Lekce V / 03 - Automobil

Cíl lekce:

Žáci získají základní představu o historickém a technickém vývoji automobilů. Dozvědí se, kteří slavní lidé jsou s automobilovým průmyslem spojováni a jaká je vize automobilového průmyslu do budoucna.

Zeptejte se Vašich dětí:

K čemu slouží automobily?
Jaké značky automobilů znáte?
Které tři hlavní druhy motorů se v historii automobilů objevily?
Ve kterém století začala historie automobilů?
Co je to pneumobil?
Co si slibují konstruktéři automobilů od jiných typů pohonů než na naftu a benzín?

Historie automobilů

Nejvýznamnější část historie automobilů se začala psát koncem 18. století, kdy byly realizovány první úspěšné pokusy s vozidly poháněnými parním strojem. K jejich prvním konstruktérům patřili Skot James Watt nebo Francouz Nicolas Cugnot. Inženýr Cugnot získal podporu francouzského ministerstva války, pro které měl sestrojit parní traktor pro dělostřelectvo k vlečení těžkých děl. V roce 1769 měl první parní vůz zkušební jízdy. Dosahoval rychlosti až 4,5 km/hod. Bohužel nesplňoval výkonnostní požadavky do něj vkládané. Po 12 minutách jízdy došla pára. A bylo třeba na zemi pod kotlem rozdělat oheň. Teprve po vytvoření nové páry bylo možno pokračovat v cestě. Ministr války byl však s pokusem spokojen a přidělil Cugnotovi další peníze na stavbu velkého stroje. Za necelé dva roky byl velký traktor hotov. Měl tříkolový podvozek. Před předním kolem byl velký mosazný kotel vážící 5 tun. Parovůz si již vezl vlastní ohniště a páru vyráběl za jízdy.

Parostroj
Obrázky Ball tandem compound steam engine (New Catechism of the Steam Engine, 1904) od Andy Dingley (scanner) [Public Domain] via Wikimedia commons, Diamond Queen od Tony Hlsgett [CC BY 2.0] via Flickr

Bezprostřední význam pro vývoj motorových vozidel měly až vysokotlaké parní stroje amerického konstruktéra Ewanse. Mezi prvními průkopníky parních motorových vozidel byl též Čech. Vynálezce Josef Brožek své vozidlo vlastní konstrukce předvedl 17. srpna 1815 v Praze. Nastával věk páry, doba rozsáhlého využívání parních strojů. Konstruktéři zkoušeli vyrobit první silniční vozidla. Roku 1830 jezdilo po Anglii již 26 parních automobilů. Mezi Londýnem a Paddingtonem byla zavedena pravidelná doprava parními automobily. Proti novému způsobu dopravy však rychle povstali odpůrci. Byli to majitelé dostavníkových koncesí, výrobci kočárů, chovatelé tažných koní, formani, což byli obecně „lidi z branže“. Dále pak občané, kterým vadil velký hluk nových povozů v jinak klidných městech. Města i státy vydávaly na základě tlaku občanů nařízení a zákony proti silniční dopravě. Jako zajímavost nám slouží pověstný zákon „Locomotive act“ z Anglie roku 1865. Před vozem musela kráčet jedna osoba z tříčlenné obsluhy vozidla pěšky a červeným praporkem upozorňovat jezdce a kočí na nebezpečí. Vozidla měla omezenou rychlost - v osadách mohla dosahovat nejvýše 3 km/hod., na volné trati 6 km/hod.

Od začátku minulého století se rychle objevovaly nové druhy vozidel, které využívaly jiný pohon. Angličan Medhursi zažádal v roce 1800 o patent na vůz, který poháněl stlačený vzduch. V roce 1802 přihlásil švýcarský občan Issac de Rivaz k patentování raketový vůz, který měl pohánět hořící střelný prach.

V roce 1860 vynalezl Belgičan Jean Lenoir dvoutaktní spalovací motor na svítiplyn. Při konstrukci spalovacích motorů se vynálezci snažili používat jako palivo, kromě svítiplynu, i petrolej, benzín a líh.

Vlastní vývoj dnešních automobilů začal v roce 1885, kdy Karel Benz dostal patent na "kočár bez koní poháněný benzínovým motorem". To bylo východiskem ke stavbě skutečných automobilů.

