تاریخ ساخت خودرو

موتور احتراق داخلی؛ قلب خودرو

موتور‭ ‬احتراق‭ ‬داخلی‭ ‬موتوری‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬از‭ ‬احتراق‭ ‬انفجاری‭ ‬سوخت‭ ‬برای‭ ‬فشار‭ ‬دادن‭ ‬پیستون‭ ‬به‭ ‬داخل‭ ‬سیلندر‭ ‬استفاده‭ ‬می‌کند‭ – ‬حرکت‭ ‬پیستون‭ ‬میل‭ ‬لنگ‭ ‬را‭ ‬می‌چرخاند‭ ‬و‭ ‬سپس‭ ‬چرخ‌های‭ ‬خودرو‭ ‬را‭ ‬از‭ ‬طریق‭ ‬یک‭ ‬زنجیر‭ ‬یا‭ ‬یک‭ ‬محور‭ ‬محرک‭ ‬می‌چرخاند‭. ‬انواع‭ ‬مختلفی‭ ‬از‭ ‬سوخت‭ ‬که‭ ‬معمولا‭ ‬برای‭ ‬موتورهای‭ ‬احتراقی‭ ‬خودروها‭ ‬استفاده‭ ‬می‭ ‬شود‭ ‬عبارتند‭ ‬از‭: ‬بنزین‭ ‬،‭ ‬گازوئیل‭ ‬و‭ ‬نفت‭ ‬سفید‭.‬

بخوانید: موتور دیزلی چیست و چگونه کار می کند؟

باهم خلاصه ای از تاریخچه موتور احتراق داخلی را باهم بررسی می‌کنیم

• 1680 – فیزیکدان هلندی، Christian Huygens – کریستین هویگنس، یک موتور احتراق داخلی را طراحی کرد (اما هرگز ساخت) که قرار بود با باروت سوخت گیری کند.

• 1807 – Francois Isaac de Rivaz – فرانسوا آیزاک دی ریواز سوئیسی موتور احتراق داخلی را اختراع کرد که از مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن برای سوخت استفاده می کرد. ریواز ماشینی را برای موتور خود طراحی کرد. اولین خودروی احتراق داخلی. با این حال، طراحی او بسیار ناموفق بود.

• 1824 – مهندس انگلیسی، Samuel Brown – ساموئل براون، یک موتور بخار قدیمی نیوکومن را برای سوزاندن گاز تغییر داد و از آن برای روشن کردن یک وسیله نقلیه در تپه شوتر در لندن استفاده کرد.

• 1858 – مهندس بلژیکی، Jean Joseph Étienne Lenoir – ژان ژوزف اتین لنوار، یک موتور احتراق داخلی با جرقه برقی دو کاره را اختراع و به ثبت رساند که با گاز زغال سنگ کار می کرد. در سال 1863، لنوار یک موتور بهبود یافته (با استفاده از نفت و یک کاربراتور اولیه) را به یک واگن سه چرخ متصل کرد که توانست یک سفر جاده ای تاریخی 50 مایلی را به پایان برساند.

• 1862 – Alphonse Beau de Rochas، مهندس عمران فرانسوی، پتنت اختراع یک موتور چهارزمانه را ثبت کرد اما هیچ .قت آن را نساخت (اختراع ثبت اختراع فرانسوی شماره 52593، 16 ژانویه 1862).

• 1864 – مهندس اتریشی، Siegfried Marcus – زیگفرید مارکوس، یک موتور تک سیلندر با کاربراتور ساخت و موتور خود را به یک گاری 500 فوتی متصل کرد. چندین سال بعد، مارکوس وسیله نقلیه ای را طراحی کرد که برای مدت کوتاهی با سرعت 10 مایل در ساعت حرکت می کرد، که تعدادی از مورخان آن را به عنوان پیشرو در اتومبیل مدرن به عنوان اولین وسیله نقلیه بنزینی جهان در نظر گرفتند. (هرچند بحث درمورد این ادعا زیاد است).

• 1866 – مهندسان آلمانی، یوگن لانگن و نیکولاس آگوست اتو طرح های لنوار و دی روچاس را بهبود بخشیدند و موتور گازی کارآمدتری اختراع کردند.

• 1873 – George Brayton – جورج برایتون، مهندس آمریکایی، یک موتور ناموفق دو زمانه با سوخت نفت سفید را توسعه داد. (این موتور از دو سیلندر پمپاژ خارجی استفاده می کرد). با این حال، این اولین موتور روغنی ایمن و کاربردی به حساب می‌آید.

• 1876 – نیکلاس آگوست اتو یک موتور چهار زمانه موفق را اختراع کرد و بعداً آن را به ثبت رساند.

