Przedni napęd? Pomysł starszy niż myślisz! | MOTOFAKTOR

Przedni napęd? Pomysł starszy niż myślisz!

Przedni napęd samochodu jest przez producentów nazywany FWD (Front Wheel Drive), Traction Avant, Vorderradanbetrieb lub Frontanbetrieb. Przedstawiamy kontrowersyjny patent George’a Baldwina Seldena.
9/09/2022

 

  • Praktycznie do końca lat 60. minionego stulecia podstawowym i powszechnie stosowanym przez producentów samochodów na całym świecie sposobem przeniesienia napędu był tzw. napęd klasyczny – na koła tylne.
  • Ze względów ekonomicznych nieopłacalne było stosowanie rozwiązań, które pozwalałaby na jednoczesne napędzanie i skręcanie kół przedniej osi.
  • Napęd na przednie koła pojawił się tam już w pierwszym „horseless”, którym według powszechnie uznanych faktów był zgłoszony już 5 maja 1879 r. w Urzędzie Patentowym przez Georg’ea Baldwina Seldena projekt samobieżnego pojazdu drogowego napędzanego silnikiem spalinowym.
  • Selden poszedł trochę na łatwiznę ponieważ w prosty technicznie sposób ominął istotny z technicznego punktu widzenia problem jednoczesnego napędu i skręcania kół przednich montując napęd na skrętnej osi.
  • W Europie podobne rozwiązanie znajdziemy w małych pojazdach typu voiturette Victoria Combination z 1899 r. produkowanych przez kolejne dwa lata przez paryską firmę Société Parisienne.
  • Patent G.B Seldena dotyczył właściwie tylko silnika spalinowego w celu zastosowania go do napędu samobieżnego pojazdu drogowego. Na skutek działań natury prawnej autora projektu, został on jednak „rozszerzony” na kompletny i każdy wyprodukowany pojazd, który zawierał zawarte we wniosku patentowym założenia techniczne.

 

Mimo, że stosowanie tego rodzaju sposobu przeniesienia napędu z silnika na szerszą skalę rozpoczęło się praktycznie dopiero w latach 50. XX w. to genezy jak i pierwszych prób praktycznego zastosowania należy doszukiwać się w czasach znacznie wcześniejszych…, a praktycznie już w pierwszym okresie historii samochodu, czego „mocno naciągniętymi” przykładami mogą być samobieżne pojazdy drogowe skonstruowane w 1769 r. przez Nicolasa Josepha Cugnot’a, czy Szwajcara Francisa Izaaka de Rivaz’a w 1807 r.

 

Praktycznie do końca lat 60. minionego stulecia podstawowym i powszechnie stosowanym przez producentów samochodów na całym świecie sposobem przeniesienia napędu był tzw. napęd klasyczny, czyli taki gdzie moment obrotowy pochodzący z silnika kierowany był na koła tylnej osi. Pytanie dlaczego, skoro samochód powstał na drodze ewolucji pojazdów konnych i chociażby z racji analogii powinno być oczywistym, że koń powinien ciągnąć wóz, a nie pchać go z tyłu?

 

Twierdzenie w zasadzie logiczne, ale stało się jednak inaczej… i to nie dlatego, że raptem zmieniły się odwieczne przyzwyczajenia, ale dlatego, że na przeszkodzie stanęły trudności natury techniczno-ekonomicznej.

 

We wczesnym okresie rozwoju samochodu nie potrafiono, albo inaczej…, ze względów ekonomicznych nieopłacalne było stosowanie rozwiązań, które pozwalałaby na jednoczesne napędzanie i skręcanie kół przedniej osi.

 

Stąd też w początkowym okresie „zachłyśnięcia się automobilizmem” większość producentów samochodów nie podejmowała prób zastąpienia łatwiejszego w realizacji pod względem technicznym klasycznego sposobu przeniesienia na nieskrętne koła tylnej osi pojazdów, koncentrując się głównie na innych aspektach jak choćby zwiększenia komfortu podróżowania, osiągach, niezawodności, łatwości obsługi, lub co może najbardziej istotne… dostępności samochodu przez większe rzesze klientów.

 

Nie znaczy to jednak, że w ogóle nie próbowano! Poszukiwanie sposobu na to jak sprawić, żeby to koń ciągnął wóz zamiast go pchać trwało praktycznie od początków historii automobilizmu i to niemal jednocześnie w Europie jak i za Wielką Wodą.

