samochód
 
Encyklopedia
samochód,
pojazd drogowy silnikowy, dwuśladowy, którego konstrukcja umożliwia jazdę z prędkością przekraczającą 25 km/h, przeznaczony do przewozu osób i/lub ładunku, ciągnięcia przyczep albo wykonywania określonych czynności (np. samochód diagnostyczny);
do samochodów nie są zaliczane ciągniki rolnicze. Najbardziej ogólnym podziałem samochodów na rodzaje, różniące się zasadniczym przeznaczeniem użytkowym, jest podział na samochody: osobowe, ciężarowe i autobusy.
Samochód jest zbudowany z podwozia i nadwozia. W skład podwozia wchodzą: silnik (zwykle silnik spalinowy tłokowy z zapłonem iskrowym lub samoczynnym), układ napędowy, układ prowadzenia i układ nośny. Silnik jest zasilany paliwem: benzyną — silnik o zapłonie iskrowym, olejem napędowym — silnik o zapłonie samoczynnym, czasami także gazem (propan-butan); paliwo dopływa ze zbiornika przez filtr do gaźnika lub pompy wtryskowej (układ zasilania); silnik jest chłodzony powietrzem zasysanym z otoczenia i tłoczonym za pomocą dmuchawy na żebra cylindrów i głowic (chłodzenie bezpośrednie) albo cieczą zasysaną z dolnego zbiornika chłodnicy i tłoczoną do płaszcza cieczowego silnika, gdzie ciecz ogrzewa się i po przepłynięciu przez głowicę cylindrów odpływa do górnego zbiornika chłodnicy i oziębia się podczas przepływu przez rdzeń chłodnicy (chłodzenie pośrednie). Chłodnica jest chłodzona powietrzem, którego przepływ wymusza wentylator. Odpowiednie smarowanie silnika zapewnia układ olejenia. Spaliny powstałe w procesie spalania paliwa w silniku są wydalane przez układ wydechowy (przewody wydechowe i tłumik). Moc silnika jest niekiedy zwiększona przez doładowanie. Układ napędowy przekazuje napęd z wału korbowego silnika na napędowe koła jezdne samochodu. Układ prowadzenia umożliwia kierowcy prowadzenie samochodu po wymaganym torze z żądaną prędkością; składa się z układu kierowniczego oraz układu hamulcowego; w celu zwiększenia bezpieczeństwa buduje się układy hamulcowe dwuobwodowe (oddzielny obwód dla każdej pary kół). Układ nośny wiąże zespoły podwozia z nadwoziem w całość i stanowi szkielet s., przejmujący obciążenia występujące podczas jazdy. W skład układu nośnego wchodzą: rama lub nadwozie samonośne, oparte na zawieszeniu pojazdu, które za pośrednictwem elementów sprężystych (resorów) oraz elementów tłumiących (amortyzatorów) spoczywa na osiach kół jezdnych (z których każda składa się z obręczy, tarczy, ogumienia i pokrywy). Nadwozie służy do przewożenia załogi, pasażerów oraz ładunku i jest dostosowane rozmiarami do spełnianej funkcji; składa się z kadłuba (szkieletowego, prętowo-powłokowego lub powłokowo-skorupowego), elementów wykończenia (drzwi, pokryw, zderzaków, listew, poszycia i wykładzin wnętrza) oraz wyposażenia (foteli, urządzeń klimatyzacyjnych, reflektorów, lamp, tablic wskaźników, przełączników i innych urządzeń zwiększających bezpieczeństwo i komfort jazdy); zależnie od sposobu przejmowania obciążeń nadwozia można podzielić na: nieniosące (osadzone na ramie przez elementy sprężyste), półniosące (mocowane do ramy w sposób sztywny), samonośne (dla pojazdów bezramowych). Rozróżnia się nadwozia samochodów osobowych (np.: kareta, limuzyna, roadster, kabriolet, buggy, fast-back, hatch-back, coupé, spyder, kombi — uniwersalne, van), autobusów, samochodów ciężarowych (ze skrzynią ładunkową otwartą lub zamkniętą typu furgon, szczególną odmianą nadwozia samochodów ciężarowych jest pikap), usługowe (mieszkalne, barobusy, kinobusy) itp. Samochód ma instalację elektr., zwykle prądu stałego, o napięciu 12 lub 24 V; energię elektr. wytwarza prądnica prądu stałego lub przemiennego (alternator) napędzana przez silnik s., energia elektr. jest magazynowana w akumulatorze, który w miarę potrzeby zasila rozrusznik, układ zapłonowy, światła, kierunkowskazy, wycieraczki, sygnał dźwiękowy, dmuchawę instalacji grzewczej i inne odbiorniki. We współczesnych samochodach stale wzrasta liczba odbiorników elektr. (np. samochód luksusowy ma ponad 100 małych silników elektr. do sterowania i napędzania różnych urządzeń), a zatem i zapotrzebowanie na moc elektr.; prowadzi to do wzrostu zużycia paliwa i większej liczby przewodów elektr.; instalacja elektr. o wyższym napięciu i stosowanie urządzeń elektr. pracujących przy takim napięciu pozwala ograniczyć zużycie paliwa i zmniejszyć średnicę przewodów (wzrost napięcia zasilania powoduje zmniejszenie natężenia prądu), dlatego wprowadza się instalacje o napięciu 42 V lub dwunapięciowe 12/42 V (część odbiorników zasilana niższym napięciem, część wyższym). W celu ograniczenia liczby przewodów instalacji elektr. wprowadza się coraz powszechniej cyfrowe systemy komunikacji wykorzystujące multipleksację.
