معرفی بزرگ‌ترین مخترعان و نوآوری‌های دنیای خودرو (قسمت اول)

خودروهای مدرن یک جادوی تکنولوژیکی هستند اما باید از مهندسان و افرادی تشکر کنیم که خودرو را تا به اینجا رسانده‌اند؛ و داستان خودرو قرن‌ها پیش از آنچه فکر می‌کنید آغاز شده است…

یک خودرو از قطعات زیادی ساخته شده و هریک از این قطعات باید توسط فرد مشخصی اختراع شده باشد. به همان اندازه که تاریخ پیش رفت و خودروها پیچیده‌تر شدند، قطعات بیشتری موردنیاز بود و این یعنی نیاز به نوآوری‌های بیشتر.

برخی از این نوآوری‌ها فراموش شده و هویت برخی نیز مخدوش شده است. در برخی موارد حادتر، بسیاری از مخترعان تقریباً همان چیزی را اختراع کرده‌اند که فرد دیگری اختراع کرده و این فاصله زمانی به حدی کم بوده که تقریباً نمی‌توان گفت چه کسی برای اولین بار آن قطعه خاص را تولید نموده است. در ادامه شما را با پرچم‌داران واقعی دنیای خودرو آشنا می‌کنیم. همراه ما باشید.

• کریستین هایگنز

کریستین هایگنز (سال ۱۶۲۹ تا ۱۶۹۵) یکی از دانشمندان برجسته قرن هفدهم بوده است. این دانشمند هلندی باعث بهبود عملکرد تلسکوپ شد، تئوری موجی نور را شرح داد و با اختراع ساعت پاندولی خدمت بزرگی به دقیق‌تر شدن زمان انجام داد.

هایگنز همچنین اولین فردی بود که فهمید سیاره زحل توسط حلقه‌هایی احاطه شده است. او همچنین جزو چندین فردی بود نت‌های موسیقی را به ۳۱ بخش تقسیم کرد. او حدود دو قرن پیش از آغاز صنعت خودرو از دنیا رفت اما اولین نمونه‌های دستگاهی را اختراع کرد که بعداً در تمامی خودروها دیده شد.

پیشرانه درون‌سوز

هایگنز در سال ۱۶۷۸ ماشینی را طراحی کرد (البته به احتمال زیاد آن را نساخت) که در آن انفجار مواد منفجره باعث بالا رفتن پیستون شده و ترکیب جاذبه و مکش دوباره آن را به پایین می‌فرستاد که این امر برای بالا بردن هشت پسر که طناب متصل به پیستون را نگه داشته بودند کافی بود.

سیکل دوم نیازمند مواد منفجره بیشتری بود و احتمالاً دلیل آن‌هم گرمای تولیدی توسط انفجار اول بود که باعث اتلاف زمان می‌شد. این دستگاه به همین خاطر هرگز مناسب یک خودرو نبود اما پیش‌زمینه‌ای برای پیشرانه درون‌سوز محسوب می‌شود.

• نیکولاس جوزف کوگنات (اولین خودروی موتوری)

اگرچه fardier à vapeur تولید شده توسط این مهندس فرانسوی دقیقاً یک خودرو نبوده اما حداقل در بین عموم به عنوان اولین خودروی سواری که می‌توانسته با قدرت خود حرکت کند موردقبول واقع شده است.

کوگنات (سال ۱۷۲۵ تا ۱۸۰۴) نسخه‌ای کوچک از آن را در سال ۱۷۶۹ و نمونه‌ی فول سایزش را یک سال بعد ساخت. هر دو وسیله از یک چرخ در جلو و دو چرخ در عقب استفاده می‌کردند. دو نمونه‌ی کپی شده از این وسیله در قرن ۲۱ یکی در پاریس و دیگری در فلوریدا ساخته شده‌اند.

• فرانسوا ایزاک ده ریواز

ده ریواز (سال ۱۷۵۲ تا ۱۸۲۸) در پاریس متولد شد و علاقه به اختراع چیزهای مختلف را از پر خود پیر جوزف (سال ۱۷۱۱ تا ۱۷۷۲) به ارث برده بود. از جمله کارهای پدر ده ریواز می‌توان به تولید ساعتی اشاره کرد که با تغییرات فشار هوا و دما کار می‌کرد.

اما خود فرانسوا ایزاک نیز تحصیلات بالایی داشت. مشهورترین اختراع او به پیشگویی‌هایی درباره دنیای موتورینگ مربوط می‌شود.

