Benz'in Motorundan Önce Neler Yaşandı?

Karl Benz'in 1886 Patent-Motorwagen'i tarihe otomobilin doğuşu olarak geçti; ama o efsanevi motora giden yol tam bir azim ve deneme hikâyesi. 1806'da de Rivaz'ın hidrojenli aracı, 1826'da Samuel Brown'ın yokuş tırmanışı, Lenoir'in Hippomobile'i ve Otto'nun dört zamanlı çevrimi olmadan Benz'in benzinli motoru hiçbir zaman olmazdı. İşte o zincirin baştan sona hikâyesi.

Patlamayla Piston İtme Fikri Nasıl Doğdu?

Buharlı makineler 19. yüzyılın başında her yerdeydi: fabrikaları, gemileri, hatta ilk karayolu araçlarını bile çalıştırıyorlardı. Ama bir sorun vardı - buhar kazanı ağırdı, ısınması saatler sürüyordu. Peki ya yakıt, kazanda dışarıda değil de silindirin içinde yanarsa? İşte içten yanmalı motor fikri tam olarak bu sorudan doğdu. Yani ateşi motorun kendisine taşımak, tencereyi ocağa koymak yerine ocağı tencerenin altına yerleştirmek gibi bir şey.

Bu fikri ilk ciddi biçimde gerçekleştiren isim, topçu subayı François Isaac de Rivaz oldu. Silah ve barut dünyasından gelen biri için patlamanın piston itebileceğini düşünmek hiç de zor değildi; zaten top da öyle çalışıyordu. 1804'ten itibaren üzerinde çalıştığı motoru 1807'de bir araca monte etti ve tarihin ilk içten yanmalı motorlu aracı kısa bir mesafe yol aldı.

Hidrojen Balonda, Ateşleme Volta Pilinde

De Rivaz'ın motoru bugünkü bakışla inanılmaz derecede modern kavramlar içeriyordu: yakıt olarak hidrojen, ateşleme için elektrik kıvılcımı. Hidrojen-oksijen karışımı bir balonda depolanıyor, Volta pili kıvılcımı çakıyor, piston yukarı fırlıyordu. Sonrası ise mekanik açıdan zahmetliydi: supapları elle açıp kapatmak gerekiyordu, zamanlama mekanizması yoktu. İnmiş piston, palalı bir çıkrık sistemi aracılığıyla tekerlekleri döndürüyordu.

Fransız asıllı bu İsviçreli mucit 30 Ocak 1807'de Paris'te 731 numaralı patentini aldı; Valais kantonunda da kaydı yaptırdı. Takıntılı bir mühendis gibi geliştirmeye devam etti ve 1813'te devasa bir makine üretti: altı metre uzunlukta, iki metre çapında tekerlekleri olan, yaklaşık bir ton ağırlığında bir araç. Vevey'de 300 kilogram yük ve dört kişilik bir yolcu grubuyla %9 eğimli yolda 26 metre yol gitti - hız 3 km/s idi. Her strokte yalnızca 4-6 metre ilerliyordu; buna kalkıp yürüsem daha hızlı olurum dememek elde değil.

Daha kötüsü, kimse onu ciddiye almadı. Dönemin bilim çevreleri içten yanmalı motorun buhar motorunu asla geçemeyeceğini savunuyordu. Tarih haklı olanı gösterecekti, ama bunun için yarım yüzyıl gerekecekti. Bir not: aynı yıl, 1807'de, Niépce kardeşler su jetiyle tekne sürebilen Pyreolophore'u patentletti - hangi tasarımın gerçekten ilk olduğu bugün hâlâ tartışılıyor.

Samuel Brown ve Yokuşa Karşı İnat: 1826'nın Gaz Motoru

Bir sonraki adım İngiltere'den geldi. Mühendis Samuel Brown, 4 Aralık 1823'te içten yanmalı motor için patent aldı. Onun yaklaşımı de Rivaz'dan farklıydı: eski bir Newcomen buhar motorunu gaz yakacak şekilde uyarladı. Motoru hidrojenle çalışıyor ve ayrı yanma hazneleri kullanıyordu; aslında bir bakıma vakuma dayanan gaz-vakum tipi bir tasarımdı.