Powszechność samochodu jako środka transportu ludzi i ładunków stawia coraz to nowe wymagania zarówno w zakresie konstrukcji i eksploatacji, jak i kosztów produkcji samochodu. Oprócz dążenia do zwiększenia prędkości, niezawodności, bezpieczeństwa, komfortu jazdy i uproszczenia obsługi pojawiła się potrzeba zmniejszenia ilości i szkodliwości zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery, ograniczenia zużycia paliwa oraz obniżenia energochłonności, materiałochłonności i uciążliwości procesu wytwarzania. Zwiększenie bezpieczeństwa czynnego w samochodzie odbywa się przez wprowadzenie układów elektronicznych; dzięki zastosowaniu odpowiednich układów jest możliwe zapewnienie stateczności i kierowalności samochodu podczas hamowania (ABS), podczas ruszania z miejsca i przyspieszania (ASR) oraz utrzymanie zał. toru ruchu podczas jazdy na zakręcie (ESP). Do wspomagania hamowania awaryjnego służy układ BAS (zw. też BA, ang. Brake Assistant). W 2003 został po raz pierwszy wprowadzony układ hamowania łagodzący skutki kolizji CMS (ang. Collision Mitigation Brake System); działanie układu umożliwiają liczne czujniki i radar, śledzące warunki jazdy i odstęp pojazdu od samochodu poprzedzającego i ich względną prędkość. Bezpieczeństwo zwiększają też trwalsze opony o lepszej przyczepności do nawierzchni dróg; wprowadzane są specjalne opony odporne na przebicie, które nawet przy całkowitej utracie powietrza pozwalają jechać z prędkością do 80 km/h. Poprawę bezpieczeństwa biernego osiąga się przez konstruowanie nadwozia ze strefami energochłonnymi i sztywnym, wytrzymałym przedziałem pasażerskim, zastosowanie energochłonnych zderzaków i kolumn kierowniczych, a także instalowanie w samochodzie pasów bezpieczeństwa z automatycznym napinaniem oraz poduszek powietrznych, których napełnianie jest sterowane elektronicznie — zabezpieczających kierowcę i pasażerów przed obrażeniami podczas zderzenia. Również w zakresie oświetlenia samochodu wprowadzono rozwiązania wpływające znacznie na bezpieczeństwo, np. reflektory biksenonowe (jedno i to samo ksenonowe źródło światła dla świateł mijania i drogowych; zmiana świateł odbywa się za pomocą specjalnej ruchomej przesłony) i inteligentny system automatycznego dynamicznego poziomowania reflektorów. W celu poprawy komfortu jazdy są stosowane doskonalsze zawieszenia (np. aktywne), ergonomicznie rozmieszczone mechanizmy sterowania, urządzenia wspomagające pracę kierowcy, wykładziny wibroizolacyjne obniżające poziom hałasu w samochodzie oraz klimatyzacja (w tym elektroniczne systemy regulacji temperatury wewnątrz nadwozia). Zwiększenie komfortu jazdy i ułatwienie obsługi samochodu uzyskuje się też przez stosowanie automatycznych skrzyń biegów, w tym dwusprzęgłowych. Zaawansowane są również prace nad automatycznymi systemami nawigacji (wykorzystującymi np. łączność satelitarną), ułatwiającymi orientację w terenie i dotarcie do wskazanego celu podróży.
