История автомобиля начинается с изобретением машин, предшествующих современному автомобилю, — колёсных транспортных средств, созданных для перевозки человека по дорогам без применения мускульной силы людей или животных. Появление машин, приводимых в движение паровым двигателем, а затем — двигателем внутреннего сгорания, привело к появлению повсеместно используемого сегодня газолинового или бензинового двигателя внутреннего сгорания. Машины, приводимые в движение электрическим двигателeм, достигшие в своё время пика развития в начале XX века, почти полностью исчезли из поля зрения вплоть до начала XXI века. С возрастанием заинтересованность в транспорте, приводящему к меньшему загрязнению атмосферы токсичными и парниковыми газами, этот вид автомобилей пережил новый расцвет. Раннюю историю автомобиля можно разделить на этапы, различающиеся преобладающим способом самоходного движения. Поздние этапы определялись тенденциями в размере и стилистике внешнего вида, а также предпочтениями в целевом использовании автомобилей.
Хронология изобретений и событий
Первые изобретения
Древнейшее изобретение самодвижущийся повозки с использованием зубчатого колеса относится к XV веку и принадлежит Леонардо да Винчи.
В 1672 году Фердинанд Вербист придумал первую миниатюрную модель самодвижущейся повозки с использованием парового котла. Это изобретение было создано как игрушка для китайского императора и не было предназначено для перевозки водителя или пассажира, но, вероятно, оно является первой самодвижущейся паровой машиной.
В 1690 году Дени Папен создал первый паровой двигатель, который сначала использовали для откачки воды.
Самоходные машины с паровым двигателем появились в конце XVIII века, когда в 1770 году Николя-Жозеф Кюньо продемонстрировал свой экспериментальный тягач артиллерийских орудий с паровым приводом, который являлся первым полноразмерным транспортным средством на паровом ходу. Однако конструкция Кюньо оказалась весьма непрактичной.
К 1784 году Уильям Мэрдок создал прототип дорожного локомотива — парового трактора.
В 1805 году Оливер Эванс заключил контракт с властями города Филадельфия на создание шаланды для дноуглубительных работ на верфи. Для этого он построил деревянную конструкцию, снабдив её гребным колесом с паровым двигателем и поставив своё изобретение на четыре колеса, что бы доставить её к реке. Эванс дал своему изобретению название «Оруктер Амфибилос» (Orukter Amphibolos), по своему предназначению она являлась первой специализированной лодкой-амфибией.
Паровые автомобили
Хотя паровые автомобили (паромобили) — автомобили, использующие паровой двигатель (тепловой двигатель внешнего сгорания) вместо стандартного в наше время двигателя внутреннего сгорания (ДВС), развивались в течение всего XIX века, большого распространения они не получили, и несмотря на усовершенствование двигателя в конце XIX — начале XX веков, были вытеснены автомобилями с ДВС.
В 1803 году Ричард Тревитик проехал на сконструированной им полноразмерной паровой карете с пассажирами по улице Лондона. Среди других интересных работ — паровая машина на жидком топливе, собранная в 1815 году профессором Пражского политехникума Йозефом Божеком
В 1825—32 годах англичанин Г. Гёрни сконструировал и построил несколько паровых повозок, которые развивали скорость до 20 миль/ч (32 км/ч). Англичанин Уолтер Хенкок в 1824—1840 годах создал и эксплуатировал серию паровых омнибусов, которые за это время перевезли около 12 тыс. человек. Омнибусы на паровом ходу курсировали со средней скоростью 20—24 км/час, максимальная скорость омнибуса достигала 32 км/час. Такие машины какое-то время были в моде и на протяжении следующих десятилетий были разработаны такие новшества как ручной тормоз, многоступенчатая трансмиссия и улучшенное рулевое управление. Некоторые были коммерчески успешны в обеспечении общественного транспорта, пока общественное сопротивление против этих слишком быстрых машин не повлекло принятие в 1865 году «Закона о локомотивах», требующего, чтобы на общественных дорогах Великобритании перед самоходными машинами шёл человек, размахивающий красным флагом и дующий в сигнальную дудку. Это решительно подавило развитие дорожного автотранспорта практически на всю оставшуюся часть XIX века. В итоге усилия инженеров и изобретателей были брошены на развитие железнодорожных локомотивов. Закон не отменялся вплоть до 1896 года, хотя необходимость в красном флаге была устранена в 1878 году.
