Транспорт на электродвигателях и ДВС

Появление новых типов двигателей подтолкнуло развитие наземного транспорта. Электродвигатели, получающие питание от электростанций по проводникам, могли двигать транспорт только там, где эти проводники были проложены. Поэтому их стали применять на городском маршрутном общественном транспорте и на эскалаторах. ДВС не ограничивал свободу передвижения и применялся на различных транспортных средствах — автомобилях, мотоциклах, а позднее на автобусах и грузовиках.

Электрический троллейбус Сименса. 1882 г.

Русско-немецкий трамвай

В 1874 г. русский инженер Фёдор Аполлонович Пироцкий на заброшенном участке железной дороги под Петербургом начал эксперименты по проведению электрического тока от генератора на электростанции через рельсы для питания электродвигателя вагона. В 1880 г. Пироцкий установил электродвигатель в вагоне петербургской конки и пустил этот первый электрический трамвай (от англ. tram — вагон, way — путь) в Петербурге на небольшом участке электрифицированных рельсов.

Фёдор Аполлонович Пироцкий

Трамвай Пироцкого около месяца исправно бегал по рельсам, перевозя всех желающих, а в 1881 г. на электротехнической выставке в Париже его увидел немецкий производитель электротехнических приборов Вернер фон Сименс. Сименс воспользовался идеей Пироцкого и в том же году в Берлине пустил первую трамвайную линию на электрической тяге, устроенную по «русской» схеме. Так лавры изобретателя электрического трамвая незаслуженно достались Сименсу. А в России идеи Пироцкого тогда не продвинулись дальше эксперимента, и первый русский электрический трамвай пустили в Киеве в 1892 г., в Москве — в 1899 г., а Петербурге — в 1907 г.

Электрический трамвай Пироцкого. 1880 г. Ток от генератора на электростанции шёл к прямому проводнику — рельсу (1), от рельса поступал на бандаж (обод) колеса вагона (2), от него к обмоткам статора и ротора электродвигателя (3) и далее к бандажу противоположного колеса (4) и к обратному проводнику — рельсу (5) и возвращался к генератору. Рельсы были изолированы (6) от земли, а колёса изолированы от осей (7). При соприкосновении колёс с рельсами замыкалась электрическая цепь, электродвигатель приходил в движение и через зубчатую передачу (8) передавал вращение колёсным осям.

Троллейбус

В 1882 г. Сименс нашёл способ использовать электродвигатель на безрельсовом транспорте. Он провёл ток по воздушным проводам, натянутым между изоляторами на столбах-опорах. Один провод был прямым проводником, другой — обратным, токосъём проводился с помощью катящегося по проводам восьмиколёсного ролика, соединённого проводом с мачтой колёсной повозки, откуда ток подавался к электродвигателю. Так выглядел первый в истории троллейбус.

Вернер фон Сименс

Электрический трамвай Сименса. 1881 г.

«Рогатый» транспорт

Провода изолировались проще и надёжнее, чем рельсы, и для сокращения потерь электричества с 1890 г. электрифицированные рельсы на трамвайных путях стали заменяться воздушными проводами. На крышах трамваев появились штанговые токоприёмники с катящимися по проводам роликами. Подобные токоприёмники и поныне используются в троллейбусах, а на рельсовом транспорте с 1930-х гг. стали устанавливать более надёжные токоприёмники — пантографы.

Трамвай 1911 г. со штанговым и токоприёмником. Пантограф. Контактный полоз (а), снимающий ток с проводов (6), подвижно крепится к складной раме (в), изолированной (г) от крыши вагона (д).

Мотоцикл и грузовик

Первый патент на колёсное транспортное средство на ДВС получили Готлиб Даймлер и его компаньон Вильгельм Майбах, бывшие сотрудники фирмы Отто. Начав собственное дело в 1880 г., они сконструировали первый бензиновый ДВС с карбюратором, а в 1885 г. установили его на двухколёсном деревянном мотоцикле, который запатентовали под названием «рейтваген» («машина для верховой езды»). Уступив К. Бенцу славу создателя автомобиля, Даймлер и Майбах первыми создали лодочный ДВС (1887 г.) и применили ДВС для полёта, в 1888 г. установив его на воздушном шаре. В 1896 г. они запатентовали первый в мире грузовик с бензиновым ДВС.

Грузовик Даймлера и Майбаха. 1896 г.

«Лесенка-чудесенка»

Американскому изобретателю Джессу Рено пришла идея использовать электродвигатель для приведения в движение не повозки, а самой дороги, и в 1892 г. он запатентовал первый электрический эскалатор (от фр. escalade — штурмовая лестница). Первый эскалатор с 1894 г. работал как туристический аттракцион, а в 1911 г. такой подъёмник установили на одной из станций лондонского метро. Привычный вид со ступенями эскалатор приобрёл в 1920-х гг.

Эскалатор Рено. 1894 г. Эскалатор работает как гигантская цепная передача: ведущая звёздочка (1), вращаемая электродвигателем (2), протягивает цепь — дорожку (3) из подвижно скреплённых звеньев по ведомой звёздочке (4).

Автобус

Первый автобус с ДВС появился на свет стараниями Бенца в 1895 г. Этот похожий на карету экипаж перевозил 8 пассажиров по 15-километровому маршруту между немецкими городками Зиген, Нефтен и Дойц.

В 1903 г. по заказу лондонской омнибусной компании американская фирма «Фишер Мотор» создала первый городской автобус. Его колёса вращал электродвигатель, но питался он не от проводов, а от находящегося там же генератора, ротор которого вращал бензиновый ДВС. Эта несовершенная электрическая трансмиссия оказалась сложной и ненадёжной, и спустя пару месяцев автобус вернули производителю. Однако позднее такая система применялась на тяжёлых грузовиках и тракторах, а сейчас на её основе конструкторы создают гибридные двигатели, которые экономичней и экологичней ДВС.

Автобус Бенца. 1895 г.