محمد القحطاني
23-11-2023, 09:54 AM
لقد تغيرت السيارات بشكل كبير منذ التسعينيات، ناهيك عن اختراعها في نهاية القرن التاسع عشر. الابتكارات العشرين المهمة التالية في هندسة السيارات ليست استثناءً.توضح لنا هذه الابتكارات إلى أي مدى وصلت التكنولوجيا منذ ظهور العربة التي لا تجرها الخيول لأول مرة.القائمة التالية ليست شاملة وليست مرتبة في ترتيب معين.
1. بدأ المحرك البخاري
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_steam_car.jpg
كان المحرك البخاري من أوائل الابتكارات في هندسة السيارات. على الرغم من أنه تم تطويره في الأصل لضخ المياه من المناجم، إلا أن التحسينات بمرور الوقت ستؤدي إلى تقليص حجم المحرك بشكل كبير.
تم تطوير أول محرك بخاري موثوق به بواسطة جيمس وات (https://interestingengineering.com/james-watt-father-of-the-modern-steam-engine) في عام 1775 ، وكان هذا بدوره بمثابة تحسين لمحرك نيوكومن السابق.
أدت المحركات البخارية في البداية إلى تطوير القاطرات والسفن التي تعمل بالطاقة البخارية، ولكن تم تحسين التكنولوجيا لاستخدامها في السيارات المبكرة في خمسينيات القرن التاسع عشر تقريبًا . فاق عدد السيارات البخارية أشكال الدفع الأخرى بين السيارات المبكرة جدًا، وكان الوقود رخيصًا نسبيًا أيضًا.تم تحديد مصير السيارة ذات المحرك البخاري عندما قام هنري فورد بتطوير عملية الإنتاج الضخم الخاصة به بالكامل. كما أدت المشغلات الكهربائية لمحركات الاحتراق الداخلي إلى إزالة الحاجة إلى محرك الكرنك اليدوي، وستفوز السيارات التي تعمل بمحرك الاحتراق الداخلي في النهاية لأنها كانت أرخص بكثير للشراء.
2. محرك الاحتراق الداخلي جعل السيارات "رخيصة
https://tech247.me/wp-content/uploads/2020/04/6958-01.jpg
إن محرك الاحتراق الداخلي هو، بكل المقاييس، السبب الفعلي لوجود السيارة اليوم. على الرغم من أن الأمثلة المختلفة للمحركات المبكرة كانت موجودة منذ القرن الثامن عشر، فقد استغرق الأمر من إتيان لينيور لإنتاج أول محرك موثوق به في عام 1859.
تم تطوير محرك الاحتراق الداخلي الحديث كما نعرفه عندما حصل نيكولاس أوتو (https://interestingengineering.com/the-20-greatest-engineers-of-all-time) على براءة اختراع "محرك الغاز الجوي" في عام 1864 . تم إجراء تطويرات لاحقة على يد جورج برايتون (أول محرك يعمل بالوقود السائل)، والتعاون بين أوتو ودايملر ومايباخ أعطى العالم أول محرك رباعي الدورات في عام 1876.
تم تطوير المحرك ثنائي الشوط بواسطة كارل بنز بعد ذلك بقليل، في عام 1879 ، وبدأ إنتاج أول سيارات بنز التجارية في عام 1886.
3. المبدئ جعل السواعد اليدوية قديمة( السلف)
https://qph.cf2.quoracdn.net/main-qimg-5ca9403d85c7bceb97a9ad837dbce8e0-lq
تعمل محركات الاحتراق الداخلي بشكل أساسي على نظام تغذية مرتدة يعتمد على القصور الذاتي من كل دورة لبدء الدورة التالية. لهذا السبب، احتاجت السيارات المبكرة إلى وسيلة لتدوير (كرنك) المحرك في البداية للسماح له بالعمل بقوته الخاصة.
استخدمت المحركات المبكرة طرقًا مختلفة لتحقيق ذلك، بدءًا من أسطوانات البارود إلى النوابض، وحتى القوة الغاشمة - باستخدام مقبض الكرنك الشهير. وعلى الرغم من فعاليتها، إلا أنها كانت غير مريحة وصعبة، بل ويمكن أن تكون خطيرة. غالبًا ما تقوم المحركات "بالرشوة" مما يجعل العملية أقل من المتوقع.
ما كان مطلوبًا هو وسيلة أقل مشقة، وأكثر ملاءمة، ويمكن التنبؤ بها لبدء تشغيل المحرك.
تم تطوير أول مشغل كهربائي في إنجلترا عام 1896 بواسطة HJ Dowsing. تم منح أول براءة اختراع أمريكية لمشغل كهربائي في عام 1903، مع براءة اختراع لنسخة محسنة في عام 1911 . تم إنتاج أول سيارة تم تركيب مشغلات كهربائية فيها بواسطة شركة كاديلاك (https://interestingengineering.com/what-15-world-famous-car-brand-names-actually-mean) في عام 1912 .
أصبحت المحركات البادئة الآن قياسية في السيارات، لكن صعودها لم يكن مضمونًا، وكانت السواعد لا تزال قيد الاستخدام حتى عشرينيات القرن العشرين. ومن المثير للاهتمام أن بعض الشركات المصنعة لا تزال توفر السواعد اليدوية حتى وقت متأخر من إنتاج سيارات مثل Citroen 2CV (1948-1990). لقد تم توفيرهم لبدء تشغيل السيارة في حالة فشل جهاز التشغيل أو البطارية.
4. محرك الديزل فعال جداً
https://scientific.ma/wp-content/uploads/2013/12/diesel.jpg
تم تطوير محرك الديزل (https://interestingengineering.com/video/why-diesel-engines-make-more-torque-than-gasoline-engines) ، أو محرك الاشتعال بالضغط (CI)، بواسطة رودولف ديزل ولا يزال يتمتع بأعلى كفاءة حرارية (https://www.autoguide.com/auto-news/2014/09/why-are-diesels-more-efficient-than-gasoline-engines.html) لأي محرك احتراق داخلي عملي اليوم. يمكن أن تتمتع محركات الديزل منخفضة السرعة أحيانًا بكفاءة حرارية تزيد قليلاً عن 50%. كما يوحي الاسم، يتم إشعال الوقود عن طريق الضغط الميكانيكي للهواء في غرفة الاحتراق إلى درجة أن الديزل المحقون يشتعل على الفور (ضغط ثابت الحرارة). وهذا يتناقض مع شرارة الاشتعال لمحركات البنزين أو الغاز.بعد أن كاد أن يُقتل بواسطة محرك بخاري يعمل ببخار الأمونيا، قرر رودولف ديزل أن يعتمد محركه الجديد على دورة كارنو بدلاً من ذلك. بعد وقت قصير من حصول كارل بنز على براءة اختراعه في عام 1893، نشر ديزل أطروحته الرائدة " نظرية وبناء محرك حراري عقلاني ليحل محل المحرك البخاري ومحركات الاحتراق المعروفة اليوم".
5. ساعدت الفرامل المانعة للانغلاق في إنقاذ الأرواح
https://modo3.com/thumbs/fit630x300/22426/1440208643/%D9%83%D9%8A%D9%81_%D9%8A%D8%B9%D9%85%D9%84_%D9%86 %D8%B8%D8%A7%D9%85_ABS.jpg
الفرامل المانعة للانغلاق (https://driving.ca/column/how-it-works/how-it-works-abs) ، أو أنظمة المكابح المانعة للانزلاق (ABS)، هي في الواقع قطعة قديمة جدًا من هندسة السيارات. على الرغم من أن الأنظمة الحديثة قد تم إدخالها في صناعة الطيران في خمسينيات القرن العشرين وأصبحت شائعة في السيارات منذ السبعينيات فصاعدًا، إلا أن هذا المفهوم يعود في الواقع إلى عام 1908.
تسمح الأنظمة الحديثة للسيارة بالحفاظ على اتصال الجر مع الطريق أثناء الفرملة، وبالتالي تمنع العجلات من القفل أو التوقف عن الدوران، مما يتسبب في انزلاق السيارة. النظام مؤتمت ويستفيد من مبادئ كبح العتبة والإيقاع التي يمارسها السائقون المهرة باستخدام الجيل السابق من أنظمة الكبح.
تم تطوير أول نظام ABS حاصل على براءة اختراع من قبل المهندس الألماني كارل فيسيل في عام 1928 - لكنه لم يطور منتجًا عمليًا أبدًا. خلال الخمسينيات من القرن الماضي، بدأت التكنولوجيا في التبلور مع نظام Dunlop Maxaret المضاد للانزلاق، والذي تم استخدامه على نطاق واسع في الطائرات النفاثة في المملكة المتحدة مثل Avro Vulcan و English Electric Lightning.
تم تقديم نظام حديث حقًا بواسطة كرايسلر وكان عبارة عن نظام ABS ثلاثي القنوات وأربعة أجهزة استشعار للعجلات الأربع. كان يطلق عليه "Sure Brake" وجاء بشكل قياسي في طراز 1971 Imperial (https://en.wikipedia.org/wiki/Imperial_(automobile)) . وحذت شركات تصنيع السيارات الأخرى حذوها على مدى العقود التالية، وتم تقديم نظام ABS على الدراجات النارية في التسعينيات.
6. ناقل الحركة الأوتوماتيكي جعل القيادة أسهل
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_automatic_transmission.jpg
يعد ناقل الحركة الأوتوماتيكي (https://interestingengineering.com/video/watch-difference-between-automatic-manual-transmission) أو ناقل الحركة الأوتوماتيكي أو ناقل الحركة ذاتي الحركة ابتكارًا رائعًا آخر في هندسة السيارات. يحرر النظام الآلي السائق من تغيير نسب التروس يدويًا أثناء تحرك السيارة.
على الرغم من أنه أقل استجابة وأكثر عرضة للأخطاء من ناقل الحركة اليدوي، إلا أن هذا الابتكار قلل من عدد العناصر التي يحتاجها السائق للتحكم في استخدامها أثناء القيادة. وهذا له مزايا واضحة للأفراد ذوي الإعاقة ويجعل قيادة السيارات أسهل بشكل عام.
تم تطوير ناقل الحركة الأوتوماتيكي في الأصل في عام 1921 على يد الكندي ألفريد هورنر مونرو. حصل على براءة اختراع لتصميمه في عام 1923 وحصل على براءات اختراع من المملكة المتحدة والولايات المتحدة في عامي 1924 و1927 على التوالي.
كان مونرو في الواقع مهندسًا للبخار، واستخدم تصميمه المبكر الهواء المضغوط بدلاً من السائل الهيدروليكي، كما تستخدمه الأنظمة الحديثة. ومن المؤسف أنه لم يجد أي تطبيق تجاري. قام مهندسان برازيليان، خوسيه براز أراريبي وفرناندو ليلي ليموس، بتطوير نسخة سائلة هيدروليكية في عام 1932 وباعا تصميمهما لشركة جنرال موتورز في عام 1940 .
