Автомобілі зробили революцію в житті людини і стали основним видом транспорту. Від винаходу колеса до електромобіля ми досліджуємо його еволюційний шлях.
Автомобіль — чотириколісний транспортний засіб, який пересувається по дорозі, використовуючи в якості джерела енергії різні види нафтового палива. Автомобіль у значенні цього терміна з'явився в 17 столітті завдяки паровому двигуну. Автомобілі є основним видом транспорту як усередині країни, так і за кордоном, а автобуси, які класифікуються як громадський транспорт, можна вважати різновидом автомобіля, тому їхній вплив на транспорт у всьому світі є величезним. Автомобілі є незамінним і важливим засобом пересування в сучасному суспільстві, який значною мірою сприяє зручності життя та економічному розвитку.
Колеса, з яких складається автомобіль, які безпосередньо контактують із землею та сприяють його руху, вважаються одним із найбільших винаходів в історії людства, а дископодібні колеса, які з’явилися приблизно за 5000 років до нашої ери, були першими у своєму роді. За часів династії Ур у Месопотамії були винайдені перші двоколісні візки, які складалися з двох дископодібних коліс із просвердленим отвором у центрі та дерев’яним клином, вбитим у вісь, яка була закріплена під санчатами. Шумерська династія Ур запровадила чотириколісні колісниці, які значною мірою сприяли транспортуванню вантажів, але дороги, якими вони подорожували, не підтримувалися, що ускладнювало транспортування порівняно з сучасними. Війни шумерів призвели до винаходу колісниць, поєднання чотириколісних колісниць і коней, а приблизно в 2000 році до нашої ери з’явилося колесо зі спицями, тип колеса зі спицями, що з’єднували центральне колесо з ободом. Оскільки колісниці продовжували ставати все більш популярними, колеса зі спицями ставали все більш практичними, і вони залишалися такими до 19 століття, без значних змін у зовнішньому вигляді. Колеса, які використовуються в сучасних автомобілях, також мають дещо спільне в тому, що в основному це колеса зі спицями, за винятком того, що форма спиць змінювалася експоненціально.
Якщо під час руху автомобіля котяться колеса, то двигун забезпечує це потужністю. Більшість автомобільних двигунів є двигунами внутрішнього згоряння, і, звичайно, на початку автомобілів використовувалися двигуни зовнішнього згоряння, включаючи парові двигуни. Автомобілі з паровим двигуном широко використовувалися до появи бензинових автомобілів, і вони стали популярними в Європі на початку 19 століття, головним чином як приміські автобуси. До кінця 19-го століття маленькі автомобілі для особистого користування мали ознаки широкого поширення, але винахід більш потужного та простішого бензинового двигуна поклав цьому край. Автомобілі з паровим двигуном почали комерціалізувати на початку 1900-х років, і, хоча вони добре працювали та були легкими в управлінні, вони мали такі недоліки, як велика вага та тривалий час між запуском і запуском. З часів появи парового двигуна автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння стикаються з проблемами через забруднення навколишнього середовища, наприклад вихлопними газами в сучасну епоху, і електричні транспортні засоби розробляються, щоб компенсувати це, і нещодавно досягли стадії комерціалізації. І двигуни зовнішнього згоряння, включаючи парові двигуни, і двигуни внутрішнього згоряння, які в основному використовуються в сучасних автомобілях, є тепловими двигунами, які виробляють електроенергію шляхом перетворення теплової енергії, що утворюється при спалюванні палива, в механічну енергію. Вони класифікуються на двигуни зовнішнього згоряння та двигуни внутрішнього згоряння залежно від того, спалюється паливо зовні чи всередині циліндра. Оскільки перший менш термічно ефективний, ніж другий, зараз використовуються двигуни внутрішнього згоряння.
Залежно від використовуваного палива автомобільні двигуни можна класифікувати на дизельні двигуни, бензинові двигуни, газові двигуни та масляні двигуни. Дизельні двигуни використовують самозаймання шляхом впорскування палива в повітря, а решта запалюються від свічок запалювання. Залежно від руху поршня двигуни внутрішнього згоряння поділяються на чотиритактні та двотактні. У випадку чотиритактного бензинового двигуна потужність отримується від палива через чотири етапи: впуск, стиснення, детонація та випуск. У цьому процесі колінчастий вал обертається двічі, але різниця полягає в тому, що поршень обертає колінчастий вал лише один раз у двотактному двигуні порівняно з чотиритактним двигуном: поршень піднімається один раз, щоб створити впуск і стиснення, і опускається один раз, щоб створити вибух і вихлоп. Підводячи підсумок, чотиритактний двигун – це двигун, у якому поршень проходить чотири такти для завершення одного циклу, а колінчастий вал обертається двічі, тоді як двотактний двигун – це двигун, у якому поршень проходить два такти для завершення одного циклу, а колінчастий вал обертається один раз.