Американский изобретатель Сильвестр Ропер построил свой паровой экипаж в 1863 году, а в 1868 году изобрёл «паровой мотоцикл», присоединив компактный паровой двигатель к велосипеду. В 1878—1924 годах братья Френсис и Фрилан Стэнли стали известными производителями паровых автомобилей, основав компанию «Стэнли Мотор» (Stanley Motor). В 1906 году на автомобиле «Стэнли Стимер» был установлен мировой рекорд скорости на паровом автомобиле в 127 миль/час (204 км/ч).
Француз А. Болле в 1878 году изготовил паровую повозку «Ля Манселль», которая рассматривается некоторыми исследователями как первый серийный автомобиль — было изготовлено 50 экземпляров, которые имели задний привод и независимые подвески для всех четырёх колёс. В 1880-х годах созданием паровых автомобилей занимается Леон Серполле, начавший свою деятельность с парового трицикла. С 1883 года выпускаются паровые автомобили фирмы «Де Дион-Бутон».
Вершиной эволюции паровых автомобилей стали машины американского конструктора Aбнeрa Дoбля, основателя компании «Doble», выпускавшей автомобили в 1914−1931 гг. Дoбль практически устранил все основные недостатки, присущие машинам с паровым двигателем. Вместо котла вода нагревалась, проходя через множество длинных трубок, a в качестве топлива использовался керосин. Это позволяло запустить двигатель спустя 23 секунды, даже зимой. Максимальная скорость достигала 160 км/ч, запас хода на одной заправке 2400 км.
Электрические автомобили
Первая миниатюрная модель на электрической тяге появилась в 1828 году и обязана своим появлением одному из изобретателей электрического мотора венгру Аньошу Йедлику. В 1834 году американец Томас Дэвенпорт создал электрическое устройство и позже поместил его на модель небольшого поезда, который ездил по круговому электрифицированному треку, в 1837 он получил первый в Америке патент на электрическую машину и мотор. В 1840 году в Англии был выдан первый патент на использование рельсовых путей в качестве проводника электрического тока, подобные американские патенты были выданы в 1847 году.
В 1835 году голландский профессор из города Гронинген Сибрандус Стрэтин (Sibrandus Stratingh) и его помощник Кристофер Беккер создали небольшой электрический механизм на трёх колёсах, приводимый в движение не перезаряжаемыми первичными гальваническими элементами. Приблизительно в период между 1832 и 1839 годом шотландский изобретатель Роберт Андерсон экспериментировал с установкой электродвигателя на конную повозку. В 1838 году Роберт Дэвидсон разработал электрический локомотив, который мог перевезти 6 тонн на расстояние 2,4 км со скоростью 6 км/ч. Дальнейшее развитие электромобилей связано с Гастоном Планте, который в 1858 году изобрёл свинцово-кислотную батарею.
В 1881 году французский инженер-химик Камиль Альфонс Фор значительно улучшил конструкцию свинцово-кислотной батареи, изобретённой Гастоном Планте, усовершенствования Фора значительно увеличили ёмкость таких аккумуляторов. Важным для популяризации электромобилей стала парижская Международная электрическая выставка 1881 года, на которой французский изобретатель Густав Труве представил электрический трицикл — трёхколесный велосипед с электрическим двигателем. В этом же году француз Шарль Жанто оснастил повозку электродвигателем с батареей и наладил коммерческий выпуск электрических самодвижущиеся экипажей под маркой «Жанто» (Jeantaud) с 1884 по 1906 год.