خودرو با پیشرانه درون‌سوز

ده ریواز روی مدلی مقیاسی از وسیله‌ای خودران در سال ۱۸۰۷ کار می‌کرد و بعدها نمونه‌ای فول سایز از آن را ساخت که بنا به گزارش‌ها توانسته بود ۴ نفر را به مسافت ۲۶ متر و با سرعتی بسیار پایین حمل کند.

سوخت مورد استفاده برای پیشرانه‌ی این وسیله نیز ترکیب هیدروژن و اکسیژن بوده است. این پروژه سریعاً به محاق رفت زیرا نیروی بخار آلاینده‌تر اما کاراتر گزینه‌ای بهتر به نظر می‌رسید. با این وجود ده ریواز اولین وسیله نقلیه زمینی استفاده کننده از پیشرانه‌ی درون‌سوز را تولید کرد. نایسفور نیپه پیش از ده ریواز ایده‌ی مشابهی داشت اما وسیله‌ای که او ساخت یک قایق بود.

• نیکولاس اتو

نیکولاس اتو (سال ۱۸۳۲ تا ۱۸۹۱) اگرچه روی محصولات غذایی صادراتی کار می‌کرد اما تحت تأثیر پیشرانه‌ها قرار گرفت و شروع به ساخت آن‌ها در سال ۱۸۶۱ نمود. مشهورترین پیشرانه‌ای که او ساخت در سال ۱۸۷۶ موردتوجه قرار گرفت.

این پیشرانه از اصولی که قبلاً توسط آلفونس بی ده روخاس تشریح شده بود استفاده کرد و پیش از احتراق مخلوط سوخت و هوا را فشرده نمود. اتو به‌طور قابل‌توجهی راندمان گرمایی پیشرانه را ارتقا داد و قدرت بیشتری از آن به دست آورد.

سیکل چهارزمانه‌ای اتو

منظور از زمانه حرکت پیستون به بالا یا پایین در سیلندر است. در یک پیشرانه چهارزمانه، اولین زمانه به ترکیب سوخت و هوا اشاره دارد و در گام بعدی آن‌ها فشرده شده و در آغاز سومین زمانه نیز مشتعل می‌شوند. در زمانه چهارم هم گازها خارج می‌شوند.

این سیکل که سیکل اتو نام دارد پایه و اساس کار هر پیشرانه‌ی خودرویی را تشکیل می‌دهد. جیمز آتکینسون (سال ۱۸۴۶ تا ۱۹۱۴) طراحی بهتری را ارائه کرد اما خودروسازان فعلی وقتی می‌گویند از سیکل آتکینسون استفاده می‌کنند منظورشان نسخه‌ای اصلاح شده از سیکل اتو است.

• رابرت هوک

رابرت هوک (سال ۱۶۳۵ تا ۱۷۰۳) مدت‌های زیادی مجری آزمایش‌های خاندان سلطنتی بود و البته کارهای زیادی در بهبود علوم جاذبه، میکروسکوپی، دیرینه‌شناسی، نجوم و… انجام داد. او به بازسازی لندن پس از آتش‌سوزی گسترده در سال ۱۶۶۶ کمک کرد و اولین فردی بود که از واژه “سلول” به عنوان واژه‌ای زیست‌شناسی استفاده نمود. هوک همچنین قانون الاستیسیته را یافت و بعدها با همین کشف توانستند رفتار فنرهای خودرو را بفهمند.

هوک رابطه خوبی با سر کریستوفر رن و دیگر دانشمندان معاصر خود داشت و البته گفت‌وگوهایی هم با ایزاک نیوتون انجام داده بود. این دو دانشمند ایده‌های مشابهی درباره جاذبه داشتند اما تنها نیوتون بود که با استفاده از مهارت‌های ریاضی خود توانست جاذبه را شرح دهد.

مفصل با سرعت ثابت

یک مفصل با سرعت ثابت که معمولاً در صنعت خودرو از آن به عنوان مفصل CV نام می‌برند باعث می‌شود دو شفت با اینکه در یک زاویه مشخص به هم متصل شده‌اند اما بتوانند با سرعت‌های مشابهی بچرخند.

برخی افراد از این مفصل به عنوان مفصل هوک نام می‌برند زیرا اولین نمونه‌های آن توسط رابرت هوک طراحی شدند. مفصل‌های CV که در گیربکس‌های خودرو بکار می‌روند تفاوت‌های زیادی با نمونه‌های ساخت هوک داشته اما از همان اصول پیروی می‌کنند.

• رابرت ویلیام تامسون

تامسون (سال ۱۸۲۲ تا ۱۸۷۳) در نزدیکی اسکاتلند به دنیا آمده و مهندس و مخترعی بود که بسیاری از دستگاه‌های مفید همچون خودروی بخار جاده‌ای روش انفجار مواد منفجره از فاصله‌ای ایمن و با استفاده از شارژ الکتریکی را تولید نمود.

