Ki Retirálta a Főtengelykart? Az Elektromos Indítómotor Története

Az oldal megosztása
Ki váltotta le a forgattyúkart? Rövid válasz: Charles F. Kettering által kifejlesztett elektromos önindító, valamint a Cadillac Model Thirty, amely ezt a technológiát 1912-ben szabványfelszerelésként kínálta. Ez a kettes alkotás az autót olyan géppé alakította, amelyet már nemcsak erős és szerencsés kezek indíthattak kurbli segítségével, hanem bárki kulccsal. Ma egyetlen vezető sem, aki a gyújtást elfordulva elindul, nem hordozza magán annak a problémának a súlyát, amelyet ők megoldottak.
A legfontosabbak
- Az első sorozatgyártású, elektromos önindítóval rendelkező autó: 1912 Cadillac Model Thirty
- Charles Kettering 1911. február 27-én mutatta be a rendszert Detroitban egy Cadillac motornál
- Szabadalmi bejelentés 1911. június 15.; a szabadalmat 1915-ben hagyták jóvá
- Kettering szabadalmainak száma a források szerint 140 és 186 között változik
- Az 1920-as években az elektromos önindító szinte minden új autóban szabványnak számított
Miért volt ennyire veszélyes a kézi kurbl?

Az elektromos önindító előtt egy autó beindítása fizikai megmérettetés volt. Az elülső hűtőrács kurbli nyílásába illesztett acél kart a vezetőnek a tömörítés pillanatában fellépő ellenállással szemben saját izomerejével kellett elfordítania. A feladat nemcsak mechanikailag, hanem kockázat szempontjából is megterhelő volt: ha a motor nem indult be, visszarúgott, és a kurbl hirtelen ellentétes irányban pörögni kezdett. Aki a kar teljes alsó holtpontjánál állt, vagy nagyon közel hozzá, annak ez törött kart, törött csuklót, kificamodott vállat jelentett.
A sérülések listája széles volt: csonttörések, ízületi ficamok, térd trauma, hátsérülések. Az ilyen balesetek annyira elterjedtek voltak, hogy a korabeli autóhasználók körében szinte normálisnak számítottak. Ráadásul a probléma nemcsak a gyengébb erejűeket érintette; senki sem tudta előre megjósolni a motor visszarúgásának pillanatát.
Byron Carter halála: a katalizátor esemény
A veszély konkréttá válásának pillanata 1908 telén, Detroitban történt. A Cartercar alapítója, Byron Carter, miközben egy elakadt vezetőnek segített, megpróbálta mekkurblózni a motort, amelynek a vezetője elfelejtette visszavenni a gyújtás előgyújtását. A kurbl visszarúgva eltörte Carter állkapcsát. A sérüléshez kapcsolódó szövődmények tüdőgyulladáshoz vezettek, és Carter meghalt.
Ennek a halálnak kulcsszerepe van a történetben: a Cadillac főnöke, Henry Leland Carter közeli barátja volt. A megrázott Leland megbízta csapatát, hogy fejlesszen ki egy biztonságos önjáró indítómechanizmust. Egy mérnöki igény ilyen drámai és személyes megfogalmazása meghatározta az eredmény sebességét.
Charles Kettering és a Delco: a kis motor nagy ötlete
Charles F. Kettering 1876. augusztus 29-én született az ohiói Loudonville városában. Pályafutása a National Cash Register Company-nál kezdődött; itt hozzájárult az első elektromotoros pénztárgép kifejlesztéséhez, majd Edward A. Deeds-szel közösen megalapította a Dayton Engineering Laboratories Company-t, vagyis a Delco-t. Ez a háttér nem volt véletlen: a pénztárgép-mérnökségből származó belátás az önindító tervezésének alapját is képezi majd.
A belátás ez volt: a motor megforgatása valójában rövid ideig tartó feladat. Néhány másodpercnyi nagy erőfeszítés elegendő; tartós teljesítményre nincs szükség. Ezért tudott egy kicsi és könnyű motor rövid feladatciklussal egy hatalmas autómotort megforgatni. Ahogy egy jól ritmust vágó gépészmérnök azonnal látni fogja, ez az egyszerű paraméterválasztás volt a teljes probléma megoldása.
Leland Ketteringhez fordult, hogy javíttassa meg a Cadillac mérnökei által kifejlesztett, de a gyakorlatban túl nagynak bizonyult tervet. A csapat 1911 februáráig fejezte be a munkát. 1911. február 27-én Kettering Detroitban egy gombnyomással indította be egy Cadillac motorját. 1911. június 15-én benyújtották a #1150523-as amerikai szabadalom iránti kérelmet; a szabadalmat 1915-ben hagyták jóvá. 1911 júliusában a Cadillac úgy döntött, hogy az 1912-es modellben alkalmazza a rendszert, novemberben pedig a Delco 12 000 darabos megrendelést kapott.
1912-es Cadillac Model Thirty: A mérföldkő autó
Az 1912-es Cadillac Model Thirty volt az első sorozatgyártású autó elektromos indítóval a manualis hajtókar helyett. Leland bizalma annyira teljes volt, hogy a rendszer minden járművön standard felszerelésként került ajánlásra; nem opciós listapont, hanem alapfelszerelés. A rendszer hivatalos nevén "Delco elektromos indító, gyújtó- és világítórendszer" megszüntette a kézi forgatást a normál indítási módszerek közül.
Ez a siker nem maradt viszonzás nélkül: a Model 30 az elektromos indítónak és az elektromos fényszóróknak köszönhetően másodszor is megnyerte a Dewar Trófeát. Ugyanabban az évben egy ekkora presztízsű díjat kétszer elnyerni jól mutatja, mekkora ugrás történt. A Model Thirty fő műszaki adatai a következők voltak:
| Tulajdonság | Érték |
|---|---|
| Modellév | 1912 |
| Maximális teljesítmény | 30 kW / 40 LE |
| Elektromos rendszer | Delco indító-gyújtó-világító |
| Elektromos fényszórók | Standard |
| Díj | Második Dewar Trófea |
| Úttörő szerep | Az első sorozatgyártású elektromos indítós autó |
Hogyan működött Kettering eredeti terve?
A műszaki részletek a mai szemmel érdekesek: az indítómotor 24 volt üzemelt, míg a töltő- és világítórendszereket 6 volt tervezték. Az ólom-sav akkumulátorcsomag négy dobozban 12 cellát tartalmazott, és egy összetett feszültségváltó vezérlővel kezelték. A rendszer rövid időn belül leadta a felesleges komplexitást, és teljesen 6 voltra egyszerűsödött.
Az indítómotor maga kétpólusú, egyenáramú és fogaskerekes reduktoros volt; a pinion a lendkeréken lévő nagy gyűrűs fogaskereket hajtva forgatta meg a motort. A sofőr a tengelykapcsoló pedállal kapcsolta be az indítót, az amperóra pedig figyelte az áram állapotát. Vagyis a "gombnyomásra" kifejezés leegyszerűsített elbeszélés; a rendszer 1912-ben is a felhasználó számára ésszerű vezérlési logikával épült fel.
A legokosabb rész az volt, hogy az indítómotor egyben egyenáramú generátorként, azaz dinamóként is működött. Ez a kettős szerep az akkumulátor töltésén túl utat nyitott az elektromos világítás és a kiegészítők előtt. Ekkor született meg a korszak fáradságos acetilén fényszóróinak modern alternatívája.
Láncolt innovációk: Akkumulátor, dinamó és elektromos fényszórók
Ha az elektromos indító önmagában maradt volna találmányként, hatása korlátozott lett volna. Kettering igazi hozzájárulása az volt, hogy egy integrált autóipari elektromos rendszert tervezett, amely elindította a járművet, áramot termelt működés közben, és biztosította a gyújtószikrát valamint a fényszórók áramát. A mai autókban széles körben használt elektromos architektúra alapja itt rakatódtak le.
A dominóhatás gyorsan működött. A Hudson, Cole, Oldsmobile és Oakland márkák gyorsan átvették a Delco indítót. Hasonló rendszerek is megjelentek a piacon, mint például a North East indító-generator, amelyet a Dodge Brothers használt 1915-ben. A versenynyomás olyan nagy lett, hogy még Henry Ford sem tudott ellenállni: 1919-től kezdve elektromos indítót kínáltak a Model T-hez; zárt karosszérián standard, egyéb karosszériatípusokon 75 dolláros extraként. Inflációra kiigazítva ez az összeg körülbelül 1368 dollárnak felel meg.
A terjedés sebességéről a történelmi feljegyzések némileg eltérő dátumokat adnak: akadnak olyan állítások, hogy 1914-re szinte minden modellben elérhető volt; azonban a megbízhatóbbnak és hivatalosabbnak tekintett dátumozás szerint az elektromos indító a 1920-as évekre szinte minden új autóban szabvánnyá vált, ezt mondja. A különbség a márkák közötti elfogadási sebesség egyenlőtlenségéből ered; az esemény irányát tekintve mindkét dátum ugyanarra a következtetésre mutat.