7. نظام التوجيه المعزز جعل القيادة أكثر متعة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_PAS.jpg
يعد التوجيه المعزز (https://interestingengineering.com/tesla-issues-recall-for-123000-model-s-sedans-over-power-steering-problem) ، أو التوجيه المعزز آليًا (PAS)، ابتكارًا رائعًا آخر في هندسة السيارات ويساعد السائقين على توجيه سياراتهم بسهولة أكبر. تتيح المحركات الهيدروليكية أو الكهربائية للسائقين بذل جهد أقل بكثير عند إدارة عجلة القيادة مقارنة بالمركبات غير المجهزة بنظام PAS، خاصة عند السرعات المنخفضة أو عندما تكون ثابتة.تم تسجيل براءة اختراع الإصدارات المبكرة من نظام التوجيه المعزز (https://www.autoevolution.com/news/history-of-the-steering-wheel-20109.html) في أعوام 1876 و1902 و1904 ، ولكن لم يتم إنتاج أي منها. تم ابتكار أول نظام عملي في عام 1926 على يد فرانسيس دبليو ديفيس. انتقل لاحقًا إلى جنرال موتورز وقام بتحسين تصميماته.
كانت شركة كرايسلر أول من جعل نظام التوجيه المعزز متاحًا تجاريًا في سيارات الركاب، حيث قامت بدمج التكنولوجيا في طراز 1951 إمبريال . وسرعان ما حذت جنرال موتورز حذوها بسيارتها كاديلاك عام 1952.
8. الوسائد الهوائية: إنقاذ الأرواح بقوة الهواء
https://www.nok6a.net/wp-content/uploads/2014/12/o-AIRBAG-RECALL-facebook-e1419774180136.jpg
بعد حزام الأمان، (https://www.consumeraffairs.com/news04/2006/airbags/airbags_invented.html) تعتبر الوسائد الهوائية من أهم الابتكارات في مجال سلامة المركبات وهندسة السيارات. وهي مصممة لتنتفخ بسرعة كبيرة أثناء الاصطدامات أو الصدمات أو التباطؤ السريع المفاجئ، ثم تنتفخ بسرعة متساوية.
لقد أنقذت هذه التكنولوجيا آلاف الأرواح منذ اعتمادها على نطاق واسع في صناعة السيارات.
يمكن أن تعود أصول الوسائد الهوائية إلى المثانات المملوءة بالهواء في وقت مبكر من الخمسينيات. يُنسب اختراعهم على نطاق واسع إلى جون دبليو هيتريك، الذي سجل براءة اختراعه في عام 1951 . تم أيضًا تسجيل براءة اختراع لنظام مماثل في ألمانيا بواسطة والتر ليندرر في نفس الوقت تقريبًا. يستخدم كلا النظامين الهواء المضغوط الذي يتم تشغيله باستخدام زنبرك أو ملامسة للمصد أو يدويًا بواسطة السائق.
سوف يستغرق الأمر تطوير أجهزة استشعار التصادم في الستينيات حتى يتم اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع. قامت شركات مرسيدس بنز، وجنرال موتورز، وفورد، وكرايسلر بإدراجها في سياراتها منذ السبعينيات، لكنها لم تصبح قياسية حتى التسعينيات.
9. محركات السيارات الكهربائية أصبحت شيئاً من الماضي والمستقبل
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_electric_car.jpg
لقد كانت محركات السيارات الكهربائية موجودة منذ فترة أطول بكثير مما قد تتوقعه. على الرغم من أن السيارات الهجينة أو الكهربائية بالكامل تستخدم الآن بأعداد كبيرة، إلا أن أول سيارة كهربائية للإنتاج العملي ظهرت بالفعل في لندن عام 1884 .
تصميم آخر، Flocken Elektrowagen ، تم إنتاجه في ألمانيا عام 1888 . السيارات التي تعمل بمحركات كهربائية، إلى جانب تلك التي تعمل بالبخار، تجاوزت مبيعاتها بالفعل السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي في السنوات الأولى من عصر السيارات، على الأقل قبل ظهور المحرك الكهربائي.
كانت السيارات الكهربائية المبكرة شائعة في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، لأنها توفر الراحة وسهولة الاستخدام التي لم تحققها التقنيات المنافسة في ذلك الوقت. وتشير التقديرات إلى أنه تم إنتاج حوالي 30 ألف سيارة من هذا النوع بحلول مطلع القرن العشرين.
سوف ينتصر محرك الاحتراق الداخلي في نهاية المطاف، مما يؤدي إلى إبعاد السيارات الكهربائية في الظل حتى نهضتها في أواخر القرن العشرين.
10. نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) – تكنولوجيا عسكرية أمريكية تنقلك من النقطة أ إلى النقطة ب
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/Navigation_gps.jpg
تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS (https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/communications/policy/GPS_History.html) ) أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الأصل من قبل حكومة الولايات المتحدة لتستخدمه القوات المسلحة. قررت وزارة الدفاع الأمريكية (DoD) استخدام الأقمار الصناعية لدعم نظام الملاحة الجديد. تم إطلاق أول قمر صناعي لنظام الملاحة مع التوقيت والمدى (NAVSTAR) في عام 1978.استخدم أول نظام تحديد المواقع (GPS) 24 قمرًا صناعيًا وأصبح جاهزًا للعمل بكامل طاقته في عام 1995 . غالبًا ما يُنسب الفضل في إنشائها إلى روجر إل إيستون وإيفان أ. جيتينج وبرادفورد باركنسون. تم السماح بالاستخدام المدني للنظام منذ أوائل الثمانينيات، واليوم، تتكون كوكبة GPS من 31 قمرًا صناعيًا وأنظمة GPS التي أصبحت منذ ذلك الحين مدمجة في العديد من التقنيات الحديثة، من الهواتف الذكية إلى السيارات وأحدثت ثورة في كيفية تنقلنا جميعًا.
11. المحول الحفاز: تحسين جودة الهواء منذ السبعينيات
https://www.ecotradegroup.com/uploads/files/Catalytic-Converter-PGM.jpg
يعد المحول الحفاز أحد أهم ابتكارات هندسة السيارات على الإطلاق. لقد أدت قدرتها على تحويل الغازات السامة والملوثات الأخرى إلى أشكال أقل خطورة إلى تحسين جودة الهواء في مدننا بشكل كبير.
المفهوم الأساسي هو أن غازات العادم يتم تمريرها عبر المحول، مما يؤدي إلى تحفيزها إلى أشكال أقل سمية في تفاعل الأكسدة والاختزال. أصبحت المحولات متطلبًا قانونيًا لمحركات الديزل والبنزين، ولكن يمكن أيضًا تركيبها في المحركات ذات الحرق الخفيف وسخانات الكيروسين والمواقد.
كانت المحولات الحفازة من بنات أفكار يوجين أودري (https://interestingengineering.com/45-of-the-greatest-french-inventions-of-all-time) ، وهو مهندس فرنسي انتقل إلى الولايات المتحدة في عام 1930 . عندما وصل، صُدم بمستوى الضباب الدخاني والتلوث في لوس أنجلوس وقرر محاولة حل المشكلة. وبحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، حصل على براءة اختراع لتقنيته.
لقد تطلب الأمر لوائح بيئية أكثر صرامة في جميع أنحاء العالم لاعتماد المحولات الحفازة على نطاق واسع في السيارات. تم إنتاج أول محول إنتاج، وهو تحسين لتصميم أودري، في عام 1973 . تم تقديمها لأول مرة على السيارات في الولايات المتحدة في عام 1975 للامتثال للوائح وكالة حماية البيئة الأكثر صرامة بشأن انبعاثات العادم.
12. إنقاذ الأرواح بحزام الأمان ثلاثي النقاط
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_seatbelt.jpg
تم تصميم حزام الأمان ثلاثي النقاط الموجود الآن في كل مكان لنشر طاقة التباطؤ السريع الناتجة عن الاصطدام على صدر مرتدي السيارة وحوضه وكتفيه. تم تقديمه لأول مرة بواسطة فولفو في عام 1959 وتم تطويره بواسطة نيلز (https://www.history.com/this-day-in-history/three-point-seatbelt-inventor-nils-bohlin-born)بوهلين (https://www.history.com/this-day-in-history/three-point-seatbelt-inventor-nils-bohlin-born) ، الذي عمل سابقًا في شركة ساب لتطوير المقاعد القذفية.
قبل هذا الابتكار، كان حزام الأمان ذو النقطتين هو المعيار. يتم ربطها عبر الجسم، مع إبزيم فوق البطن. ومن المعروف أن هذه تسبب إصابات داخلية خطيرة أثناء الاصطدامات عالية السرعة.
ظهر هذا الابتكار العظيم في هندسة السيارات لأول مرة في فولفو PV 544 ولكنه أصبح قياسيًا في فولفو 122 عام 1959. وقد قامت فولفو لاحقًا بمنح براءة اختراع للجهاز مفتوح المصدر لمصلحة السلامة لعامة الناس والصناعة.
ووفقا للإدارة الوطنية الأمريكية لسلامة المرور على الطرق السريعة، فإن هذه الأحزمة تنقذ حياة حوالي 11000 شخص سنويا.
13. تحسين كفاءة استهلاك الوقود مع نظام الدفع الهجين
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_Prius.JPG
عندما طرحت تويوتا أول سيارة بريوس للبيع للجمهور في عام 1998 ، لم يقدر سوى القليل من الناس التأثير الذي ستحدثه في نهاية المطاف على صناعة السيارات. تضمنت هذه السيارة نظام دفع هجين يعمل بالكهرباء والبنزين مما أدى إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود بشكل كبير وتقليل الانبعاثات، مما أجبر شركات تصنيع السيارات الأخرى على أن تحذو حذوها.كانت سيارة بريوس أول سيارة هجينة يتم إنتاجها بكميات كبيرة. وجاءت بمحرك بنزين صغير سعة 1.5 لتر ، ومحرك كهربائي، وبطارية هيدريد من معدن النيكل. على الرغم من أن الإقبال كان بطيئًا في البداية، إلا أن معظم ماركات السيارات لديها شكل من أشكال المركبات الهجينة (https://interestingengineering.com/10-popular-electric-vehicles-evs-hybrids) في كتالوجها. وفي أجزاء كثيرة من العالم، تحل هذه المركبات محل المركبات التي تعمل بالبنزين فقط، والتي يجري التخلص منها تدريجياً.
14. ساعد التحكم في الثبات على إيقاف الانزلاق
https://www.lebanon24.com/uploadImages/DocumentImages/Doc-P-180160-6367054089469345271280x960.jpg
يساعد نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) (https://www.thoughtco.com/electronic-stability-control-533858) أو نظام التحكم الإلكتروني بالثبات على تصحيح الانزلاق إذا بدأت السيارة في الانزلاق. إنه في الواقع تحسين في أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق التي سبقته. يؤدي نظام ESC إلى تحسن ملحوظ في سلامة السيارة، خاصة في حالات الطوارئ.
