Layout 2

1
Technika
motoryzacyjna
dawniej i dziÊ
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
1.1. Wynalazcy w dziedzinie mechaniki i transportu
1.1.1. Inżynierowie starożytności
Około 3500 roku p.n.e. na terenach zachodniej
Azji (dzisiejszy Irak) wynaleziono pełne koło, które
posłużyło do zbudowania pojazdu przewożącego
towary.
Od starożytności po współczesność jednym
z czynników intensywnie wpływających na rozwój
techniki były wojny i zbrojenie armii. Do zastosowania w dawnych wozach bojowych pełne koła
były zbyt ciężkie, dlatego około 1000 roku p.n.e.
na terenie Grecji w wozach bojowych zastosowano
koło szprychowe (6 lub 8 szprych wykonanych
z brązu). Dla zmniejszenia tarcia pomiędzy kołem
a osią wprowadzono skórzane poduszki.
Archimedes
Przykład konstrukcji katapulty
drewniane ramię
drewniane ramiona
Starożytny wóz bojowy z kołami szprychowymi
Działania wojenne spowodowały, że zaczęto
budować różnego typu konstrukcje – machiny
wojenne (maszyny oblężnicze, katapulty, wyrzutnie). Na przykład kamienny pocisk o masie 40 kg
był miotany z katapulty na odległość 450 m.
Największe zasługi w konstruowaniu machin
wojennych miał grecki matematyk Archimedes
(żyjący ok. 287–212 p.n.e.). Archimedes stworzył
również teoretyczne podstawy działania dźwigni.
Napisał pierwszą na świecie książkę techniczną
Elementy mechaniki. Opisane w tym traktacie
zagadnienia autor tłumaczył, odwołując się do
zasady działania dźwigni.
8
koszyk
na pocisk
podparcie
dźwigni
dwustronnej
podstawa
sznury sprężynujące (naciąg)
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
Około 50 roku n.e. powstał pierwszy na świecie
podręcznik techniczny Mechanika, napisany przez
najwybitniejszego inżyniera starożytności, greckiego matematyka Herona z Aleksandrii (żył
ok. 10–70). W podręczniku zawarł on m.in. teorię
pięciu maszyn prostych: dźwigni, klina, śruby,
kołowrotu, krążka (bloku). Podniósł mechanikę na
1. Zadanie
wyższy poziom, ponieważ jako pierwszy na świecie wprowadził obliczenia wytrzymałościowe konstrukcji różnych narzędzi i urządzeń (sprawnych
i niezawodnych). Wykorzystał to m.in. w projektowaniu różnego rodzaju machin wojennych; przeprowadzał również eksperymenty z parą wodną
jako źródłem napędu.
Uzupełnij tekst.
Zasługą Archimedesa było stworzenie teoretycznych podstaw
oraz konstruowanie różnych
. Heron jako pierwszy
na świecie wprowadził
wodowało, że były one
2. Zadanie
narzędzi i urządzeń, co spoi
.
Wyszukaj w encyklopedii (np. internetowej) informacje o innych machinach
wojennych konstruowanych w starożytności, takich jak: balista, biffa, onager, trebusz. Naszkicuj je i opisz ich działanie.
9
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
3. Zadanie
Podpisz poprawnie ilustracje: kołowrót, śruba, dźwignia dwustronna, krążek
(blok).
Filon z Bizancjum – grecki uczony, działał
w III w. p.n.e.; był związany ze słynnym w starożytności ośrodkiem naukowym Musejon w Aleksandrii, ok. 210 roku p.n.e. opisał m.in. koła
poruszane energią wodną.
Na początku nie interesowano się wykorzystaniem w praktyce energii wodnej, ponieważ urządzenia były napędzane siłą mięśni ludzi (istniała
ogromna liczba niewolników) i zwierząt. Około
400 roku zaczęto szerzej wykorzystywać energię
wodną, np. do napędu młynów wodnych i tartaków. Od tego czasu przez kilkaset lat mechanizmy,
tzn. koła wodne, koła zębate czy wały napędowe,
uległy niewielkim zmianom.
