Innehållsförteckning

Inledning
Syfte och frågeställningar

Cugnots ångvagn
Vidarutveckling av ångmotorn

Förbränningsmotorn
Daimler & Benz Dieselmotorn
Panhard et Levassor

Henry Ford
Löpande bandet
Bilens seger över människan
Bilens påverkan på samhället

Avslutning

Litteraturförteckning




Inledning

I människans natur har det i alla tider funnits en tendens till "slöhet". I århundraden låg denna och grodde inom oss tills plötsligt en dag då upplysningsperioden tog sin början. I och med den kom människorna i kontakt med mängder av smarta uppfinningar vilka underlättade i såväl arbetet som i det vardagliga livet. Man fick såsmått smak på det goda här i livet och viljan och tron på en utveckling av samhället ledde till ständiga förändringar och förbättringar.

På samma sätt var det med bilen när den kom till. Henry Ford tjänade storkovan på försäljningen av sin T-Ford. Folket var less på att färdas med de långsamma hästarna, man sökte något nytt, något bekvämare och framförallt något snabbare.

Men det tog tid, tecknikutvecklingen gick långsamt och innan man kunde få fram en fungerande bil behövde flera delproblem lösas. I och med industriella revolutionen i mitten av 1800-talet dök dock förutsättningarna för att konstruera och tillverka en bil upp.

* Lämpligt drivmedel (oljeprodukter)

* Konstruktionsmatriel, som klarade motorns höga arbetstemperatur och varvtal

* Luftgummiringen, som gjorde bilen till det bekväma fordon man önskat.

Syfte och frågeställningar

Anledningen till att jag valde att skriva om just Bilen och dess utveckling var den att jag ville ge mig själv en utmaning i den mening att jag innan påbörjandet av detta arbete var helt ovetande om allt vad bilar och motorer innebar. Jag ansåg mig därför behöva vidga mina vyer lite, och om inte annat kan dessa kunskaper komma väl till pass när man behöver få kontakt med det motsatta könet...

I utformandet av detta arbete har jag till stor del koncentrerat mig på motorer och dess utveckling. Dock vet jag med mig att bilen i sin helhet är så mycket mer än bara själva motorn och det hoppas jag också kommer att framgå av arbetet.

Att bilen förändrade samhället och framförallt människan vet vi alla, men på vilka sätt?

Vad är egentligen positivt med bilens uppfinnande?

Vad innebar löpande bandsprincipen för dåtidens arbetare och för framtiden?

Cugnots ångvagn

Den första självgående vagnen konstruerades i början av 1770-talet av den franske artilleriofficeren Nicolas Joseph Cugnot på uppdrag av Frankrikes dåvarande krigsminister, hertigen av Choiseul. Vagnen vilken i huvudsak var avsedd för kanontransport, anses idag vara den äldsta föregångaren till våra dagars bilar.

Fardieren (vagnbjörnen) som den kallades var byggd med ett bastant chassi i trä, vilket vilade på tre hjul. Det ensamma framhjulet var drivande och styrbart kring en vertikal axel. Det faktum att vagnen endast kunde styras via en vev med två handtag gjorde den mycket svårmanövrerad.

Motorn var en ångmotor vilken drevs med två enkelverkande vertikala cylindrar. Själva

ångan kom från en ångpanna som satt upphängd framför vagnen. Avloppsångan släpptes direkt ut i luften. Drivningen från motorn skedde genom två kolvstänger vilka verkade direkt på framhjulet.

Cugnots vagn överskred aldrig hastigheten 3,5 km/h och den orkade endast ett par kilometer. Därför kom den aldrig till användning. Dock finns den fortfarande kvar och står numera uppställd i museumet Conservatoire des Arts et Métier i Paris.

Vidareutveckling av ångmotorn

Drygt tre årtionden senare tog James Watts (ångmaskinens uppfinnare) medhjälpare Richard Trevithick sig an problemet att med hjälp av förbättrade ångmaskiner tillverka ett fordon för passagerartrafik. Och i december 1801 rullade verkligen ett fordon, vilket var lastat med ett antal passagerare, ut på gatorna i London.Trevithicks snabba och något oväntade framgång berodde främst på att han lyckats göra ångmotorn mindre och effektivare. Motorn var också den första som flyttade kolven med hjälp av ånga vid högt tryck. I tidigare ångmotorer flyttades kolven på grund av skillnaden i tryck mellan atmosfären och det vakuum som bildades när ångan dunstade. Detta krävde att vattenkvaliten var hög vilket gjorde att de äldre ångmotorerna inte var lämpade för montering på fordon. De utvecklade också för lite kraft i förhållande till sin storlek vilket gjorde att de knappt kunnde förflytta sin egen vikt.