Brown'ın gösterisi, motor tarihinin en cesur pazarlama numaralarından biriydi. 27 Mayıs 1826'da motoru bir vagona monte etti ve Londra'daki Shooter's Hill'i yokuş yukarı çıktı. Bugün bir araba fotoğrafı çekip tepede durdurmak gibi görünse de, o dönemde hiçbir benzeri olmayan bir performanstı. Yine de Brown'ın aracı pratik bir otomobil sayılmaz - o bir gösteri, bir kanıt denemesiydi. Ama kanıt tamamdı: yanma silindirin içinde olunca araç gerçekten hareket edebiliyordu.

Étienne Lenoir: İlk Ticari Başarı ve Hippomobile

Buradan itibaren işler ciddileşiyor. Belçikalı-Fransız mühendis Étienne Lenoir, 1858-1860 arasında geliştirdiği motorla ilk ticari başarıya ulaşan içten yanmalı motoru yarattı. Sıkıştırmayan, bujiyle ateşleme yapan iki zamanlı bir gaz motoruydu ve 1860 yılı, Lenoir'in motorunun ilk içten yanmalı motor olarak anıldığı yıl oldu. Paris'te bu motorlara gerçek bir talep vardı; 1865'e kadar yaklaşık 143 motor satıldı, bazı hesaplar ise araca özel olmayan motorlarla birlikte satılan toplam sayıyı 350-400'e çıkarır - farkın sebebi neyin sayıldığı: araç motoru mu, tüm Lenoir gaz motorları mı.

Ama Lenoir'i tarihe yazdıran şey motordan çok ona binen araç oldu. 1863'te Hippomobile'i tanıttı: kendi motorunu taşıyan, üç tekerlekli bir araç. Motoru tek silindirli, 2543 cc hacimli ve yalnızca 1,5 hp gücündeydi. İlk versiyonda yakıt, suyun elektroliziyle üretilen hidrojendi; sonra petrol türevi bir yakıta geçildi ve ilkel bir karbüratör eklendi. Hatta bazılarınca tartışmalı biçimde bile olsa ilk otomobil sayılıyor. Bu arada yakıt değişimi ilginç bir ironi: ilk hidrojenli araç fikri 1806'ya uzanıyor, Lenoir sonra benzinli yakıta dönüyor ve bugün hidrojen motorları yeniden konuşuluyor - tarih bazen tam bir daire çiziyor.

Sorun ise baştan belliydi: Lenoir motoru verimsizdi. Sıkıştırma olmadığı için yakıtın çoğu boşa gidiyordu, nerdeyse yarı yarıya israf ediyordu. Şöyle düşün: içeriden ateşleme fikri doğruydu ama ateşlemeden önce karışımı sıkıştırmak gerek - aksi hâlde patlama güçsüz kalıyor. Bu eşiği geçecek kişi diğer tarafta, Köln'de çalışmaya başlamıştı bile.

Otto ve Langen: Verimlilik Devrimi ve Dört Zamanlı Çevrim

1864'te Nicolaus Otto ve Eugen Langen, Köln'de dünyanın ilk içten yanmalı motor şirketi olan N. A. Otto & Co.'yu kurdu. Üç yıl sonra, 1867'de, serbest pistonlu atmosferik motorlarını tanıttılar. Bu motorun çalışma mantığı bir hayli zekiceydi: yanma pistonu yukarı fırlatıyor, piston daha sonra vakum etkisiyle aşağı inerken iş yapıyordu. Paris'teki 1867 Dünya Sergisi'nde büyük ödülü kaptı ve o güne kadarki en verimli gaz motoru unvanını kazandı. Ayrıca başarılı bir şekilde seri üretime giren ilk motordu - ~0,5 hp'lik versiyonlarından biri hâlâ çalışır durumda, bu bile başlı başına bir mühendislik zaferi.

Ama Otto'nun aklında daha büyük bir fikir vardı. 1861'de ilk motorunu yapmış, o yılın sonuna doğru dört zamanlı çevrim fikrine ulaşmıştı. 1876'da nihayet yakıtı sıkıştıran ilk içten yanmalı motoru gerçekleştirdi - bugün hâlâ adıyla anılan Otto çevrimi. Fark ne? Karışımı sıkıştırmak, patlamanın gücünü katlıyor. Basit bir benzetmeyle: aynı balonu hafifçe şişirmek yerine sonuna kadar şişirip patlatmak gibi. İlk testlerde motor birkaç dakika sonra bozuldu ve Otto-Langen ortaklığı dağıldı, ama fikir tutmuştu. Sıkıştırmasız eski tasarımlar hızla terk edildi; Lenoir'den beri süren verimsizlik sorunu çözülmüştü.

