Kto wycofał korbę z użytku? Historia rozrusznika elektrycznego

Kto zsendrował korbę? Krótka odpowiedź: Charles F. Elektryczny rozrusznik opracowany przez Ketteringa oraz Cadillac Model Thirty, który w 1912 roku wprowadził tę technologię jako wyposażenie standardowe. Ta dwójka przekształciła samochód z pojazdu dla silnych i szczęśliwych w maszynę, którą każdy mógł uruchomić kluczykiem. Żaden kierowca przekręcający dziś stacyjkę nie nosi na sobie ciężaru problemu, który oni rozwiązali.

Dlaczego korba ręczna była tak niebezpieczna?

Przed wynalazkiem elektrycznego rozrusznika uruchomienie samochodu było fizycznym egzaminem. Stalowa rurka osadzona w otworze korbowym przy przednim grillemusiła być obracana siłą własnych ramion kierowcy przeciwko oporowi w momencie kompresji. Praca ta była niebezpieczna niemal tak samo, jak wymagająca: jeśli silnik nie zapali, odbije, a korba nagle zacznie obracać się w przeciwnym kierunku. Dla osoby stojącej tuż nad korbą lub bardzo blisko oznaczało to złamaną rękę, złamany nadgarstek, zwichnięte ramię.

Lista obrażeń była długa: złamania kości, zwichnięcia stawów, urazy kolan, kontuzje pleców. Tego rodzaju wypadki były tak powszechne, że wśród użytkowników samochodów tamtych czasów niemal uchodziły za normalne. Co więcej, problem nie dotyczył tylko osób słabszych fizycznie; nikt nie potrafił przewidzieć momentu, w którym silnik odbije.

Śmierć Byrona Cartera: wydarzenie katalizujące

Moment, w którym to niebezpieczeństwo stało się konkretne, nadszedł zimą 1908 roku w Detroit. Byron Carter, założyciel Cartercar, pomagając uwięzionemu kierowcy, spróbował zakręcić korbą silnika, w którym kierowca zapomniał wycofać wyprzedzenia zapłonu. Korba odbiła i złamała Carterowi szczękę. Powikłania po urazie doprowadziły do zapalenia płuc i Carter zmarł.

Ta śmierć ma kluczowe miejsce w tej historii: Henry Leland, szef Cadillaca, był bliskim przyjacielem Cartera. Wstrząśnięty Leland zlecił swojemu zespołowi opracowanie bezpiecznego mechanizmu samorozruchu. Rzadko potrzeba inżynieryjna została tak dramatycznie i osobiście zdefiniowana, a to przesądziło o rezultacie.

Charles Kettering i Delco: wielki pomysł małego silnika

Charles F. Kettering urodził się 29 sierpnia 1876 roku w miasteczku Loudonville w Ohio. Jego kariera rozpoczęła się w National Cash Register Company; przyczynił się tam do opracowania pierwszej kasy fiskalnej z silnikiem elektrycznym, a wraz z Edwardem A. Deedsem założył Dayton Engineering Laboratories Company, czyli Delco. To tło nie było przypadkiem: wnikliwość wyrosła z inżynierii kas fiskalnych miała stać się fundamentem projektu rozrusznika.

Ta wnikliwość brzmiała tak: obrócenie silnika to w rzeczywistości zadanie krótkotrwałe. Wystarczy kilka sekund dużego wysiłku; nie jest potrzebna siła trwała. Dlatego mały i lekki silnik, przy krótkim cyklu zadania, może rozkręcić ogromny silnik samochodowy. Jak natychmiast zauważyłby inżynier maszyn dobrze znający kadencję, ten prosty dobór parametrów był rozwiązaniem całego problemu.

Leland zwrócił się do Ketteringa z prośbą o ulepszenie konstrukcji opracowanej przez inżynierów Cadillac, ale na tyle dużej, że w praktyce nie mieściła się w samochodzie. Zespół zmieścił pracę do lutego 1911 roku. 27 lutego 1911 roku Kettering uruchomił w Detroit silnik Cadillaka naciśnięciem przycisku. 15 czerwca 1911 roku złożono wniosek o amerykański patent #1150523; patent zatwierdzono w 1915 roku. W lipcu 1911 roku Cadillac zdecydował się zastosować ten system w modelu rocznika 1912, a w listopadzie Delco otrzymało zamówienie na 12 000 sztuk.