Окрім коліс і двигуна, сьогоднішній автомобіль можна описати як дві основні частини: кузов і шасі. Кузов - це простір, де перевозяться люди або вантажі, а шасі - частина, яка сприяє руху автомобіля. Основний кузов — це буквально скелет автомобіля, який має витримувати вагу людей і вантажу, протистояти зовнішнім ударам і внутрішнім коливанням. Екстер’єр – це те, що ви бачите, дивлячись на автомобіль ззовні, і саме це надає автомобілям різних марок, як-от Mercedes-Benz, Rolls-Royce та інших, особливого вигляду. Інтер’єр складається з внутрішніх пристроїв, які відповідають за здоров’я та безпеку автомобіля. Найважливішою частиною шасі є двигун разом із трансмісією, яка передає потужність, вироблену двигуном, на колеса. Рама, яка охоплює кузов автомобіля, також класифікується як шасі, як і системи рульового керування, гальмування та підвіски.
Автомобіль багато в чому зобов'язаний людині Генрі Форду. Форд, чия кар’єра охопила кінець 19-го та початок 20-го століть, сказав знамениту фразу: «Ви повинні створювати речі на 95 відсотків, а не на 5 відсотків». За часів Форда в автомобільній промисловості автомобілі були предметом розкоші. Для широкої громадськості автомобілі були громіздкими видами транспорту та недосяжними для доходів трудящих. Приєднавшись до електричної компанії Едісона у віці 20 років, Форд працював над двигуном внутрішнього згоряння, а до 32 років він винайшов повнопривідний автомобіль із шинами. Автомобілі, які він представив на ринку після заснування Ford Motor Company, були занадто дорогими для мас, але він працював над зниженням цін, представивши модель Ford T і зробивши її доступною для працівників. Нижча ціна була досягнута шляхом спрощення та стандартизації процесу виробництва, і в 1913 році Форд представив першу систему складання за допомогою конвеєрних стрічок, відкривши еру масового виробництва автомобілів. Не буде перебільшенням сказати, що запровадження Фордом системи конвеєрного виробництва відповідає за ремені та довгі черги робітників, які часто з’являються в класичних фільмах 20-го століття. Цей конвеєрний процес зробив Ford більш ніж у п’ять разів ефективнішим за своїх конкурентів і знизив ціну на Model T вдвічі. Ця величезна ринкова конкурентоспроможність у поєднанні з відкриттям міждержавної системи автомобільних доріг у Сполучених Штатах започаткувала еру економічного відродження. Одним словом, Форд, мабуть, є найвпливовішою фігурою в історії автомобіля.
Сучасні автомобілі часто класифікують за зовнішнім виглядом. Типовий чотиридверний автомобіль називається седаном, тоді як позашляховик має вищу колісну базу та дорожній просвіт, ніж седан. Купе також має двоє дверей, на відміну від седанів. Автомобіль з висувною стелею називають кабріолетом, а лімузин має подовжену задню частину, якщо дивитися збоку. У універсалів стеля горизонтальна аж до заднього багажника, а у фургонів відносно великий і просторий задній ряд. У пікапах місце для зберігання без даху займає задню частину кузова. Незважаючи на те, що ця класифікація містить багато неоднозначностей, більшість людей використовують її, коли говорять про типи автомобілів.
Автомобілі, безсумнівно, є важливим і впливовим видом транспорту в сучасному житті, але використання ними викопного палива має той недолік, що сприяє глобальному потеплінню та ймовірності їх виснаження. У зв’язку з цим у галузі економічних транспортних засобів, таких як електричні та водневі, проводиться багато досліджень. Електромобілі — це автомобілі, які працюють на електриці, тобто вони мають нульовий рівень викидів і абсолютно безшумні. Основна відмінність полягає в тому, що двигун замінено електродвигуном порівняно зі звичайним автомобілем, тому акумулятор, який постачає енергію, є важливим, а мініатюризація, легка вага та скорочення часу заряджання стають важливими питаннями для комерціалізації. Водневі транспортні засоби мають перевагу в тому, що після згоряння виробляють лише невелику кількість оксидів азоту, тому вони не сприяють проблемам забруднення. Основною сировиною є вода, яка після використання повертається в навколишнє середовище, тому не потрібно турбуватися про виснаження. Однак метод зберігання водню, будь то зріджений водень або гідрид металу, ще не повністю практичний, оскільки технічні проблеми перешкоджають його комерціалізації.
Дослідження електричних і водневих автомобілів ще тривають. Багато автовиробників інвестують значні кошти в дослідження та розробки для розробки екологічно чистих та економічних моделей, і попит на екологічно чисті транспортні засоби стрімко зростає в усьому світі. Електромобілі, зокрема, переживають стрімке зростання завдяки розширенню зарядної інфраструктури та прогресу в технології акумуляторів. У відповідь уряди та приватні компанії працюють разом, щоб запровадити різні політики та програми для збільшення проникнення електромобілів. Очікується, що це зрештою сприятиме зменшенню викидів вуглекислого газу та покращенню якості повітря.
Автомобіль є винаходом людського бажання подорожувати між віддаленими місцями, і хоча він всюдисущий, він усе ще вважається незамінним навіть у розвинутих суспільствах. Автомобіль ще не повністю вільний від перешкод виснаження викопного палива та обмежень альтернативних технологій, але мало хто з футуристів вірить, що він коли-небудь зникне. Оскільки автомобіль став невід’ємною частиною людського життя, здається очевидним, що постійний інтерес і підтримка автомобіля тісно пов’язані з процвітанням людини. Щоб забезпечити стале майбутнє, автомобільна промисловість продовжуватиме впроваджувати інновації та розвиватися, дозволяючи нам насолоджуватися більш зручним та екологічно чистим транспортом.
