من الذي أنهى حقبة عمود المرفق اليدوي؟ قصة المارش الكهربائي

جعلت المارش الكهربائي الذي طبّقته كاديلاك كمعيار في عام 1912 السيارة، التي كانت حكراً على الأقوياء المحظوظين، سيارة يبدلها الجميع بمفتاح.
جعلت المارش الكهربائي الذي طبّقته كاديلاك كمعيار في عام 1912 السيارة، التي كانت حكراً على الأقوياء المحظوظين، سيارة يبدلها الجميع بمفتاح.

شارك هذه الصفحة

من أجزل الكرنك؟ الإجابة المختصرة: محرك بدء التشغيل الكهربائي الذي طوّره تشارلز ف. كيترينغ، وكاديلاك موديل ثيرتي التي قدمت هذه التقنية كتجهيز قياسي عام 1912. هذا الثنائي حوّل السيارة من آلة لا يمكن تشغيلها إلا بقوة الذراع وحظ من يمتلكه، إلى آلة يمكن للجميع تشغيلها بمفتاح. اليوم لا يحمل أي سائق يدير مفتاح التشغيل وينطلق في الطريق ثقل المشكلة التي حلّاها.

أبرز النقاط

  • أول سيارة بمحرك بدء كهربائي تُنتج بكميات كبيرة: 1912 كاديلاك موديل ثيرتي
  • عرض تشارلز كيترينغ النظام في 27 فبراير 1911 في ديترويت على محرك كاديلاك
  • طلب البراءة 15 يونيو 1911؛ وتمت الموافقة على البراءة في 1915 تمت الموافقة عليها في
  • عدد البراءات التي حصل عليها كيترينغ يتفاوت في المصادر بين 140 و186 يتفاوت بين
  • في عشرينيات القرن العشرين كان بدء التشغيل الكهربائي معياراً في كل سيارة جديدة تقريباً

لماذا كان كرنك اليد بهذا القدر من الخطورة؟

Geri tepen bir krank kolu, kırık bilek ve çıkık omuzla biten bir sabahın habercisiydi; araba sürmek bedensel güç isteyen bir sınavdı.

قبل بدء التشغيل الكهربائي، كان تشغيل السيارة اختباراً بدنياً. كان على السائق أن يدير القضيب الفولاذي المثبت في فتحة الكرنك في الشبك الأمامي بقوة عضلاته ضد المقاومة لحظة الانضغاط. ولم يكن العمل ميكانيكياً فحسب بل كان خطيراً أيضاً: إذا لم يلتقط المحرك، ارتدّ وبدأ الكرنك يدور فجأة في الاتجاه المعاكس. ولمن يقف عند الموضع السفلي للقضيب أو قريباً منه، كان ذلك يعني ذراعاً مكسورة، أو رسغاً مكسوراً، أو كتفاً خارجاً عن مكانه.

كانت قائمة الإصابات طويلة: كسور في العظام، خلع في المفاصل، إصابات في الركبة، إجهادات في الظهر. وكانت هذه النوعية من الحوادث شائعة لدرجة أنها كانت تُستقبل بشكل شبه طبيعي بين مستخدمي السيارات في ذلك الوقت. وفوق ذلك، لم تكن المشكلة تؤثر فقط على أقل الناس قوة؛ فلا أحد كان قادراً على توقّع لحظة ارتداد المحرك.

وفاة بايرون كارتر: الحدث المحفّز

تجسّدت هذه الخطورة في حادثة وقعت شتاء 1908 في ديترويت. فقد حاول بايرون كارتر، مؤسس Cartercar، تشغيل محرك سائق عالق كان يساعده، بعد أن نسي السائق إرجاع تقدّم شمعة الإشعال. ارتدّ الكرنك فكسر فك كارتر. وأدت المضاعفات الناجمة عن الإصابة إلى ذات الرئة، فتوفي كارتر.