• 1876 – اولین موتور موفق دو زمانه توسط سر داگالد کلرک اختراع شد.

• 1883 – مهندس فرانسوی، Edouard Delamare-Debouteville، یک موتور تک سیلندر چهار زمانه ساخت که با گاز اجاق گاز کار می کرد. مشخص نیست که او واقعاً ماشینی ساخته است یا نه، با این حال، طرح های دیلامار-دبوتویل برای آن زمان بسیار پیشرفته بودند – از جهاتی حداقل روی کاغذ از دایملر و بنز جلوتر بودند.

• 1885 – گوتلیب دایملر چیزی را اختراع کرد که اغلب به عنوان نمونه اولیه موتور گازی مدرن شناخته می‌شود – با یک سیلندر عمودی و با بنزین تزریق شده از طریق کاربراتور (ثبت اختراع در سال 1887). دایملر ابتدا یک وسیله نقلیه دو چرخ به نام “ریت واگن” (کالسکه سواری) با این موتور ساخت و یک سال بعد اولین وسیله نقلیه موتوری چهار چرخ جهان را ساخت.

• 1886 – در 29 ژانویه، کارل بنز اولین اختراع  را برای یک خودروی گازسوز دریافت کرد. (DRP شماره 37435).

• 1889 – دایملر یک موتور چهار زمانه بهبود یافته با سوپاپ های قارچی شکل و دو سیلندر شیب دار ساخت.

• 1890 – ویلهلم میباخ اولین موتور چهار سیلندر چهار زمانه را ساخت.

طراحی موتور و طراحی خودرو فعالیت‌های جدایی‌ ناپذیری بودند. تقریباً همه طراحان موتور که در بالا ذکر شد، خودروها را نیز طراحی کردند و تعداد کمی از آنها به تولیدکنندگان بزرگ خودرو تبدیل شدند. همه این مخترعان و سایر مخترعان پیشرفت های قابل توجهی در تکامل خودروهای احتراق داخلی ایجاد کردند.

اهمیت اختراع نیکولاس اتو

یکی از مهمترین نقاط عطف در طراحی موتور از نیکلاس آگوست اتو می آید که در سال 1876 یک موتور گازسوز موثر اختراع کرد. اتو اولین موتور احتراق داخلی چهار زمانه عملی را به نام «موتور چرخه اتو» ساخت و به محض اینکه موتور خود را تکمیل کرد، آن را در یک موتور سیکلت استفاده کرد. کمک های اتو از نظر تاریخی بسیار مهم بود، این موتور چهار زمانه او بود که برای همه خودروهای با سوخت مایع در آینده مورد استفاده قرار گرفت.

چهار چرخ چرخه اتو که توسط دانشمند آلمانی نیکولاس آگوست اتو اختراع شد. 1876 – عکس از Getty Images

کارل بنز

در سال 1885، مهندس مکانیک آلمانی، کارل بنز، اولین خودروی عملی جهان را طراحی و ساخت که با موتور احتراق داخلی کار می کرد. در 29 ژانویه 1886، بنز اولین اختراع را برای یک خودروی گازسوز دریافت کرد. (DRP شماره 37435). این اختراع یک سه چرخ بود. بنز اولین خودروی چهار چرخ خود را در سال 1891 ساخت. بنز و سی Benz & Cie.، شرکتی که توسط مخترع راه اندازی شد، تا سال 1900 به بزرگترین تولیدکننده خودرو در جهان تبدیل شد. کارل بنز اولین مخترعی بود که یک موتور احتراق داخلی را با یک شاسی ادغام کرد. درواقع هر دو را باهم طراحی کرد.

Gottlieb Daimler – گوتلیب دایملر

• در سال 1885، گوتلیب دایملر (به همراه شریک طراحی خود ویلهلم میباخ) موتور احتراق داخلی اتو را یک قدم جلوتر بردند و آنچه را که عموماً به عنوان نمونه اولیه موتور گازی مدرن شناخته می شود، به ثبت رساند. ارتباط دایملر با اتو یک ارتباط مستقیم بود. دایملر به عنوان مدیر فنی Deutz Gasmotorenfabrik کار می کرد که نیکولاس اتو در سال 1872 مالک آن بود. در مورد اینکه چه کسی اولین موتورسیکلت را ساخته است، اتو یا دایملر، اختلاف نظر وجود دارد.
• موتور دایملر-میباخ کوچک، سبک، سریع، از نوع کاربراتور تزریق بنزین و دارای سیلندر عمودی بود. اندازه، سرعت و کارایی موتور باعث ایجاد انقلابی در طراحی خودرو شد. در 8 مارس 1886، دایملر یک کالسکه سوار شد و آن را برای نگه داشتن موتور خود تطبیق داد و بدین ترتیب اولین خودروی چهار چرخ جهان را طراحی کرد. دایملر اولین مخترعی است که یک موتور احتراق داخلی عملی را اختراع کرد.
• در سال 1889 دایملر یک موتور چهار زمانه دو سیلندر شیب دار با سوپاپ های قارچی شکل اختراع کرد. دقیقاً مانند موتور 1876 اتو، موتور جدید دایملر پایه و اساس همه موتورهای اتومبیل در آینده را ایجاد کرد. همچنین در سال 1889، دایملر و میباخ اولین خودروی خود را از پایه ساختند. خودروی جدید دایملر دارای گیربکس چهار سرعته بود و سرعت 10 مایل در ساعت را به دست می آورد.

• دایملر در سال 1890 Daimler Motoren-Gesellschaft را برای تولید طرح های خود تاسیس کرد. یازده سال بعد، ویلهلم میباخ ماشین مرسدس را طراحی کرد.

• اگر زیگفرید مارکوس دومین خودروی خود را در سال 1875 می ساخت، همانطور که ادعا می شد اولین وسیله نقلیه ای بود که با موتور بنزینی و چهار چرخ کار می کرد. اولین خودروی دارای کاربراتور برای موتور بنزینی و داشتن یک احتراق مغناطیسی. با این حال، شواهد موجود نشان می دهد که این وسیله نقلیه حدوداً در سال 1888/89 ساخته شده است. زمانی که دیگر اولین نبود.
• در اوایل دهه 1900، فروش اتومبیل های بنزینی بیشتر از سایر وسایل نقلیه موتوری شد. در این دوره نیاز به تولیدات صنعتی درحال رشد بود.
• اولین خودروسازان در جهان فرانسوی بودند: Panhard & Levassor (1889) و Peugeot (1891). منظور ما از سازنده خودرو، سازندگان وسایل نقلیه موتوری برای فروش است و نه فقط مخترعان موتور که طراحی خودرو را برای آزمایش موتورهای خود آزمایش کردند. دایملر و بنز در ابتدا با صدور مجوز ثبت اختراع و فروش موتورهای خود به خودروسازان، درآمد اولیه خود را به دست آوردند. و سپس به خودروسازی روی آوردند.

رنه پانهارد و امیل لواسور

• قبل از اینکه رنه پانهارد و امیل لواسور تصمیم بگیرند خودروساز شوند مشغول تجارت ماشین آلات نجاری بودند. آنها اولین ماشین خود را در سال 1890 با استفاده از موتور دایملر ساختند. ادوارد سارازین، که حق امتیاز ثبت اختراع دایملر برای فرانسه را داشت، این تیم را راه اندازی کرد. (مجوز حق ثبت اختراع به این معنی است که شما هزینه ای می پردازید و سپس حق دارید اختراع شخصی را برای سود بسازید و از آن استفاده کنید. در این مورد، سارازین حق ساخت و فروش موتورهای دایملر در فرانسه را داشت.) شرکا نه تنها خودرو تولید می کردند، بلکه در طراحی بدنه خودرو نیز پیشرفت هایی ایجاد کردند.
• Panhard-Levassor وسایل نقلیه ای با پدال کلاچ، گیربکس زنجیره ای که به گیربکس تغییر سرعت منتهی می‌شود و رادیاتور جلو می‌ساخت. لواسور اولین طراح بود که موتور را به جلوی خودرو منتقل کرد و از طرح دیفرانسیل عقب استفاده کرد. این طرح با نام Systeme Panhard شناخته می شد و به سرعت به استانداردی برای همه خودروها تبدیل شد. زیرا تعادل بهتری داشت و فرمان را بهبود می بخشید. Panhard و Levassor با اختراع گیربکس مدرن که در  Panhard خود در سال 1895 نصب شد شناخته می‌شوند.
• Panhard و Levassor همچنین حقوق مجوز موتورهای دایملر را با آرماند پژو به اشتراک گذاشتند. یک خودروی پژو در اولین مسابقه اتومبیلرانی که در فرانسه برگزار شد، پیروز شد که تبلیغات پژو را به دست آورد و فروش خودرو را افزایش داد. از قضا، مسابقه “پاریس تا مارسی” در سال 1897 منجر به یک تصادف مرگبار رانندگی شد که باعث کشته شدن امیل لواسور شد.
• در اوایل، تولیدکنندگان فرانسوی مدل‌های خودرو را استاندارد نمی‌کردند – هر خودرو با دیگری متفاوت بود. اولین خودروی استاندارد شده Benz Velo – بنز ولو ۱۹۸۴ بود. صد و سی و چهار   نمونه Velo یکسان در سال 1895 ساخته شد.