Dąży się do zwiększenia trwałości i niezawodności s., m.in. przez doskonalenie zarówno środków smarnych i materiałów eksploatacyjnych, jak i zabezpieczenia samochodu przed korozją. W celu ograniczenia czynności obsługowych coraz powszechniej stosuje się napełnianie olejem smarnym zaspołów napędowych (poza silnikiem) samochodów osobowych na cały okres ich trwałości. Aby zmniejszyć zużycie paliwa, dąży się do zmniejszenia masy s., poprawy właściwości aerodynamicznych, doskonalenia procesów zasilania (np. elektronicznie sterowanie wtryskiem paliwa) i spalania (np. optymalne ukształtowanie komory spalania), zwiększenia sprawności mechanizmów przenoszenia napędu. Obowiązujące w wielu krajach przepisy ustalają dopuszczalną zawartość ołowiu w benzynie oraz siarki w oleju napędowym (w celu ograniczenia emisji tych składników do atmosfery), a także dopuszczalną ilość innych podstawowych toksycznych składników spalin, np. tlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu. W celu sprostania tym coraz ostrzejszym przepisom konieczne jest stosowanie specjalnych filtrów i katalizatorów spalin (katalityczny dopalacz). Obniżenie energochłonności i materiałochłonności oraz uciążliwości dla otoczenia procesu wytwarzania samochodu jest uzyskiwane przez zastosowanie wysoko wydajnych procesów technol., optymalizację wykorzystania materiałów, użycie zastępczych materiałów o równorzędnych właściwościach fizyko-chem., lecz tańszych, łatwiej dostępnych lub mniej szkodliwych dla środowiska, oraz recycling. Są prowadzone również badania nad poszukiwaniem nowych źródeł napędu samochodowego, np. elektr., parowego, energii słonecznej, wodorowego czy hybrydowego (spalinowoelektr.).
Historia. Około 1770 Francuz N.J. Cugnot zbudował pierwsze samobieżne pojazdy o napędzie parowym. Na przeł. XIX i XX w. trwała zacięta rywalizacja między samochodami z napędami: spalinowym, parowym i elektr.; wygrał napęd spalinowy.
Przełomowym wydarzeniem w rozwoju motoryzacji było wynalezienie 1883 przez Niemca G. Daimlera szybkoobrotowego silnika benzynowego; 1885 C.F. Benz zbudował samochód 3-kołowy, a 1886 Daimler — samochód 4-kołowy z takim silnikiem. W 1891 Francuz E. Levassor zastosował napęd na przednie koła; 1895 bracia E. i A. Michelin wprowadzili ogumienie pneumatyczne na wymiennej obręczy; 1899 Belg C. Jenatzy na samochodzie własnej konstrukcji (z silnikiem elektr.) osiągnął prędkość 105,9 km/h, 1902 Anglik Ch.S. Rolls na samochodzie Mors z silnikiem spalinowym — 101,7 km/h. Barierę 200 km/h pokonał 1905 F. Marriot na parowym samochodzie Stanley W 1903 H. Ford zał. fabrykę, w której 1908 rozpoczęto wielkoseryjną, a 1913 masową produkcję samochodów (Ford T). W 1907 austr. konstruktor H. Ledvinka zastosował hamulec mech. na 4 koła; 1913 Francuzi A. De Dion i G. Bouton zbudowali samochód z mostem tylnym o niezależnie zawieszonych kołach; 1919 zastosowano rozrusznik elektr. i oświetlenie elektr.; 1924 wprowadzono hamulce pneumatyczne, a 1925 hamulce hydrauliczne i centralne smarowanie; 1926 zastosowano bezpieczne (klejone) szyby samochodowe; 1932 Niemiec F. Kreis wprowadził całkowicie zautomatyzowaną skrzynię biegów; 1974 zaczęto stosować w niektórych samochodach dopalacze katalityczne. Od poł. lat 70. XX w. są wprowadzane (od lat 90. XX w. stosowane powszechnie w większości s., zwłaszcza wyższej klasy) elektroniczne układy kontroli mechanizmów i sterowania nimi, co zwiększa bezpieczeństwo czynne w s., ułatwia jego prowadzenie i podnosi komfort jazdy.