Társadalmi hatás: Kinek járműve lett az autó?
Az elektromos indító legkevésbé beszélt, de legmaradandóbb hatása társadalmi volt. Ez a technológia megszüntette a fizikai erőtől való függőséget, jelentősen kibővítette azon személyek körét, akik "megfizethető autót tudtak használni", és megnövelte a potenciális piacot. Egy jármű elindítása már nem karizom kérdése volt, hanem kulcsfordítás kérdése.
Ezen a ponton különösen a női vezetők szempontjából kell értékelni. A korszak elektromos autóinak legvonzóbb jellemzője az volt, hogy nem igényelt kézi forgattyút; ez a jellemző a nőknek szánt marketing középpontjában is állt. Kettering indítója ez az előnyt hatástalanná tette: az belső égésű autó is elindítható lett forgattyú nélkül. Az elektromos autónak akkoriban legerősebb értékesítési érve egyetlen alkatrész miatt érvénytelenné vált.
Bár a forrásokban ez a téma egyetlen mondatban szerepel, a logikai lánc egyértelmű: amikor a fizikai akadály megszűnik, a felhasználói bázis bővül. Az indítómotor az egyik utolsó lépést tette meg abban, hogy az autó a mérnöki játékból mindennapi közlekedési eszközzé váljon.
Hogyan működik ma az indítómotor?
Kettering korától napjainkig az indítás alapvető működési elve nem változott: a motor vastag kábeleken keresztül nagy áramot vesz fel az akkumulátorból. Ez az áram olyan nagy, hogy egy normál kézi kulcs vagy gomb nem tudja megszakítani; komoly elektromos ív és károsodási kockázat keletkezik. Éppen ezért van a áramkörben szolenoid: kis áramú vezérlőjellel biztonságosan kapcsolja a nagy áramot. Amikor a vezető elfordítja a gyújtást, valójában ezt a vezérlőáramkört indítja el, a tényleges tápvezetéket a szolenoid nyitja meg.
Ha modern mérnök szemével nézzük, a Kettering-rendszer eleganciája jobban megérthető. Egyetlen alkatrész egy olyan architektúrává alakult, amely kielégítette az indítási, töltési és világítási igényeket. A mai generátor-indító szétválasztás ugyanennek a logikának a finomított változata. Az 1912-ben megtett lépés megteremtette az autó elektromos gerincét.
Kettering öröksége
Kettering története nem ért véget a feltalálással. A Delco-t 1918-ban megvásárolta a General Motors, és Kettering a GM hosszú távú kutatási igazgatójaként folytatta pályafutását. A szabadalmak számát illetően a feljegyzések megoszlanak: számos forrás szerint élete során legalább 140 szabadalmat kapott; egy másik adat szerint halálakor 186 amerikai szabadalmat ért el. Célszerű azt feltételezni, hogy ez a különbség a különböző számlálási módszerekből és abból adódik, hogy a külföldi szabadalmakat beszámították-e vagy sem.
Kettering 1933. január 9-én a Time magazin címlapján szerepelt, és 1958. november 25-én vesztette életét Daytonban, Ohióban. De valódi örökségét nem számokban, hanem egy rendszerben kell mérni, amely csendesen működik a mindennapokban: ma mindenki, aki elfordítja a gyújtást, ugyanazt a kényelmet élvezi, mint az 1912-ben egy gombot megnyomó Cadillac-tulajdonos.
Az elektromos indítás az autózás történetének egyik legkevésbé emlegetett mérföldköve. Míg a motor teljesítménye, a hengerszám vagy az aerodinamika uralja a címsorokat, ezt a kis motort, amely valóban mindenki számára használhatóvá tette az autót, ritkán említik. Pedig a történet tanulságos: néha az visz el egy terméket a tömegekhez nem a fő alkatrész, hanem egy köré épült kicsi, de kritikus megoldás.
Források
- A Cadillac nagy ugrása: a 1912-es elektromos önindító
- Az 1912-es Cadillac: önindítóval
- 1911. június 15. - Megszabadalják az elektromos önindítót
- Charles F. Kettering, az elektromos önindító feltalálója születik
- 1912-es Cadillac Model 30 - GM Heritage Collection
- Cadillac Model Thirty
- Kettering, Charles
- Az elektromos önindító feltalálója, Kettering nem volt egy szerencsétlen alkat
- A korai járművek tényleg elpattanták a sérüléseket
- Az autóipari elektromos önindító feltalálása