عندما تكتشف أجهزة استشعار الانحراف ESC وجود انزلاق، يقوم النظام بتطبيق المكابح على العجلات الفردية للمساعدة في تصحيح الانزلاق وتقويم السيارة. تتحكم بعض أنظمة ESC أيضًا في دواسة الوقود لإدارة الطاقة لكل عجلة.
جلبت مرسيدس بنز وبي إم دبليو ESC إلى سوق السيارات الفاخرة في منتصف التسعينيات. في عام 2011، أصبح ESC مطلبًا قانونيًا في سيارات الركاب في العديد من البلدان (https://data.bloomberglp.com/dotorg/sites/2/2020/01/G20-ESC-Report.pdf).
15. تعمل عمليات التشخيص على متن السيارة II (OBD II) على تحسين إدارة المحرك
https://skytechtech.com/wp-content/uploads/2021/05/OBD2-Scanner.jpg
كان نظام التشخيص على متن الطائرة II، أو نظام تشخيص أعطال السيارات (OBD II) باختصار، هو التطور الطبيعي من أنظمة التشخيص الأولى على متن الطائرة التي تم تطويرها في الثمانينات.
قدم تقديمه للميكانيكيين المنزليين والفنيين المحترفين وسيلة لتحديد الخطأ في السيارة بسهولة أكبر من خلال سلسلة من الرموز.
كما سمح نظام تشخيص أعطال السيارات (OBD II) بطريقة أكثر تعقيدًا للتحكم في المحرك، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وما إلى ذلك.
على الرغم من أنه كان مكروهًا في البداية من قبل عشاق السيارات والميكانيكيين، فقد أثار النظام صناعة جديدة لأدوات المسح الضوئي وأجهزة ما بعد البيع الأخرى، بدءًا من عدادات الاقتصاد في استهلاك الوقود إلى موالفات أداء المحرك.
16. جعل ناقل الحركة ثنائي القابض عمليات نقل الحركة سلسة DCT
https://ia.eferrit.com/ia/6e692100914934a3-1024x682.jpg
يسمح ناقل الحركة ثنائي القابض (DCT) (https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-clutch_transmission) للسائق بالتبديل السريع بين التروس، مما يوفر سرعة محسنة وسلسة مقارنة بناقل الحركة التقليدي. وقد نتج عن ذلك ناقل حركة سهل الاستخدام مثل ناقل الحركة الأوتوماتيكي وسريع الاستجابة مثل ناقل الحركة اليدوي.
في علبة التروس DCT النموذجية ذات الست سرعات، يتعامل أحد القابض مع التروس الفردية بينما يقوم الآخر تلقائيًا بنقل التروس. يتم التحكم بتغييرات التروس بواسطة سلسلة من أجهزة الكمبيوتر.
قبل الحرب العالمية الثانية، ابتكر الفرنسي أدولف كيجريسي هذا المفهوم في البداية، لكنه لم يصنع نموذجًا عمليًا أبدًا.
تم تقديم DCT لأول مرة في سيارات السباق في الثمانينيات وتم تقديمه لأول مرة لعامة الناس بواسطة شركة فولكس فاجن. تم إطلاق أول ناقل حركة ثنائي القابض، DSG، في عام 2003 .
وقد أصبح متاحًا على نطاق واسع في العديد من ماركات السيارات الأخرى، بما في ذلك لامبورجيني ومرسيدس بنز.
17. المفتاح الذكي (fob): إشعال المحرك بسهولة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_fobs.jpg
يتحول المفتاح المعدني التقليدي بسرعة إلى أحفورة في صناعة السيارات. المفاتيح الذكية هي المعيار الجديد، مما يسمح بإشعال المحرك بضغطة زر بدلاً من تشغيل المفتاح.
حتى أن البعض يبدأ تشغيل السيارة عند اقترابك. كانت هذه في السابق مجرد حداثة، حيث كانت بعض التصميمات المبكرة تشبه بطاقة الائتمان. تجعل هذه الأجهزة من الصعب سرقة السيارات، على الرغم من أنها يمكن أن تترك المركبات مفتوحة لاختراق السيارات (https://interestingengineering.com/what-is-car-hacking-what-can-you-do-prevent) .
18. تعمل الشواحن التوربينية على زيادة قوة الطاقة وكفاءة استهلاك الوقود
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_Turbocharger.jpg
تم استخدام الشاحن التوربيني (https://www.carsguide.com.au/car-advice/what-is-a-turbocharger-36401) أو التوربيني في سيارات الإنتاج منذ الستينيات. إنها في الواقع عبارة عن ضاغط يتم تشغيله بواسطة غازات عادم السيارات ويجبر المزيد من الهواء على دخول أسطوانات المحرك.
المزيد من الهواء يؤدي إلى المزيد من القوة ويمكن أن يجعل المحرك الأصغر يعمل خارج فئته. يتم استخدامها بشكل شائع مع محركات دورة أوتو والديزل.
اخترع هذه التقنية المهندس السويسري ألفريد بوتشي الذي حصل على براءة اختراع لها في عام 1905 . ستجد هذه التكنولوجيا في البداية تطبيقات في محركات الطائرات، خاصة خلال الحرب العالمية الثانية.
اليوم، تعمل شركات تصنيع السيارات عمومًا على تقليص حجم محركاتها مع تضمين البدائل المزودة بشاحن توربيني. يؤدي هذا في نفس الوقت إلى تعزيز الأداء وزيادة كفاءة استهلاك الوقود.
19. إشارات الانعطاف الوامضة تتيح للسائقين الآخرين معرفة نواياك
https://avtotachki.com/wp-content/uploads/2022/07/pochemu-ne-rabotayut-povorotniki-4.jpg
ابتكار هندسة السيارات البسيط الآخر، ولكنه مهم، هو إشارة الانعطاف الوامضة (المؤشر). يعود تاريخ النماذج المبكرة إلى عام 1907 ، ولكن الإصدار الحاصل على براءة اختراع في عام 1938 يستخدم الآن على نطاق واسع وهو مطلوب بشكل عام في جميع السيارات المسموح بها في الشوارع.
ويجب أن تومض هذه الإشارات وتنطفئ بمعدل يتراوح بين 60 و120 "يومض في الدقيقة". استخدمت النماذج القديمة مفتاح قاطع حراري لتوفير "الوميض" ولكن تم استبدالها بدوائر الترانزستور.
20. نظام تثبيت السرعة الطريق للسيارات ذاتية القيادة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_cruise_control.jpg
تم تطوير نظام التحكم في السرعة لأول مرة بواسطة رالف تيتر في الأربعينيات من القرن الماضي. لقد طور هذه التقنية استجابة لاعتقاده بأن السرعات غير المتساوية تسبب وقوع حوادث.
طور Teeter آلية مؤازرة للمساعدة في الحفاظ على سرعة السيارة من خلال التحكم في دواسة الوقود من السائق. على الرغم من عدم شعبيتها عند طرحها لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي، إلا أنها أصبحت الآن معيارًا في العديد من السيارات اليوم.
أدت إضافة الرادار إلى نظام تثبيت السرعة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى نقل التكنولوجيا إلى المستوى التالي. كما مهدت الطريق لظهور السيارات ذاتية القيادة (https://interestingengineering.com/driverless-cars-work) .
21. ساعدت مرآة النقطة العمياء السائقين على اكتشاف بعضهم البعض بسهولة
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-mirrors.jpg
مرايا النقطة العمياء، كما يوحي اسمها، هي مرايا مصممة خصيصًا لمساعدة السائق على رؤية المناطق المحيطة بسيارته والتي عادة ما تكون محجوبة عن الأنظار. عادةً ما يتم ربط هذه الأجهزة البسيطة بالمرايا الجانبية أو الجانبية للسيارة، وقد ساعدت في جعل القيادة أكثر أمانًا.
ومع ذلك، فإن الابتكارات (https://phys.org/news/2012-06-math-professor-side-mirror-patent.html) في تكنولوجيا المرآة قد تجعلها قديمة الطراز في المستقبل غير البعيد.
ومن المثير للاهتمام أن المرايا الجانبية في حد ذاتها بدأت تظهر في الستينيات فقط. قبل ذلك، كانت العديد من الطرق غير معبدة ولم يكن بها سوى مسارين (واحد في كل اتجاه). يحتاج السائقون فقط إلى الاهتمام بما يحدث مباشرة أمام سياراتهم وخلفها.
22. كان الإطار الهوائي ثورياً
https://images.interestingengineering.com/images/OCTOBER/History_of_the_bicycle_Dunlop_tire.jpg
ومن الابتكارات العظيمة الأخرى في هندسة السيارات تطوير الإطارات الهوائية (https://www.britannica.com/technology/pneumatic-tire) . ويتكون هذا في أبسط أشكاله من كعكة بسيطة من المطاط مملوءة بالهواء المضغوط والتي توفر وسيلة أكثر راحة وفعالية لامتصاص الصدمات وحمل الأحمال.أول براءة اختراع مسجلة لهذه التكنولوجيا تم تقديمها من قبل روبرت ويليام طومسون في عام 1845 في إنجلترا. يتكون تصميمه من إطار جلدي مجوف مملوء بالهواء، نعم، لقد خمنت ذلك. وقد ثبت أنها أقل شهرة من إطارات طومسون المطاطية الصلبة في نفس الفترة، والتي أطلق عليها اسم "العجلات الهوائية".
مع ارتفاع شعبية الدراجة
في (https://interestingengineering.com/the-long-and-fascinating-history-of-the-bicycle)
أواخر القرن التاسع عشر، عاد الاهتمام بالإطارات الهوائية من جديد. وهكذا، في عام 1888، حصل جون بويد دنلوب، وهو جراح بيطري من بلفاست، أيرلندا الشمالية، على براءات اختراع لإطارات دراجته الهوائية.
بالنسبة للسيارات، تم تطوير الإطارات الهوائية الأولى لأول مرة من قبل شركة تصنيع المطاط الفرنسية Michelin & Cie .
23. كانت المصابيح الأمامية LED أيضًا تطورًا مثيرًا للاهتمام
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-led.jpg
تعد المصابيح الأمامية LED ابتكارًا مهمًا آخر في هندسة السيارات. لقد بدأوا في الظهور في عام 2004 تقريبًا وازدادوا قوةً بعد ذلك منذ ذلك الحين.
على عكس سابقاتها، تتمتع المصابيح الأمامية LED (https://www.ledsmagazine.com/architectural-lighting/retail-hospitality/article/16696265/benefits-and-drawbacks-of-leds) بعمر افتراضي أطول وتستهلك كهرباء أقل من الهالوجين والتنغستن وبدائل التفريغ عالية الكثافة. ويمكنها تقديم فوائد أخرى مهمة أيضًا، بما في ذلك انخفاض تكاليف الصيانة وزيادة الرؤية.
في عام 2006 تقريبًا، بدأ تركيب أول عوارض منخفضة LED ضمن سلسلة الإنتاج في المصنع في سيارات مثل Lexus LS 600h. وفي العام التالي، تم تقديم المصابيح الأمامية الأولى التي تستخدم مصابيح LED لجميع الوظائف في السيارة الرياضية V10 Audi R8.
24. تساعد الكاميرا الاحتياطية للرؤية الخلفية على منع وقوع الحوادث
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-rear-camera.jpg
الكاميرا الاحتياطية للرؤية الخلفية (https://www.motorbiscuit.com/the-history-of-mandated-backup-cameras/) ، والمعروفة أيضًا باسم الكاميرا الخلفية أو ببساطة كاميرا الرؤية الخلفية، جعلت الرجوع إلى الخلف في سيارتك أكثر أمانًا وملاءمة.
تم تصميم كاميرات الفيديو وإعدادات الشاشة المدمجة خصيصًا لتجنب الاصطدامات أثناء الرجوع للخلف، حيث تعمل على إزالة البقع العمياء الخلفية للسائق بشكل فعال. لكنها ليست ابتكارا جديدا.
تم استخدام بعض أنظمة الكاميرا الاحتياطية/الخلفية الأولى في سيارة بويك سنتوريون (https://sloanlongway.org/buickcenturion/) الاختبارية عام 1956. تتكون من كاميرا تلفزيونية مثبتة في الخلف، وتقوم بإرسال الصور إلى شاشة تلفزيون موجودة في لوحة القيادة بدلاً من مرآة الرؤية الخلفية العادية.
إحدى أولى سيارات الإنتاج التي تتميز بهذه التقنية كانت سيارة Toyota Soarer Limited UZZ31 وUZZ32، والتي كانت متوفرة فقط في اليابان في أوائل التسعينيات.
كانت خيارات سيارات ما بعد البيع متاحة لبعض الوقت، ولكن العديد من سيارات الإنتاج اليوم تأتي مزودة بها بشكل قياسي. بعض الدول، بما في ذلك الولايات المتحدة وكندا، تفرض الآن أن جميع سيارات الإنتاج الجديدة يجب أن تكون مجهزة بموجب القانون.
25. تعتبر تقنية تجنب الاصطدام تقدمًا مهمًا آخر
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-cds.jpg
هناك ابتكار مهم آخر في صناعة السيارات وهو تقنيات أو أنظمة تجنب الاصطدام (CAS) (https://www.samsara.com/fleet/dash-cam/collision-avoidance-system#:~:text=A%20collision%20avoidance%20system% 2C%20also,few%20seconds%20before%20it%20occurs.&text=Once%20a%20collision%20is%20detected,prevent% 20the%20collision%20from%20occurring.) . تساعد هذه التقنية، المعروفة أيضًا باسم أنظمة مساعدة السائق، على منع الأخطاء البشرية في الاصطدامات ومنعها أو تقليل خطورتها قدر الإمكان عمليًا.تميل الأنظمة الحديثة إلى امتلاك قدرات مختلفة، بدءًا من التحذيرات البسيطة للسائق وانتهاءً بالسيطرة الذاتية الكاملة على أنظمة السيارة لتجنب وقوع حادث وشيك أو التخفيف من حدته. تتكون أنظمة CAS، في أبسط أشكالها، من أنظمة تصادم أمامي تراقب سرعة السيارة وسرعة السيارة التي أمامها (إن وجدت). يقوم النظام باستمرار بمراقبة المسافة بين المركبتين ويحذره إذا كان السائق، من وجهة نظر النظام، يقترب أكثر من اللازم.
في العديد من البلدان اليوم، يجب أن تأتي السيارات الجديدة مزودة بأنظمة فرامل طوارئ مستقلة لمنع وقوع حوادث خطيرة محتملة. قد تتميز الأنظمة الأخرى أيضًا بنظام تحذير مغادرة المسار (https://www.extremetech.com/extreme/165320-what-is-lane-departure-warning-and-how-does-it-work) الذي يحذر السائق إذا انحرف عن مساره.
26. يجري تطوير تطبيقات الهاتف المحمول المتصلة في السيارات بشكل جدي
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-apps.jpg
وصل نمو إنترنت الأشياء (IoT) أيضًا إلى صناعة السيارات. أحد المجالات هو الانفجار الأخير في تطبيقات الأجهزة المحمولة المتصلة المصممة خصيصًا لاستخدام السيارات.
لقد كانت القدرة على ربط جهازك المحمول بسيارتك جزئيًا موجودة منذ بعض الوقت، مثل اتصال Bluetooth، ولكن هناك دفعة حقيقية لتطوير واجهات برمجة التطبيقات (API) لتوصيل العديد من التطبيقات الأخرى على هاتفك بسيارتك. واليوم، يعمل العديد من صانعي السيارات بشكل وثيق مع العديد من مطوري التطبيقات لتحقيق ذلك.
من المعلومات والترفيه إلى تشخيص السيارات، من المتوقع أن يشهد هذا المجال نموًا هائلاً خلال السنوات القليلة المقبلة، وفقًا لشركة برايس ووترهاوس كوبر (http://www.strategyand.pwc.com/reports/connected-car-2016-study) .
27. تعمل برامج تتبع المركبات، وإيقاف تشغيل المركبات عن بعد، ووضع الحراسة على إحداث ثورة في صناعة السيارات
https://www.arvento.com/i/assets/images/content/howfinal.gif
هناك ابتكار مهم آخر في تكنولوجيا السيارات وهو ظهور برنامج تتبع المركبات وإيقاف تشغيل السيارة عن بعد و/أو وضع الحراسة. تقدم بعض العلامات التجارية، مثل Tesla (https://www.tesla.com/support/track-mode) ، هذا بشكل قياسي مع مجموعة مركباتها، في حين تتوفر أيضًا خيارات ما بعد البيع / الطرف الثالث (https://www.safewise.com/blog/guide-5-best-gps-vehicle-trackers/) على نطاق واسع للعديد من المركبات المختلفة.
باستخدام مزيج من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وإنترنت الأشياء (IoT)، أصبح لدى مالكي المركبات اليوم مجموعة من الأسلحة تحت تصرفهم لمواجهة سرقة المركبات. في حين أن هناك بعض المخاطر الأمنية الخطيرة (https://www.techdirt.com/articles/20190424/09562742078/gps-service-vulnerability-opened-door-to-remote-vehicle-shutdown.shtml) المرتبطة بهذه الأنواع من الابتكارات، يعتقد الكثيرون أن الإيجابيات تفوق السلبيات.
28. الكبح المتجدد هو ابتكار كبير آخر في صناعة السيارات
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-rbs.jpg
الابتكار الكبير الآخر في صناعة السيارات هو الكبح المتجدد (https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/regenerative-braking) . آلية استعادة الطاقة، تعمل الكبح المتجدد على إبطاء السيارة عن طريق تحويل بعض طاقتها الحركية إلى شكل يمكن استخدامه على الفور أو تخزينه لحين الحاجة إليه.
تتكون هذه الأنظمة عادةً من محرك جر كهربائي يستخدم زخم السيارة لاستعادة الطاقة المفقودة كحرارة. لا تعمل هذه الأنظمة على تحسين كفاءة الطاقة الإجمالية للسيارة فحسب، بل تعمل أيضًا على إطالة عمر نظام المكابح بسبب انخفاض تآكل الأجزاء الميكانيكية لنظام المكابح.
تعود أصول هذه التكنولوجيا (https://energyeducation.ca/encyclopedia/Regenerative_braking) إلى أواخر القرن التاسع عشر، وبدأت بالفعل في الظهور في القطارات في وقت مبكر من ثلاثينيات القرن العشرين. واليوم، بدأت العديد من شركات صناعة السيارات، بما في ذلك تويوتا، وبيجو، وبي إم دبليو، وفولكس فاجن، في إدراجها كمعيار قياسي، ولا سيما في سلسلة سيارات بلو موشن من فولكس فاجن.
29. يمكن أن تكون تقنية BladeScan مستقبل المصابيح الأمامية للسيارات
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-bladescan.jpg
في الوقت الحالي، تعتبر تقنية BladeScan خيارًا متاحًا فقط في سيارة لكزس (https://blog.lexus.co.uk/how-does-lexus-bladescan-headlight-work/) الجديدة ، وهي تتشكل لتكون ابتكارًا مهمًا آخر لصناعة السيارات. بناءً على خبرتها في مجال المصابيح الأمامية LED والمصابيح الأمامية عالية الشعاع المتكيفة، تطرح لكزس الآن عملها الرائد التالي في إضاءة السيارات.
"توفر تقنية BladeScan... تحكمًا ضوئيًا أكثر دقة في منطقة الإضاءة أمام السيارة، حيث تصل دقتها إلى حدود 0.7 درجة .
كما أنه يوفر توزيعًا أوسع للضوء لإضاءة المناطق التي لا يتم إضاءتها عادةً بنظام الشعاع العالي التقليدي." - لكزس (https://blog.lexus.co.uk/how-does-lexus-bladescan-headlight-work/) .
30. ClearSight للرؤية الأرضية ومرايا الرؤية الخلفية
https://media.giphy.com/media/VGJjikgcirZmU8TP4b/giphy.gif
وأخيرًا، تعد تقنية ClearSight للأرضية ومرآة الرؤية الخلفية من جاكوار لاند روفر بمثابة ابتكار ثوري آخر في مجال سلامة السيارات. (https://www.landroverpalmbeach.com/manufacturer-information/land-rover-clearsight-rear-view-mirror/)وباستخدام مجموعة من الكاميرات وشاشة عرض مدمجة في مرآة الرؤية الخلفية، توفر هذه الأجهزة للسائق رؤية غير مسبوقة في النقاط الإستراتيجية حول السيارة. تم الكشف عنها لأول مرة بواسطة Land Rover في معرض شيكاغو للسيارات في فبراير 2019 (https://www.landroverpalmbeach.com/2019-chicago-auto-show-recap/) وهي متوفرة الآن في مجموعة Rover Evoque لعام 2020. (https://www.landroverpalmbeach.com/2019-chicago-auto-show-recap/)"تستخدم مرآة الرؤية الخلفية Land Rover ClearSight كاميرا مثبتة في الخلف لعرض رؤية الكاميرا ذات الزاوية الواسعة لما يوجد خلف سيارتك مباشرة على مرآة الرؤية الخلفية. لذا، حتى لو كان لديك أشخاص طوال القامة يجلسون في المقعد الخلفي أو إذا كانت منطقة الشحن مليئة بمعدات التخييم أو الأثاث أو صناديق النقل، فلن تواجه أي مشاكل في النسخ الاحتياطي." - لاند روفر (https://www.landroverpalmbeach.com/manufacturer-information/land-rover-clearsight-rear-view-mirror/) .
1. بدأ المحرك البخاري
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_steam_car.jpg
كان المحرك البخاري من أوائل الابتكارات في هندسة السيارات. على الرغم من أنه تم تطويره في الأصل لضخ المياه من المناجم، إلا أن التحسينات بمرور الوقت ستؤدي إلى تقليص حجم المحرك بشكل كبير.
تم تطوير أول محرك بخاري موثوق به بواسطة جيمس وات (https://interestingengineering.com/james-watt-father-of-the-modern-steam-engine) في عام 1775 ، وكان هذا بدوره بمثابة تحسين لمحرك نيوكومن السابق.
أدت المحركات البخارية في البداية إلى تطوير القاطرات والسفن التي تعمل بالطاقة البخارية، ولكن تم تحسين التكنولوجيا لاستخدامها في السيارات المبكرة في خمسينيات القرن التاسع عشر تقريبًا . فاق عدد السيارات البخارية أشكال الدفع الأخرى بين السيارات المبكرة جدًا، وكان الوقود رخيصًا نسبيًا أيضًا.تم تحديد مصير السيارة ذات المحرك البخاري عندما قام هنري فورد بتطوير عملية الإنتاج الضخم الخاصة به بالكامل. كما أدت المشغلات الكهربائية لمحركات الاحتراق الداخلي إلى إزالة الحاجة إلى محرك الكرنك اليدوي، وستفوز السيارات التي تعمل بمحرك الاحتراق الداخلي في النهاية لأنها كانت أرخص بكثير للشراء.
2. محرك الاحتراق الداخلي جعل السيارات "رخيصة
https://tech247.me/wp-content/uploads/2020/04/6958-01.jpg
إن محرك الاحتراق الداخلي هو، بكل المقاييس، السبب الفعلي لوجود السيارة اليوم. على الرغم من أن الأمثلة المختلفة للمحركات المبكرة كانت موجودة منذ القرن الثامن عشر، فقد استغرق الأمر من إتيان لينيور لإنتاج أول محرك موثوق به في عام 1859.
تم تطوير محرك الاحتراق الداخلي الحديث كما نعرفه عندما حصل نيكولاس أوتو (https://interestingengineering.com/the-20-greatest-engineers-of-all-time) على براءة اختراع "محرك الغاز الجوي" في عام 1864 . تم إجراء تطويرات لاحقة على يد جورج برايتون (أول محرك يعمل بالوقود السائل)، والتعاون بين أوتو ودايملر ومايباخ أعطى العالم أول محرك رباعي الدورات في عام 1876.
تم تطوير المحرك ثنائي الشوط بواسطة كارل بنز بعد ذلك بقليل، في عام 1879 ، وبدأ إنتاج أول سيارات بنز التجارية في عام 1886.
3. المبدئ جعل السواعد اليدوية قديمة( السلف)
https://qph.cf2.quoracdn.net/main-qimg-5ca9403d85c7bceb97a9ad837dbce8e0-lq
تعمل محركات الاحتراق الداخلي بشكل أساسي على نظام تغذية مرتدة يعتمد على القصور الذاتي من كل دورة لبدء الدورة التالية. لهذا السبب، احتاجت السيارات المبكرة إلى وسيلة لتدوير (كرنك) المحرك في البداية للسماح له بالعمل بقوته الخاصة.
استخدمت المحركات المبكرة طرقًا مختلفة لتحقيق ذلك، بدءًا من أسطوانات البارود إلى النوابض، وحتى القوة الغاشمة - باستخدام مقبض الكرنك الشهير. وعلى الرغم من فعاليتها، إلا أنها كانت غير مريحة وصعبة، بل ويمكن أن تكون خطيرة. غالبًا ما تقوم المحركات "بالرشوة" مما يجعل العملية أقل من المتوقع.
ما كان مطلوبًا هو وسيلة أقل مشقة، وأكثر ملاءمة، ويمكن التنبؤ بها لبدء تشغيل المحرك.
تم تطوير أول مشغل كهربائي في إنجلترا عام 1896 بواسطة HJ Dowsing. تم منح أول براءة اختراع أمريكية لمشغل كهربائي في عام 1903، مع براءة اختراع لنسخة محسنة في عام 1911 . تم إنتاج أول سيارة تم تركيب مشغلات كهربائية فيها بواسطة شركة كاديلاك (https://interestingengineering.com/what-15-world-famous-car-brand-names-actually-mean) في عام 1912 .
أصبحت المحركات البادئة الآن قياسية في السيارات، لكن صعودها لم يكن مضمونًا، وكانت السواعد لا تزال قيد الاستخدام حتى عشرينيات القرن العشرين. ومن المثير للاهتمام أن بعض الشركات المصنعة لا تزال توفر السواعد اليدوية حتى وقت متأخر من إنتاج سيارات مثل Citroen 2CV (1948-1990). لقد تم توفيرهم لبدء تشغيل السيارة في حالة فشل جهاز التشغيل أو البطارية.
4. محرك الديزل فعال جداً
https://scientific.ma/wp-content/uploads/2013/12/diesel.jpg
تم تطوير محرك الديزل (https://interestingengineering.com/video/why-diesel-engines-make-more-torque-than-gasoline-engines) ، أو محرك الاشتعال بالضغط (CI)، بواسطة رودولف ديزل ولا يزال يتمتع بأعلى كفاءة حرارية (https://www.autoguide.com/auto-news/2014/09/why-are-diesels-more-efficient-than-gasoline-engines.html) لأي محرك احتراق داخلي عملي اليوم. يمكن أن تتمتع محركات الديزل منخفضة السرعة أحيانًا بكفاءة حرارية تزيد قليلاً عن 50%. كما يوحي الاسم، يتم إشعال الوقود عن طريق الضغط الميكانيكي للهواء في غرفة الاحتراق إلى درجة أن الديزل المحقون يشتعل على الفور (ضغط ثابت الحرارة). وهذا يتناقض مع شرارة الاشتعال لمحركات البنزين أو الغاز.بعد أن كاد أن يُقتل بواسطة محرك بخاري يعمل ببخار الأمونيا، قرر رودولف ديزل أن يعتمد محركه الجديد على دورة كارنو بدلاً من ذلك. بعد وقت قصير من حصول كارل بنز على براءة اختراعه في عام 1893، نشر ديزل أطروحته الرائدة " نظرية وبناء محرك حراري عقلاني ليحل محل المحرك البخاري ومحركات الاحتراق المعروفة اليوم".
5. ساعدت الفرامل المانعة للانغلاق في إنقاذ الأرواح
https://modo3.com/thumbs/fit630x300/22426/1440208643/%D9%83%D9%8A%D9%81_%D9%8A%D8%B9%D9%85%D9%84_%D9%86 %D8%B8%D8%A7%D9%85_ABS.jpg
الفرامل المانعة للانغلاق (https://driving.ca/column/how-it-works/how-it-works-abs) ، أو أنظمة المكابح المانعة للانزلاق (ABS)، هي في الواقع قطعة قديمة جدًا من هندسة السيارات. على الرغم من أن الأنظمة الحديثة قد تم إدخالها في صناعة الطيران في خمسينيات القرن العشرين وأصبحت شائعة في السيارات منذ السبعينيات فصاعدًا، إلا أن هذا المفهوم يعود في الواقع إلى عام 1908.
تسمح الأنظمة الحديثة للسيارة بالحفاظ على اتصال الجر مع الطريق أثناء الفرملة، وبالتالي تمنع العجلات من القفل أو التوقف عن الدوران، مما يتسبب في انزلاق السيارة. النظام مؤتمت ويستفيد من مبادئ كبح العتبة والإيقاع التي يمارسها السائقون المهرة باستخدام الجيل السابق من أنظمة الكبح.
تم تطوير أول نظام ABS حاصل على براءة اختراع من قبل المهندس الألماني كارل فيسيل في عام 1928 - لكنه لم يطور منتجًا عمليًا أبدًا. خلال الخمسينيات من القرن الماضي، بدأت التكنولوجيا في التبلور مع نظام Dunlop Maxaret المضاد للانزلاق، والذي تم استخدامه على نطاق واسع في الطائرات النفاثة في المملكة المتحدة مثل Avro Vulcan و English Electric Lightning.
تم تقديم نظام حديث حقًا بواسطة كرايسلر وكان عبارة عن نظام ABS ثلاثي القنوات وأربعة أجهزة استشعار للعجلات الأربع. كان يطلق عليه "Sure Brake" وجاء بشكل قياسي في طراز 1971 Imperial (https://en.wikipedia.org/wiki/Imperial_(automobile)) . وحذت شركات تصنيع السيارات الأخرى حذوها على مدى العقود التالية، وتم تقديم نظام ABS على الدراجات النارية في التسعينيات.
6. ناقل الحركة الأوتوماتيكي جعل القيادة أسهل
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_automatic_transmission.jpg
يعد ناقل الحركة الأوتوماتيكي (https://interestingengineering.com/video/watch-difference-between-automatic-manual-transmission) أو ناقل الحركة الأوتوماتيكي أو ناقل الحركة ذاتي الحركة ابتكارًا رائعًا آخر في هندسة السيارات. يحرر النظام الآلي السائق من تغيير نسب التروس يدويًا أثناء تحرك السيارة.
على الرغم من أنه أقل استجابة وأكثر عرضة للأخطاء من ناقل الحركة اليدوي، إلا أن هذا الابتكار قلل من عدد العناصر التي يحتاجها السائق للتحكم في استخدامها أثناء القيادة. وهذا له مزايا واضحة للأفراد ذوي الإعاقة ويجعل قيادة السيارات أسهل بشكل عام.
تم تطوير ناقل الحركة الأوتوماتيكي في الأصل في عام 1921 على يد الكندي ألفريد هورنر مونرو. حصل على براءة اختراع لتصميمه في عام 1923 وحصل على براءات اختراع من المملكة المتحدة والولايات المتحدة في عامي 1924 و1927 على التوالي.
كان مونرو في الواقع مهندسًا للبخار، واستخدم تصميمه المبكر الهواء المضغوط بدلاً من السائل الهيدروليكي، كما تستخدمه الأنظمة الحديثة. ومن المؤسف أنه لم يجد أي تطبيق تجاري. قام مهندسان برازيليان، خوسيه براز أراريبي وفرناندو ليلي ليموس، بتطوير نسخة سائلة هيدروليكية في عام 1932 وباعا تصميمهما لشركة جنرال موتورز في عام 1940 .
7. نظام التوجيه المعزز جعل القيادة أكثر متعة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_PAS.jpg
يعد التوجيه المعزز (https://interestingengineering.com/tesla-issues-recall-for-123000-model-s-sedans-over-power-steering-problem) ، أو التوجيه المعزز آليًا (PAS)، ابتكارًا رائعًا آخر في هندسة السيارات ويساعد السائقين على توجيه سياراتهم بسهولة أكبر. تتيح المحركات الهيدروليكية أو الكهربائية للسائقين بذل جهد أقل بكثير عند إدارة عجلة القيادة مقارنة بالمركبات غير المجهزة بنظام PAS، خاصة عند السرعات المنخفضة أو عندما تكون ثابتة.تم تسجيل براءة اختراع الإصدارات المبكرة من نظام التوجيه المعزز (https://www.autoevolution.com/news/history-of-the-steering-wheel-20109.html) في أعوام 1876 و1902 و1904 ، ولكن لم يتم إنتاج أي منها. تم ابتكار أول نظام عملي في عام 1926 على يد فرانسيس دبليو ديفيس. انتقل لاحقًا إلى جنرال موتورز وقام بتحسين تصميماته.
كانت شركة كرايسلر أول من جعل نظام التوجيه المعزز متاحًا تجاريًا في سيارات الركاب، حيث قامت بدمج التكنولوجيا في طراز 1951 إمبريال . وسرعان ما حذت جنرال موتورز حذوها بسيارتها كاديلاك عام 1952.
8. الوسائد الهوائية: إنقاذ الأرواح بقوة الهواء
https://www.nok6a.net/wp-content/uploads/2014/12/o-AIRBAG-RECALL-facebook-e1419774180136.jpg
بعد حزام الأمان، (https://www.consumeraffairs.com/news04/2006/airbags/airbags_invented.html) تعتبر الوسائد الهوائية من أهم الابتكارات في مجال سلامة المركبات وهندسة السيارات. وهي مصممة لتنتفخ بسرعة كبيرة أثناء الاصطدامات أو الصدمات أو التباطؤ السريع المفاجئ، ثم تنتفخ بسرعة متساوية.
لقد أنقذت هذه التكنولوجيا آلاف الأرواح منذ اعتمادها على نطاق واسع في صناعة السيارات.
يمكن أن تعود أصول الوسائد الهوائية إلى المثانات المملوءة بالهواء في وقت مبكر من الخمسينيات. يُنسب اختراعهم على نطاق واسع إلى جون دبليو هيتريك، الذي سجل براءة اختراعه في عام 1951 . تم أيضًا تسجيل براءة اختراع لنظام مماثل في ألمانيا بواسطة والتر ليندرر في نفس الوقت تقريبًا. يستخدم كلا النظامين الهواء المضغوط الذي يتم تشغيله باستخدام زنبرك أو ملامسة للمصد أو يدويًا بواسطة السائق.
سوف يستغرق الأمر تطوير أجهزة استشعار التصادم في الستينيات حتى يتم اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع. قامت شركات مرسيدس بنز، وجنرال موتورز، وفورد، وكرايسلر بإدراجها في سياراتها منذ السبعينيات، لكنها لم تصبح قياسية حتى التسعينيات.
9. محركات السيارات الكهربائية أصبحت شيئاً من الماضي والمستقبل
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_electric_car.jpg
لقد كانت محركات السيارات الكهربائية موجودة منذ فترة أطول بكثير مما قد تتوقعه. على الرغم من أن السيارات الهجينة أو الكهربائية بالكامل تستخدم الآن بأعداد كبيرة، إلا أن أول سيارة كهربائية للإنتاج العملي ظهرت بالفعل في لندن عام 1884 .
تصميم آخر، Flocken Elektrowagen ، تم إنتاجه في ألمانيا عام 1888 . السيارات التي تعمل بمحركات كهربائية، إلى جانب تلك التي تعمل بالبخار، تجاوزت مبيعاتها بالفعل السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي في السنوات الأولى من عصر السيارات، على الأقل قبل ظهور المحرك الكهربائي.
كانت السيارات الكهربائية المبكرة شائعة في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، لأنها توفر الراحة وسهولة الاستخدام التي لم تحققها التقنيات المنافسة في ذلك الوقت. وتشير التقديرات إلى أنه تم إنتاج حوالي 30 ألف سيارة من هذا النوع بحلول مطلع القرن العشرين.
سوف ينتصر محرك الاحتراق الداخلي في نهاية المطاف، مما يؤدي إلى إبعاد السيارات الكهربائية في الظل حتى نهضتها في أواخر القرن العشرين.
10. نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) – تكنولوجيا عسكرية أمريكية تنقلك من النقطة أ إلى النقطة ب
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/Navigation_gps.jpg
تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS (https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/communications/policy/GPS_History.html) ) أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الأصل من قبل حكومة الولايات المتحدة لتستخدمه القوات المسلحة. قررت وزارة الدفاع الأمريكية (DoD) استخدام الأقمار الصناعية لدعم نظام الملاحة الجديد. تم إطلاق أول قمر صناعي لنظام الملاحة مع التوقيت والمدى (NAVSTAR) في عام 1978.استخدم أول نظام تحديد المواقع (GPS) 24 قمرًا صناعيًا وأصبح جاهزًا للعمل بكامل طاقته في عام 1995 . غالبًا ما يُنسب الفضل في إنشائها إلى روجر إل إيستون وإيفان أ. جيتينج وبرادفورد باركنسون. تم السماح بالاستخدام المدني للنظام منذ أوائل الثمانينيات، واليوم، تتكون كوكبة GPS من 31 قمرًا صناعيًا وأنظمة GPS التي أصبحت منذ ذلك الحين مدمجة في العديد من التقنيات الحديثة، من الهواتف الذكية إلى السيارات وأحدثت ثورة في كيفية تنقلنا جميعًا.
11. المحول الحفاز: تحسين جودة الهواء منذ السبعينيات
https://www.ecotradegroup.com/uploads/files/Catalytic-Converter-PGM.jpg
يعد المحول الحفاز أحد أهم ابتكارات هندسة السيارات على الإطلاق. لقد أدت قدرتها على تحويل الغازات السامة والملوثات الأخرى إلى أشكال أقل خطورة إلى تحسين جودة الهواء في مدننا بشكل كبير.
المفهوم الأساسي هو أن غازات العادم يتم تمريرها عبر المحول، مما يؤدي إلى تحفيزها إلى أشكال أقل سمية في تفاعل الأكسدة والاختزال. أصبحت المحولات متطلبًا قانونيًا لمحركات الديزل والبنزين، ولكن يمكن أيضًا تركيبها في المحركات ذات الحرق الخفيف وسخانات الكيروسين والمواقد.
كانت المحولات الحفازة من بنات أفكار يوجين أودري (https://interestingengineering.com/45-of-the-greatest-french-inventions-of-all-time) ، وهو مهندس فرنسي انتقل إلى الولايات المتحدة في عام 1930 . عندما وصل، صُدم بمستوى الضباب الدخاني والتلوث في لوس أنجلوس وقرر محاولة حل المشكلة. وبحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، حصل على براءة اختراع لتقنيته.
لقد تطلب الأمر لوائح بيئية أكثر صرامة في جميع أنحاء العالم لاعتماد المحولات الحفازة على نطاق واسع في السيارات. تم إنتاج أول محول إنتاج، وهو تحسين لتصميم أودري، في عام 1973 . تم تقديمها لأول مرة على السيارات في الولايات المتحدة في عام 1975 للامتثال للوائح وكالة حماية البيئة الأكثر صرامة بشأن انبعاثات العادم.
12. إنقاذ الأرواح بحزام الأمان ثلاثي النقاط
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_seatbelt.jpg
تم تصميم حزام الأمان ثلاثي النقاط الموجود الآن في كل مكان لنشر طاقة التباطؤ السريع الناتجة عن الاصطدام على صدر مرتدي السيارة وحوضه وكتفيه. تم تقديمه لأول مرة بواسطة فولفو في عام 1959 وتم تطويره بواسطة نيلز (https://www.history.com/this-day-in-history/three-point-seatbelt-inventor-nils-bohlin-born)بوهلين (https://www.history.com/this-day-in-history/three-point-seatbelt-inventor-nils-bohlin-born) ، الذي عمل سابقًا في شركة ساب لتطوير المقاعد القذفية.
قبل هذا الابتكار، كان حزام الأمان ذو النقطتين هو المعيار. يتم ربطها عبر الجسم، مع إبزيم فوق البطن. ومن المعروف أن هذه تسبب إصابات داخلية خطيرة أثناء الاصطدامات عالية السرعة.
ظهر هذا الابتكار العظيم في هندسة السيارات لأول مرة في فولفو PV 544 ولكنه أصبح قياسيًا في فولفو 122 عام 1959. وقد قامت فولفو لاحقًا بمنح براءة اختراع للجهاز مفتوح المصدر لمصلحة السلامة لعامة الناس والصناعة.
ووفقا للإدارة الوطنية الأمريكية لسلامة المرور على الطرق السريعة، فإن هذه الأحزمة تنقذ حياة حوالي 11000 شخص سنويا.
13. تحسين كفاءة استهلاك الوقود مع نظام الدفع الهجين
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_Prius.JPG
عندما طرحت تويوتا أول سيارة بريوس للبيع للجمهور في عام 1998 ، لم يقدر سوى القليل من الناس التأثير الذي ستحدثه في نهاية المطاف على صناعة السيارات. تضمنت هذه السيارة نظام دفع هجين يعمل بالكهرباء والبنزين مما أدى إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود بشكل كبير وتقليل الانبعاثات، مما أجبر شركات تصنيع السيارات الأخرى على أن تحذو حذوها.كانت سيارة بريوس أول سيارة هجينة يتم إنتاجها بكميات كبيرة. وجاءت بمحرك بنزين صغير سعة 1.5 لتر ، ومحرك كهربائي، وبطارية هيدريد من معدن النيكل. على الرغم من أن الإقبال كان بطيئًا في البداية، إلا أن معظم ماركات السيارات لديها شكل من أشكال المركبات الهجينة (https://interestingengineering.com/10-popular-electric-vehicles-evs-hybrids) في كتالوجها. وفي أجزاء كثيرة من العالم، تحل هذه المركبات محل المركبات التي تعمل بالبنزين فقط، والتي يجري التخلص منها تدريجياً.
14. ساعد التحكم في الثبات على إيقاف الانزلاق
https://www.lebanon24.com/uploadImages/DocumentImages/Doc-P-180160-6367054089469345271280x960.jpg
يساعد نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) (https://www.thoughtco.com/electronic-stability-control-533858) أو نظام التحكم الإلكتروني بالثبات على تصحيح الانزلاق إذا بدأت السيارة في الانزلاق. إنه في الواقع تحسين في أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق التي سبقته. يؤدي نظام ESC إلى تحسن ملحوظ في سلامة السيارة، خاصة في حالات الطوارئ.
عندما تكتشف أجهزة استشعار الانحراف ESC وجود انزلاق، يقوم النظام بتطبيق المكابح على العجلات الفردية للمساعدة في تصحيح الانزلاق وتقويم السيارة. تتحكم بعض أنظمة ESC أيضًا في دواسة الوقود لإدارة الطاقة لكل عجلة.
جلبت مرسيدس بنز وبي إم دبليو ESC إلى سوق السيارات الفاخرة في منتصف التسعينيات. في عام 2011، أصبح ESC مطلبًا قانونيًا في سيارات الركاب في العديد من البلدان (https://data.bloomberglp.com/dotorg/sites/2/2020/01/G20-ESC-Report.pdf).
15. تعمل عمليات التشخيص على متن السيارة II (OBD II) على تحسين إدارة المحرك
https://skytechtech.com/wp-content/uploads/2021/05/OBD2-Scanner.jpg
كان نظام التشخيص على متن الطائرة II، أو نظام تشخيص أعطال السيارات (OBD II) باختصار، هو التطور الطبيعي من أنظمة التشخيص الأولى على متن الطائرة التي تم تطويرها في الثمانينات.
قدم تقديمه للميكانيكيين المنزليين والفنيين المحترفين وسيلة لتحديد الخطأ في السيارة بسهولة أكبر من خلال سلسلة من الرموز.
كما سمح نظام تشخيص أعطال السيارات (OBD II) بطريقة أكثر تعقيدًا للتحكم في المحرك، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وما إلى ذلك.
على الرغم من أنه كان مكروهًا في البداية من قبل عشاق السيارات والميكانيكيين، فقد أثار النظام صناعة جديدة لأدوات المسح الضوئي وأجهزة ما بعد البيع الأخرى، بدءًا من عدادات الاقتصاد في استهلاك الوقود إلى موالفات أداء المحرك.
16. جعل ناقل الحركة ثنائي القابض عمليات نقل الحركة سلسة DCT
https://ia.eferrit.com/ia/6e692100914934a3-1024x682.jpg
يسمح ناقل الحركة ثنائي القابض (DCT) (https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-clutch_transmission) للسائق بالتبديل السريع بين التروس، مما يوفر سرعة محسنة وسلسة مقارنة بناقل الحركة التقليدي. وقد نتج عن ذلك ناقل حركة سهل الاستخدام مثل ناقل الحركة الأوتوماتيكي وسريع الاستجابة مثل ناقل الحركة اليدوي.
في علبة التروس DCT النموذجية ذات الست سرعات، يتعامل أحد القابض مع التروس الفردية بينما يقوم الآخر تلقائيًا بنقل التروس. يتم التحكم بتغييرات التروس بواسطة سلسلة من أجهزة الكمبيوتر.
قبل الحرب العالمية الثانية، ابتكر الفرنسي أدولف كيجريسي هذا المفهوم في البداية، لكنه لم يصنع نموذجًا عمليًا أبدًا.
تم تقديم DCT لأول مرة في سيارات السباق في الثمانينيات وتم تقديمه لأول مرة لعامة الناس بواسطة شركة فولكس فاجن. تم إطلاق أول ناقل حركة ثنائي القابض، DSG، في عام 2003 .
وقد أصبح متاحًا على نطاق واسع في العديد من ماركات السيارات الأخرى، بما في ذلك لامبورجيني ومرسيدس بنز.
17. المفتاح الذكي (fob): إشعال المحرك بسهولة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_fobs.jpg
يتحول المفتاح المعدني التقليدي بسرعة إلى أحفورة في صناعة السيارات. المفاتيح الذكية هي المعيار الجديد، مما يسمح بإشعال المحرك بضغطة زر بدلاً من تشغيل المفتاح.
حتى أن البعض يبدأ تشغيل السيارة عند اقترابك. كانت هذه في السابق مجرد حداثة، حيث كانت بعض التصميمات المبكرة تشبه بطاقة الائتمان. تجعل هذه الأجهزة من الصعب سرقة السيارات، على الرغم من أنها يمكن أن تترك المركبات مفتوحة لاختراق السيارات (https://interestingengineering.com/what-is-car-hacking-what-can-you-do-prevent) .
18. تعمل الشواحن التوربينية على زيادة قوة الطاقة وكفاءة استهلاك الوقود
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_Turbocharger.jpg
تم استخدام الشاحن التوربيني (https://www.carsguide.com.au/car-advice/what-is-a-turbocharger-36401) أو التوربيني في سيارات الإنتاج منذ الستينيات. إنها في الواقع عبارة عن ضاغط يتم تشغيله بواسطة غازات عادم السيارات ويجبر المزيد من الهواء على دخول أسطوانات المحرك.
المزيد من الهواء يؤدي إلى المزيد من القوة ويمكن أن يجعل المحرك الأصغر يعمل خارج فئته. يتم استخدامها بشكل شائع مع محركات دورة أوتو والديزل.
اخترع هذه التقنية المهندس السويسري ألفريد بوتشي الذي حصل على براءة اختراع لها في عام 1905 . ستجد هذه التكنولوجيا في البداية تطبيقات في محركات الطائرات، خاصة خلال الحرب العالمية الثانية.
اليوم، تعمل شركات تصنيع السيارات عمومًا على تقليص حجم محركاتها مع تضمين البدائل المزودة بشاحن توربيني. يؤدي هذا في نفس الوقت إلى تعزيز الأداء وزيادة كفاءة استهلاك الوقود.
19. إشارات الانعطاف الوامضة تتيح للسائقين الآخرين معرفة نواياك
https://avtotachki.com/wp-content/uploads/2022/07/pochemu-ne-rabotayut-povorotniki-4.jpg
ابتكار هندسة السيارات البسيط الآخر، ولكنه مهم، هو إشارة الانعطاف الوامضة (المؤشر). يعود تاريخ النماذج المبكرة إلى عام 1907 ، ولكن الإصدار الحاصل على براءة اختراع في عام 1938 يستخدم الآن على نطاق واسع وهو مطلوب بشكل عام في جميع السيارات المسموح بها في الشوارع.
ويجب أن تومض هذه الإشارات وتنطفئ بمعدل يتراوح بين 60 و120 "يومض في الدقيقة". استخدمت النماذج القديمة مفتاح قاطع حراري لتوفير "الوميض" ولكن تم استبدالها بدوائر الترانزستور.
20. نظام تثبيت السرعة الطريق للسيارات ذاتية القيادة
https://images.interestingengineering.com/images/APRIL/automobile_engineering_cruise_control.jpg
تم تطوير نظام التحكم في السرعة لأول مرة بواسطة رالف تيتر في الأربعينيات من القرن الماضي. لقد طور هذه التقنية استجابة لاعتقاده بأن السرعات غير المتساوية تسبب وقوع حوادث.
طور Teeter آلية مؤازرة للمساعدة في الحفاظ على سرعة السيارة من خلال التحكم في دواسة الوقود من السائق. على الرغم من عدم شعبيتها عند طرحها لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي، إلا أنها أصبحت الآن معيارًا في العديد من السيارات اليوم.
أدت إضافة الرادار إلى نظام تثبيت السرعة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى نقل التكنولوجيا إلى المستوى التالي. كما مهدت الطريق لظهور السيارات ذاتية القيادة (https://interestingengineering.com/driverless-cars-work) .
21. ساعدت مرآة النقطة العمياء السائقين على اكتشاف بعضهم البعض بسهولة
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-mirrors.jpg
مرايا النقطة العمياء، كما يوحي اسمها، هي مرايا مصممة خصيصًا لمساعدة السائق على رؤية المناطق المحيطة بسيارته والتي عادة ما تكون محجوبة عن الأنظار. عادةً ما يتم ربط هذه الأجهزة البسيطة بالمرايا الجانبية أو الجانبية للسيارة، وقد ساعدت في جعل القيادة أكثر أمانًا.
ومع ذلك، فإن الابتكارات (https://phys.org/news/2012-06-math-professor-side-mirror-patent.html) في تكنولوجيا المرآة قد تجعلها قديمة الطراز في المستقبل غير البعيد.
ومن المثير للاهتمام أن المرايا الجانبية في حد ذاتها بدأت تظهر في الستينيات فقط. قبل ذلك، كانت العديد من الطرق غير معبدة ولم يكن بها سوى مسارين (واحد في كل اتجاه). يحتاج السائقون فقط إلى الاهتمام بما يحدث مباشرة أمام سياراتهم وخلفها.
22. كان الإطار الهوائي ثورياً
https://images.interestingengineering.com/images/OCTOBER/History_of_the_bicycle_Dunlop_tire.jpg
ومن الابتكارات العظيمة الأخرى في هندسة السيارات تطوير الإطارات الهوائية (https://www.britannica.com/technology/pneumatic-tire) . ويتكون هذا في أبسط أشكاله من كعكة بسيطة من المطاط مملوءة بالهواء المضغوط والتي توفر وسيلة أكثر راحة وفعالية لامتصاص الصدمات وحمل الأحمال.أول براءة اختراع مسجلة لهذه التكنولوجيا تم تقديمها من قبل روبرت ويليام طومسون في عام 1845 في إنجلترا. يتكون تصميمه من إطار جلدي مجوف مملوء بالهواء، نعم، لقد خمنت ذلك. وقد ثبت أنها أقل شهرة من إطارات طومسون المطاطية الصلبة في نفس الفترة، والتي أطلق عليها اسم "العجلات الهوائية".
مع ارتفاع شعبية الدراجة
في (https://interestingengineering.com/the-long-and-fascinating-history-of-the-bicycle)
أواخر القرن التاسع عشر، عاد الاهتمام بالإطارات الهوائية من جديد. وهكذا، في عام 1888، حصل جون بويد دنلوب، وهو جراح بيطري من بلفاست، أيرلندا الشمالية، على براءات اختراع لإطارات دراجته الهوائية.
بالنسبة للسيارات، تم تطوير الإطارات الهوائية الأولى لأول مرة من قبل شركة تصنيع المطاط الفرنسية Michelin & Cie .
23. كانت المصابيح الأمامية LED أيضًا تطورًا مثيرًا للاهتمام
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-led.jpg
تعد المصابيح الأمامية LED ابتكارًا مهمًا آخر في هندسة السيارات. لقد بدأوا في الظهور في عام 2004 تقريبًا وازدادوا قوةً بعد ذلك منذ ذلك الحين.
على عكس سابقاتها، تتمتع المصابيح الأمامية LED (https://www.ledsmagazine.com/architectural-lighting/retail-hospitality/article/16696265/benefits-and-drawbacks-of-leds) بعمر افتراضي أطول وتستهلك كهرباء أقل من الهالوجين والتنغستن وبدائل التفريغ عالية الكثافة. ويمكنها تقديم فوائد أخرى مهمة أيضًا، بما في ذلك انخفاض تكاليف الصيانة وزيادة الرؤية.