Первый английский серийный электромобиль был изготовлен Томасом Паркером в 1884 году. В 1897—1899 годах в Лондоне широко использовались электрическое такси (электрокэбы) Уолтера Берси, такси работало от аккумулятора и имело максимальную скорость 14,5 км/час и запас хода на 48 км. В 1888 году немец Андреас Флокен создал первый электромобиль в Германии на базе самодвижущегося экипажа с электромотором.
Первый американский электромобиль построен Уильямом Моррисоном а 1891 году с использованием электрической батареи собственного производства. 6-местный экипаж мог развивать скорость до 23 км/час (14 миль в час) и был первым транспортным средством, оснащённым рулевым колесом[]. В 1894 году инженером-механиком Генри Г. Моррисом и химиком Педро Г. Саломом в Филадельфии был спроектирован и построен электрический «Electrobat», в 1897 году они в качестве первых электрических такси появились в Нью-Йорке. Эти машины имели запас хода от электрической батареи на 40 км на одной зарядке с максимальной скоростью в 32 км/ч.. Вскоре американец Уолтер Бейкер основал компанию «Бейкер Мотор», которая выпускала электромобили в 1899—1914 годах. Автомобили линейки Бейкера могли проезжать 80-128 км на одной зарядке со скоростью в 22,5 км/час. В 1907 году компания «Детройт Электрик» объявила о старте серийного производства автомобилей на электротяге. Эти машины могли преодолеть 130 километров на одном заряде, максимальная скорость автомобиля составляла 32 км/ч.
В 1898 году французский гонщик Гастон де Шасслу-Лоба на электромобиле достиг скорости в 68 км/ч, а в следующем году рекорд был превышен до 105,9 км/ч. В 1902 году электромобиль Уолтера Бейкера «Торпедо» достиг скорости в 161 км/ч (100 миль/ч). В 1900 году Фердинанд Порше разработал первый гибридный автомобиль фирмы Lohner-Porsche.
В годы Великой депрессии продажи электромобилей постепенно снижаются и вскоре полностью заменяются аналогами с бензиновыми двигателями, поскольку у электромобилей была одна серьёзная проблема — у них был ограниченный запас хода и очень длительная зарядка батареи, по сравнению с более практичными бензиновыми конкурентами. Первым электромобилем работающем на водородных топливных элементах стала экспериментальная модель GM Электровэн 1966 года.
Двигатели внутреннего сгорания
Ранние попытки изготовления и использования двигателей внутреннего сгорания были затруднены из-за отсутствия подходящего топлива, особенно жидкого, и ранние двигатели использовали газовую смесь. Первые эксперименты с использованием газов были проведены швейцарским инженером Франсуа де Ривазом, построившим первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водородно-кислородной смеси. В 1807 году Риваз поместил свой двигатель на тележку с колёсами, получив таким образом самодвижущийся аппарат.
В 1826 году англичанин установил газо-вакуумный двигатель своей конструкции на повозку и совершил пробную поездку на юго-востоке Лондона. В 1828 году Браун совершил поездку уже с пассажирами со скоростью 11 км/ч.
В 1860-х годах инженер Этьен Ленуар разработал газовый двигатель внутреннего сгорания, дальнейшее усовершенствование которого привело к появлению газогенераторных автомобилей. В 1860—1863 годах Ленуар работал над созданием самодвижущегося экипажа, которого он назвал «гиппомобилем», построенным по трёхколёсному принципу. Француз запатентовал 4-колёсный самодвижущийся экипаж в 1884 году.
В 1870 году изобретатель Зигфрид Маркус поместил жидкостный двигатель внутреннего сгорания на простую тележку, что сделало его первым человеком, использовавшим транспортное средство на бензине. Сегодня этот автомобиль известен как «первая машина Маркуса». В 1883 году Маркус получил немецкий патент на низковольтную систему зажигания типа магнето. Эта технология была использована во всех дальнейших двигателях, в том числе в четырёхместной «второй машине Маркуса» 1888/89 гг. Зажигание в сочетании с «генератором с вращающимися щетками» сделали конструкцию второго автомобиля очень инновационной.