Aurumasinatest sisepõlemismootoritest elektrisõidukite ja autonoomse sõiduni on auto arenenud. Siin on ülevaade autode ajaloost ja sellest, mida tulevik toob.
Autode ajalugu ja areng
Alates selle leiutamisest üle 100 aasta tagasi on auto läbi teinud palju ümberkujundamisi. Need masinad, mis kasutavad kaupade ja inimeste transportimiseks fossiilkütuseid, elektrit ja muid energiaallikaid, on arenenud kaasaegseteks sõidukiteks, millest igal aastal toodetakse üle 90 miljoni auto ja maailmas registreeritakse 1 miljard. Eriti Koreas on autotööstus väga oluline äri, mis moodustab 10% tööhõivest, kuna see on eluga tihedalt seotud element, mille transpordi osakaal on üle 80%. Lisaks on sellised probleemid nagu keskkonnareostus ning samas on tulevikus võimalus erinevateks arenguteks, kuna arendatakse selliseid tehnoloogiaid nagu autonoomne sõit ja võetakse kasutusele erinevaid tehnoloogiaid.
Autode klassifikatsiooni kasutatakse kohtades, kus on vaja erinevat tüüpi autosid olenevalt nende suurusest, kasutusest ja energiaallikast. Koreas on kõige levinum klassifikatsioon suuruse järgi, mis hõlmab kergeid, väikeseid, alakompaktseid, keskmisi ja suuri autosid. Samuti on kasutusel põhinev klassifikatsioon ja on palju muid alamkategooriaid, kuid kõige olulisemad klassifikatsioonid on bensiin, diisel, elektriline, hübriid ja aur. Esimesena töötati välja aur, elekter ja bensiin, mis konkureerisid pikka aega auru- ja elektrisõidukitega, kuid tänapäeval on enamus autodest bensiini- ja diiselmootoriga sõidukid, mis töötavad sarnastel põhimõtetel.
Aurumasina ja sisepõlemismootori arendamine
Aurumasina leiutamine 1700. aastatel andis inimestele uue jõuallika peale tööjõu või hobuste ning Quiño kasutas seda auto leiutamiseks – sõiduki, mis töötas pigem jõul kui inimjõul või hobustel ja mille liikumisraadius ei olnud rööbastega piiratud. Autot nimetatakse auruautoks, kuna see kasutab aurumasinat, kuid kui me räägime auto ajaloost, siis me tavaliselt auruautost ei alusta. Seda seetõttu, et aurumasinas kasutati mootorit, mis põletas kütust väljaspool autot ehk välispõlemismootorit, mis ei olnud otstarbekas oma ebaefektiivsuse tõttu soojuslekke tõttu. Kuid 1886. aastal töötas Benz välja sisepõlemismootori, mis põletab kütust mootori sees, ja rakendas seda autodele. See oli bensiinimootoriga autode arendamise algus. Sellest hetkest alates eksisteerisid ja võistlesid üsna pikka aega kolme tüüpi autosid: auru-, bensiini- ja hiljem elektrisõidukid. Aurumasinate ebaefektiivsus ja elektrisõidukite lühike sõiduulatus viisid aga lõpuks nende hääbumiseni ning 20. sajandil Fordi välja töötatud konveierisüsteemi kasutuselevõtt muutis tootmise tõhusamaks ja konkurentsivõimelisemaks, muutes bensiinimootoriga autod taskukohaseks ja laialdaseks ning tänapäeval domineerivad turul samalaadsete põhimõtetega bensiini- ja diiselautod.
Kuidas sisepõlemismootor töötab
Nagu eespool mainitud, töötab enamik autosid bensiini ja diislikütusega, kuid kuidas bensiinimootor autot toidab? Nagu eespool mainitud, on bensiinimootorid sisepõlemismootorid, mis tähendab, et nad saavad oma võimsust silindris kütuse põletamisel. Nende silindrite sees on kolvid, mis liiguvad neljas etapis: sisselaske-, surve-, paisu- ja väljalaskeastmes. Esiteks, sisselasketaktis liigub kolb allapoole, suurendades silindris olevat ruumi, võimaldades õhul ja kütusel silindrisse siseneda. Seejärel liigub kolb survetakti ajal ülespoole, ahendades ruumi ning surudes kokku õhku ja kütust. Siinkohal tekitab silindris olev komponent, mida nimetatakse pistikuks, elektrilise sädeme, mille tõttu kolb detonatsioonitakti ajal kukub ja seejärel tõuseb kolb uuesti üles, surudes plahvatuse kõrvalproduktid silindrist välja. Bensiiniautodel on neid silindreid tavaliselt neli kuni 16. Diiselmootoriga autod kasutavad peaaegu sama põhimõtet, kuid kuna nad kasutavad kütusena diisliõli, mis on plahvatusohtlik, pole detonatsioonitaktil pistikut. Need silindrid põlevad perioodiliselt, et anda võimsust, mis seejärel edastatakse ratastele, et autot edasi liigutada.
Auto komponendid
Autol ei ole aga ainult mootor, mis paneb selle liikuma. Jõu ärakasutamiseks muundab käigukastiks nimetatud komponent võimsuse pöörlemiseks ja seejärel kannab auto karkass, mida nimetatakse šassiiks, jõu üle ratastele. Lisaks sellele otsesele energiatootmisele ja -ülekandele vajab auto edasiliikumiseks ka rooli ja pidureid. Inimesele sõitmiseks on aga vaja palju rohkem varustust, alates mugavust tagavast vedrustusest ning lõpetades turvapatjade ja esituledega. Viimastel aastatel, kui autod on muutunud mugavamaks ja nende juhtseadised on muutunud elektroonilisemaks, on hakatud lisama ka elektroonilisi komponente nagu arvutid ja vedelkristallid.
Autotootmise sujuvamaks muutmine ja demokratiseerimine
Nagu näete, vajab auto liikumise hoidmiseks komponente paljudest erinevatest piirkondadest. Kuigi varased autod olid tänapäeva autodest lihtsama ehitusega, oli ühe auto valmistamise aeg ja maksumus väga kallis. Eelpool mainitud konveierlinttootmismeetod aga vähendas tootmiskulu ühiku kohta, mis kiirendas autode populariseerimist. Seda meetodit kasutava masstootmise tunnuseks on see, et esialgne maksumus on väga kõrge, kuna tootmisseadmed ja arenduskulud on väga suured, kuid toodetavate ühikute arvu kasvades jätkab tootmisühiku maksumuse vähenemist ühiku kohta. Seetõttu jääb enamik autoettevõtteid suure kapitaliga ettevõteteks. Lisaks hankisid ja monteerisid aja jooksul isegi suurimad ettevõtted osi mitmelt tarnijalt, kuna vajalike osade arv ja iga osa spetsialiseerumine suurenes. Nende paljude osade väljatöötamine ja tootmine nõuab kõrgel tasemel masinaehitust ning suurt hulka teadus- ja tootmispersonali. Tegelikult annavad maailma viis suurimat autoeksportijat autotööstuses tavaliselt umbes 10% oma tööjõust. Eriti viimastel aastatel, kui paljud osad ja tootmisruumid on muutunud elektrooniliseks, on tehtud palju uuringuid nii elektroonika kui ka masinaehituse vallas. Näiteks konveierilinde, mida esmakordselt kasutati autodele, kasutatakse nüüd paljudes tootmisruumides. Vastupidi, auto roll on samuti tehnoloogia tulemusel muutunud. Tänapäeval kasutatakse autosid enamaks kui lihtsalt transpordiks; neil on erirollid. Autod on muutunud meie ühiskonna osaks alates kaubaveost, erakorraliste patsientide transportimisest kuni eriotstarbeliste eesmärkideni, nagu ehitus, võidusõidu või maastikusõiduni.
Autode levimus ja probleemid
Tänu tootmise efektiivsusele on maailmas praegu üle miljardi auto ja turg kasvab endiselt igal aastal. Kuigi see on enamiku inimeste jaoks muutnud reisimise väga mugavaks ja tõstnud kaubaveo efektiivsust, on see tekitanud ka palju probleeme. Üks silmapaistvamaid on keskkonnareostus, kuna bensiini- ja diiselmootorid põhjustavad kütuse põletamisel õhusaastet, samuti hävitavad nad ökosüsteeme, kasutades naftamaardlaid kütusena. Lisaks kannatavad suure autode kontsentratsiooniga piirkonnad liiklusummikute ja müra all ning liiklusõnnetuste oht on alati olemas.
Tulevikuautod ja lahendused
Nende probleemide lahendusi uuritakse ja mõnes valdkonnas on juba tulemusi näha. Elektrotehnika edusammud on toonud kaasa hübriidsõidukite kasutuselevõtu, mis kombineerivad traditsioonilist bensiinimootorit elektrimootoriga, et saavutada äärmuslik kütusesäästlikkus, ning 20. sajandil peaaegu välja surnud elektriautod teevad tagasitulekut. Eelkõige on elektrisõidukeid vaevanud lühike sõiduulatus ja akupiirangute tõttu kõrge hind, kuid akutehnoloogia edusammud ja elektrivõrkude laialdane kasutuselevõtt on need probleemid lahendanud ning Ameerika Ühendriikides on isegi edukas ettevõte, mis toodab ainult elektrisõidukid.
Autode ülerahvastatuse probleemi lahendamiseks kasutatakse liikluse hajutamiseks ja efektiivsuse tõstmiseks juhita autosid ja teede optimeerimist ning inimeste kaitsmist liiklusõnnetuste ohtude eest, uuritakse turvapatju ja muid seadmeid ning rakendatakse neid tegelikele autodele, sh aktiivsetele autodele. ohutussüsteemid, mis ennustavad ja ennetavad õnnetusi ette.
Autotööstuse tulevik ja jätkusuutlikkus
Nagu näete, said autod alguse lihtsatest masinatest, mis kasutasid kütust kaupade ja inimeste transportimiseks, kuid on arenenud tööstuse tohutuks osaks. Lisaks on autotehnoloogia edusammud toonud kaasa edusamme ka teistes sektorites ning autotööstusega seotud tehnoloogiaid on kasutatud mujal. Kuigi sellel protsessil on olnud mõningaid kõrvalmõjusid, on nende probleemide lahendamiseks ka tehnoloogiaid, mis loovad palju ruumi uurimistööks. Autotööstus jätkab tulevikus jätkusuutlikkust arvestava tehnoloogilise arengu ja innovatsiooni edasist arengut. Näiteks keskkonnasõbralike kütuste arendamine ja laialdane kasutamine, autonoomse sõidutehnoloogia kommertsialiseerimine ja sõidukitevahelised sidesüsteemid on vaid mõned tehnoloogiad, mis muudavad autotööstuse tuleviku helgemaks. Pealegi ei piirdu need arendused ainult autotööstusega, vaid seotakse erinevate valdkondadega nagu linnaplaneerimine, energiatööstus ning info- ja kommunikatsioonitehnoloogia, muutes meie elu mugavamaks ja turvalisemaks.
Järeldus
Auto ajalugu on lühike, kuid selle mõju on olnud sügav. Alates varasest aurumasinast populariseeriti autosid sisepõlemismootori väljatöötamisega ja nüüd on need arenemas mitmesugusteks vormideks, nagu elektrisõidukid ja autonoomsed sõidukid. Need muutused ja arengud on avaldanud sügavat mõju mitte ainult autotööstusele, vaid ka meie ühiskonnale tervikuna. Tulevikus muudavad autod jätkuvalt meie elu ja arenevad paremuse poole.