Młyn wodny
4. Zadanie
10
Wyjaśnij, czy koła wodne – turbiny są obecnie wykorzystywane, a jeśli tak, to gdzie.
Wykorzystaj informacje z encyklopedii drukowanych i internetowych.
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
1.1.2. Inżynierowie włoskiego odrodzenia
W XIV–XVI w. Włochy były krajem, w którym
najbardziej rozwinęła się myśl techniczna. Wielu
inży-nierów pisało książki pod wpływem Mechaniki Herona. Ich główny wkład pracy polegał
na tym, że tekst uzupełniano ilustracjami, szkicami,
rysunkami.
Jednym z wybitnych włoskich inżynierów okresu renesansu był wszechstronnie uzdolniony Mariano di Jacopo (czyt. Jakopo) (1382–1453),
zwany Taccola (czyt. Takkola, po polsku Wrona).
Jego książki techniczne De ingeneis (O silnikach)
i De machinis (O machinach) były bogato ilustrowane i poruszały wiele zagadnień technicznych,
np. konstrukcję machin wojennych, urządzeń
przydatnych w rzemiośle i budownictwie. Wiele
jego pomysłów wykorzystali wielcy renesansowi
rzeźbiarze i architekci. Z szacunkiem nazywano go
„Archimedesem ze Sieny”.
Leonardo da Vinci
5. Zadanie
Najwybitniejszym inżynierem-artystą tego okresu był Leonardo da Vinci (1452–1519). Jego
projekty (również bogato ilustrowane) dotyczyły
m.in. budowli, pojazdów pancernych, okrętów,
śmigłowca i dźwigu jezdnego. Przewidział on
wiele rozwiązań technicznych, które przy ówczesnym poziomie wytwarzania nie mogły być jednak
wykonane (doczekały się realizacji w przyszłości).
Pojazd samobieżny z napędem sprężynowym – projekt
Leonarda da Vinci z 1478 roku
Uzupełnij tekst.
Największy wpływ na rozwój
w okresie renesansu wywarł
Leonardo da Vinci. Jego główny wkład pracy polegał na tym, że opisywane zagadnienia techniczne
były bogato uzupełnione
mogło być wówczas
. Wiele jego pomysłów, np. pojazd samobieżny, nie
, ponieważ
odpo-
wiednich możliwości ich wykonania.
11
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
1.1.3. Pojazdy mechaniczne i silniki, transport
samochodowy
Do określania mocy silników używa się następujących jednostek: koń mechaniczny
(KM) i kilowat (kW).
1 KM = 0,736 kW
1 kW = 1,36 KM
Stephan (czyt. Stefan) Farfler (1633–1689) – niemiecki zegarmistrz, w 1655 roku zbudował w Bawarii najpierw trójkołowy, a później czterokołowy
pojazd poruszany siłą mięśni rąk. Nazwał go „krzesłem na kołach”, a był to wózek inwalidzki.
James Watt
Wózek Farflera z napędem mięśniowym
Nicolas-Joseph Cugnot (czyt. Nikola-Żozef
Kinio) (1725–1804) – francuski wynalazca i inżynier wojskowy. W 1769 roku zbudował trójkołowy
fardier a vapeur (czyt. fardier a vapor)– pojazd parowy (ciągnik artyleryjski), który osiągał prędkość
4 km/h. Był to pierwszy na świecie pojazd z silnikiem parowym.
Ciągnik Nicolasa Cugnota – zwraca uwagę olbrzymi silnik
parowy z przodu pojazdu
12
Nikolaus Otto
James Watt (czyt. Dżejms Łot) (1736–1819)
– brytyjski inżynier i wynalazca, w latach 1781–
–1788 zbudował i udoskonalił maszyny parowe,
które były na takim poziomie technicznym,
że mogły pracować jako silniki parowe. Silniki
te znalazły zastosowanie w przemyśle oraz były
używane do napędu statków, lokomotyw i innych
pojazdów.