Cadillac Model Thirty z 1912 roku: Przełomowy Samochód

Cadillac Model Thirty z 1912 roku był pierwszym seryjnie produkowanym samochodem z elektrycznym rozrusznikiem zamiast korbą. Pewność siebie Lelanda była tak wielka, że system oferowano jako standardowe wyposażenie we wszystkich pojazdach; nie pozycja na liście opcji, lecz wyposażenie domyślne. System, oficjalnie nazywany "elektrycznym rozrusznikiem, zapłonem i oświetleniem Delco", wyeliminował korbę ręczną jako normalną metodę uruchamiania.

Ten sukces nie poszedł na marne: Model 30 zdobył Dewar Trophy po raz drugi dzięki elektrycznemu rozrusznikowi i elektrycznym reflektorom. Otrzymanie tak prestiżowej nagrody dwukrotnie w tym samym roku pokazuje, jak wielki skok zostać zarejestrowany. Podstawowe dane techniczne Modelu Thirty były następujące:

Jak Działała Oryginalna Konstrukcja Ketteringa?

Szczegóły techniczne patrząc z dzisiejszej perspektywy są ciekawe: rozrusznik pracował z 24 woltami, podczas gdy układy ładowania i oświetlenia zostały zaprojektowane dla 6 woltów. Pakiet akumulatorów ołowiowo-kwasowych mieścił 12 ogniw w czterech skrzynkach i był zarządzany przez skomplikowany kontroler przełączania napięcia. Wkrótce system porzucił zbędną komplikację i został znacznie uproszczony.

Rozrusznik miał „sześciodzielną" konstrukcję, prądu stałego i z kołem zębatym redukcyjnym; pinion napędzał duże koło zębate na kole zamachowym, kręcąc silnikiem. 87|Kierowca włączał rozruch pedałem sprzęgła, a amperomierz godzinowy monitorował stan prądu. Kierowca włączał rozruch pedałem sprzęgła, a amperogodzinowy wskaźnik monitorował stan prądu. A więc wyrażenie „naciśnij przycisk" to uproszczony opis; system został skonstruowany z logiką sterowania rozsądną nawet dla użytkownika w 1912 roku.

Najbardziej pomysłowa strona polegała na tym, że rozrusznik działał jednocześnie jako generator prądu stałego, czyli dynamo. Ta podwójna rola, poza ładowaniem akumulatora, otworzyła drogę elektrycznemu oświetleniu i akcesoriom. Narodziła się nowoczesna alternatywa dla uciążliwych lamp acetylenowych tamtej epoki.

Łańcuch Innowacji: Akumulator, Dynamo i Elektryczne Reflektory

Gdyby elektryczny rozrusznik pozostał samodzielnym wynalazkiem, jego wpływ byłby ograniczony. Prawdziwym wkładem Ketteringa było zaprojektowanie zintegrowanego elektrycznego systemu samochodowego, który uruchamiał pojazd, wytwarzał energię podczas pracy oraz zapewniał iskrę zapłonu i prąd do reflektorów. Właśnie tutaj położono podstawy architektury elektrycznej powszechnie stosowanej dziś w samochodach.

Efekt domina zadziałał szybko. Marki takie jak Hudson, Cole, Oldsmobile i Oakland szybko przyjęły rozrusznik Delco. Na rynek weszły również podobne systemy, takie jak rozrusznik-prądnica North East używany przez Dodge Brothers w 1915 roku. Presja konkurencji urosła tak bardzo, że nawet Henry Ford nie mógł się jej oprzeć: od 1919 roku elektryczny rozrusznik zaczął być oferowany w Modelu T; standard w samochodach zamkniętych, opcja za 75 dolarów w pozostałych typach nadwozia. Po skorygowaniu o inflację kwota ta odpowiada około 1368 dolarom.

W kwestii tempa upowszechnienia zapisy historyczne podają nieco odmienne daty: istnieją wypowiedzi wskazujące, że już w 1914 roku był oferowany w prawie wszystkich modelach; jednak bezpieczniejsze i częściej przyjmowane datowanie mówi, że do lat 20. rozrusznik elektryczny stał się standardem niemal w każdym nowym samochodzie. Różnica wynika z nierównomiernego tempa wdrażania wśród poszczególnych marek; co do kierunku wydarzenia obie daty wskazują na ten sam wniosek.

Wpływ społeczny: Dla kogo samochód stał się środkiem transportu?

