قبل بريوس: نماذج الهجين المنسية في مطلع القرن العشرين

كان Lohner-Porsche Mixte الذي ابتكره فرديناند بورشه عام 1901 أول محاولة جادة للهجين تجمع البنزين والكهرباء في هيكل واحد، لكن فكرة البنزين الرخيص أرشقته لثمانين عامًا.
كان Lohner-Porsche Mixte الذي ابتكره فرديناند بورشه عام 1901 أول محاولة جادة للهجين تجمع البنزين والكهرباء في هيكل واحد، لكن فكرة البنزين الرخيص أرشقته لثمانين عامًا.

شارك هذه الصفحة

قبل بريوس، كانت فكرة السيارة الهجينة موجودة بالفعل: في مطلع القرن العشرين، كانت نماذج مثل Lohner-Porsche Mixte لفرديناند بورشه وطراز Woods Dual Power عام 1916 أولى المحاولات الهندسية الجادة التي جمعت محرك البنزين والدفع الكهربائي في هيكل واحد. كانت هذه الهجائن المبكرة ناجحة تقنياً؛ لكن للأسف لم تكن ناجحة اقتصادياً. الوقود الرخيص وضغط الإنتاج الضخم الذي فرضته فورد والتكاليف المرتفعة أوقفت فكرة السيارة الهجينة على الرف لنحو ثمانين عاماً تقريباً.

أبرز المحطات

  • 1901: يبتكر فرديناند بورشه Lohner-Porsche Mixte؛ أول سيارة هجينة معروفة بمعمارية الهجين التسلسلي.
  • 1916: تقدم شركة شيكاغو Woods طراز Dual Power - كهربائي بالكامل حتى 15 ميلاً في الساعة، مع دعم البنزين فوق ذلك.
  • كان سعر Woods Dual Power 2,650 دولاراً؛ أي ما يعادل قيمة أربع سيارات Model T تقريباً.
  • استمر الإنتاج فقط بين عامي 1917-1918 ؛ ولم يتبقَّ حتى اليوم سوى 4 نماذج (وربما 5).
  • أنهى بريوس هذا الصمت الممتد 80 عاماً عام 1997.

ما هي أول سيارة هجينة؟

الرأي الأكثر شيوعاً هو أن أول سيارة هجينة كهربائية في العالم هي Lohner-Porsche Mixte التي ابتكرها فرديناند بورشه؛ إذ يعود تطويرها إلى عام 1899 وناضجت السيارة عام 1901. لكن النقاش لم يُحسم بالكامل: فجاستس إنتز، كبير المهندسين في شركة بطاريات في فيلادلفيا، صنع عام 1897 مركبة يعزز فيها المحرك الاحتراق الداخلي بمحرك كهربائي. وفي عام 1905 قدّم المهندس الأمريكي إتش. بايبر أيضاً طلب براءة اختراع لهجين بنزين-كهرباء؛ كانت مقترحه أن يمنح المحرك الكهربائي دفعة معززة لمحرك البنزين أثناء التسارع. أي أن فكرة السيارة الهجينة لم تكن حلاً اخترعه مخترع واحد في لحظة واحدة؛ بل كانت محاولة من عدة مهندسين في العقد نفسه لحل المشكلة نفسها من زوايا مختلفة.

Lohner-Porsche Mixte: الكهرباء في محور العجلة

كان نهج بورشه بمعايير اليوم جذرياً إلى حد مذهل. فالطراز Mixte لم يربط المحرك الاحتراق الداخلي ميكانيكياً بالعجلات إطلاقاً؛ إذ كان يعتمد معمارية الهجين التسلسلي . كان محرك البنزين يدير المولد فقط، وكانت الكهرباء المولَّدة تغذي المحركات الكهربائية المركبة في محاور العجلات. إنه بالضبط السلسلة التي تراها اليوم في سيارة كهربائية بمسافة ممتدة أو هجين تسلسلي: محرك → مولد → محرك كهربائي → عجلات.

من الخطأ القول إن هذا التصميم كان مجرد تجربة. قبل نهاية عام 1901، باع لودفيغ لونر وبورشه خمس سيارات Mixte؛ واستمر الإنتاج حتى عام 1915 مع تغييرات مختلفة منها الانتقال إلى Daimler النمساوية. وفي عام 1902 فاز بورشه برالي Exelberg بهذه السيارة الهجينة، وظهر عام 1905 سيارة سباق من Lohner-Porsche تعمل بالبطاريات. وامتد تأثير التصميم إلى أبعد من ذلك: فقد لجأت ناسا بشدة إلى هذه المعمارية عند تطوير مركبة القمر Lunar Rover.