في عام 2006 تقريبًا، بدأ تركيب أول عوارض منخفضة LED ضمن سلسلة الإنتاج في المصنع في سيارات مثل Lexus LS 600h. وفي العام التالي، تم تقديم المصابيح الأمامية الأولى التي تستخدم مصابيح LED لجميع الوظائف في السيارة الرياضية V10 Audi R8.
24. تساعد الكاميرا الاحتياطية للرؤية الخلفية على منع وقوع الحوادث
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/automobile-innovations-rear-camera.jpg
الكاميرا الاحتياطية للرؤية الخلفية (https://www.motorbiscuit.com/the-history-of-mandated-backup-cameras/) ، والمعروفة أيضًا باسم الكاميرا الخلفية أو ببساطة كاميرا الرؤية الخلفية، جعلت الرجوع إلى الخلف في سيارتك أكثر أمانًا وملاءمة.
تم تصميم كاميرات الفيديو وإعدادات الشاشة المدمجة خصيصًا لتجنب الاصطدامات أثناء الرجوع للخلف، حيث تعمل على إزالة البقع العمياء الخلفية للسائق بشكل فعال. لكنها ليست ابتكارا جديدا.
تم استخدام بعض أنظمة الكاميرا الاحتياطية/الخلفية الأولى في سيارة بويك سنتوريون (https://sloanlongway.org/buickcenturion/) الاختبارية عام 1956. تتكون من كاميرا تلفزيونية مثبتة في الخلف، وتقوم بإرسال الصور إلى شاشة تلفزيون موجودة في لوحة القيادة بدلاً من مرآة الرؤية الخلفية العادية.
إحدى أولى سيارات الإنتاج التي تتميز بهذه التقنية كانت سيارة Toyota Soarer Limited UZZ31 وUZZ32، والتي كانت متوفرة فقط في اليابان في أوائل التسعينيات.
كانت خيارات سيارات ما بعد البيع متاحة لبعض الوقت، ولكن العديد من سيارات الإنتاج اليوم تأتي مزودة بها بشكل قياسي. بعض الدول، بما في ذلك الولايات المتحدة وكندا، تفرض الآن أن جميع سيارات الإنتاج الجديدة يجب أن تكون مجهزة بموجب القانون.
25. تعتبر تقنية تجنب الاصطدام تقدمًا مهمًا آخر
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-cds.jpg
هناك ابتكار مهم آخر في صناعة السيارات وهو تقنيات أو أنظمة تجنب الاصطدام (CAS) (https://www.samsara.com/fleet/dash-cam/collision-avoidance-system#:~:text=A%20collision%20avoidance%20system% 2C%20also,few%20seconds%20before%20it%20occurs.&text=Once%20a%20collision%20is%20detected,prevent% 20the%20collision%20from%20occurring.) . تساعد هذه التقنية، المعروفة أيضًا باسم أنظمة مساعدة السائق، على منع الأخطاء البشرية في الاصطدامات ومنعها أو تقليل خطورتها قدر الإمكان عمليًا.تميل الأنظمة الحديثة إلى امتلاك قدرات مختلفة، بدءًا من التحذيرات البسيطة للسائق وانتهاءً بالسيطرة الذاتية الكاملة على أنظمة السيارة لتجنب وقوع حادث وشيك أو التخفيف من حدته. تتكون أنظمة CAS، في أبسط أشكالها، من أنظمة تصادم أمامي تراقب سرعة السيارة وسرعة السيارة التي أمامها (إن وجدت). يقوم النظام باستمرار بمراقبة المسافة بين المركبتين ويحذره إذا كان السائق، من وجهة نظر النظام، يقترب أكثر من اللازم.
في العديد من البلدان اليوم، يجب أن تأتي السيارات الجديدة مزودة بأنظمة فرامل طوارئ مستقلة لمنع وقوع حوادث خطيرة محتملة. قد تتميز الأنظمة الأخرى أيضًا بنظام تحذير مغادرة المسار (https://www.extremetech.com/extreme/165320-what-is-lane-departure-warning-and-how-does-it-work) الذي يحذر السائق إذا انحرف عن مساره.
26. يجري تطوير تطبيقات الهاتف المحمول المتصلة في السيارات بشكل جدي
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-apps.jpg
وصل نمو إنترنت الأشياء (IoT) أيضًا إلى صناعة السيارات. أحد المجالات هو الانفجار الأخير في تطبيقات الأجهزة المحمولة المتصلة المصممة خصيصًا لاستخدام السيارات.
لقد كانت القدرة على ربط جهازك المحمول بسيارتك جزئيًا موجودة منذ بعض الوقت، مثل اتصال Bluetooth، ولكن هناك دفعة حقيقية لتطوير واجهات برمجة التطبيقات (API) لتوصيل العديد من التطبيقات الأخرى على هاتفك بسيارتك. واليوم، يعمل العديد من صانعي السيارات بشكل وثيق مع العديد من مطوري التطبيقات لتحقيق ذلك.
من المعلومات والترفيه إلى تشخيص السيارات، من المتوقع أن يشهد هذا المجال نموًا هائلاً خلال السنوات القليلة المقبلة، وفقًا لشركة برايس ووترهاوس كوبر (http://www.strategyand.pwc.com/reports/connected-car-2016-study) .
27. تعمل برامج تتبع المركبات، وإيقاف تشغيل المركبات عن بعد، ووضع الحراسة على إحداث ثورة في صناعة السيارات
https://www.arvento.com/i/assets/images/content/howfinal.gif
هناك ابتكار مهم آخر في تكنولوجيا السيارات وهو ظهور برنامج تتبع المركبات وإيقاف تشغيل السيارة عن بعد و/أو وضع الحراسة. تقدم بعض العلامات التجارية، مثل Tesla (https://www.tesla.com/support/track-mode) ، هذا بشكل قياسي مع مجموعة مركباتها، في حين تتوفر أيضًا خيارات ما بعد البيع / الطرف الثالث (https://www.safewise.com/blog/guide-5-best-gps-vehicle-trackers/) على نطاق واسع للعديد من المركبات المختلفة.
باستخدام مزيج من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وإنترنت الأشياء (IoT)، أصبح لدى مالكي المركبات اليوم مجموعة من الأسلحة تحت تصرفهم لمواجهة سرقة المركبات. في حين أن هناك بعض المخاطر الأمنية الخطيرة (https://www.techdirt.com/articles/20190424/09562742078/gps-service-vulnerability-opened-door-to-remote-vehicle-shutdown.shtml) المرتبطة بهذه الأنواع من الابتكارات، يعتقد الكثيرون أن الإيجابيات تفوق السلبيات.
28. الكبح المتجدد هو ابتكار كبير آخر في صناعة السيارات
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-rbs.jpg
الابتكار الكبير الآخر في صناعة السيارات هو الكبح المتجدد (https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/regenerative-braking) . آلية استعادة الطاقة، تعمل الكبح المتجدد على إبطاء السيارة عن طريق تحويل بعض طاقتها الحركية إلى شكل يمكن استخدامه على الفور أو تخزينه لحين الحاجة إليه.
تتكون هذه الأنظمة عادةً من محرك جر كهربائي يستخدم زخم السيارة لاستعادة الطاقة المفقودة كحرارة. لا تعمل هذه الأنظمة على تحسين كفاءة الطاقة الإجمالية للسيارة فحسب، بل تعمل أيضًا على إطالة عمر نظام المكابح بسبب انخفاض تآكل الأجزاء الميكانيكية لنظام المكابح.
تعود أصول هذه التكنولوجيا (https://energyeducation.ca/encyclopedia/Regenerative_braking) إلى أواخر القرن التاسع عشر، وبدأت بالفعل في الظهور في القطارات في وقت مبكر من ثلاثينيات القرن العشرين. واليوم، بدأت العديد من شركات صناعة السيارات، بما في ذلك تويوتا، وبيجو، وبي إم دبليو، وفولكس فاجن، في إدراجها كمعيار قياسي، ولا سيما في سلسلة سيارات بلو موشن من فولكس فاجن.
29. يمكن أن تكون تقنية BladeScan مستقبل المصابيح الأمامية للسيارات
https://images.interestingengineering.com/img/iea/3gG9m3n7GV/innovation-automobiles-bladescan.jpg
في الوقت الحالي، تعتبر تقنية BladeScan خيارًا متاحًا فقط في سيارة لكزس (https://blog.lexus.co.uk/how-does-lexus-bladescan-headlight-work/) الجديدة ، وهي تتشكل لتكون ابتكارًا مهمًا آخر لصناعة السيارات. بناءً على خبرتها في مجال المصابيح الأمامية LED والمصابيح الأمامية عالية الشعاع المتكيفة، تطرح لكزس الآن عملها الرائد التالي في إضاءة السيارات.
"توفر تقنية BladeScan... تحكمًا ضوئيًا أكثر دقة في منطقة الإضاءة أمام السيارة، حيث تصل دقتها إلى حدود 0.7 درجة .
كما أنه يوفر توزيعًا أوسع للضوء لإضاءة المناطق التي لا يتم إضاءتها عادةً بنظام الشعاع العالي التقليدي." - لكزس (https://blog.lexus.co.uk/how-does-lexus-bladescan-headlight-work/) .
30. ClearSight للرؤية الأرضية ومرايا الرؤية الخلفية
https://media.giphy.com/media/VGJjikgcirZmU8TP4b/giphy.gif
وأخيرًا، تعد تقنية ClearSight للأرضية ومرآة الرؤية الخلفية من جاكوار لاند روفر بمثابة ابتكار ثوري آخر في مجال سلامة السيارات. (https://www.landroverpalmbeach.com/manufacturer-information/land-rover-clearsight-rear-view-mirror/)وباستخدام مجموعة من الكاميرات وشاشة عرض مدمجة في مرآة الرؤية الخلفية، توفر هذه الأجهزة للسائق رؤية غير مسبوقة في النقاط الإستراتيجية حول السيارة. تم الكشف عنها لأول مرة بواسطة Land Rover في معرض شيكاغو للسيارات في فبراير 2019 (https://www.landroverpalmbeach.com/2019-chicago-auto-show-recap/) وهي متوفرة الآن في مجموعة Rover Evoque لعام 2020. (https://www.landroverpalmbeach.com/2019-chicago-auto-show-recap/)"تستخدم مرآة الرؤية الخلفية Land Rover ClearSight كاميرا مثبتة في الخلف لعرض رؤية الكاميرا ذات الزاوية الواسعة لما يوجد خلف سيارتك مباشرة على مرآة الرؤية الخلفية. لذا، حتى لو كان لديك أشخاص طوال القامة يجلسون في المقعد الخلفي أو إذا كانت منطقة الشحن مليئة بمعدات التخييم أو الأثاث أو صناديق النقل، فلن تواجه أي مشاكل في النسخ الاحتياطي." - لاند روفر (https://www.landroverpalmbeach.com/manufacturer-information/land-rover-clearsight-rear-view-mirror/) .