January 19, 2018

Все о вашем автомобиле

На сегодняшний день термин «лошадиная сила» используется очень часто, особенно в среде автомобилистов  каждый из нас слышит его почти каждый день.В технических характеристиках любого автомобиля можно найти данные о мощности двигателя, выраженные в киловаттах или в лошадиных силах. Понятие «лошадиная сила», казалось бы, более удобно и  понятно. Но  все ли знают, откуда произошло это понятие, и кто первый ввел его в нашу речь?

 

Примерно в 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины. Существует мнение, что  первую машину Уатта купил пивовар для того, чтобы заменить ею лошадь, приводившюю в действие водяной насос. Уатт, наблюдая за традиционным  на то время источником энергии — лошадью, пришел к выводу, что в среднем за минуту она поднимает груз весом в 180 фунтов на высоту 181 фут. Округлив расчеты в фунто-футах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000  фунто-футов в минуту. Расчёты Джеймса Уатта относились к мощности лошади, усреднённой за большое время. Лошадь  кратковременно может развивать мощность до 1000 кгс·м/с, — около 9,8 кВт или 33 475 BTU/ч (котловая лошадиная сила).

Лошадиная сила, это внесистемная единица мощности.  Именно эта выбранная единица работы прошла через века до наших дней и теперь используется применительно к машинам, электропилам и даже пылесосам.

Что же на самом деле означает понятие лошадиной силы? Уатт рассуждал, что одна лошадь может делать 33000 фунто-футов работы каждую минуту. Одна лошадь в среднем может поднимать в переводе на привычные нам единицы измерения 150 кг с глубины 30 м за 1 мин, или 15 кг с 300 м за 1 мин, или 1500 кг с 3 м за 1 мин. Всего должно быть 4500 кг-м за 1 мин.

Можно  просчитать, что лошадь теоретически должна сдвинуть 15000 кг на 30 см за 1 мин, что не всегда возможно на практике (за редким исключением, но об этом ниже). Можно попробовать лошадь заставить сдвинуть 1,5 кг на 3000 м за одну мин, что равно скорости 180 км/ч, что  тоже невозможно для лошади. Но эту задачу легко решить сконструировав систему блоков. Тоесть, можно создать систему блоков, которая позволит лошади двигаться с комфортной для нее скоростью и не прилагая чрезмерных усилий независимо от веса, который перемещается.

Одна лошадиная сила (л.с.) переводится в другие единицы измерения по следующим правилам:
Британская 1 л.с. = 746 Ватт. Если взять одну лошадь с мощностью 1 л.с. и поставить ее на барабан, то она сможет приводить в действие генератор, производящий 746 Ватт. В международной системе физических величин традиционная лошадиная сила равна 736 Ваттам или 75 кг.м/с.

1 британская л.с. в час выдает 2,545 BTU (British thermal units — британских тепловых единиц). Если взять 746 Ватт и подавать их на электрический нагреватель в течение часа, мы произведем 2,545 BTU (где BTU — количество энергии, необходимое для нагрева 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта за час).
1 BTU = 1,055 Джоуля, или 252 г-калорий или 0.252 пищевых калорий. Лошадь, производящая 1 л.с., сжигает 641 калории в час.

Небольшой пример:
У автомобиля «Жигули» больше 60 лошадиных сил, а разве можно на нем увезти груз весом в  20 тонн? Он и  с места не сдвинет такую тяжесть. А вот лошадь со своей одной лошадиной силой  может тянуть быстрым шагом двадцать тонн! Конечно, не любая лошадь, а тяжеловоз.

В 1957 году жеребец Форс советской тяжеловозной породы установил рекорд. Он провез по гладкой дороге несколько сцепленных повозок на пневматических колесах на подшипниках на расстояние 35 метров без малого 23 тонны (22 991 кг!). Естественно любая, даже самая сильная лошадь, не сможет сдвинуть с места такую тяжесть. Поэтому, когда лошадь уже тронулась, увозя основную массу груза, к нему на ходу добавляют мешки с песком, пока лошадь не остановиться, не в силах двигаться дальше.

Самым мощным двигателем в мире на данный момент является Wartsila-Sulzer RTA96-C. Это турбодизельный двигатель, созданый специально для больших океанических кораблей. Весит он 2300 тонн, в длину насчитывает 27 метров (89 футов), в высоту 13(44 фута), имеет мощность 108920 л.с. при 102 об/мин., топлива расходует более 6000 л/час. Установлен он на супертанкер Knock Nevis, или T.T. Jahre Viking длиной 485 метров!