او در طول زندگی خود چندین بار دیگر توسعه ریل‌های راه‌آهن شده و به عنوان مهندس در کارخانه شکر هم کار کرده است.

چرخ پنوماتیک

تامسون کمتر از آنچه لیاقتش را داشت شناخته شد چراکه یکی از اختراعات برجسته او چرخ پنوماتیک اوایل قرن ۲۰ بوده ولی در آن زمان هیاهوی چندانی برپا نشد. این چرخ باعث بهبود راحتی و کاهش صدای کالسکه‌ها می‌شد اما با این وجود چندین سال جلوتر از زمان خود بود.

بعدها جان بوید دانلوپ (سال ۱۸۴۰ تا ۱۹۲۱) بود که اعتبار بیشتری به دست آورد زیرا بعدها که تکنولوژی لاستیک پیشرفت کرد و دوچرخه‌ها محبوب‌تر شدند چنین ایده‌ای را ارائه نمود. شکی وجود ندارد که دانلوپ یک مخترع نابغه است که نامش با دنیای لاستیک امروزی گره خورده اما برای اولین بار تامسون بود که ایده چرخ پنوماتیک را به مرحله اجرا درآورد.

• نیکولاس کالان

نیکولاس کالان (سال ۱۷۹۹ تا ۱۸۶۴) که در ایرلند به دنیا آمد کشیشی مذهبی با علاقه ای زیاد به علوم بود. او به الکتریسیته علاقه زیادی داشت و همین امر منجر به ساخت باتری بزرگ و الکترومگنت قوی شد.

کالان همچنین گمان می‌کرد یک خودروی الکتریکی می‌تواند به اندازه خودرویی که از نیروی بخار استفاده می‌کند قدرتمند بوده و البته هزینه‌های کمتری نیز داشته باشد. این روزها افراد کمی با این ایده‌ها مخالف هستند اما کالان نتوانست ایده‌ی خود را نشان دهد.

کویل القایی

علیرغم اینکه کالان تقریباً در جهت درستی حرکت می‌کرد اما نتوانست خودروی الکتریکی را اختراع کند ولی در توسعه کویل القایی پیشرو بود و یک پشتیبان کم ولتاژ برای احتراق مخلوط سوخت/هوا اختراع نمود. خودروهای دیزلی به این قطعه احتیاجی ندارند اما کویل القایی یکی از موارد ضروری خودروهای بنزینی مدرن است.

• پیر گیفارد

پیر گیفارد (سال ۱۸۵۳ تا ۱۹۲۲) در نرماندی به دنیا آمد و بخش اعظم سابقه کاری‌اش را به عنوان خبرنگار در پاریس گذراند. روزنامه‌های پاریسی معمولاً با سازمان‌دهی و گزارش رویدادهای خودرویی روزگار می‌گذراندند بنابراین گیفارد هم خودش را در جایگاه سازمان‌دهی مسابقات برای دوندگان و دوچرخه‌سواران یافت.

موتور اسپورت

اگرچه برخی از رویدادهای برگزار شده در ابتدا موفقیت‌آمیز نبودند اما می‌توان گفت اولین مسابقه موتور اسپورت کامل که مسابقه جاده‌ای پاریس تا روئن بود در سال ۱۸۹۴ و توسط گیفارد سازمان‌دهی شد. ژولز آلبرت ده دیون سریع‌ترین شرکت کننده این مسابقه بود اما به خاطر اینکه خودروی بخار او نیازمند سرویس‌های گوناگون و به همین خاطر راندن آن سخت‌تر از قوانین مسابقه بود دیسکالیفه شد.

• هربرت جان داوسینگ (موتور استارتر)

کمپانی آرنولد کنت بنزهای تحت لیسانس را از سال ۱۸۹۶ تا ۱۸۹۸ تولید می‌کرد. در اوایل آن سال‌ها، یکی از خودروها دارای موتور استراتری بود که توسط مهندس هربرت جان داوسینگ (سال ۱۸۵۹ تا ۱۹۳۱) تولید شده بود. استفاده از این قطعه نیاز به استفاده از هندل را از بین برد اما تا دهه ۲۰ میلادی استفاده از این قطعه همه‌گیر نشد.

باید از داوسینگ برای اختراع دو چیز در یک قطعه تشکر کرد. موتور او نه تنها پیشرانه را استارت می‌زد بلکه قدرت بیشتر برای رانندگی در سربالایی را نیز فراهم می‌نمود و به این ترتیب می‌توان گفت نمونه‌های بسیار ابتدایی از خودروهای هیبریدی در آن زمان پدیدار شده بودند.