Automobil z roku 1885
Obrázek Beaulieu National Motor Museum 18-09-2012 (8515784127) od Beaulieu National Motor Museum 18-09-2012 (Uploaded by Oxyman) [CC BY 2.0] via Wikimedia

Počátkem 20. století se rovněž objevily první elektromobily. V roce 1894 byl uspořádán na trati dlouhé 126 km (Paříž - Rouen) první automobilový závod. Vozidla již měla pneumatiky. V následujícím roce se konal ještě delší závod na 1200 km dlouhé trati Paříž – Bordeaux - Paříž. Startovalo 12 vozů se spalovacími motory, šest parních motorových vozidel, a dokonce i jeden elektromobil. Vozy poháněné párou závod nedokončily. „Vítězem“ se stal dvoumístný Panhart-Levassor. Paříž jej uvítala po necelých 49 hodinách, byl nejrychlejší. Kupodivu oficiálním vítězem se však stal Peugotův automobil. Přijel asi o jednu hodinu později, ale na stupně vítězů ho přivedla jeho čtyři sedadla. Soutěž mezi automobily s parním, elektrickým a spalovacím motorem trvala téměř až do konce prvního desetiletí 20. století.

Časem získaly v osobní automobilové dopravě naprostou převahu spalovací motory, hlavně díky vysokému výkonu a snadné skladnosti kapalných pohonných hmot. Parní automobily byly příliš těžkopádné, hřmotné a produkující spoustu škodlivin. Elektromobily v konkurenci neobstály.

Revoluci ve výrobě a masové rozšíření automobilů odstartoval v USA Henry Ford tím, že vymyslel a vyrobil lidově dostupný automobil. V roce 1903 vytvořil na břehu Michiganského jezera se svým vozem nazvaným 999 nový světový rychlostní rekord – 146 km/hod. Slavný Ford model T byl uveden na trh v roce 1908 a byl vyráběn až do roku 1927.

Po impozantním nástupu benzinových motorů přišly vznětové Dieselovy motory zcela odlišné koncepce, které dovedly ještě lépe zužitkovat energii paliva. Pohonnou hmotou byla levná nafta.

Tím jsme se dostali do současnosti, po silnici se nám prohání osobní automobily poháněné většinou spalovacími motory. Nákladní vozy využívají motory vznětové. V roce 2003 bylo na světě 590 000 000 registrovaných automobilů. Na konci roku 2009 bylo na světě registrováno 980 milionů aut a na konci roku 2010 bylo na planetě Zemi registrováno 1 015 000 000 automobilů.

Díky vysokému znečištění výfukovými plyny se konstruktéři snaží vyrobit velmi úsporná auta či sázejí na elektromobily či vozidla, které bude pohánět vodík. Koncern PSA Peugeot Citroën vyvíjí systém hybridního pohonu Hybrid Air, který místo tradičnějších baterií čerpá svoji energii ze stlačeného vzduchu. Unikátní systém má výrazně snížit spotřebu paliva. Hybrid Air funguje tak, že se přebytečná energie ukládá v podobě stlačeného dusíku do tlakové nádoby. Kola následně vedle spalovacího motoru může roztáčet hydromotor.

Závodní vozítka poháněná vzduchem z tlakových lahví – pneumomobil – zkonstruovali i studenti Vysokého učení technického v Brně v r. 2011.

Auto na vodíkový pohon
Obrázek Fuelcell od Welleman [Public Domain] via Wikimedia commons

Velké plány mají automobilky, jako jsou Honda, Toyota nebo Hyundai. Komerční výrobu automobilů, poháněných vodíkovými palivovými články, se chystají zahájit kolem roku 2015. Daimler, Ford a Nissan se chystají přijít s těmito automobily zhruba v roce 2017. Německo má v plánu vybudovat do roku 2015 nejméně padesát vodíkových čerpacích stanic, které se stanou základem celostátní sítě. Japonsko a Korea ohlásily podobné záměry. Čisté a obnovitelné energetické zdroje slibují nejen energii základního zatížení s nulovými emisemi, ale i bezemisní palivo pro osobní a nákladní automobily, které jsou největšími znečišťovateli ze všech.

Český autobus na vodíkový pohon
Obrázek Praha, Holešovice, Výstaviště, TriHyBus od Aktron / Wikimedia Commons [CC BY 3.0] via Wikimedia

Pokud vás téma zaujalo a chcete se dozvědět více: