, развил скорость 1229,78 км/ч. Автомобилестроению понадобилось меньше 90 лет, чтобы преодолеть звуковой барьер и достичь скорости самолета.
Первые модели “авто” представляли собой обычную коляску-пролетку, оснащенную двигателем. Сначала его размещали на полу, а несколько позже для удобства стали устанавливать спереди или за задними сиденьями. Но форма коляски-пролетки для самодвижущегося экипажа явно не подходила, и автомобиль, легко вытеснив свою предшественницу, стал постепенно приобретать новые очертания, сначала отдаленно, потом все отчетливее напоминающие современные. Первым шагом на этом пути был переход на выпуск более удобных и комфортабельных закрытых автомобилей.
С конца 1920-х годов производство и совершенствование конструкции автомобиля шли необыкновенно быстро. В первую очередь конструкторы стремились усовершенствовать двигатель. На протяжении ХХ века мощность автомобильных моторов возросла в прямом смысле слова во сто крат (от 2—3 до 200 кВт). Современный мотор сделал автомобиль высокоскоростным, придал ему прекрасные динамические качества, а электроника заметно улучшила его экономические характеристики и упростила управление.
Автомобилестроение всегда в полной мере отражало уровень научно-технического прогресса и стимулировало развитие практичес ки всех отраслей промышленности. Небывалый скачок промышленного производства произошел в Америке, когда на заводах Форда впервые появилось конвейерное производство. Позже то же самое случилось в “автомобильных” странах Европы. По мере совершенствования конструкции автомобиля разрабатывались новые специальные марки сталей, неметаллические конструкционные материалы, изделия электронной промышленности. Появились высококачественные сорта моторных топлив и масел, резины. Специально для автомобильного производства станкостроительные заводы начали выпускать высокоскоростные станки, роботы для сварки, сборки и окраски кузовов. Все эти материалы и оборудование внедрялись в массовое конвейерное производство автомобилей.
О масштабах автомобилестроения в США можно судить по данным, опубликованным в журнале “Motor vehicle 1996, Facts and Figures”: из общего количества материалов, израсходованных в стране в 1995 году, на автомобильную промышленность пришлось 20,2% нержавеющей стали; 10,6% специальных сталей; 69,3% ковкого чугуна; 27% алюминиевых сплавов; 79% резины для изготовления шин; 68,1% свинца.
Но если в первой половине ХХ века основная масса автомобилей производилась в США, то с середины 1950-х годов автомобилестроение начало быстро набирать силу в странах Европы, а затем и в Азии. Сейчас европейский парк автомобилей уже на 24% превышает парк США, а азиатский составляет от него 63%.
Распространение автомобиля по всему миру не обошлось без негативных последствий. Автомобильный транспорт стал одним из главных загрязнителей атмосферы. В крупных городах его вредные выбросы в несколько раз превышают загрязнение воздуха промышленными предприятиями. С выхлопными газами в атмосферу попадают миллионы тонн оксидов углерода и азота, углеводородов, тысячи тонн высокотоксичных соединений свинца.
Чтобы ограничить вредное воздействие автотранспорта на окружающую среду, правительства разных стран установили нормы предельно допустимых выбросов. Современный автомобиль должен соответствовать этим нормам, иначе он не допускается к эксплуатации. Такие жесткие требования вынудили автомобилестроителей, несмотря на технические трудности и большие капиталовложения, вводить в конструкцию автомобиля узлы и устройства, снижающие токсичность отработавших газов. Эти усовершенствования, особенно каталитические нейтрализаторы, оказались весьма эффективными. За 20 лет удалось создать значительно более экологически чистые автомобили, которые удовлетворяют современным жестким нормам по выбросам вредных веществ. Благодаря этим усилиям состояние воздуха в крупных городах, насчитывающих миллионы автомобилей, перестало быть угрожающим.
Идет борьба и с попаданием в атмосферу высокотоксичных соединений свинца, содержащихся в качестве антидетонационных присадок в этилированном бензине. Около 20 лет назад во всех развитых странах мира началось вытеснение этилированного бензина высокооктановым топливом без соединений свинца. Чтобы наладить его производство, пришлось переоснащать нефтеперерабатывающие предприятия и внедрять на них новые технологии переработки нефтепродуктов. Западная Европа намерена уже в ближайшие 10 лет окончательно избавиться от этилированного бензина. В России он запрещен пока только в Москве и Санкт-Петербурге. Кстати, с 1 января нынешнего года введен государственный стандарт Российской Федерации на четыре сорта неэтилированных бензинов: “Нормаль-80”, “Регуляр-91”, “Премиум-95” и “Супер-98”. По детонационным свойствам эти бензины соответствуют прежним А-76, АИ-91, АИ-95 и АИ-98.
Еще одна проблема, связанная с автомобилизацией: куда девать машины, отслужившие свой срок? В Западной Европе, например, в 1995 году их оказалось 15 миллионов, а в США каждый год приходится ликвидировать около 12 миллионов старых машин. Чтобы переработать такую огромную массу отходов без ущерба для окружающей среды, пришлось создавать предприятия по приемке, демонтажу и утилизации старых автомобилей. Кузова и негодные металлические детали спрессовываются в брикеты и идут в переплавку, а изделия из пластмассы, стекла, резины, обивочных материалов в измельченном виде отправляются на свалки. Таких “машинных” отходов в мире ежегодно скапливается около 7 миллионов тонн. Введены даже законодательные ограничения на применение в автомобиле токсичных материалов, отравляющих окружающую среду и после их переработки.
К концу ХХ столетия автомобиль достиг высокой степени совершенства, он стал для человека в буквальном смысле слова спутником жизни и незаменимым помощником. Как и раньше, конструкция автомобиля продолжает совершенствоваться. Идет работа над улучшением двигателя, повышаются его энергетические, топливно-экономические, экологические и другие важные показатели. Несмотря на усложнение конструкции, современные двигатели внутреннего сгорания становятся все более надежными. Автозаводы научились быстро перестраивать и обновлять производство. В восьмидесятые годы, например, одна и та же модель или одно семейство двигателей выпускались по 10—15 лет, сегодня этот срок сократился до 5 лет.
У автомобильных двигателей внутреннего сгорания пока нет серьезных конкурентов, поэтому есть все основания полагать, что в первое десятилетие XXI века ими будет оснащаться подавляющее большинство автомобилей. Тем не менее идет постоянный поиск принципиально новых двигателей, которые не будут потреблять нефтяные топлива, а значит, оказывать вредное воздействие на окружающую среду. Правительства некоторых стран пытаются даже законодательными мерами ускорить разработку автомобильных моторов, лишенных недостатков двигателей внутреннего сгорания. В США, к примеру, в 2000 году должно быть выпущено 2% автомобилей с “нулевой” токсичностью. Пока к таковым можно отнести главным образом электромобили и автомобили с двигателями на водородном топливе, но научные поиски новых двигателей ведутся и в других направлениях.
Кто знает, может быть, следующее столетие будет отмечено переходом автомобилестроения на новый экологически чистый двигатель, по всем прочим параметрам не только не уступающий, но и превосходящий двигатель внутреннего сгорания.
В статье приведены графики из материалов французско-российского семинара “Топлива для автомобилей и их воздействие на окружающую среду”, проходившего в Париже 25—26 сентября 1996 года.
ЦИФРЫ И ФАКТЫ
- За 90 лет ХХ столетия в мире выпущен миллиард триста тысяч автомобилей. Следующие 1,3 миллиарда машин появятся на планете к 2010 году. Для их производства мировому автомобилестроению понадобится всего 20 лет.
- В 1900 году было построено 9500 автомобилей. Накануне Первой мировой войны их производство превысило миллион, к концу 1930-х годов — 5 миллионов. В 1996 году с конвейеров автозаводов мира сошло более 52 миллионов автомобилей.
- К концу первого десятилетия ХХ века мировой автомобильный парк насчитывал 300 тысяч машин. Перед началом Второй мировой войны их было уже 46 миллионов, в том числе 9 миллионов грузовых. Полумиллиар дный рубеж был преодолен в 1987 году, а в 1996-м количество автомобилей в мире превысило 690 миллионов.
- В начале 1997 года в Европе насчитывалось 248,2 миллиона автомобилей, из них в странах Общего рынка — 187,5 миллиона; в Америке — 262,3 миллиона, в том числе в США — 200,5; в Азии — 125,7 миллиона; в Африке — 17,9 миллиона автомобилей.
- Мировое автомобильное производство сосредоточено примерно на 40 заводах. Лидеры автомобилестроения “Дженерал Моторс” (США), “Форд” (США), “Тойота” (Япония), “Фольксваген” (Германия) выпускают более чем по миллиону автомобилей в год.
Читайте в любое время