Fenomenet att man nu, tack vare den nya motorn kunde transportera flera människor i ett fordon samtidigt utlöste ett väldigt byggande av Ångomnibussar i England under främre hälften av 1800-talet. Dessa trafikerade särskilda sträckor ända fram till år 1831 då man lagstiftade emot att dessa skulle få beträda vägarna, och runt 1860 hade så gott som all

tillverkning av självdrivna fordon i England upphört. Detta ledde till att Frankrike gick om England i fråga om utveckling av motordrivna fordon. Bland annat utvecklade man ångbilar för privat bruk.

Förbränningsmotorn

Runt 1860 konstruerade den franska uppfinnaren Étienne Lenoir den första användbara förbränningsmotorn med vattenkylning, vilken drevs med en blandning av vätgas och luft. Gasen antändes av en elektrisk gnista mellan två spetsar inne i cylindern då en kontakt i en elektrisk strömkrets slöts i det rätta ögonblicket. Det är detta vi idag kallar tändstift. Konstruktionen möjliggjordes tack vare de tekniska framsteg som gjorts inom den kemiska industrin. Bl.a. hade man lärt sig att handskas med elektriciteten på ett tillfredsställande sätt.

Värt att notera är dock att Leniors motor i princip fungerade på samma sätt som de tidigare dubbelverkande ångmotorerna. Gasen kom in på bägge sidor om kolven och tändes ena gången på den ena sidan och andra gången på den andra när kolven befann sig mitt i cylindern. P.g.a. detta blev gasblandningen dåligt utnyttjad, ty trycket från explosionen är starkast och effekten på kolven följdakligen störst då blandningen pressas samman av kolven mot cylinderns botten.

Leniors maskin fungerade visserligen, men tung som en ångmaskin och dyr i drift hade den ingen framtid. Istället utvecklade två tyska ingenjörer, Eugen Langen och Nikolaus August Otto en ännu effektivare förbränningsmotor och några år senare, närmare bestämt år 1877 tillverkade Otto en fyrcyklisk motor*, en prototyp av de så kallade Otto-cykliska motorerna vilka används i de flesta moderna bilar. Denna fyrtaktscykel fick enorm framgång; inom loppet av några få år tillverkade firma Otto & Langen mer än 35 000 motorer, ett sagolikt antal med tanke på den tidens produktionsmöjligheter och marknadens kapacitet.

*Cylindern går igenom fyra cykler; Insug av bränsle, kompression, förbränning och utsläpp av avgaser.

Daimler & Benz

En annan tysk, nämligen Gottlieb Daimler blev intresserad av Ottos bensindrivna fyrtaktsmotor och mellan 1883 och 1885 utförde han en rad experiment med denna motor som utgångspunkt. Vid försöken använde han endast bensin som bränsle. Förbränningsmotorn han såsmåning om fick fram var verkligen värd sin vikt i guld, vilket Daimler mycket riktigt också insåg ganska snart. Därför såg han till att ta patent på konstruktionen år 1887.

Denna revolutionerande encylindriga fyrtaktsmotor uppnådde hastigheter fem gånger högre än någon dåtida motor någonsin kunde prestera.

År 1889 tillverkade han en tvåcylindrig V-motor* som kunde åstadkomma ännu högre hastigheter. Denna placerade han baktill i ett fyrhjuligt fordon, med vilket han tillryggalade sträckan Kannstatt-Esslingen. Farten var inte direkt svindlande, endast 15 km/h.

Detta var det första fordon som kom att använda den av Wilhelm Maybach uppfunna förgasaren. En nödvändighet i varje bensinmotor (dock inte i dagens moderna insprutningsmotorer) eftersom det är inne i förgasaren som bränslet förgasas och blandas med luft innan det sugs in i cylindrarna.

Genom att göra vissa förbättringar av förgasaren lyckades den tyske ingenjören Karl Benz snart göra det möjligt att även reglera motoreffekt och varvtal.