لهذه الوفاة مكانة حاسمة في القصة: فقد كان هنري ليلاند، رئيس كاديلاك، صديقاً مقرباً لكارتر. وعندما انهال عليه الصدمة، كلّف فريقه بتطوير آلية تشغيل ذاتي آمنة. إن تحديد حاجة هندسية بهذه الطريقة الدرامية والشخصية هو ما حدّد سرعة الوصول إلى النتيجة.

تشارلز كيترينغ ودلكو: الفكرة الكبيرة لمحرك صغير

وُلد تشارلز ف. كيترينغ في 29 أغسطس 1876 في بلدة لاودونفيل في ولاية أوهايو. بدأت مسيرته المهنية في شركة National Cash Register Company، حيث ساهم في تطوير أول آلة تسجيل نقود بمحرك كهربائي، وأسّس مع إدوارد أ. ديدز شركة Dayton Engineering Laboratories Company، أي دلكو. ولم يكن هذا الملف شخصاً عابراً: فالرؤية المستمدة من هندسة آلات التسجيل النقدي ستشكّل أيضاً أساس تصميم محرك البدء.

كانت الرؤية المطروحة كما يلي: تدوير المحرك هو في الواقع مهمة قصيرة المدة. تكفي بضع ثوانٍ من الجهد العالي؛ فلا حاجة لقوة دائمة. لهذا السبب يستطيع محرك صغير وخفيف، بدورة عمل قصيرة، تدوير محرك سيارة ضخم. كما سيرى فورًا مهندس آلات يضبط الإيقاع جيدًا، كان هذا الاختيار البسيط للمعايير هو حل المشكلة بأكملها.

لجأ ليلاند إلى كيترينغ لتحسين تصميم طوّره مهندسو كاديلاك لكنه كان أكبر من أن يُدمج عمليًا في السيارة. أنجز الفريق العمل بحلول فبراير 1911. وفي 27 فبراير 1911، شغّل كيترينغ محرك كاديلاك في ديترويت بضغطة زر واحدة. وفي 15 يونيو 1911، تقدّم بطلب للحصول على براءة الاختراع الأمريكية رقم 1150523؛ وتمت الموافقة على البراءة عام 1915. وفي يوليو 1911 قررت كاديلاك استخدام هذا النظام في طراز عام 1912، وفي نوفمبر تلقت Delco طلبية من 12000 وحدة.

كاديلاك موديل Thirty لعام 1912: السيارة التي شكلت نقطة تحول

كانت كاديلاك موديل Thirty لعام 1912 أول سيارة منتجة على نطاق واسع تمتلك تشغيلًا كهربائيًا بدلًا من ذراع التشغيل اليدوي. كانت ثقة ليلاند كاملة إلى حد أن النظام عُرض كمعدة قياسية في جميع السيارات؛ فلم يكن بندًا في قائمة الخيارات، بل تهيئة افتراضية. أخرج النظام، باسمه الرسمي "نظام التشغيل والإشعال والإضاءة الكهربائي Delco"، مفتاح الكرنك من كونه وسيلة التشغيل الاعتيادية.

ولم يمر هذا النجاح دون مقابل: حصد الموديل 30 كأس ديوار للمرة الثانية بفضل التشغيل الكهربائي والمصابيح الأمامية الكهربائية. حصوله على جائزة بهذا الادعاء مرتين في العام نفسه يوضح حجم القفزة الكبيرة التي تحققت. كانت البيانات التقنية الأساسية للموديل Thirty كالتالي:

الخاصيةالقيمة
سنة الطراز1912
القدرة القصوى30 كيلوواط / 40 حصان
النظام الكهربائيتشغيل-إشعال-إضاءة Delco
المصابيح الأمامية الكهربائيةقياسية
الجائزةكأس ديوار الثاني
ريادةأول سيارة إنتاج واسع بتشغيل كهربائي

كيف كان يعمل التصميم الأصلي لكيترينغ؟

التفاصيل التقنية تبدو مثيرة للاهتمام بعيون اليوم: يعمل محرك التشغيل بجهد 24 فولت بينما صُممت أنظمة الشحن والإضاءة على أساس 6 فولت احتوت بطارية الرصاص الحمضية على 12 خلية في أربع صناديق وكانت تُدار بوحدة تحكم معقدة لتبديل الجهد. سرعان ما تخلص النظام من هذا التعقيد غير الضروري وبُسّط بالكامل إلى 6 فولت.

كان محرك التشغيل نفسه ثنائي القطب، ذا تيار مستمر، ومزودًا بصندوق تروس تخفيض؛ كان الترس الصغير يحرك ترسًا حلقيًا كبيرًا على الحدافة فيدوّر المحرك. كان السائق يشغّل المارش بدواسة القابض، وكان مقياس الأمبير-ساعة يراقب حالة التيار. أي أن عبارة "اضغط الزر" تبسيط في السرد؛ إذ بُني النظام بمنطق تحكم معقول حتى لمستخدم عام 1912.

أما الجانب الأذكى فهو أن محرك التشغيل كان يعمل أيضًا كمولد تيار مستمر، أي دينامو. هذا الدور المزدوج، فضلًا عن شحن البطارية، مهّد الطريق أمام الإضاءة الكهربائية والملحقات. وهكذا وُلد بديل حديث لمصابيح الأسيتيلين الشاقة في ذلك العصر.

الابتكارات المتسلسلة: البطارية، الدينامو، والمصابيح الأمامية الكهربائية

لو ظلّت المارش الكهربائي اختراعًا منفردًا لكان أثره محدودًا. كان الإسهام الحقيقي لكترينغ هو تصميمه نظامًا كهربائيًا متكاملًا للسيارة يشغّلها، ويولّد الكهرباء أثناء عملها، ويوفّر شرارة الإشعال وتيار المصابيح الأمامية. هنا طُرحت أساس البنية الكهربائية المستخدمة على نطاق واسع في السيارات اليوم.

سرعت الأثر المتسلسل الأمر. تبنت علامات مثل هدسون وكول وأولدزموبيل وأوكلاند مارش ديلكو سريعًا. ودخلت السوق أنظمة مشابهة مثل مارش-مولد نورث إيست الذي استخدمته دودج براذرز عام 1915. وازداد ضغط المنافسة إلى حد أن هنري فورد نفسه لم يستطع المقاومة: بدءًا من عام 1919 وُفّر المارش الكهربائي في موديل T؛ كان قياسيًا في السيارات المغلقة، وخيارًا بسعر 75 دولارًا في أنواع الهياكل الأخرى. وبالقيمة المعدّلة وفق التضخم، يعادل هذا المبلغ نحو 1368 دولارًا.

تختلف التواريخ التي تقدمها السجلات التاريخية بشأن سرعة هذا الانتشار قليلًا: هناك عبارات تفيد بأنه كان متوفرًا في جميع الطرازات تقريبًا بحلول عام 1914؛ غير أن التأريخ الأكثر أمانًا وموثوقية مؤسسيًا يقول إن المارش الكهربائي أصبح قياسيًا في كل سيارة جديدة تقريبًا بحلول عشرينيات القرن العشرين والفرع سببه التفاوت في سرعة التبني بين العلامات؛ أما فيما يتعلق باتجاه الحدث، فإن التاريخين يشيران إلى النتيجة ذاتها.

الأثر الاجتماعي: لمن أصبحت السيارة وسيلة؟

كان أثر المارش الكهربائي الأقل حديثًا لكنه الأكثر ديمومة هو الأثر الاجتماعي. فقد ألغت هذه التقنية الاعتماد على القوة البدنية، ووسّعت بشكل كبير نطاق الأشخاص القادرين على "استخدام سيارة ميسورة التكلفة"، ونمّت السوق المحتملة. لم يعد تشغيل السيارة مسألة قوة عضلات الذراع، بل مسألة إدارة مفتاح.

