המצאת המכונית

מנוע גז בעל בעירה פנימית

עם השנים ואחרי ניסיונות רבים השתרשה הדעה שלמנוע הקיטור יחס תפוקה קטן מידי של כוח-הנעה לעומת משקלו העצום. מנוע הקיטור נמצא כמתאים להנעת רכבות ואוניות, אך לא להנעת כלי-רכב קטנים יותר. כדי שניתן יהיה להניע כלי-רכב קטן נדרש למצוא מנוע חלופי בעל יחס תפוקה גבוה יותר של כוח-הנעה לעומת משקלו.

עוד בסוף המאה ה-18, כאשר מנוע הקיטור היה בחיתוליו, נערכו ניסיונות למצוא מקורות אנרגיה חלופיים. היה זה

ג'וֹן בָּרְבֶּר (John Barber)

האנגלי, אשר כבר בשנת 1791 קיבל פטנט על מנוע מופעל גז.

מנוע הגז של ברבר הונע לא בעזרת כוח לחץ הקיטור, אלא בעזרת התפשטות גזים מהירה כתוצאה מפיצוץ כימי. פעולה זו דומה לפעולת חומר-נפץ, כדוגמת אבק-שריפה, בכלי-הירייה בהם התפשטות מהירה של הגזים הנפלטים משריפת אבק-השריפה דוחפים את הקליע קדימה.

שריפה של עץ, פחם, שמן או חומרי בעירה אחרים יוצרת גז בתוך כלי סגור. הגז שנוצר מקורר ונדחס לתוך כלי סגור אחר יחד עם אוויר ביחס מתאים. בכלי הסגור מוצתת התערובת ונוצר פיצוץ שבעקבותיו נפלטים גזים בסילון מהיר. הגזים הנפלטים סובבו במנוע הגז של ברבר דוושות של גלגל אשר נעו במהירות רבה. המנוע של ברבר לא כלל למעשה גליל ובוכנה בכלל.


מצב התחלתי | פיצוץ הגז הנפיץ | השלמת חצי סיבוב |
תחילת חזרה למצב ראשוני | השלמת סיבוב שלם | אנימציה

תיאור כללי למנוע-הנפץ של ברבר

המנוע של ברבר הציג רעיון חדש של מנוע בעירה פנימית. במנוע הקיטור הבעירה היא חיצונית. במנוע הקיטור הבעירה של הפחם מחממת את דוד המים אשר הוא חלק נפרד מהגליל ומהבוכנה הנעה בו ומקושר אליו בעזרת צנרת. כלומר, שריפת מקור האנרגיה במנוע הקיטור היא חיצונית לחלק בו מתבצעת המרת האנרגיה לתנועה. במנוע של ברבר שריפת מקור האנרגיה, תערובת הגז, מתבצעת בתוך המנוע עצמו, בחלק של המנוע בו מומרת האנרגיה לתנועה. למעשה מדובר בפיצוץ ולכן מנוע הבעירה הפנימית זכה גם לכינוי מנוע-נפץ.

את הרעיון של ברבר פתחו והמשיכו ממציאים אחרים. ביניהם ראוי לציין את

פִילִיפ לֶבּוֹן (Philippe Lebon)

הצרפתי, אשר בשנת 1801 כבר החזיק בשני פטנטים בתחום של מנוע בעירה פנימית. הפטנט הראשון כלל תיאור של שיטה בה ניתן להפיק גז נפיץ מפחם. הפטנט השני כלל תיאור מבנה של מנוע בו ניתן לנצל גז זה לצורך הנעת בוכנה.

לפי המנוע של לבון גז הפחם הדליק הוכנס לגליל משני צידי הבוכנה. יחד עם הגז הדליק הוכנסה גם כמות מספקת של אוויר על-מנת ליצור תערובת בעירה משני צידי הבוכנה. התערובת הוצתה לסירוגין משני צידי הבוכנה בעזרת ניצוץ חשמלי. כך הבוכנה נעה קדימה ואחורה לסירוגין. תנועת הבוכנה שימשה לא רק לקבלת תנועה סיבובית, אלא גם לשם הפעלת משאבות אשר דחסו את הגז הדליק לשם קבלת יעילות בעירה. המנוע שלבון תיאר היה מוצלח מאוד על הנייר, אך בפועל הוא לא זכה למימוש מוצלח. המנוע פשוט לא עמד בזעזועי הטלטלה קדימה ואחורה של הבוכנה בקצב גבוה ויצא מכלל פעולה די מהר. כך נותר מימוש מנוע זה בגדר ניסיון בלבד אשר לא היה ישים מבחינה מעשית וכלכלית.


תיאור מבנה כללי | אנימציה

תיאור כללי למנוע הבעירה הפנימית של לבון

הרעיון הכללי שתיאר לבון לא נזנח ובשנת 1860 קם ממציא צרפתי אחר בשם

לֶנוֹאִיר (Lenoir)

אשר תכנן ובנה מנוע בעל מבנה דומה לזה שהגה לבון. ההבדל הוא שלנואיר הצליח לבנות את המנוע בצורה מוצלחת. המנוע שבנה לנואיר פעל בצורה מהירה, שקטה וכצפוי גם יעילה יותר מבחינה כלכלית ממנוע קיטור דומה. במהרה נוצר ביקוש רב למנועי הגז של לנואיר בצרפת, באנגליה ובמדינות אחרות ומנוע זה החל להחליף את מנועי הקיטור במפעלים שונים.

לפרק הקודם | לפרק הבא


[ הצורך בכלי-רכב חסר מסילה | רכבים ממונעי קיטור |
מנוע גז בעל בעירה פנימית | מנוע בנזין בעל בעירה פנימית |
מנוע שתי פעימות ומנוע ארבע פעימות | כלי התחבורה המוצלח הראשון |
ציוני-דרך





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]