Nikolaus August Otto (1832–1891) – niemiecki
konstruktor-samouk; zajmował się od 1863 roku
budową silników spalinowych zasilanych benzyną.
W 1876 roku zbudował pierwszy czterosuwowy
silnik spalinowy (patent uzyskał w 1877 roku). Był
to silnik benzynowy z zapłonem iskrowym i posuwisto-zwrotnym ruchem tłoka – spalał sprężoną
mieszankę benzyny i powietrza. Konstrukcje Otto
stały się podstawą wynalezienia silnika wysokoprężnego przez Rudolfa Diesla (czyt. Dizla).
Wynalazek – nowe rozwiązanie techniczne
lub udoskonalenie, które może podlegać
ochronie patentowej.
Patent – przyznane przez właściwy urząd
(organ patentowy) prawa do wyłącznego korzystania z wynalazku. Patent obowiązuje
przez określony czas na terytorium danego
państwa, a korzystanie z wynalazku odbywa
się w sposób komercyjny, np. w przemyśle
i handlu.
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
Rudolf Diesel (czyt. Dizel) (1858–1913) – niemiecki inżynier i wynalazca. Był twórcą silnika
wysokoprężnego (z zapłonem samoczynnym),
w którym spalany jest olej napędowy. W 1923
roku niemiecka firma MAN zbudowała pierwszy
samochód ciężarowy wyposażony w silnik wysokoprężny Diesla o mocy 40 KM (29,4 kW). W 1936
roku silniki wysokoprężne zastosowano w seryjnych samochodach osobowych (marki Mercedes),
a w 1937 roku – w samolotach (firmy Junkers).
Trójkołowy samochód Carla Benza
Carl Friedrich Benz (czyt. Karl Fridrich Benc)
(1844–1929) – niemiecki inżynier i przemysłowiec. W 1878 roku zbudował prototyp silnika
dwusuwowego. W 1884 roku zbudował samochód trójkołowy z jednocylindrowym silnikiem
iskrowym (patent uzyskał w 1886 roku). Był to
pierwszy na świecie samochód z silnikiem benzynowym i elektrycznym zapłonem. Pojazd ten osiągał prędkość 15 km/h.
Thomas Davenport (czyt. Tomas Dejwenport)
(1802–1851) – amerykański kowal i konstruktor-samouk. W 1835 roku zbudował silnik elektryczny prądu stałego (patent w 1837 roku – na
zastosowanie do napędu maszyn) i zastosował
go do napędzania modelu pojazdu szynowego.
Silnik był zasilany prądem z baterii. Po udoskonaleniu akumulatorów we Francji i Wielkiej Brytanii
w II połowie XIX wieku budowano pojazdy elektryczne. Jako pierwszy pojazd na świecie barierę
prędkości 100 km/h przekroczył samochód elektryczny w 1899 roku.
Gottlieb Wilhelm Daimler (czyt. Gotlib Wilhelm
Dajmler) (1834–1900) – niemiecki inżynier-konstruktor i przemysłowiec. Razem z Wilhelmem
Maybachem (patrz: str. 14) w 1883 roku zbudował
Carl Friedrich Benz
Gottlieb Wilhelm Daimler
Rudolf Diesel
13
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
Wilhelm Maybach
Konstrukcje Daimlera: motocykl i samochód czterokołowy
benzynowy silnik 4-suwowy (jednocylindrowy).
W 1885 roku skonstruował jeden z pierwszych
motocykli, a w 1886 roku pierwszy zdatny do powszechnego użytku i produkcji przemysłowej
czterokołowy samochód z udoskonalonym silnikiem Nikolausa Otto.