Denna Karl Benz koncentrerade sig liksom Gottlieb Daimler på att tillverka bensinmotorer. Han tillverkade en konstruktion mycket lik den Daimler redan uppfunnit. Endast några mindre finjusteringar gjordes. Året därpå, 1886 fick Benz patent på sitt trehjuliga fordon, vilket även det hade motorn placerad baktill. Han lanserade sin vagn på ett mycket iögonfallande sätt. Han ville nämligen bevisa att det nya fordonet även kunde manövreras av en kvinna. Därför fick Benz hustru Berta göra demonstrationskörningen, vilken gick från Mannheim till Pforzheim. Med sig i bilen hade hon även sina båda barn. Tillsammans med de båda domarna följde Benz efter på cykel.

Resan hade verkligen sina dramatiska ögonblick. Motorns ena cylinder stannade rätt som det var och fru Berta blev tvungen att stiga ur och putsa tändstiftet. Smörjoljan, som sprutade ut överallt, fick drivremmen att halka och i uppförsbackarna fick samtliga passagerare stiga ur och skjuta på. Bort mot kvällen var resan avklarad och Benz kunde nu verkligen stoltsera med att ha tillverkat en bil som var så lättmanövrerad att till och med en kvinna kunde köra den...

Bilen kom att säljas under benämningen "Patentmotorvagnen", och produktionen startade redan samma år, men det var inte förrän på 1890-talet som succén blev ett faktum.

Tack vare Daimler och Benz slog bensinmotorn igenom, och snart kom den att ensam härska på marknaden. Fördelarna med den var dock många så framgångarna var inte särskilt oväntade. Den var ju lätt, samt att det var en säker och billig drivkälla, vilket tilltalade tillverkarna.

Tillsammans anses Daimler och Benz som bilens verkliga uppfinnare. Även om andra tänkt på konstruktion av bensindrivna fordon och kanske byggt någon prototyp, var det ändå Daimler och Benz som först lyckades konstruera bilar värda att säljas.

Dieselmotorn

En annan man som har stor del i bilens utveckling är den tyska ingenjören Rudolf Diesel. Han tog 1892 patent på en motor, vilken hade fördelarna att den kunde drivas med billigare bränsle, samt att dess verkningsgrad var höge än bensinmotorns. Med andra ord, den var energisnålare. Det som skiljer dieselmotorn från den bensindrivna motorn är att dieselmotorn suger in endast luft under den första fasen. Under andra fasen komprimeras luften till ungefär en fjortondel av ursprungsvolymen. Vid det höga tryck som uppstår upphettas luften till ca 440C. I slutet av kompressionsfasen sprutas bränsle i form av gas in i cylindern och antänds direkt p.g.a. den höga temperaturen. Av den anledningen behövs inget tändstift i dieselmotorer.

Snart stod det klart att dieselmotorn var särskilt lämplig då större kraftutveckling behövdes. Därför kom den att bli en motor för lastbilar, bussar, traktorer, lokomotiv och arbetsfordon. Inom sjöfarten kom den såsmåningom också att kokurerra med ångmaskinen och ångturbinen. Dock har det visat sig att ångturbiner är mer effektiva vad det gäller drift av större fartyg.

Panhard et Levassor

En fransk tillverkare, Èmile Levassor, använde sig av Daimlers motortyp i otaliga experiment, vilket ledde till att hans firma Panhard et Levassor köpte licensen till Daimler-

motorn år 1891. Levassors första bil levererades år 1894. Förutom att vara den första bilen med Daimler-motor, var den också den första bilen som hade motorn placerad fram med kylaren placerad framför. Fördelen med en sådan placering är att man då kan dra nytta av fartvinden för att kyla motorn ytterligare. Den var också konstruerad med lutande rattstång och ratt, samt ett drivsystem, som kom att kallas Panhardsystemet.*

Vid sidan av den franska biltillverkaren Peugeot anses firma Panhard et Levassor som den första "riktiga" firman inom biltillverkningen. Det sägs till och med att det var tack vare dessa som den praktiskt användbara bilen skapades.

Henry Ford

Amerikanen Henry Ford jobbade som chefsingenjör vid firman Edison Illuminating Company när han kom på idèn till sin första bil. I sju år jobbade han på att få fram en prototyp och när han väl blivit nöjd slutade han på sitt gamla jobb och startade helt sonika en egen firma; Ford Motor Company. År 1903 startade han serietillverkning av bilar. Flera olika typer tillverkades fram till 1908 då Ford slog till med en jättesuccé; T-Forden, "bilen som satte världen på hjul."

Bilens motor var en fyrcylindrig, fyrtakts radmotor* med vattenkylning och självcirkulation. Lamellkoppling*, vilket var ovanligt vid denna tid, fullbordade bilens utrustning tillsammans med en växellåda med planetväxel*. Kanske bör även den berömda dubbelbromsen nämnas, nämligen fotbromsen som verkar på kraftöverföringen och handbromsen som verkar på bakhjulen. T-fordens hjul var från början gjorda av trä men efter 1910 började man använda

hjul med stålekrar. Dessa ersattes först på 30-talet av hjul av stansat stål.

Löpande bandet

Genom T-forden svarade Henry Ford för tillverkningen av den första folkbilen när han införde transportbandet, det löpande bandet i produktionen. Löpande bandet var en tillämpning av de principer som lagts fram av F.W. Taylor, skaparen av det vetenskapligt organiserade arbetet. Dessa innebar; långtgående specialicering, eliminering av onödiga handgrepp samt maximalt utnyttjande av maskinspaken, vilket ledde till att tidsåtgång och omkostnader blev minimala. Detta gjorde att Ford kunde producera 15 miljoner T-Fordar mellan 1908 och 1927. Tack vare massproduktionen blev T-Forden en bil som även allmänheten hade råd att köpa. År 1912 fick man ge 600 $ för bilen men runt 1923 då produktionstekniken blivit effektivare, genom just löpande bandet och man årligen tillverkade 2 miljoner T-Fordar behövde man endast ge 290 $. Systemet översvämmade marknaden och det blev inte bättre av att det efterhärmades av andra industrier. Tjugotalet blev USAs ekonomiska boom. Den fruktansvärda depressionen 1929 blev följden. Den industriella strukturen var ständigt tvungen att öka massproduktionen för att kunna hävda sig samtidigt som svängningar på konsumentmarknaden kunde leda till katastrof. Man försökte råda bot på detta med hjälp av industikarteller, inskränkning av konkurrensen samt ständig påverkan av allmänheten.

Löpande bandet gick i korthet ut på att specifika delar monterades på vid stationer utefter ett band som rörde sig med konstant hastighet. En arbetare hade till uppgift att montera en viss del på den förbipasserande bilen. De olika momenten var utformade så att de skulle ta lika lång tid, vilket ledde till ett jämt flöde i produktionen. På detta sätt ökade produktionstakten avsevärt, då varje arbetare blev specialist på just sin del. För att ge ett exempel; i oktober 1913 tog ihopsättandet av en motor 9,9 timmar. Sex månader senare hade tiden sjunkit till 5 timmar och 56 minuter p.g.a införandet av det rörliga bandet.

För arbetarnas del ledde detta dock till stress och monotonitet, vilket i sin tur orsakade otaliga arbetsskador.

Nu för tiden står bandet still medans arbetarna gör sina operationer. Det rör sig endast mellan de olika stationerna då inget montage förekommer.

Fords bolag ägde förutom bilfabrikerna även järn och kolgruvor, järnvägar och försäljningsorganisationer. Detta innebar att allting från råvaran till den färdiga produkten och produktens försäljning till kunden försigick inom bolaget. Vinsten investerade Ford i bolaget som med hjälp av självfinansiering blev helt oberoende.

Bilens seger över människan

Sammtidigt som Levassors bil kom ut på marknaden annordnades en kappkörnings tävling, Paris-Rouen, för "hästlösa fordon". De mest otroliga fordon deltog. Vissa drevs med ånga, andra med elektricitet. Det fanns till och med de som var drivna med komprimerad luft. Ångvagnarna hävdade sig bra vad det gällde hastigheten men juryn lät ändå priset gå till bensinbilen, som visade sig vara mer ekonomisk och lätthanterlig. Bilarna som ställde upp använde en liter bensin per mil, vägde runt 700 kg och hade en motorstyrka på 4 hästkrafter. Det mest positiva med dem var dock att de kunde köra en hel timme innan det blev nödvändigt att stanna för att fylla kylaren med vatten.

I och med kappkörningen Paris-Rouen kom bilen en bra bit på väg i sin erövring av industrin.

Dock var de första bilarna inga komfortabla åkdon. De var instabila, hade väldigt okänsliga bladfjädrar samt hjul av trä. Därför blev de pneumatiska hjulringarna, uppfunna av skotten John Boyd Dunlop, ett framsteg värt att nämnas. Dessa luftfyllda gummiringar förbättrade hjulens rullförmåga avsevärt. Ännu bättre blev det när det slangförsedda däcket uppfanns 1891. Punkteringarna kunde då avhjälpas betydlligt lättare.

Till en början hade bilarna en form liknande hästvagnarnas, men vid sekelskiftet infördes

istället en konstruktion med lågt chassi,vindrutor och suflett. Men under 1900-talets första

decenier skedde nya förändringaroch snart var bilen istället täckt av en kaross. Fransmannen

Andrè Citroën var först i Europa (1927) med att i stor skala tillverka bilar försedda med

karosseri. Idèn fick han naturligtvis från USA och Henry Ford.

Genom bilarnas snabba förbättringar ådrog de sig allt mer uppmärksamhet och snart dök det upp ett antal frivilliga finansiärer till uppfinnarnas stora glädje. Men att införa nya ting är inte alltid så lätt vilket biltillverkarna snart blev medvetna om. Den stora allmänheten beundrade i tysthet men förblev misstrogen. Rädslan att p.g.a. motorstopp bli stående på landsvägen, det infernaliska dammandet liksom röken från motorn skrämde dem. Endast de riktigt rika som gripits av sportflugan ansåg bilen vara ett lockande alternativ till de för övrigt bekvämare hästdroskorna.

Två händelser i början av 1900-talet blev dock avgörande för bilens seger över allmänheten. För det första var det en explosionsmotor som 1903 gjorde det möjligt för bröderna Wright att genomföra sin första flygning och för det andra var det Benz körning tvärs genom Afrika, vilken imponerade stort på gemene man.

Serieproduktionen av Fords modell T bidrog ju också, som tidigare nämts, till att bilen inte längre ansågs som ett lyxföremål, utan kunde nyttjas av envar.

Bilens påverkan på samhället

Bilen kom snabbt att bli betydande för alla typer av transporter. Sammhället påskydade denna utveckling genom att lägga stor vikt vid utbyggandet av väg och gatunät. Bilen började snart anvädas som personbil vilket gjorde det lättare för folk att transportera sig dit de ville samt att det blev lättare att frakta saker. Särskilt i USA där avstånden är stora var detta en väldig fördel.

Bilen förde dock med sig en hel del problem. Bl.a. inträffade årligen ett stort antal trafikolyckor, många med dödlig utgång. Och avgaserna som bilarna gav ifrån sig bidrog starkt till att förorena luften, särskilt i innerstaden. De nya bilarna lät också något förfärligt och luktade gjorde de också tack vare dieselmotorn som användes i en del av fordonen.

Avslutning

När man går så här långt bak i tiden och tittar på hur saker och ting såg ut då är det inte utan att man häpnas över hur snabbt utvecklingen har gått. De olika delarna på en bil representerar egentligen bara förbättrade konstruktioner av mycket gamla idèer och uppfinningar. Ta till exempel differentialanordningen, vilken gör det möjligt för drivhjulen att ha olika hastighet i en kurva. Principen till denna härstammar faktiskt från en av Leonardo da Vincis tidigare konstruktioner. Eller växellådans princip, vilken hänger samman med kugghjulsaggregat som konstruerades redan på 1500-talet. Eller varför inte strålkastarna, vilka är resultatet av Edisons uppfinningar.

Ja, att bilen är en otrolig konstruktion är vi nog alla överäns om, men är den egentligen så bra som vi tror? Jag säger att den inte är det, och det grundar jag på följande: Den har gjort många människor beroende. Folk sätter sig hellre ensama i bilen än åker kollektivt med andra människor för att det är bekvämare. Och det fastän vi alla vet med oss att bilavgaserna står för enorma föroreningar. Nej ärligt talat är jag inte alls särskilt förtjust i bilen. Visst, den är jättebra när man ska färdas långa sträckor det kan jag inte neka till. Fort går det också, många gånger alldeles för fort. Trafikolyckorna tenderar att öka för varje år som går men inte hindrar det folk från att stampa plattan i botten.

Nåja någonting bra förde den ju iallafall med sig. Det löpande bandet var ju inte fy skam. Inte med tanke på den mångfaldigt effektivare produktionstekniken iallafall. Dock blev det kanske lite väl påfrestande för arbetarna i början, vilka kom att bli till ett slags robotar som i timmtal upprepade samma rörelse.

Efterhand steg också arbetslösheten tack vare att maskiner kom att ersätta människorna.