عند هذه النقطة ينبغي إجراء التقييم خصوصًا فيما يخص السائقات النساء. فأبرز ميزة جاذبة في السيارات الكهربائية آنذاك كانت عدم حاجتها إلى المقبض اليدوي؛ وكانت هذه الميزة في مركز التسويق الموجّه للنساء. جعلت مارش كترينغ هذه الميزة عديمة الجدوى: صارت السيارة ذات محرك الاحتراق الداخلي أيضًا تعمل دون تدوير المقبض. وهكذا بطلت أقوى حجة بيعية للسيارة الكهربائية في تلك الفترة بمكوّن واحد.

رغم أن المصادر تذكر هذا الموضوع بجملة واحدة فقط، إلا أن سلسلة المنطق واضحة: عند إزالة العائق البدني يتسع قاعدة المستخدمين. فقد قطع محرك المارش واحدة من الخطوات الأخيرة التي أوصلت السيارة من كونها لعبة هندسية إلى وسيلة نقل يومية.

كيف يعمل محرك المارش اليوم؟

لم يتغير مبدأ العمل الأساسي للمارش منذ عهد كترينغ حتى اليوم: يسحب المحرك تيارًا عاليًا من البطارية عبر كابلات سميكة. وهذا التيار كبير إلى حد أنه لا يمكن لمفتاح يدوي أو زر عادي قطعه؛ إذ ينشأ خطر قوس كهربائي جسيم وأضرار. ولهذا السبب يوجد في الدائرة سولينويد: يقوم بتبديل التيار العالي بأمان عبر إشارة تحكم منخفضة التيار. فعندما يدير السائق مفتاح التشغيل فإنه في الحقيقة يفعّل دائرة التحكم هذه، بينما يفتح خط الطاقة الحقيقي السولينويد.

إذا نظرنا بعقلية مهندس حديث، يصبح فهم أناقة نظام كيترينغ أوضح. فقد تحوّل مكوّن واحد إلى بنية تلبي احتياجات التشغيل والشحن والإضاءة. الفصل الحالي بين المولد ومارِد التشغيل هو مجرد نسخة مصقولة من المنطق ذاته. والخطوة التي تحققت عام 1912 أسست للعمود الفقري الكهربائي للسيارة.

إرث كيترينغ

لم تنتهِ قصة كيترينغ مع الاختراع. اشترت جنرال موتورز شركة Delco عام 1918، وواصل كيترينغ حياته المهنية كمدير للأبحاث طويلة الأمد في GM. تنقسم السجلات بشأن عدد براءات الاختراع: تشير مصادر عديدة إلى أنه حصل على 140 براءة اختراع على الأقل طوال حياته، بينما يقول تأريخ آخر إنه بلغ 186 براءة اختراع أمريكية عند وفاته. ومن المعقول الاعتقاد بأن هذا الفارق يرجع إلى اختلاف طرق العد وإلى ما إذا كانت براءات الاختراع الأجنبية مُدرجة من عدمه.

ظهر كيترينغ على غلاف مجلة Time في 9 يناير 1933، وتوفي في دايتون بولاية أوهايو في 25 نوفمبر 1958. لكن إرثه الحقيقي لا يُقاس بالأرقام، بل بنظام يعمل بهدوء في الحياة اليومية: فكل من يدير مفتاح التشغيل اليوم يعيش الراحة نفسها التي عاشها مالك سيارة كاديلاك الذي ضغط زرًا عام 1912.

التشغيل الكهربائي أحد أكثر محطات التحوّل في تاريخ السيارة حضورًا في النقاش. فبينما تهيمن مواضيع مثل قوة المحرك وعدد الأسطوانات والديناميكا الهوائية على العناوين، نادرًا ما يُذكر هذا المحرك الصغير الذي جعل السيارة قابلة للاستخدام حقًا من قبل الجميع. غير أن القصة موعظة مفيدة: أحيانًا ما ينقل المنتج إلى الجماهير ليس المكوّن الرئيسي، بل حل صغير لكنه بالغ الأهمية بُني حوله.

المصادر