Az első autó nem benzines volt, hidrogénnel működött
Az oldal megosztása
Ha azt gondolja, hogy az autó első üzemanyaga a benzin volt, akkor téved: a történelem első belső égésű motorja 1806 -ban hidrogén-oxigén keverékkel működött. Vagyis a benzinautó előfutára maga az a technológia volt, amelyet ma hidrogénautóként ünneplünk. Ez a történet, amely a svájci feltaláló François Isaac de Rivaz-tól Samuel Brownon át Étienne Lenoir-tól Karl Benz-ig ível, az autótörténelem egyik legkevésbé ismert, ugyanakkor legmeglepőbb fejezete.
Kiemeltek
- Az első belső égésű motor 1806-ban hidrogénnel működött; a szabadalmat 1807. január 30-án kapta meg
- Samuel Brown 1826. május 27-én gázmotoros járművével megmászta a Shooter's Hill-t
- Étienne Lenoir Hippomobile-je elektrolízissel előállított hidrogénnel Párizsból Joinville-le-Pont-ba hajtott (1863)
- A Benz Patent-Motorwagen csak 1886. január 29-én kapott szabadalmat - vagyis mintegy 80 évvel később
Mikor és mivel működött először a belső égésű motor?
A válasz egyértelmű: 1806-ban és hidrogén-oxigén keverékkel. Abban az évben a párizsi születésű, svájci tüzértiszt, François Isaac de Rivaz hozzáfogott egy olyan motor kipróbálásához, amely robbanékony üzemanyagkeveréket gyújtott meg a hengerben, és ezzel mozgásba hozta a dugattyút. Ez volt pontosan a mai motorok működési elvének magja - égesd el az üzemanyagot a hengerben, taszítsd a dugattyút. Sőt, de Rivaz motorjában gyújtógyertyás gyújtás is volt, vagyis a modern benzinmotor két alapvető jellemzője már ebben az első tervben készen állt.
Honnan jött az ötlet? A katonaságból. Tüzértisztként nagyon jártas volt a robbanóanyagokban, és ez a tapasztalat egy furcsa, de zseniális kérdéshez vezette: gőz helyett nem lehetne-e közvetlen robbanással taszítani a dugattyút? 1804-ben kezdte meg a hengeren belüli robbantási kísérleteit, és rövid időn belül működő motort állított elő.
Hogyan működött de Rivaz hidrogénautója?
Itt válik igazán szórakoztatóvá az ügy. A motor a hengerben meggyújtott hidrogén-oxigén keverékkel működött. A sűrített hidrogént egy léggömbben tárolták, az oxigént pedig külön légbeömlőn keresztül biztosították. És a gyújtás? Egy külső gomb megnyomásával elektromos szikrát ütöttek ki - Volta-elemmel. Vagyis a sofőr minden erőművést saját kezűleg indított el. A motornak nem volt időzítő mechanizmusa; az üzemanyag-bevitel és a gyújtás is teljesen manuális volt. Gondolja meg: autót vezetni úgy, hogy minden dugattyúütéshez meg kell nyomnia egy gombot. Edzőterem és sofőrség egyben, de technikailag igazi belső égésű motor.
Az erőátvitel is egészen más volt. A robbanás felfelé taszította a dugattyút a függőleges hengerben, majd amikor a nehéz dugattyú saját súlya alatt leereszkedett, egy reteszrendszeren keresztül tárcsa-fa és kötélzet segítségével forgatta az autó első kerekét. Furcsán hangozhat, de működött.
1807. január 30-án Párizsban a 731-es számú szabadalom megszületett; Svájc Valais kantonjának szabadalmi hivatala is megerősítette. Még abban az évben de Rivaz kísérleti motorját egy járműbe építette, és rövid távot tett meg - az első jármű, amely belső égésű motorral közlekedett, hivatalosan is az utakon volt.
1813 óriása: a grand char mécanique
De Rivaz nem állt meg, és 1813'nál jóval nagyobb járművet készített: 6 méter hosszú, 2 méter átmérőjű kerekekkel, körülbelül 1 tonna súlyú. Hengere 1,5 méter, dugattyúlüktetése 97 cm volt. Az üzemanyagkeverék körülbelül 2 liter szénhidrogáz-ból és 10-12 liter levegőből állt. Minden dugattyúlüktetésnél a jármű 4-6 métert haladt előre.
Teljesítmény? Svájcban, Vevey városában ez az óriási jármű egy kb. 9%-os emelkedőjű úton 300 kg kő- és farakomannyal, plusz négy személlyel 26 métert haladt előre - 3 km/h sebességgel. Nem neveznénk gyorsnak, de teher szállítására képes, saját erejéből haladó jármű volt, és ez már akkor is teljesítménynek számított.
Sajnos nem mindenkit győzött meg. A Francia Tudományos Akadémia azt a nézetet vallotta, hogy a belső égésű motor soha nem érheti el a gőzgép teljesítményét. Ma visszatekintve mennyire tévedett ez a jóslat, nem igaz?
És első volt? A Pyreolophore-ügy
Az őszinteség kedvéért: az "első belső égésű motor" cím még mindig vitatott. A francia testvérek, Nicéphore és Claude Niépce 1807-ben kifejlesztették a Pyreolophore nevű motorjukat, amely vízsugaras reakcióval hajtott egy csónakot, és 1807. július 20-ján szabadalmat kaptak rá. De Rivaz szabadalma viszont 1807. január 30 dátumú - vagyis néhány hónappal korábbi. Mivel mindkét tervezet eltérő módszerrel működött, a "melyik volt valóban az első" kérdése a meghatározástól függően változhat. De az első motor, amellyel járműven közlekedtek, minden kétséget kizáróan de Rivazé volt.
Samuel Brown és a Shooter's Hill-i emelkedő (1826)
A brit mérnök Samuel Brown 1825 és 1835 között fejlesztette ki az első gázmotort, amely kétségtelenül valódi munkát végzett és mechanikailag sikeres volt. Csúcs pillanata pedig 1826. május 27 volt: Brown motorját egy járműhöz kötve felmászott London délkeleti részén található Shooter's Hill-re. A lejtő a motoros jármű számára a legkegyetlenebb vizsga; ez a mászás számos néző megelégedésével zárult.
A motor műszaki adatai is lenyűgözőek: 4 LE teljesítmény, 2 henger, atmoszferikus gázműködés és 89 liter térfogat. Igen, 89 liter - a mai motorjaink térfogatáról nem is beszélünk. Egy megjegyzés: bár Brown ezzel a járműteszttel tűnt ki, ismert, hogy a gáz-vákuum motort egy későbbi projektben hidrogén helyett szénhidrogázzal működtették, és szivattyúzási célra használták. Azt is mondják, hogy Brown egy régi Newcomen-gőzgépet gázüzeműre alakított át - vagyis a hidrogénes úttörők és a gőz kora közötti kapcsolat is itt mutatkozik meg.
Lenoir Hippomobile-je: hidrogénnel közlekedni Párizsban
Most talán a történet legkarakteresebb alakjához érkezünk: a Belgiumban született mérnökhöz, Jean-Joseph-Étienne Lenoir-höz. 1860-ben szabadalmat kapott Párizsban, a Conservatoire National des Arts et Métiers-től a gázégéssel táguló levegőmotorra. 1863-ben pedig megépítette a háromkerekű Hippomobile-t - ez a lószekérről kapott nevű jármű saját belső égésű motorját hordozta.
És íme újra a hidrogén: a Hippomobile egyhengeres motorral működött, amelyet elektrolízissel vízből előállított hidrogén hajtott. A motor természetes ciklusokkal működött. Vagyis Lenoir a saját vizét bontotta elektromossá, és maga állította elő az üzemanyagát. A ma zöld hidrogénként emlegetett ötlet 1863-ban már gurult Párizs utcáin.
1863 szeptemberében Lenoir a Rue de la Roquette-i műhelyéből körülbelül 10 kilométeres utat tett meg. Később Párizsból Joinville-le-Pont-ba oda-vissza 11 km utat tett; minden irány körülbelül 90 perc ig tartott, a legmagasabb sebesség ~9 km/h körül volt. Egy másik számítás a távolságot 11 mérföldben, az időt 3 órában adja meg; a különbség valószínűleg az útvonal és a mérés eltéréseiből adódik, de a következtetés nem változik: a jármű lassabb volt az átlagos séta sebességénél. Mégis forogtak a kerekek, és a motor ezt a saját üzemanyagával tette. Lenoir évekkel később elmesélte, hogy a motorját egy.paripakocsi Joinville-le-Pont közötti több út megtételére használta. Ezenkívül motorját különféle gázokhoz, például coalgázhoz igazította, és körülbelül 350-400 darab Lenoir gázmotor készült és került eladásra - vagyis először szó valós kereskedelmi sikerről is.
Az úttörők egymás mellett: ki, mikor, mivel?
| Úttörő | Év | Üzemanyag | Kiemelkedő eredménye |
|---|---|---|---|
| François Isaac de Rivaz | 1806-1807 | Hidrogén-oxigén keverék | Az első belső égésű motor, az első szabadalom, az első járműút |
| Samuel Brown | 1826 | Gáz | A Shooter's Hill emelkedő megmászása |
| Étienne Lenoir | 1863 | Elektrolízissel előállított hidrogén | A Párizs-Joinville-le-Pont út, a motorgyártás sorozatban |
| Karl Benz | 1885-1886 | Benzin | A modern autó korszakát elindító szabadalom |
Hogyan épült rá Karl Benz a hidrogén örökségére?
De hogyan lett a benzin a király, miután a hidrogén 80 utat tett meg? A válasz több részből áll. Először a talajt kellett előkészíteni: 1876-ban Nikola Otto a gőzgépek korlátaiból merítve ihletet fejlesztette ki az első sikeres négyütemű belső égésű motort. Lenoir 1858-1860 között feltalált és 1860-ban szabadalmaztatott, duplaműködésű, elektromos szikragyújtású motora is a lánc kritikus láncszeme volt.
Benz a motorjainak kereskedelmi sikereinek köszönhetően több időt szentelhetett a benzinmeghajtású könnyű autó álmának. Az eredmény: 1886. január 29-én Mannheimban a háromkerekű Benz Patent-Motorwagen szabadalma - a dokumentumban a neve gázmotorral hajtott járműként szerepel. Mind Benz, mind Gottlieb Daimler rendkívül sikeres és praktikus benzinüzemű járművek gyártásával megkezdődött a modern autó korszaka; ezért Benz általában az autó feltalálójának számít.
De ne felejtsük el: még a Mercedes-Benz saját történelmi oldala is megemlíti az úttörőket, mint Rivaz, Lenoir és az osztrák Siegfried Marcus, és megjegyzi, hogy némelyikük csak a papíron maradt, némelyikük pedig olyan kis jármű volt, amely nem tudott embert szállítani. Benz fölénye abból fakadt, hogy a hidrogénes tervek nem voltak praktikusak, és az Otto-ciklusú benzinjárművek uralták a kereskedelmi teret. Egy másik technikai ok: a korai motorok többsége, akárcsak a gőzgép, atmoszferikus elven működött - vagyis a robbanás nem termelt közvetlenül hajtóerőt, hanem vákuumot hozott létre, és lefelé húzta a dugattyút. Benz által bevezetett elrendezés hatékonyabb volt.
A benzin koronázása sem egy éjszaka alatt történt. A benzin csak 1892-ben kezdte értékelni magát értékes üzemanyagként az autó feltalálásával. 1900–1910 között a porlasztó feltalálása megnyitotta az utat a finomítatlan benzin járművekben való használatára. És 1920-re az utakon 9 millió benzines jármű volt. A hidrogén 80 éves előnye a benzinre szállt át.
Visszatért-e ma a hidrogén?
A szép dolog az, hogy a történet nem zárult le. A hidrogén belső égésű motorját ma is fejlesztik, és számos forrás egyetért abban, hogy a motor feltalálásáért járó elismerés de Rivazt illeti. A brit építőipari gépek óriása, a JCB azt állítja, hogy ez az első építőipari gépgyártó cég, amely teljesen működőképes hidrogénnel működő belső égésű motort fejlesztett ki, és ehhez 150 mérnökkel 100 millió fontos projektben 50.000 óránál többet tesztelt, jelentette be.
Az üzemanyagcellák oldalon is van mozgás. A modern hidrogén járműpiac 2025 évtől 8,31 milliárd dollár értékű, és az elkövetkező öt évre évi kb. 20%-os növekedést jeleznek előre. A Toyota Mirai, Hyundai Nexo és Honda FCX Clarity modelleket kiválasztott piacokon értékesítették; az üzemanyagcella költségek 2002 óta 80%-kal csökkentek. Tehát de Rivaz 1806-os ötlete két évszázaddal később újra az asztalon van - ezúttal sokkal komolyabb költségvetésekkel.
A benzines motor gyökere a hidrogénig nyúlik vissza: a végső szó
Ha a következő autós beszélgetésen valaki azt mondja, hogy az autó benzinnel született, már van egy kártya a kezében: az autó motorja hidrogénnel született, a benzinre pedig csak évtizedekkel később került át. De Rivaz tüzérségi kísérletéből született az a gombos, lufis, nehéz dugattyús, gyenge, de valódi ötlet volt; Brown hegynek fel kapaszkoltatta vele, Lenoir Párizs utcáin sétáltatta, Benz pedig benzinnel iparággá alakította. A történelem néha kört fut - és ez a kör talán ott ér véget, ahol elkezdődött. Szerinted melyik érdektesebb: hogy egy hidrogénnel kezdődő történet a benzin felé kanyarodott, vagy hogy visszatért a hidrogénhez?