Wilhelm Maybach (czyt. Majbach) (1846–1929)
– niemiecki konstruktor i przemysłowiec. W 1883
roku zbudował wysokoobrotowy silnik spalinowy
(uwaga: patent uzyskał jednak Daimler, który był
pomysłodawcą) i gaźnik pływakowy. W 1886 roku
(także z Daimlerem) skonstruował pierwszy zdatny
do powszechnego użytku i produkcji przemysłowej czterokołowy samochód (uwaga: wynalazku
samochodu jako takiego dokonał w Niemczech
Benz, co potwierdzono patentem). Maybach
w 1892 roku (wspólnie z Daimlerem) opracował
dwucylindrowy silnik w układzie rzędowym (cylindry silnika ustawiono jeden za drugim).
Ze znanym konstruktorem sterowców Ferdynandem
14
von Zeppelinem (czyt. fon Cepelinem) w 1909 roku
założył fabrykę produkującą silniki samochodowe
i lotnicze. W 1997 roku reaktywowano markę
Maybach (obecnie należy do koncernu Daimler)
– wytwarzającą luksusowe samochody.
Robert Bosch (czyt. Bosz) (1861–1942) – niemiecki wynalazca i przemysłowiec. Zajmował się
instalacją elektryczną w samochodach. W 1902
roku opracował świecę zapłonową i skonstruował
elektromagnetyczny zapłon iskrowy do szybkoobrotowych silników benzynowych, co przyspieszyło rozwój motoryzacji.
Tadeusz Rudawski (1901–1966) – inżynier-konstruktor zasłużony dla rozwoju polskiej
motoryzacji. W 1932 roku skonstruował słynny
motocykl Sokół 600RT M211 – wyposażony
w silnik spalinowy czterosuwowy, jednocylindrowy, o pojemności 579 cm3 i mocy 16 KM
(11,8 kW), rozwijał prędkość maksymalną 110
km/h. Innego słynnego Sokoła 1000 M111, produkowanego w warszawskich zakładach CWS w latach 1934–1939, skonstruował inż. Zygmunt
Okołów. Ten motocykl miał silnik spalinowy
czterosuwowy, dwucylindrowy, o pojemności
995 cm3 i mocy 22 KM (16,2 kW), osiągał prędkość maksymalną 100 km/h. Produkowane seryjnie oba Sokoły obok zastosowań cywilnych były
podstawowymi motocyklami polskiego wojska we
wrześniu 1939 roku, a dziś przez entuzjastów
weteranów szos są cenione na równi ze słynnymi
harleyami.
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
Samochód CWS
Motocykl Sokół podczas bitwy nad Bzurą we wrześniu
1939 roku – współczesna rekonstrukcja historyczna
Od 1932 roku w Państwowych Zakładach Inżynierii (PZInż.) w Warszawie produkowano seryjnie
na licencji włoski samochód Fiat 508. Z silnikiem
o mocy 20 KM (14,7 kW) rozwijał prędkość maksymalną 95 km/h. Był to pierwszy samochód osobowy wytwarzany przed wojną na szerszą skalę
dla nabywców cywilnych i wojska (w terenowej
wersji tzw. „łazik”). Pierwszeństwo przypada jednak Centralnym Warsztatom Samochodowym
(CWS), które pod koniec 1918 roku montowały
słynne Fordy T w wersji wojskowych półciężarówek (wzięły udział w wojnie 1920 roku), a następnie od 1924/25 produkowały pierwsze
samochody polskiej konstrukcji CWS T-1, T-2, T-8
6. Zadanie
Konstruktor
Fiat 508
oraz słynne motocykle Sokół. Nadwozia i silniki
samochodów CWS konstruował inż. Tadeusz
Tański (1892–1941) – syn malarza i pioniera szybownictwa, Czesława Tańskiego.
Uzupełnij tabelkę.
Pojazd, odkrycie, wynalazek
T. Rudawski
J. Cugnot
R. Diesel
W. Maybach
N.A. Otto
C.F. Benz
15
Technika motoryzacyjna dawniej i dziś
7. Zadanie
16
Znajdź informacje o innych wynalazcach i konstruktorach z dziedziny motoryzacji,
np. informację, kto pierwszy opracował poduszkę gazową (potocznie zwaną poduszką powietrzną), układ ABS, pasy bezpieczeństwa itp.