Delamare-Deboutteville: Dört Tekerleğe Geçen Erken Denemeler

1876'dan sonra sıra bu motoru bir araca düzgünce monte etmeye gelmişti. Fransız Édouard Delamare-Deboutteville, 1881'de Lenoir ve Otto'nun çalışmalarını inceleyerek ilk dört zamanlı içten yanmalı motorunu yaptı. 1883'te Léon Malandin'le birlikte Otto'nun dört zamanlı motoruna dayalı bir yanma motoru geliştirdi ve aynı yıl benzinle çalışan, içten yanmalı motorlu bir araç tasarladı.

İşler her zaman pürüzsüz gitmedi: ilk denemede araba ikiye ayrıldı - evet, kelimenin tam anlamıyla. Ama Fransa'da bu ikili bugün ilk dört tekerlekli otomobilin mucidi olarak anılıyor. Bu, öncülük tartışmalarının ne kadar incelikli olduğunu gösteriyor: isim ve patent ile gün yüzüne çıkıp kullanılabilir hâle gelmek arasında ciddi farklar var.

Benz'in Patentine Uzanan Son Adım: 1886

Karl Benz'in hikâyesi aslında 1886'dan yedi yıl önce başlıyor. Onun ilk sabit benzinli motoru, tek silindirli iki zamanlı bir motordu ve ilk kez 1879 yılbaşında çalıştı. Benzin fikrinin nasıl doğduğuna gelince, hikâye o kadar günlük ki mükemmel: Benz eldiven temizlerken bir kâse benzenin kıvılcımla tutuştuğunu görünce, bu uçucu sıvının yakıt olarak kullanılabileceğini düşündü. Bir mutfak kazası, otomobil çağını başlatan yakıtı buldu demek ki.

Benz Patent-Motorwagen için 29 Ocak 1886'da gaz motoruyla çalışan araç patent başvurusu yapıldı ve patent alındı. Tek silindirli dört zamanlı benzinli motor yaklaşık 0,55 kW (0,75 hp) üretiyor, azami hız 16 km/s idi. Sayılar de Rivaz'ın 3 km/s'ine kıyasla devrim niteliğinde ama bugünün standardıyla dudak uçuklatıcı değil; asıl mesele hız değil, kombinasyondu. Hafif şasi, güçlü ama küçük bir motor ve petrol bazlı yakıt - ve motorun çıkışının volanla dengelenmesi. Bütün bunler bir araya gelince ilk kez kullanılabilir bir otomobil doğdu. Çoğu tarihçi bu patenti otomobilin doğuşu kabul eder. Kısa süre sonra Gottlieb Daimler de sahneye katıldı; birçok kişi onu pratik içten yanmalı motoru yaratan ilk kişi sayar ve 1889'da V tipi iki silindirli dört zamanlı motoru icat ederek yolu bir adım daha ileri taşıdı.

Zincirin Tamamına Bakınca Ne Görüyoruz?

Her isim bir taşıyerin taşıyordu: de Rivaz ateşi silindire soktu, Brown hareket edebileceğini kanıtladı, Lenoir satılabilir motoru gösterdi, Otto verimliliği çözdü, Delamare-Deboutteville dört tekerleğe geçti, Benz hepsini tek bir aracın içinde topladı. Hepsi birbirinin yokluğunda başarısız olurdu - patent tarihi bir mucidin adını taşısa bile, o motor aslında seksen yıllık toplu bir emeğin ürünüydü.

Bu yüzden bir sonraki arabaAnahtarını çevirip motorun çalıştığını duyduğunda bir saniye dur ve düşün: o ses, 1807'de bir hidrojen balonuyla başlayan çok uzun bir hikâyenin son halkası. Sen bu zincirde hangi adımı en cesur buldunuz? Benim favorim Benz'in benzlı yakıt fikrini bir kâse benzen kazasından çıkarması - ama de Rivaz'ın hiçbir ciddiyet görmeyen hidrojenli aracı da haksızlık etmeye gelmez.

Kaynaklar

• De Rivaz engine
• Samuel Brown (engineer)
• Samuel Brown (of Brompton)
• First Auto | The Engines of Our Ingenuity - University of Houston
• Hippomobile
• Étienne Lenoir
• Birth of an idea: Etienne Lenoir and the internal combustion engine
• Otto engine
• Otto-Langen Atmospheric Engine
• Otto (1832) - Energy Kids
• Forerunners to the automobile
• Delamare-Deboutteville
• Benz Patent Motor Car
• 1886 Benz Patent Motorwagen Replica
• Benz Patent-Motorwagen
• The History of the Automobile - Gas Engines