Początek pol. przemysłu samochodowego przypada na lata 20. XX w. i jest związany z pracami Centralnych Warsztatów Samochodowych (CWS) w Warszawie; 1922–23 T. Tański przy współpracy R. Gabeau i S. Panczakiewicza skonstruował pierwszy polski samochód osobowy CWS T1; jego produkcję rozpoczęto 1928. W 1928 powstał wielozakładowy koncern Państw. Zakłady Inżynierii (PZI), w skład którego weszły m.in. CWS i fabryka samochodów ciężarowych Ursus A. W latach 30. w Polsce wytwarzano seryjnie na licencji włoskiej samochody osobowe (Polski Fiat 508 i Polski Fiat 518) oraz ciężarowe (m.in. Polski Fiat 621), a także autobusy Zawrat (z pol. nadwoziami i podwoziami na licencji szwajc.); pierwszą własną konstrukcją PZI (w grupie pojazdów dwuśladowych) był luksusowy samochód osobowy, którego masowa produkcja miała się rozpocząć 1940. W PZI przygotowano też model samochodu ciężarowego — prototyp pierwszego powojennego Stara. W okresie międzywojennym działało też w Polsce wiele montowni samochodów (m.in. Forda, Chevroleta, Citroëna). W PZI wprowadzono liczne zmiany i adaptacje do silników i samochodów produkowanych na licencji, zbudowano prototypy wielu samochodów i ciągników do celów cywilnych i wojskowych. Szczególne zasługi w tworzeniu nowych, bardzo udanych konstrukcji i rozwiązań licencyjnych położyli: Dębicki, E. Habich, W. Horwatt, J. Dowkontt, Jan Werner, Jerzy Werner, Z. Okołów-Podhorski, T. Rudawski i K. Studziński.
Po zakończeniu II wojny światowej przemysł samochodowy w Polsce trzeba było budować prawie od podstaw. Pierwsze rozwiązania konstrukcyjne powstawały w Centralnym Biurze Badań i Konstrukcji Przemysłu Motoryzacyjnego, uruchomionym 1946 w Łodzi. W okresie powojennym zbudowano lub odbudowano wiele fabryk i ośr. przem.; 1951 Fabrykę Samochodów Osobowych (FSO, 1996–2002 Daewoo-FSO Motor) w Warszawie oraz Fabrykę Samochodów Ciężarowych w Lublinie (przekształconą 1988 w Fabrykę Samochodów), Zakłady Starachowickie (1945–55, od 1955 pod nazwą Fabryka Samochodów Ciężarowych w Starachowicach), Jelczańskie Zakłady Samochodowe (budowane 1951–56), Sanocką Fabrykę Autobusów (powstałą 1958 z Sanockiej Fabryki Wagonów „Sanowag”), Zakład Samochodów Dostawczych FSO w Nysie (działający pod innymi nazwami od 1952), Fabrykę Samochodów Roln. w Poznaniu (powstałą 1975, istniejącą pod innymi nazwami od 1953), Fabrykę Samochodów Małolitrażowych w Bielsku-Białej i Tychach (FSM Bielsko-Biała, 1972), Wytwórnię Sprzętu Komunikacyjnego PZL-Mielec (powstałą 1982 przy zakładach lotn.), Fabrykę Samochodów Specjalizowanych Polmo-SHL (przy zakładach istniejących od 1919), Zakłady Mech. „Ursus” (rozbudowano zakłady istniejące od 1923). Wymienione zakłady wytworzyły wiele własnych i licencyjnych modeli samochodów osobowych: Warszawa, Syrena, Fiat 125p (po wygaśnięciu licencji FSO 125), Polonez, Fiat 126p, dostawczych (Żuk, Nysa, Lublin), ciężarowych małej ładowności (Lublin), średniej ładowności (Star) i dużej ładowności (Jelcz), mikrobusów (Nysa), autobusów (Star, San, Leyland, Fiat, Jelcz, Autosan, Berliet) oraz wiele samochodów specjalnych i specjalizowanych. Obecnie w Polsce działa kilkunastu większych producentów samochodów i nasz kraj stanowi w Europie Środkowowschodniej największy rynek samochodowy, a przemysł motoryzacyjny ma znaczny wpływ na pol. gospodarkę.
Bibliografia
W. Rychter Dzieje samochodu, Warszawa 1987;
The Automobile — A Century of Progress, Society of Automotive Engineers, Warrendale 1997;
E. Eckermann World History of the Automobile, Society of Automotive Engineers Warrendale 2001.
Ilustracje
Benz, pionierski trójkołowiec spalinowy (1885)rys. B. Wróblewski/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia