Как на самом деле был устроен первый автомобиль
Первым в мире автомобилем официально признан Benz Patent-Motorwagen немецкого конструктора Карла Бенца. Несмотря на почетный титул, устройство первенца мирового автопрома лишь местами перекликается с современными авто.
Субтильного вида сооружение на трех колесах, по-немецки тяжеловесно наименованное Benz Patent-Motorwagen, появилось в далеком 1885 году. Работая над машиной, Карл Бенц целенаправленно создавал коммерческий проект — имелось в виду, что она должна стать популярным товаром. Прошедшие с той поры 130 лет подтвердили, что великий немецкий механик имел и недюжинное предпринимательское чутье. Но чтобы утлая самобеглая коляска превратилась в пригодный для всеобщего использования транспорт, конструкторам предстояло сделать еще немало — пользоваться первым автомобилем было нелегко.
Предыстория
Свой бизнес Карл Бенц начинал с небольшой велосипедной мастерской Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik (позже переименована в Benz & Cie), которая в 1883 году принялась за серийное производство ДВС для сельского хозяйства и промышленности. А в 1885 году немецкий изобретатель получил самый важный в его жизни патент № 37435 на автомобиль, который получил имя Benz Patent-Motorwagen (чаще встречается сокращенное название — Motorwagen).
А начался первый автомобиль с мотора. По воспоминаниям самого конструктора, создание его первого автомобильного двигателя — четырехтактного одноцилиндрового агрегата — велось шесть лет. Поначалу Карл Бенц не имел право официально использовать свою разработку, так как подобная конструкция всё еще была защищена патентом Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания. В 1878 году, в предновогодний день 31 декабря, по истечении срока патента Отто, Бенц сумел запатентовать бензиновый мотор с зажиганием от искры на свое имя.
От создания первого бенцевского мотора до работоспособного автомобиля прошло около семи лет. За это время конструктор запатентовал систему зажигания с батареей в качестве источника энергии и искровую свечу зажигания, также были запатентованы сцепление и коробка передач, которые нашли применение на следующих моделях Бенца.
Как оно работало
Первый Benz представлял собой трехколесное транспортное средство со стальной трубчатой рамой. На нее крепилось деревянное подобие открытого кузова, где размещался водитель и один пассажир. Общий диван, обитый натуральной кожей, имел спинку и собственную подвеску в виде цилиндрических пружин и эластичных рычагов, выполняющих роль рессор.
Как мы уже сказали, на Motorwagen устанавливался одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 0,85 л. с. Охлаждение у мотора было водяное, но весьма специфичное. Циркуляции воды не было, она, подаваемая в рубашку цилиндра из специальной емкости, лишь орошала горячие внешние стенки цилиндра и затем испарялась. Естественно, воду приходилось доливать едва ли не чаще, чем бензин, — каждые несколько километров.
Система смазки также была до неприличия простой — масло с нескольких масленок элементарно капало на трущиеся детали силового агрегата.
Топливная система состояла из небольшого бензобака и карбюратора испарительного типа. Последний представлял собой цилиндрическую емкость с волокнами ветоши на дне. На нее самотеком подавался бензин, который тут же испарялся. Поднимающиеся вверх пары подхватывались потоком воздуха, засасываемого в цилиндр, и образовавшаяся таким образом топливная смесь уносилась в камеру сгорания. Роль дроссельной заслонки исполнял расположенный спереди под сиденьем водителя кран, регулирующий подачу воздуха во впускной трубопровод.
Воспламенялась рабочая смесь искровой свечой с платиновыми электродами, внешне, кстати, очень похожей на современные свечи. Высокое напряжение на свечу подавалось индукционной катушкой Румкорфа, которая в модернизированном виде является основной частью системы зажигания и теперешних карбюраторных ДВС. Тогдашний аналог трамблера, который определял момент зажигания, приводился в движение специальным кулачком на промежуточном валу. Генератора не было — источником тока служила только аккумуляторная батарея, которую перед поездкой нужно было зарядить.
Крутящий момент от двигателя передавался на ведущие задние колеса через ременную и шестеренчатые передачи. Сначала с вертикального коленвала поток мощности через открытый конический редуктор направлялся на горизонтальный промежуточный вал, несший на себе шкив ременной главной передачи (и попутно — кулачки привода клапанов ГРМ и трамблера). На расположенный под полом кузова ведомый шкив ременной передачи (он же корпус дифференциала и тормозной барабан) момент передавался кожаным ремнем, закрученным по принципу ленты Мебиуса — работали одновременно две его поверхности. От спрятанного в шкиве дифференциала момент уходил на две колесные полуоси, с которых к колесам мощность передавалась парой «индивидуальных» цепей. Бенц отмечал, что ресурса тогдашних цепей ему хватало немногим больше чем на 100 км пробега.
Коробки передач у Motorwagen, как видите, еще не было. За размыкание колес и двигателя отвечало нехитрое устройство, управляемое рычагом, можно сказать, «предок» сцепления.
Руль в современном понимании слова у Motorwagen отсутствовал. Его роль выполнял рычаг с деревянной рукояткой на конце. Рулевой механизм, действующий по схеме шестерня-зубчатая рейка (практически так же, как сегодня!), управлял единственным передним колесом. Подвеска была только на задней оси в виде двух эллиптических рессор, установленных продольно по отношению к кузову. Спицованные колеса оборачивались в резиновые обода из цельнолитого каучука.
Долго заправляли и медленно ехали
Как же выглядел процесс управления этим конструктивно простым аппаратом? Перед поездкой шофер наливал воду в бачок для охлаждения, бензин в емкость возле карбюратора, масло в масленки. Чтобы завести авто, нужно было раскрутить рукой горизонтальный маховик, предварительно уменьшив вышеупомянутым краником под сиденьем водителя подачу воздуха в карбюратор (аналог педали акселератора). Когда двигатель завелся, шофер усаживался на диван и возвращал краник подачи воздуха в нормальное положение. Длинным рычагом возле сидения драйвер снимался с тормоза, освобождая заторможенный специальной лентой ведомый барабан. Подвинув дальше тот же рычаг, водитель переходил с «нейтрали» на единственную переднюю передачу, смещая приводной кожаный ремень со свободно вращающейся части ведомого шкива на часть, связанную с корпусом дифференциала. Автомобиль приходил в движение.
Когда водитель самодвижущегося экипажа хотел притормозить, он тянул за тот же рычаг, смещая приводной ремень назад на свободно вращающуюся часть шкива, переводя трансмиссию в «нейтраль». Если шофер желал полной остановки, то он тянул рычаг еще дальше и приводил в действие ленточный тормоз, который замедлял барабан, а с ним и всю машину.
Наследники
Вторым автомобилем конструктора стал Benz Patent Motor-Wagen Nummer 2, отличавшийся от первенца доработанным силовым агрегатом. Объем двигателя вырос с 0,95 до 1,5 литра, а мощность увеличилась с 0,85 до 1,5 л.с. Третий экземпляр получил складную крышу, полноценный отдельный бензобак, эжекционный карбюратор привычного для нас типа (с диффузором и поплавковой камерой), двухступенчатую коробку передач, увеличенную на 12 см колесную базу.
В 1893 году появился первый четырехколесный Benz, а еще через год продукция немецкой фабрики впервые приняла участие в гонках. В 1895 году появились первые грузовик и автобус.
Развитие марки в неспокойном ХХ веке — это уже совсем другая история, а с третьим по счету Motorwagen связывают историю, ставшую хрестоматийной. О ней Карл Бенц поведал в своих мемуарах.
Как пишет автор, в 1888 году жена конструктора Берта Бенц, прихватив с собой сыновей, отважилась на самостоятельный пробег, да еще и втайне от мужа. Первая женщина-водитель запланировала и совершила поездку от города Мангейм в Пфорцхайм, расстояние между которыми составляло 106 км. Первый в автомобильной истории пробег не обошелся без неприятностей. Так, около городка Брухзаль на машине истерся и лопнул кожаный приводной ремень. Берта не растерялась и обратилась к местному сапожнику, который наложил латку и установил на место вышедшую из строя деталь (тогда ремни еще не перешли в разряд одноразовых «расходников», это случилось два десятилетия спустя). По пути путешественникам попался подъем, который автомобиль с тремя пассажирами на борту преодолеть не мог. Тогда за руль посадили младшего Бенца, а старший сын с мамой вытолкали повозку на холм. Надо сказать, что Берта Бенц отличилась недюжинной технической смекалкой. В дороге пробило изоляцию электрического провода зажигания. Для ее замены послужила обычная женская подвязка. Из-за низкого качества топлива на маршруте забивалась топливная магистраль, ее женщина якобы прочищала булавкой со шляпы. В качестве топливных заправок супруга изобретателя использовала аптеки, в которых лигроин продавался как лекарство от кожных хворей.
Как видите, привычный на сегодняшний день 100-километровый автопробег оборачивался для шофера целым приключением. На протяжении последующего столетия инженеры неустанно работали над упрощением обслуживания машины. О том, как эволюционировало ТО в течение ХХ века, читайте в нашей недавней публикации.
«Бенц»: 130 лет автомобилю
Как быстро летит время. В 2011 году мы подробно рассказывали о легковых и грузовых автомобилях Benz – тогда отмечали 125 лет автомобилю. И вот наступила круглая дата – 130 лет со дня, когда немецкий инженер Карл Фридрих Михаэль Бенц подал заявку в германский «Императорский патентамт» на «моторную повозку», которую он позднее так и назвал: Benz Patent-Motorwagen. Произошло это 29 января 1886 года. Третьего июля того же года Бенц совершил на своей машине первую показательную поездку по улицам Мангейма, а 2 ноября получил долгожданный патент DRP Nr. 37435. О создании и технических особенностях первого автомобиля Карла Бенца не писал только ленивый, по любому поводу и без него. Расскажем о малоизвестных фактах, которые обычно игнорируют автомобильные историки.
Велосипед или экипаж?
Начнём с хорошего известия: Карл Бенц действительно изобрёл автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. И хотя на первенство претендует множество изобретателей из Франции, Австрии, Америки, Дании и даже России, официальный приоритет заслуженно принадлежит Бенцу. Остальные споткнулись. Некоторые построили машины, но не успели их запатентовать. Другие, наоборот, оформили патент заранее, а изготовили автомобиль значительно позже. Третьи смастерили неработоспособные самодвижущиеся экипажи, а от четвёртых дошли только смутные и ничем не подтверждённые заметки в бульварной прессе. Знаменитый автомобильный историк Ю. А. Долматовский насчитал когда-то аж 416 претендентов на право изобретения автомобиля, но серьёзных конкурентов Карлу Бенцу так и не нашёл.
А теперь плохое известие: практически всё, что нам известно о Бенце и его изобретении, взято не из самых достоверных источников. В первую очередь – из автобиографии, опубликованной в 1925 году под названием «Бенц. Жизненный путь изобретателя» (Benz. Lebens-fahrt eines Erfinders). Однако сам изобретатель к тому времени был в преклонном возрасте и сильно болел. И повествование от первого лица излагал его зять, националистически настроенный учитель географии Карл Фольк. В «автобиографии» мы находим много пафосных изречений, которые Бенц вряд ли мог произнести, например фразу: «Помни, что ты немец!» Есть в ней большие пробелы в исторических и технических данных и достаточно много противоречий. Другой «придворный историк», информацией которого охотно пользуются последователи, – бывший воспитатель принца при испанском королевском дворе, а впоследствии архивариус концерна Daimler-Benz Пауль Зиберц. В разных изданиях биографии Бенца он противоречил сам себе. Вначале Зиберц утверждал, что первый автомобиль – не что иное, как трёхколёсный велосипед с мотором. А уже во втором издании заявил, что это мнение ошибочное.
А ошибка ли это? Факт есть: в 70-х годах XIX века в Англии, действительно, появились трёхколёсные и четырёхколёсные велосипеды, конструкцию которых Карл Бенц взял за основу своей самобеглой коляски. «Баденская земская газета» (Badische Landeszeitung) ещё 130 лет назад рапортовала о «приводимом в движение лигроином велосипеде» Бенца. В 1936 году, когда первому автомобилю исполнилось 50 лет, инженер Макс Раук заявил, что заслуга Бенца состоит в том, что он «органически» соединил трёхколёсный велосипед и двигатель внутреннего сгорания в одно целое. Кстати, колёса велосипедного типа для своей машины Бенц заказывал во Франкфурте на фирме Heinrich Kleyer GmbH, которая выпускала велосипеды марки Adler. Вероятно, рама и некоторые другие детали для первого автомобиля были изготовлены там же.
Отдельные предложения из патента DRP Nr. 37435 цитируют многие, но мало кто изучал весь текст. Германское патентное право защищало рабочие чертежи конкретного агрегата, но не его общую концепцию. Конкретно Карл Бенц получил привилегии только на два изобретения: испаритель капельного типа со стеклянным смотровым окошком и краником для регулировки и оригинальные элементы ременной трансмиссии и привода тормозов. Таким образом, ничто не препятствовало ещё кому-нибудь изобрести автомобиль, что и сделал его конкурент Готлиб Даймлер чуть позже. Любопытно, что в 1885 году он построил двухколёсный агрегат, который назвал «керосиновая повозка для верховой езды» (Daimler Petroleum Reitwagen). Его потом признали первым в мире мотоциклом. А вот первый автомобиль Даймлера представлял собой обыкновенную конную пролётку производства фирмы Wilhelm Wimpff & Sohn, переделанную в самобеглый экипаж.
Карл Бенц построил несколько экземпляров трёхколёсных машин. На моделях II и III он применил колёса с деревянными спицами, причём даже увеличил габариты последней, выпущенной мелкой серией. Позднее снова появилась маленькая триколка на велосипедных колёсах. Она послужила прототипом для изготовленного в 1893 году небольшого автомобиля Benz Velociped (сокращённо – Velo), который имел уже четыре колеса. Однако ещё в 1891 году появился прототип четырёхколёсной машины, напоминавшей карету, – Benz Vis-à-Vis. Через год был построен подобный ему Benz Victoria. Эти модели пошли в серию, на их базе выпустили целый ряд модификаций, в том числе развозные фургоны, грузовики и автобусы.
Если проследить за первыми работами Готлиба Даймлера, то можно заметить, что и он метался между двумя концепциями. Что моторизовать – велосипед или экипаж? Обоим изобретателям следовали и другие пионеры автомобилизма, прежде всего во Франции. В поисках рождались разные классы легковых автомобилей, а вслед за ними грузовых машин и автобусов.
Мифы и легенды
За 130 лет история создания первого автомобиля обросла мифами и легендами. Первый Benz Patent-Motorwagen выставлен в Транспортном центре Немецкого музея в Мюнхене (Verkehrszentrum des Deutschen Museums). Считается, что это оригинал. На самом деле это специально выполненная для музея в 1903 году реконструкция. Оригинал не сохранился, однако об этом говорить не принято. Надо отдать должное: реконструкция выглядит действительно как оригинал и сама по себе является уникальным экспонатом почтенного возраста. Позднее были построены десятки работоспособных копий этой машины, среди них есть хорошие и не очень. Одна выставлена в музее «Мерседес-Бенц» в Штутгарте (Mercedes-Benz Museum), другая – в автомузее доктора Карла Бенца в Ладенбурге (Automuseum Dr. Carl Benz). Копией первой машины могут похвастаться многие автомобильные музеи, коллекции и даже автосалоны. Некоторое время назад завод едва не поставил производство копий на поток. Было изготовлено 100 экземпляров.
Один из самых популярных мифов, который любят повторять журналисты: Бенц и Даймлер жили и работали чуть ли не по соседству, но не были знакомы и даже не подозревали о существовании друг друга. Позвольте, они что газет не читали? Мать Карла была безграмотной служанкой, фамилия её внебрачного ребёнка была записана в метриках с её слов Wailend, хотя на самом деле она носила фамилию Vaillant. Фонетические различия вызваны, по всей вероятности, диалектом. Однако отец ребёнка, машинист паровоза Иоганн Георг Бенц, вскоре вступил с Йозефиной Файлант в законный брак и дал сыну свою фамилию. Карл Бенц получил прекрасное образование, впрочем, как и Готлиб Даймлер, – они владели не только немецким, но и французским, и английским языками. Прессу, трубившую об их изобретениях, читали оба. Мало того, мангеймский историк Ганс-Эрхардт Лессинг доказал, что минимум один раз они должны были встретиться – в зале суда в Мангейме в 1894 году. Даймлер подал на Бенца иск за несанкционированное использование своего патента на трубку накаливания для двигателя. Он лично приехал в Мангейм на заседание суда, который, кстати, его иск удовлетворил и принудил Бенца заплатить за лицензию и судебные издержки.
Пожалуй, самым популярным сюжетом для мифотворчества можно назвать легендарную поездку Берты Бенц с сыновьями из Мангейма в Пфорцгейм и обратно летом 1888 года. Путешествие протяжённостью 194 км вдохновило не только многих историков и беллетристов, но и художников, и кинематографистов. Ни у кого не возникает сомнений, что машину вела супруга изобретателя Берта – первая женщина-шофёр в мире. Однако сама фрау Бенц никогда этого не утверждала. Она нередко вспоминала, что частенько каталась с мужем и детьми на машине, но так и не научилась водить, и «прав» у неё никогда не было. По мнению Г. Э. Лессинга, за рулём попеременно сидели её сыновья Ойген и Рихард, которым тогда было 15 и 13 лет от роду. Только в конце 1930-х годов, на склоне лет, в одном из радиоинтервью Берта, вспоминая ту поездку, единственный раз произнесла: «Иногда и я за руль держалась». И сказала она так исключительно по просьбе тогдашнего председателя правления концерна Daimler-Benz Вильгельма Кисселя. Хотя раньше утверждала, что первой в мире женщиной, научившейся управлять автомобилем, была её старшая дочь Клара. Что, вероятно, и соответствует действительности.
Настоящим «шедевром» мифотворчества стала историческая драма «Карл и Берта» (Carl & Bertha). Премьеру фильма по 1-му каналу германского телевидения (ARD) в 2011 году посмотрели 4,29 миллиона зрителей. Разумеется, поездка Берты с сыновьями была в фильме подробно освещена. И опять, за рулём сидела актриса, игравшая роль фрау Бенц. Дотошные зрители немедленно обрушились на авторов ленты с критикой: почему герои отправились в поездку на реплике первого Patent-Motorwagen выпуска 1886 года?! На самом деле в том легендарном путешествии фрау Бенц ехала с сыновьями на совсем другой машине, Modell III. Она отличалась от образца 1886 года колёсами с деревянными спицами и, главное, тем, что была не двух-, а трёхместной. Что помешало снять в фильме правильный автомобиль?
Юбилейный год в России
Германию конца XIX века можно сравнить с нынешним Китаем. В объединённой «железом и кровью» стране стремительно развивалась промышленность, но сбыт товаров среди относительно небогатого населения был ограничен. Немецкие промышленники обратили внимание на внешние рынки – прежде всего на богатые Англию, Францию и САСШ. На экспорт шли недорогие товары отменного качества. К примеру, в Великобританию поступали копии знаменитых ножей Sheffield, изготовленные в Золингене, а в Америку – копии револьверов Smith & Wesson. Большинство первых серийных автомобилей Benz также вывозилось за границу – в основном в Англию, Францию и Россию. Пытаясь защитить свой рынок от дешёвых немецких товаров, британцы призвали потребителей к патриотизму и ввели закон, который обязывал немцев писать на своей продукции «Made in Germany».
Потерпевшие поражение во Франко-прусской войне французы не очень спешили приобретать автомобили у бывших врагов. Однако местные дельцы нашли выход. Главный французский импортёр автомобилей Benz Эмиль Роже продавал их с 1887 года под своей маркой Roger. Дошло до курьёза – компания La Parisienne, продававшая машины Benz Velo под собственным названием, изобразила на рекламе за рулём автомобиля под видом «парижанки»… Клару Бенц. Именно Франция стала основным рынком сбыта для фирмы Benz & Co. Между прочим, осенью 1891 года главный редактор газеты «Одесский листок» В. В. Навроцкий привёз на пароходе из Марселя один из образцов Benz. Так, спустя пять лет после своего рождения, автомобиль появился в России. В этом году исполняется 125 лет этому памятному событию. Открытым остаётся вопрос: какой модели был «Бенц» Навроцкого? Трёхколёска или, может быть, один из ранних четырёхколёсных Benz Vis-à-Vis?
В 1894 году фирма Benz & Co. официально экспортировала первый автомобиль в Россию. Машина попала в Москву. Генеральным представителем фирмы стала техническая контора «Карл Шпан» с отделениями в Санкт-Петербурге и Москве. До 1897 года контора продала в России 19 легковых автомобилей Benz. Они поступили в Петербург, Москву, Одессу, Николаев и Варшаву. Другие торговые агенты также импортировали «бенцы» в XIX веке: М. У. Ландесман в Одессе, Г. Г. Мейер в Риге, Краусп и Шюманн в Ревеле, П. Пироне в Баку, В. Форселиус в Або (ныне Турку, Финляндия). Зажиточные подданные империи привозили «бенцы» из Германии и Франции и в частном порядке.
В 1896 году петербуржцы Евгений Александрович Яковлев и Пётр Александрович Фрезе, владельцы Петербургского машиностроительного чугунно- и меднолитейного завода Е. А. Яковлева и Экипажной фабрики «Фрезе и К°», построили первый российский автомобиль. Они продемонстрировали его на XVI Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде. Машина «Яковлев и Фрезе» была полностью построена в России практически без использования импортных частей. Е. А. Яковлев изготовил мотор и трансмиссию, а кузов сделал П. А. Фрезе. Неизвестно, сколько всего самодвижущихся колясок выпустили петербургские предприниматели, но реклама этих машин печаталась до 1898 года включительно. Самое интересное, что внешне и конструктивно первый российский автомобиль напоминает немецкую машину Benz модели Duc, которая появилась в программе фирмы Benz & Co. только спустя два года. Российский автомобильный историк В. И. Дубовской отметил этот нюанс и выдвинул версию, что автомобиль был разработан специально для России и не без решающего участия наших конструкторов. Серийное производство в Российской империи не состоялось, поэтому аналогичную модель начали выпускать в Германии. А может быть, Карл Бенц купил у Петра Фрезе лицензию на отдельные элементы конструкции? Ответа на эти вопросы пока не найдено. Как бы то ни было, в этом году мы отмечаем ещё один юбилей – 120 лет первому отечественному автомобилю!