Ford Model T ciągniony przez konia. Źródło: Domena publiczna

Dawno temu w Ameryce

Napęd na przednie koła pojawił się tam już w pierwszym „horseless”, którym według powszechnie uznanych faktów był zgłoszony 5 maja 1879 r. w Urzędzie Patentowym przez Georg’ea Baldwina Seldena projekt samobieżnego pojazdu drogowego napędzanego silnikiem spalinowym.

 

Zauważmy! Uznawany za pierwszy dziejach motoryzacji lekki i łatwy w obsłudze samochód Karla Benza pojawił się w Niemczech dopiero w 1886 r, czyli lekko ponad 6 lat później!

 

Tyle chronologia, ale przybliżając nieco ten temat wiadomo z kolei, że „pierwszeństwo” G.B Seldena do dziś pozostaje mocno kontrowersyjne.

 

Dlaczego?

 

Wynaleziony i rzekomo skonstruowany przez niego w 1877 r. samochód miał być (celowo użyte określenie w trybie przypuszczającym) napędzany 3-cylindrowym silnikiem benzynowym umieszczonym z przodu, a generowana moc i moment obrotowy trafiać na przednie koła pojazdu.

 

Jak wiemy aż do 1879 r., czyli do złożenia wniosku do Urzędu Patentowego, ani do czasu przyznania patentu w 1895 r. projekt nie został jednak zrealizowany w rzeczywistości…, a do historii motoryzacji G.B Selden trafił między innymi dlatego, że na wiele lat (dokładnie na 16) stał się zarzewiem ostrego sporu między właścicielem patentu a innymi producentami samochodów w Ameryce.

 

Faktem jest jednak to, że mimo bardzo zawiłej sytuacji prawnej, która dotyczyła zarówno zgłoszonego patentu jak i kontrowersyjnej osoby G.B. Seldena, to on po raz pierwszy „zaprzągł konia” we właściwym dla niego miejscu ponieważ według założeń wynalazcy znajdujący się z przodu silnik miał (znowu tryb przypuszczający) napędzać przednie koła samochodu!

 

Analizując dołączone do wniosku patentowego rysunki i opis można jednak zauważyć, że Selden „ poszedł trochę na łatwiznę” ponieważ w prosty technicznie sposób ominął istotny z technicznego punktu widzenia problem jednoczesnego napędu i skręcania kół przednich. Krótko mówiąc, posłużył się rozwiązaniem od wieków stosowanym w wozach konnych i cały zespół napędowy (silnik wraz ze wszystkimi elementami przeniesienia momentu obrotowego) umieszczony był nad sztywną, skrętną osią kół przednich…, czyli skręcał razem z nią!

 

Jego „horseless” nie było więc wyposażone w jakiekolwiek rozwiązania pozwalające na jednoczesny napęd i skręt kół przednich. Czy więc z technicznego punktu widzenia rozwiązanie takie można uznać pierwowzór napędu przednich kół?!

Broszura reklamująca pojazd Seldena oraz sam samochód. Źródło: Domena publiczna / Imotorhead64, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons
Rysunek patentowy pojazdu Seldena. Źródło: George B. Selden, Domena publiczna

Nawiasem mówiąc - nie tylko Selden

W Europie podobne rozwiązanie znajdziemy w małych pojazdach typu voiturette Victoria Combination z 1899 r. produkowanych przez kolejne dwa lata przez paryską firmę Société Parisienne.

 

Tam, podobnie jak u Seldena, tyle że za pomocą rumpla skręcała cała napędzana przednia oś wraz z zamontowanymi nad nią jednocylindrowymi silnikami produkowanymi przez firmę De Dion-Bouton, które w zależności od życzenia i zasobności portfela klienta mogły osiągać moc od 1,75 do 2, 5 KM).

Parisienne Victoria Combination z 1900 r. Źródło: Mr.choppers, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons

A tak na marginesie – według specjalistów zajmujących się historią motoryzacji amerykańskiej widoczny na wcześniejszych zdjęciach samochód Seldena, jest praktycznie identyczny z drugim egzemplarzem  prawdopodobnie zbudowanym w 1904 r. według dokumentacji dołączonej do wniosku patentowego w firmie Electric Vehicle Company.

 

Pierwszy powstał w Rochester, a drugi w Hardford dopiero w 1904 r. Według historyków obydwa powstały praktycznie tylko do „celów procesowych” dla uwierzytelnienia przez G.B Seldena roszczeń patentowych, stąd umieszczona na nim data „1877” nie jest więc zgodna z rzeczywistą!

Bliźniaczy pojazdowi Seldena pojazd zbudowany w Electric Vehicle Company. Źródło: Domena publiczna

Drugi nierozwiązany (bo może też niezauważony przez wątpliwej reputacji konstruktora) problem to efektywny sposób koordynacji prędkości obrotowej kół tej samej osi podczas pokonywania zakrętów.

 

Być może Selden przewidział zastosowanie mechanizmu różnicowego, ale bardziej prawdopodobnym był napęd, który dziś określilibyśmy jako „gokartowy”, czyli sztywno na oba koła, lub tylko na jedno z kół.

George Baldwin Selden - życiorys

Urodził się 14 sierpnia 1846 r. w miejscowości Clarskon (New York) w rodzinie polityka i późniejszego senatora. W 1877 r. prawnik z zawodu i były pracownik Urzędu Patentowego pełniący stanowisko rzecznika patentowego George Baldwin Selden (1846–1923) z Rochester w stanie Nowy Jork zaprojektował „pojazd drogowy” napędzany lekkim silnikiem o spalaniu wewnętrznym zasilany paliwem płynnym. Wniosek patentowy (nr. 549 160) na swój wynalazek złożył w Urzędzie Patentowym już 5 maja 1879 r., czyli ponad sześć lat przed Carlem Benzem i Gottliebem Daimlerem, ale ze względu na liczne wątpliwości i zapytania dotyczące kwestii technicznych faktyczne wydanie patentu opóźniło się o blisko 16 lat, aż do 5 listopada 1895 r.!Niektórzy znawcy biografii Seldena i historii motoryzacji amerykańskiej twierdzą, że było to celowe działanie Seldena, który dla uzyskania większych korzyści składając kolejne wyjaśnienia i poprawki ( w sumie ponad 100) opóźniał uzyskanie patentu do czasu, aż pojawi się więcej podobnych konstrukcji, a wraz z nimi przewidywany popyt na samochody.

 

W istocie patent G.B Seldena dotyczył właściwie tylko silnika spalinowego (który rzeczywiście zbudował wykorzystując w tym celu i udoskonalając opatentowany w 1872 r., apotem 1874r. silnik Braytona) w celu zastosowania go do napędu samobieżnego pojazdu drogowego. Na skutek (nie do końca wyjaśnionych działań natury prawnej autora projektu) został on jednak „rozszerzony” na kompletny i każdy wyprodukowany pojazd, który zawierał zawarte we wniosku patentowym założenia techniczne.

 

Wkrótce po uprawomocnieniu się patentu za sumę 10 tys. $ i tantiemy od każdego wyprodukowanego egzemplarza G.B. Selden sprzedał prawa do patentu firmie Electric Vehicle Company z Hartford w stanie Connecticut, która dotychczas zajmowała się wytwarzaniem samochodów z napędem elektrycznym, a od 1900 r. podjęła również produkcję samochodów z silnikami spalinowymi.

 

Tu pojawił się jednak problem!

 

Ponieważ w tym czasie w Ameryce istniały już także inne wytwórnie samochodów, zarówno sam Selden jak i VEC w celu prawnej ochrony patentu, a zwłaszcza możliwości pozyskiwania wspomnianych dywidend doprowadzili do utworzenia w 1900 r. organizacji o nazwie Stowarzyszenie Licencjonowanych Producentów Samochodów (Association of Licenced Automobile Manufacturers – A.L.A.M).

 

Według ustaleń i zabezpieczeń prawnych, od czasu powstania A.L.A.M stała się jednocześnie jedynym oficjalnie działającym organem dopuszczającym do obrotu rynkowego samochody z silnikami spalinowymi.

 

Dziś określilibyśmy to jako oficjalny urząd uprawniony do homologacji, ale wtedy dotyczyło to głównie możliwości kontroli wszystkich producentów samochodów w Ameryce po kątem wielkości produkcji i pozyskiwania określonych sum.

 

Według ówczesnych postanowień sądowych G.B Selden otrzymywał sumę 1¼ %, a potem 1% od ceny każdego wyprodukowanego samochodu.

 

Oczywiście natychmiast nastąpił sprzeciw (zwłaszcza Henry Forda), który jako pierwszy sprzeciwił się i w 1903 r. zaskarżył w sądzie zasady działania A.L.A.M (zakładając równocześnie inną grupę producentów pod nazwą „Niezależni” ), ale z uwagi na obowiązujące przepisy i możliwość sprzedaży produkowanych samochodów wielu producentów oraz ich przedstawicieli handlowych zmuszonych było do akceptacji istniejącej sytuacji.

 

Oprócz oczywiście Electric Vehicla Company do A.L.A.M dołączyło wielu głównych producentów. W 1910 r. licencjobiorcami były między firmy Buick, Franklin, Hudson, Hupmobile, Mack Truck, Oldsmobile, Packard, Studebaker, Cadillac, Winton, Packard, Locomobile, Knox i Peerless.

 

Stąd między innymi usankcjonowana konieczność wyposażania kierowanych na rynek samochodów w rodzaj oznaczenia akcyzowego jakim były umieszczane w pobliżu silnika obowiązkowe (reglamentowane) tabliczki z napisem: „wyprodukowano zgodnie z patentem Selden”.

George Baldwin Selden kierujący skonstruowanym przez siebie pojazdem. Źródło: Domena publiczna

Na marginesie – obowiązek ten istniał aż do ostatecznego rozstrzygnięcia przez sąd trwającego ponad dziewięć lat sporu i jednoczesnego wygaśnięcia praw patentowych, czyli do 1912 r. Ponadto na wniosek Henry Forda sąd uznał także, że będący istotą sporu silnik Seldena (Barytona) pracował w obiegu dwusuwowym, a wszystkie jednostki napędowe stosowane przez Forda to czterosuwy Otto.

 

A tak przy okazji! W trakcie procesu udowodniono, że samochód Seldena (właściwie dwa egzemplarze) zostały wykonane w EVC, ale dopiero w 1911 r. !*

 

Ostatecznie rozstrzygnięty na korzyść “Niezależnych” spór zakończył się porażką George’a Baldwina Seldena. Nie dość, że nie powrócił już potem do branży motoryzacyjnej… to w trakcie trwających procesów utracił znaczną część przychodów z tantiem.

 

Procesy to jedno, a działalność George’a Baldwina Seldena to drugie – od 1908 r. w założonej w 1906 r. Selden Motor Vehicle Company w Rochester /New York do pożaru, w 1911 r., który strawił fabryke produkowano samochody osobowe Selden. W zależności od ilości przewożonych osób i rodzajów nadwozi miały one oznaczenia 35T,35R, 35R. i wbrew pierwotnemu projektowi były to samochody z napędem na koła tylnej osi.

 

W zależności od wielkości napędzane były silnikami 4-cylindrowymi z odlewanymi parami cylindrów o średnicach 4¾ x 5 cali z opadowym gaźnikiem Stromberg i zapłonem iskrownikowym typu Bosch.

 

Uzyskiwały moc w zakresie 35-40 KM, która kierowana była na znajdujący się w tylnej osi dyferencjał poprzez skórzane sprzęgło konusowe, oddzielne od silnika umiejscowioną skrzynie biegów o trzech przełożeniach plus bieg wsteczny, a następnie wał napędowy z przegubami krzyżakowymi.

 

Mocno eksponowanym w reklamach prasowych atutem silników montowanych w Selenach był wydajny, wymuszony układ smarowania z napędzaną od wału rozrządu pompą oleju.

 

Auta sprzedawano w cenie od 2 do nawet 3 tys $ za sztukę, a slogan reklamowy głosił: „ Made by the Father of Them All” (wyprodukowane przez ojca wszystkich samochodów) albo „wyprodukowane przez człowieka, który wynalazł samochód”( Made by the man who first invented Gasoline Automobiles).

 

Po pożarze zarządzającym interesami Seldena w kwestii produkcji mianowany został Frederic Law, który nadzorował ja ale już w fabryce Electric Vehicle Company w Harford.

 

W 1908 r. Selden Vehicle Company wyprodukowała 850 aut, rok później 1417,w 1910 r. 1417, a tuż przed pożarem 1211 sztuk.

 

W Harford do 1914 r. ,czyli do wybuchu Wielkiej Wojny zbudowano kolejne 1200 Seldenów.

 

W czasie wojny w działającej w Rochester firmie Selden Motor Truck produkowano duże samochody ciężarowe klasy B „Liberty”, które również wysyłano do Europy, tym ok. 8 tys. do Francji. Praktycznie do początku lat 30. produkowano je także w zakładach innych amerykańskich producentów, między innymi przez firmę Gramm Bernstein, Garford, znaną także w Polsce Pierce Arrow, Republic, Bethlehem i Sterling.

 

Geroge Baldwin zmarł 17 stycznia 1922 r.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Subscribe to our newsletter

Send me your newsletter (you can unsubscribe at any time).