• رنسوم ایلای اولدز

ایلای اولدز (سال ۱۸۶۴ تا ۱۹۵۰) یک مهندس آمریکایی بود که دو شرکت خودرویی را تأسیس کرد. اولین آن‌ها که در سال ۱۸۹۷ تأسیس شد خودروهایی با نام اولدزموبیل را می‌ساخت. این برند به عنوان بخشی از جنرال موتورز و تا سال ۲۰۰۴ هم پابرجا بود.

او با استفاده از کمک‌های فردریک اسمیت که یک تاجر بود شرکت دیگری با نام REO را تأسیس کرد که مخفف سه حرف نامش بود. نام این شرکت درست نقطه مقابل گروه موسیقی REO اسپیدواگن بود. پس از چندین شراکت و ادغام مختلف، امروزه حقوق مادی و معنوی نام REO به گروه سوئدی ولوو تعلق دارد.

تولید سری (خط تولید و مونتاژ)

اولدز اولین فردی بود که از خط تولید در کارخانه خودرو استفاده کرد؛ بنابراین اولدزموبیل داش تولیدی بین سال‌های ۱۹۰۱ تا ۱۹۰۷ اولین خودروی تولید انبوه دنیاست.

هنری فورد (سال ۱۸۶۳ تا ۱۹۴۷) با استفاده از خط تولید متحرک این ایده را بهبود بخشید. فورد برای تولید مدل T از این روش استفاده کرد. بی‌شک سیستم فورد بهینه‌تر بوده اما از این نظر اولدز مخترع اصلی محسوب می‌شود.

• برتا بنز

در زمینه ساخت خودرو، برتا بنز (سال ۱۸۴۹ تا ۱۹۴۴) کمتر از شوهرش یعنی کارل بنز (سال ۱۸۴۴ تا ۱۹۲۹) شناخته شده است اما برتا درباره بازاریابی این خودروها عملکرد بهتری داشته است. برتا بنز و پسرهایش بدون اینکه کارل بنز خبر داشته باشد با پتنت موتور واگن به دیدار مادرش در سال ۱۸۸۸ رفتند.

این سفر که از شهرهای منهایم تا فورزهایم را دربر می‌گرفت حدود ۱۹۳ کیلومتر طول داشت و با استانداردهای آن زمان سفر بسیار طولانی‌ای محسوب می‌شد. قطعاً این سفر را می‌توان اولین فاصله‌ی طولانی طی شده با یک خودرو دانست. همین سفر بود که نام بنز را بر سر زبان‌ها انداخت و تقریباً به‌صورت تصادفی باعث شد برتا به عنوان یکی از اولین رانندگان تست دنیای خودرو شناخته شود.

لنت‌های ترمز

برتا چندین راه مختلف برای بهبود خودرو را در سفر مشهورش پیدا کرد. یکی از آن‌ها به ترمزها مربوط می‌شد که از نوع بلوک‌های چوبی بودند و با یک اهرم به روی چرخ های فلزی عقب کشیده شده و باعث توقف خودرو می‌شدند. چوب سریعاً مستهلک می‌شد بنابراین برتا از یک پینه‌دوز خواست تا روی بلوک چوبی را با چرم بپوشانند و به این ترتیب او ایده‌ی لنت ترمز را اختراع کرد.

او همچنین تعمیرات فنی همچون تمیز کردن لوله سوخت و… را انجام داد و به کارل گفت که دنده‌ی سنگین‌تر برای عبور از سربالایی‌ها نیاز است. برتا بنز همچنین پیش یک شیمیدان توقف کرد تا خودرو سوخت‌گیری کند و بنابراین اولین پمپ‌بنزین دنیا را نیز اختراع نمود.

• جورج شبلر (غیرفعال سازی سیلندر)

شاید غیرفعال سازی تعدادی از سیلندرهای پیشرانه برای کاهش مصرف سوخت ایده‌ی جدیدی به نظر آید اما اصول اولیه آن توسط جورج شبلر (شال ۱۸۶۵ تا ۱۹۴۲) ارائه شده‌اند. شبلر که بیشتر به عنوان طراح کاربراتور شناخته می‌شود اولین خودروی مجهز به پیشرانه‌ی ۱۲ سیلندر در سال ۱۹۰۸ را نیز تولید کرده است.

برخلاف خودروهای مدرن مجهز به تکنولوژی غیرفعال سازی سیلندر، اختراع شبلر به دنبال استفاده از ۶ سیلندر بود. تنها در زمانی که به قدرت بالا یا عبور از مسیرهای گلی نیاز بود از تمامی ۱۲ سیلندر استفاده می‌شد.

ادامه دارد…