Charles and Frank Duryea –  چارلز و فرانک دوریا

اولین تولیدکنندگان خودروهای تجاری آمریکایی با موتور بنزینی چارلز و فرانک دوریا بودند. این برادران دوچرخه سازانی بودند که به موتورهای بنزینی و اتومبیل علاقه مند شدند و اولین وسیله نقلیه موتوری خود را در سال 1893 در اسپرینگفیلد ماساچوست ساختند. تا سال 1896، شرکت دوریه موتور واگن سیزده مدل از Duryea، یک لیموزین گران قیمت را به فروش رساند که تا دهه 1920 در حال تولید باقی ماند.

Ransome Eli Olds – رانسوم الی الدز

اولین‭ ‬خودرویی‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬ایالات‭ ‬متحده‭ ‬تولید‭ ‬انبوه‭ ‬شد،‭ ‬Curved Dash Oldsmobile‮ ‬‭ – ‬۱۹۰۱‭ ‬بود‭ ‬که‭ ‬توسط‭ ‬خودروساز‭ ‬آمریکایی‭ ‬Ransome Eli Olds‭ (‬1864-1950‭) ‬ساخته‭ ‬شد‭.‬  اولدز مفهوم اصلی خط مونتاژ را اختراع کرد و صنعت خودروسازی منطقه دیترویت را راه اندازی کرد. او برای اولین بار ساخت موتورهای بخار و بنزینی را با پدرش، پلینی فیسک اولدز، در لنسینگ، میشیگان در سال 1885 آغاز کرد. اولدز اولین ماشین بخار خود را در سال 1887 طراحی کرد. در سال 1899، با توسعه رو به رشد موتورهای بنزینی، اولدز به دیترویت نقل مکان کرد. کارخانه Olds Motor Works را راه اندازی کرد و در آنجا خودروهای ارزان قیمت و اقتصادی  را تولید کرد. او در سال 1901 ، 425 دستگاه « Curved Dash Olds » تولید کرد و از سال 1901 تا 1904 پیشروترین خودروساز آمریکا بود.

Henry Ford – هِنری فورد

• خودروساز آمریکایی، هنری فورد (1863-1947) یک خط مونتاژ بهبودیافته را اختراع کرد و اولین خط مونتاژ مبتنی بر تسمه نقاله را در کارخانه خودروسازی خود در کارخانه فورد هایلند پارک، میشیگان، در سال 14-1913 نصب کرد. خط مونتاژ با کاهش زمان مونتاژ، هزینه های تولید خودروها را کاهش داد.  خودروی مدل T معروف فورد در نود و سه دقیقه مونتاژ شد. فورد اولین خودروی خود به نام “Quadricycle” را در ژوئن 1896 ساخت. با‭ ‬این‭ ‬حال،‭ ‬موفقیت‭ ‬پس‭ ‬از‭ ‬تأسیس‭ ‬شرکت‭ ‬خودروسازی‭ ‬فورد‭ ‬در‭ ‬سال‭ ‬1903‭ ‬به‭ ‬دست‭ ‬آمد‭. ‬این‭ ‬سومین‭ ‬شرکت‭ ‬خودروسازی‭ ‬بود‭ ‬که‭ ‬برای‭ ‬تولید‭ ‬خودروهای‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬توسط‭ ‬وی‭ ‬تشکیل‭ ‬شد‭.‬  او مدل T را در سال 1908 معرفی کرد که بسیار موفقیت آمیز بود. پس از نصب خطوط مونتاژ متحرک در کارخانه خود در سال 1913، فورد به بزرگترین خودروساز جهان تبدیل شد. تا سال 1927، 15 میلیون مدل T ساخته شد.
• پیروزی دیگری که هنری فورد به دست آورد، نبرد ثبت اختراع با جورج بی سلدن بود. سلدن که هرگز خودرو نساخته بود، حق اختراع “موتور جاده” را داشت و بر این اساس تمام خودروسازان آمریکایی به سلدن حق امتیاز پرداخت می کردند. فورد حق ثبت اختراع سلدن را لغو کرد.

هنری فورد نخستین مخترعی است که توانست ایده تولید خودرو ارزان‌قیمت را از اوایل قرن بیستم میلادی به‌صورت عملی پیاده‌سازی کند. قیمت خودرو فورد مدل T حدود ۸۵۰ دلار بود و حتی کشاورزان نیز می‌توانستند با صرفه‌جویی اقتصادی آن را خریداری کرده و در صورت خرابی این خودرو را تعمیر کنند.

نگاهی به تاریخچه خودرو در جهان نشان می‌دهد که موفقیت هر برند و فعال صنعت خودروسازی، تنها یک اختراع نبوده، بلکه مجموعه تلاش‌های مهندسین‌، مخترعین و علاقمندان به این صنعت پرسود بوده است.