 

 

Самодельный автомобиль от конструкторов ЗиЛа

 

Самодельный автомобиль

Наш самодельный автомобиль предназначен для изготовления в техничес­ких кружках, станций юных техников. Несмотря на малые размеры и простоту, в его конструкции нашли отражение наиболее со­временные направления конст­руирования автомобилей: у на­шего самодельного автомобиля безрамный не­сущий кузов, независимая подвеска всех четырех колес, подвесные педали.

Сделав самодельный автомобиль, ребята смогут научиться ездить на нем. Для этого предусмотрено второе управление для инструктора, как на настоящих учебных автомо­билях. Основные параметры самодельного автомобиля:

Число мест . . . 2 + 2 = 4

Скорость . . . 40—50 км/час База……………………. 1 700 мм

Колея …. 1200 мм Дорожный просвет . 180 мм

Мощность двигателя 4,5 л. с. при 4 800 об/мин.

Топливо для самодельного автомобиля применяется такое же, как и для мотоциклов и моторол­леров, — смесь бензина с двухтактным маслом в отношении 25:1.

Силовым агрегатом автомоби­ля является двигатель от мото­коляски «С-З-А». Это одноцилинд­ровый двухтактный двигатель в блоке со сцеплением и короб­кой передач. Собственно, это обычный мотоциклетный двига­тель, но с вентилятором для охлаждения. Краткая техническая характе­ристика:

Диаметр цилиндра 52 мм

Ход поршня . . 48 мм

Число цилиндров . 1

Число тактов . . 2

Макс. мощность . 4,5 л. с.

Передаточное чис­ло промежуточной передачи………………. 2,75

Передаточные числа коробки передач:

1—3,24

2 — 1,60

3—1,0

Основу самодельного автомобиля составляет безрамный несущий кузов, сде­ланный из дерева, с металличе­скими усилителями (рис. 1 и 2).

К кузову крепятся все агрегаты самодельного автомобиля: 1. Передний подрамник с пе­редней подвеской и рулевым управлением. 2.Задний подрамник с задней подвеской и силовым агрегатом. 3.Органы управления. 4. Сиденья. Все узлы самодельного автомобиля спроек­тированы таким образом, что мо­гут быть изготовлены независимо один от другого и потом установ­лены на каркас. Кузов автомобиля представ­ляет собой прочный деревянный ящик, который состоит из 5 щитов: двух боковых, нижнего, пе­реднего и заднего. Щиты можно изготовить из фанеры (10—12 мм толщиной) или досок, плотно при­гнанных друг к другу и соединен­ных в шпунт. Щиты из досок должны собираться на водоупор­ном клее. Если щиты изготов­ляются из фанеры, то можно вырезать их по размерам черте­жа, оставив небольшой припуск на окончательную обработку в сборе. Если материалом слу­жат доски, то из них сначала собираются щиты большего разме­ра, из которых потом «выкраи­ваются» панели кузова (с не­большим припуском на оконча­тельную обработку). После изготовления щитов при­ступают к сборке каркаса кузо­ва самодельного автомобиля. Щиты соединяются между собой на клею и усиливаются ме­таллическими уголками (20х20 мм). Усиливающие уголки обязательно устанавливаются в местах соединения переднего и заднего щитов с боковинами и полом. Задняя часть кузова, кроме то­го, усиливается двумя косыми боковыми накладками толщиной 3—5 мм и шириной 80—100 мм от верхних углов задней стенки к нижним задним углам каркаса. Все металлические усилители крепятся с помощью болтов с гайками (болты Мб или М8). После этого каркас покрывает­ся изнутри и снаружи горячей олифой и прокрашивается два раза масляной краской. Передний подрамник с руле­вым управлением крепится к дни­щу кузова передней части авто­мобиля болтами М8 с гайкой. Основу переднего подрамника самодельного автомобиля (рис. 2)

составляет короткая продольная труба 1, к которой привариваются уголки 2 для крепления ее к кузову и крон­штейны 3 для установки рычагов передней подвески. Рычаги передней подвески самодельного автомобиля имеют в плане треугольную фор­му и свариваются из труб. К внутренним концам рычагов приварены гнезда 3 для со­единения с центральной тру­бой 1. Соединение выполняется с помощью болтов и резиновых втулок (сеч. А— А). К наружным концам рычагов приварены площадки для уста­новки пружин подвески и втулки для крепления поворотных кула­ков. Втулки приварены с накло­ном 11° внутрь. Во втулку встав­ляется шкворень, при помощи которого к рычагу подвески кре­пится поворотный кулак 5. Пово­ротный кулак представляет собой диск, к которому приварены с одной стороны ось переднего колеса, с другой стороны — 2 ушка для шкворня и рычаг для рулевой тяги. Кроме того, на дисках пово­ротных кулаков крепятся тор­мозные колодки (от мотоциклов «М-1-А», «К-125», «К-55»). Пра­вый и левый кулаки симмет­ричны. На ось поворотного кулака устанавливается на подшипниках ступица колеса. Ступицы всех колес, кроме правого заднего, одинаковы. После того как передняя под­веска самодельного автомобиля собрана, ее можно уста­навливать на самодельный автомобиль. На перевернутый кузов устанавли­вается передняя подвеска таким образом, чтобы се передний уго­лок располагался вровень с пе­редней кромкой днища, а ось центральной трубы совпадала с осью самодельного автомобиля. Болты, кре­пящие переднюю часть подвески к кузову, должны проходить че­рез днище и уголок, усиливаю­щий соединение передней пане­ли с днищем. Под болты, крепящие заднюю часть подвески изнутри кузова, следует подложить полосу ли­стового железа. Верхние концы пружин под­вески крепятся к боковинам ку­зова при помощи угольников. Вал рулевого механизма про­ходит сквозь отверстие в днище кузова и соединяется с рулевым механизмом. Основанием задней подвески самодельного автомобиля (рис. 3) также является продоль­ная труба 1, но к заднему концу ее приварена поперечная труба 2 с фланцами на концах. При уста­новке подвески на самодельный автомобиль эти фланцы соединяются болта­ми с усилителями каркаса. Креп­ление передней части задней подвески аналогично креплению передней подвески. Левый рычаг задней подвески аналогичен рычагам передней подвески с той лишь разницей, что к наружному концу рычага вместо втулки поворотного шкворня приварены опорный диск тормоза и ось колеса.Правое заднее колесо являет­ся ведущим, поэтому на правом рычаге задней подвески в трубе на подшипниках размешается полуось. На правом конце полу­оси на шпонке сидит ступица колеса, на левом конце — ведо­мая звездочка, связанная цепью с ведущей звездочкой двигателя. Двигатель крепится на правом рычаге задней подвески при по­мощи двух опор. Задняя опора имеет устройство для регулиров­ки натяжения цепи. Цепь может быть использова­на от любого мотоциклетного двигателя с рабочим объемом 125 см3. В левой верхней части заднего щита кузова самодельного автомобиля закрепляется топ­ливный бак, от которого через бензокраник и бензопровод топ­ливо подается к карбюратору. Тормозная система состоит из колесных тормозов, тормозного привода и тормозных педалей для водителя и инструктора. Для колесных тормозов исполь­зованы мотоциклетные детали. Тормозной привод (рис. 4) механический, на все четыре ко­леса. Для создания одинакового тор­мозного усилия на всех колесах тормозной привод имеет 3 урав­нителя. Стояночный тормоз с ручным приводом действует на задние колеса. Рычаг ручного тормоза с деталями установки использо­ван от мотоколяски. Все детали тормозного привода крепится к переднему щиту и днищу ку­зова с помощью шурупов. При­вод дросселя карбюратора и сцепления осуществляется при помощи мотоциклетных тросов продольных тяг. Привод меха­низмов запуска двигателя и переключения передач осу­ществляется при помощи тяг из металлического прутка. Кон­фигурация тяг подбирается по месту. Электрооборудование мото­циклетного типа. Перед водителем, кроме педа­лей и рычагов управления, нахо­дится приборная доска, на кото­рой размещаются замок зажи­гания, переключатель света, указатели поворотов, контрольная лампочка. Здесь мы расскажем о спосо­бе изготовления деталей обли­цовки, а выбор формы кузова предоставим самим строителям самодельного автомобиля автомобиля. Детали облицовки, имеющие сравнительно простую форму (боковины в средней части, ниж­няя часть лобовой поверхности), могут быть изготовлены из фа­неры или листового железа, согнуты в одном направлении. Более сложные детали обшивки делаются из листового металла путем выбивания на деревянной болванке. Можно также изгото­вить специальные формы из дерева, гипса и выклеивать дета­ли обшивки из деревянного шпо­на, ткани или оберточной бу­маги. Клеить следует водостойким клеем, накладывая слой материала после полного высыхания предыдущего. Толщина обшивки, изготовленной таким обратом, должна быть не менее 3—4 мм. Готовые детали обшивки уста­навливаются на каркас кузова, шлифуются шкуркой, грунтуют­ся, шпаклюются, снова обраба­тываются шкуркой и красятся. Окраску можно применить двух­цветную, что при правильном подборе линий окраски придаст динамичность внешнему виду ав­томобиля. Мы описали конструкцию ос­новных узлов самодельного автомобиля. Рас­сказывать подробно о всех деталях самодельного автомобиля нет необхо­димости, так как в ходе его из­готовления будут возникать де­сятки вариантов конструкции каждой детали, и вы, несомнен­но, выберете ту, которая лучше соответствует имеющемуся у вас оборудованию и материалам.