Woods Dual Power: المحاولة الكبرى الأخيرة لفكرة الهجين في شيكاغو

1916'da Chicago'da doğan Woods Dual Power, 35 millik saatte hıza ulaşarak iki dünyanın en iyisini bir araya getirdi.

شركة Woods Motor Vehicle Company، التي أسسها كليفتون إدغار وودز عام 1899 والتي كانت تنتج السيارات الكهربائية منذ ذلك التاريخ، كانت تواجه صعوبات بحلول عقد 1910: مبيعات السيارات الكهربائية كانت تتراجع. وكان رد الشركة نموذجاً يجمع بين العالمين. الطراز الذي قُدّم عام 1916 باسم Dual Power كان يتحرك بالكهرباء وحدها حتى سرعة 15 ميلاً في الساعة، وفوق هذه السرعة كان القابض الكهرومغناطيسي من Cutler-Hammer يُشغّل محرك البنزين. السرعة القصوى 35 ميلاً في الساعة - زيادة كبيرة مقارنة بالنموذجية الشائعة لدى السيارات الكهربائية المعاصرة البالغة 20 ميلاً في الساعة.

البيانات التقنية

الخاصيةالقيمة
محرك البنزينContinental L-head، 4 أسطوانات، 1125 سم مكعب (~12-14 حصاناً)
الآلة الكهربائيةديناموموتور من General Electric، 5-6 حصاناً، 48 فولت، 60 أمبير
حزمة البطارياتExide، 24 خلية، 115 أمبير ساعة
علبة التروسلا يوجد - دفع بدون ناقل حركة
المدى الكهربائي فقطحتى 15 ميلاً في الساعة
السرعة القصوى35 ميلاً في الساعة
السعر (1916)2,650 دولاراً (~66,000 دولار ببي اليوم)

في هذا الجدول يجب أن يتركز انتباه مهندس اليوم على سطرين. أولهما أن حزمة البطاريات بسعة 115 أمبير ساعة كانت بنصف حجم حزم السيارات الكهربائية بالكامل المعاصرة - وهو اختيار تصميمي واعٍ لإبقاء التكلفة منخفضة. وثانيهما قدرة السيارة على شحن بطارياتها أثناء الحركة و الكبح التجديدي الفعال فوق 6 أميال في الساعة: ففي عام 1916، تحت اسم "dynamic braking"، كانت الآلية التي نعتبرها اليوم الميزة الأكثر جوهرية في الأنظمة الهجينة تعمل بالفعل. كان من المعلوم أن الشحن الزائد والتفريغ العميق يؤديان إلى مشاكل الغازية والكبرتة، وكانت توصيات الاستخدام تُقدَّم على نطاقات 10-30 ميلاً في الساعة - أي أن هناك منطقاً لإدارة البطاريات ولو بالتقدير اليدوي.

لغة التسويق كانت مدهشة الألفة أيضاً: "self-charging, non-stalling, two-power car with unlimited mileage" - سيارة ذات مصدري طاقة تشحن نفسها بنفسها، ولا تتوقف، وبمدى غير محدود. كانت الإعلانات موجهة بشكل كبير إلى النساء؛ فوعد بسيارة لا تحتاج عناء التشغيل بالمفتاح اليدوي كان مسألة راحة ملموسة لشريحة مستخدمين معينة في تلك الفترة.

ما مدى قِدم السيارة الهجينة؟ رواد بين 1897 و1916

كانت هناك محاولات خارج خط Entz وPorsche وWoods أيضاً. وفقاً لما نقلته سلسلة "Engines of Our Ingenuity" من جامعة هيوستن، في عام 1901 صدّر جورج فيشر حافلات تعمل بالبنزين والكهرباء إلى إنجلترا؛ وفي 1902 دخلت سبياق تحمل لسيارة Knight Neftal الهجينة سباق تحمل لمسافة 100 ميل؛ وفي 1915 كانت هناك سيارة هجينة متوفرة في كندا. وفي عام 1916، كان مصنّعو السيارات الكهربائية البارزون مثل Baker من كليفلاند وWoods من شيكاغو يقدمون الدفع الهجين. بل زُعم أن طراز Rambler لعام 1912 كان يحمل معظم خصائص الهجين الكامل. وعكست كتب السيارات في تلك الحقبة هذا التطبيع أيضاً: فكتاب The Gasoline Automobile الصادر عام 1920 كان يعدّ السيارة الهجينة بالبنزين والكهرباء النوع الرابع من السيارات - البخارية والكهربائية والبنزينية والهجينة.