Najmniej omawianym, ale najbardziej trwałym skutkiem elektrycznego rozrusznika był społeczny. Technologia ta, eliminująca zależność od siły fizycznej, znacznie poszerzyła krąg osób mogących korzystać z samochodu i powiększyła potencjalny rynek. Uruchomienie pojazdu nie było już kwestią siły ramion, lecz przekręcenia kluczyka.

W tym punkcie warto odnieść się szczególnie do kierowców-kobiet. Najbardziej atrakcyjną cechą elektrycznych samochodów tamtych czasów było to, że nie wymagały korbki ręcznej; cecha ta stanowiła centrum marketingu skierowanego do kobiet. Rozrusznik Ketteringa zniweczył tę przewagę: odtąd również samochód spalinowy można było uruchomić bez kręcenia korbą. Najsilniejszy wówczas argument sprzedażowy pojazdu elektrycznego został unieważniony przez jeden komponent.

Choć w źródłach temat ten pojawia się w jednym zdaniu, wniosek jest jasny: gdy znika bariera fizyczna, baza użytkowników się poszerza. Rozrusznik wykonał jeden z ostatnich kroków, dzięki którym samochód przestał być inżynierską zabawką i zbliżył się do codziennego środka transportu.

Jak dziś działa rozrusznik?

Do dziś podstawowa zasada działania rozrusznika się nie zmieniła: silnik pobiera wysoki prąd z akumulatora za pomocą grubych przewodów. Ten prąd jest tak duży, że zwykły kluczyk lub przycisk nie może go przerwać; powstaje ryzyko poważnego łuku elektrycznego i uszkodzeń. Dlatego właśnie w obwodzie znajduje się solenoid: za pomocą niskoprądowego sygnału sterującego bezpiecznie przełącza wysoki prąd. Gdy kierowca przekręca stacyjkę, uruchamia właśnie ten obwód sterujący, a właściwą linię zasilania otwiera solenoid.

Spojrzenie współczesnym okiem inżyniera pozwala lepiej docenić elegancję układu Ketteringa. Pojedynczy komponent przekształcił się w architekturę zaspokajającą potrzeby rozruchu, ładowania i oświetlenia. Współczesny podział na alternator i rozrusznik to dopracowana wersja tej samej koncepcji. Krok podjęty w 1912 roku ustanowił elektryczny kręgosłup samochodu.

Dziedzictwo Ketteringa

Historia Ketteringa nie zakończyła się wraz z wynalazkiem. Delco została zakupiona przez General Motors w 1918 roku, a Kettering kontynuował karierę zawodową jako wieloletni dyrektor badań GM. Jeśli chodzi o liczbę patentów, źródła się rozchodzą: wiele źródeł podaje, że w ciągu życia uzyskał co najmniej 140 patentów; według innych dat sięga ona 186 patentów amerykańskich w chwili jego śmierci. Rozsądnie jest przypuszczać, że różnica ta wynika z odmiennych metod liczenia oraz z tego, czy uwzględniano patenty zagraniczne.

Kettering pojawił się na okładce czasopisma Time 9 stycznia 1933 roku, a zmarł 25 listopada 1958 roku w Dayton w Ohio. Ale jego prawdziwe dziedzictwo mierzy się nie liczbami, lecz systemem, który po cichu działa w codziennym życiu: każdy, kto dzisiaj przekręca kluczyk, korzysta z tej samej wygody co właściciel Cadillaka naciskający przycisk w 1912 roku.

Elektryczny rozrusznik to jeden z najmniej omawianych kamieni milowych historii motoryzacji. Podczas gdy tematy takie jak moc silnika, liczba cylindrów czy aerodynamika dominują w nagłówkach, ten niewielki silniczek, który tak naprawdę uczynił samochód dostępnym dla każdego, rzadko jest wspominany. A jednak historia ta jest pouczająca: czasem to, co niesie produkt do mas, nie jest głównym komponentem, lecz małym, ale krytycznym rozwiązaniem zbudowanym wokół niego.

Źródła

• Cadillac's Great Leap Forward: The 1912 Electric Starter
• The 1912 Cadillac: A Self-Starter
• June 15, 1911 - The electric starter is patented
• Charles F. Kettering, inventor of electric self-starter, is born
• 1912 Cadillac Model 30 - GM Heritage Collection
• Cadillac Model Thirty
• Kettering, Charles
• Electric starter's inventor Kettering was no crank
• Early vehicles really cranked up the injuries
• Invention of the Automotive Electric Starter