لماذا فشلوا؟

الإجابة على هذا السؤال الحقيقي ليست تقنية بل اقتصادية. في منتصف عقد 1910 كان البنزين رخيصًا ولم تكن انبعاثات العادم تهم أحدًا. كانت المركبات البخارية مضطرة لتسخين الماء، وكانت الكهربائية تكافح مع المدى ووقت الشحن؛ بينما كانت مركبات البنزين صاخبة وقذرة، لكنها عملية رغم بدء تشغيلها بمقبض المِلَف. وكان فارق الحجم مذهلًا: باعت Detroit Electric أقل من 5000 مركبة في عام 1914، عام ذروتها؛ بينما باعت Ford أكثر من 200000 من طراز Model T في العام نفسه.

في حالة Woods تحديدًا، كانت مكونات الفشل واضحة: السعر البالغ 2650 دولارًا أي ما يعادل تقريبًا أربع مركبات Model T أو مركبتين Buick؛ وعدم تلبية كاملة للنعومة والموثوقية الموعودة؛ وسرعة قصوى منخفضة تبلغ 35 ميلاً في الساعة (كان Model T يصل إلى 40-45 ميلاً في الساعة) ومحدودية كفاءة ثنائي المحرك-المحرك الكهربائي. في عام 1918 ارتفع السعر إلى 2950 دولارًا مع قاعدة عجلات بطول 124 بوصة ومحرك بسعة 95 CID، لكن ذلك لم ينقذ المبيعات. ظل الإنتاج محصورًا بين عامي 1917-1918؛ وذهبت Woods إلى الإفلاس ولم تبع في تاريخها بأكمله سوى أقل من 14000 مركبة. وكان الوضع مشابهًا في جانب Lohner-Porsche: استمرت الهجينة المصنوعة بتقنية Mixte حتى عقد 1910، لكنها بيعت بشكل سيئ مقارنة بمركبات البنزين بسبب السعر المرتفع والقدرة المنخفضة. وجعلت الهيمنة القطاعية لهنري فورد فكرة المركبة الهجينة غير مرئية لعقود.

استعارة "المُحلِّي الرابع"

أفضل إطار لفهم قصة الهجن المبكرة هو اعتبار فكرة الهجين كمُحلٍّ: كانت موجودة دائمًا، وظلت في الظل حتى نفاد النفط الرخيص. لم يكن التكنولوجيا ناقصة - كان الكبح المتجدد والدفع التسلسلي بدون علبة تروس والشحن أثناء الحركة متوفرة في مركبات تم إنتاجها بحلول عام 1916. كان الناقص هو الظروف التي تجعل هذه التكنولوجيا ذات معنى اقتصادي. ما دام النفط رخيصًا، كان الوزن الإضافي والتكلفة الإضافية لمركبة تحمل نظامي دفع لا يمكن تعويضهما بأي حال. لذلك يجب قراءة الفترة الممتدة من 1918 إلى 1997 ليس كـ"اختفاء"، بل كفترة انتظار لم تنضج بعد فيها الظروف.

الأمثلة المتبقية والخط الممتد حتى اليوم

لم تصلنا من Woods Dual Power سوى 4 نماذج - أو 5 حسب احتمال ما - حتى اليوم. نموذج Dearborn في متحف Henry Ford أصلي بحالته العدادية البالغة 11085 ميلاً وغير صالح للعمل؛ وخضع نموذج للمحافظة في متحف Petersen / متحف مقاطعة لوس أنجلوس للتاريخ الطبيعي؛ أما النسخة في متحف Louwman في هولندا فهي النموذج الوحيد المعروف بوضعه التشغيلي. ويُعتقد أن الهيكل الخامس المحتمل رُكّب على شاسيه لسيارة Stanley Steamer - بقايا حقبة كانت فريدة من نوعها في السيارات المبكرة حيث تنتقل القطع بحرية.

يجب أيضًا تذكّر الطرف الحديث من هذا الخط: خرجت Toyota Prius في عام 1997 كأول سيارة هجينة بإنتاج ضخم في العالم، وأصبحت Honda Insight في عام 1999 أول هجينة تُباع في الولايات المتحدة. كانت العقود الثمانية التقريبية الفاصلة فترة أعيد فيها ابتكار حلول النماذج الأولية المبكرة - الدفع التسلسلي، الكبح المتجدد، الشحن أثناء الحركة - واحدًا تلو الآخر. ولا تزال سلسلة المحرك-المولد-العجلة التي رسمتها Porsche في عام 1901 قائمة كما هي تمامًا في المخططات النظرية للمركبات الكهربائية ذات المدى الممتد التي تجوب شوارعنا اليوم.

المصادر