Automobilová prvenství: Kdo měl první airbag? Kdy se objevilo ABS? Nebo xenony?

Úvod

Úvod

Na rozdíl od svých pionýrských nositelů se ale tak často děje obvykle bez potlesku.

Všechny technické novinky, z nichž později těží uživatelé automobilů, začínají svůj aktivní život v prototypech. A je jedno, zda jde o prvky zvyšující bezpečnost, usnadňující řidiči život nebo zvyšující výkon motoru či naopak jeho hospodárnost.

V následujících řádcích jsme vybrali několik zajímavých systémů. Některé z nich dnes najdete i u těch nejlevějších aut, jiné upadly v zapomnění nebo se rozšířily pouze minimálně. Bez ohledu na to, o jaká zařízení jde, však před 20-40 lety představovaly obrovský pokrok, vyhrazený často jen těm nejdražším automobilům. A tak se vlastně dostáváme k největšímu přínosu technických novinek. Tím je fakt, že s léty sestupují z nejvyšších pater tvořených automobilovými „highlighty“ do čím dále dostupnějších segmentů.

Následující výběr je tím naším. Chybí vám v něm něco? Vaše tipy uvítáme v diskuzi. V podobném duchu totiž plánujeme pokračovat, takže příště se třeba dostane zrovna na váš tip!

Airbag

Airbag – v Evropě nejdřív s rozpaky

Slovo „airbag“ zná dnes snad každý. Jinak se totiž tomu významnému zařízení zvyšujícímu pasivní bezpečnost automobilů u nás ani neříká. V počátcích jeho zavádění se ovšem v naší literatuře používalo slovní spojení „bezpečnostní nebo také vzdušný vak“. První zmínka o airbagu pochází z roku 1952, kdy si jej nechal patentovat Američan John W. Hetrick. V té době šlo ale pouze o teorii, nemající reálné využití. Po sedmnácti letech platnost patentu vypršela, aniž by z něj Hetrick cokoliv finančně vytěžil. Tím se zároveň otevřela cesta dalším vynálezcům, která již vypadala nadějněji. Stálo za tím několik aspektů. Předně technologie výroby od padesátých let výrazně pokročila, navíc na sklonku let šedesátých zažívala bezpečnost automobilů svůj první boom. Do jisté míry to bylo na popud amerického právníka Ralpha Nadera a jeho knihy Unsafety at any speed (Nebezpečný v každé rychlosti) z poloviny šedesátých let. V ní Nader obvinil americké výrobce automobil v čele s GM, že zcela zanedbávají jakékoliv požadavky na bezpečnost u svých výrobků.

Další vývoj airbagu coby bezpečnostního zařízení je spojen se jménem Američana Dr. Davida S. Breeda, či přesněji s jeho společností Breed Corporation. Zatímco Hetrick se zaměřil na samotný vak, Breed se zabýval spíše příslušenstvím, nezbytným pro použití airbagu coby zádržného systému v automobilech. Tedy snímače zpoždění, vyvíječ plynu se zapalovačem apod. V roce 1967 prodala Breedova společnost výsledky svých výzkumů automobilce Chrysler. Konkurencí pro Breed Corporation byla v té době americko-italská firma Eaton Yale & Towne Inc. Ta svůj produkt nazvala prostě „vzduchový polštář“ (z anglického slova air cushion). Na začátku sedmdesátých let postoupila své objevy automobilce Ford. Ta v roce 1971 vyrobila experimentální flotilu automobilů, jejichž volant ukrýval vzduchový polštář. O dva roky později se tento bezpečnostní prvek objevil také ve vozech koncernu GM (konkrétně v některých Chevroletech). V roce 1974 byl uveden dokonce dvoustupňový „polštář“, a to jak pro řidiče tak i spolujezdce! Za příplatek byl nabízen v luxusních modelech Buick, Cadillac či Oldsmobil.

Další zájem o vzduchový vak přišel v okamžiku, kdy Americký úřad pro silniční bezpečnost (NHTSA) vydal nařízení, že všechny nové automobily vyráběné od 15. srpna 1975 musejí být vybaveny zařízením, chránícím řidiče a spolujezdce na předních sedadlech před těžkým zraněním při nárazu vozidla na pevnou překážku při rychlosti 30 mil za hodinu (tedy 48 km/h) a také při dalších doplňkových nárazech. Podmínkou bylo, že to musí být bez aktivního zásahu posádky. Nemusel to být tedy jen airbag, nýbrž třeba i „americký systém bezpečnostních pásů“, které po zapnutí zapalování řidiče a jeho spolujezdce sami upoutají (v diagonální oblasti). Pokud byl v tomto případě použit airbag, jednalo se o takzvaný ACRS (Air Cushion Restraint System), tedy vzduchový vak v roli zádržného systému. Takto vybavená auta nemusela mít bezpečnostní pásy.

V Evropě budil zpočátku airbag nedůvěru. Třeba VW či BMW jej v sedmdesátých letech odsoudili jako neperspektivní. Pouze Mercedes-Benz se k němu stavěl pozitivně, to stejné platí pro japonskou Toyotu. Evropské řešení airbagu je známo jako systém SRS (Supplementary Restraint System), tedy doplňkový zádržný systém, plnící svoji úlohu jen v součinnosti s bezpečnostními pásy. A prvním vozem v Evropě, který jej nabízel, byl Mercedes-Benz třídy S W126 v roce 1980. Netrvala dlouho a přidaly se další automobilky. K boomu airbagů pak došlo v průběhu devadesátých let.

ABS

ABS – Brzdit i řídit

„Když chceš řídit, nesmíš brzdit“ nebo „povol tu brzdu před zatáčkou, jinak nezatočíš“. Toto jsem občas slýchával v mých řidičských začátcích. Při jízdě s milovanou i nenáviděnou Škodou 120L, která patřila mému dědovi, to skutečně nebyla jen planá slova. V okamžiku, kdy se přední kola zablokovala, ztratila schopnost přenášet vodicí sílu a vozidlo tak nemohlo zatáčet. V devadesátých letech, kdy už jsem měl řidičák a drandil se zmíněnou sto dvacítkou, však už uměla řada aut tento problém efektivně řešit. Bylo to možné díky systému zabraňujícímu zablokování kol při brzdění – jednoduše ABS. Zajímavé je, že v sedmdesátých letech psali tento akronym motorističtí novináři následovně: A-B-S. Systém proti zablokování kol sice existoval už od padesátých let na letadlech, nicméně pro použití v automobilech byl nevhodný. Důvodů byla celá řada. Kromě ceny také značné zástavbové rozměry a rovněž odlišné podmínky. Letadlo totiž při přistání zpravidla nezatáčí...

I přesto ale letecké ABS otevřelo tomuto systému cestu do automobilů. Pionýrem bylo luxusní kupé třídy GT, britský Jensen FF. Označení Fergusson Formula odkazovalo na další prvenství a tím byl stálý pohon všech kol. FF byla v zásadě verzí modelu Interceptor, z něhož vůz vycházel.

ABS v případě modelu FF bylo pojmenované Maxaret a dodával jej britský Dunlop. Šlo v zásadě o jediný mechanicky-hydraulický systém použitý v sérii na osobním automobilu. Konkurenční systémy pro letadla Mullard-Phipips, Chrysler-Bendix „Sure Break“ či řešení firmy AP (Automotive Product) se uplatnění v automobilech nedočkaly. Výroba FF byla ukončena v roce 1971, Interceptor pokračoval až do roku 1976.

Britské kupé tak zůstalo na dlouhou dobu jediným vozem, který se mohl pochlubit zařízením proti zablokování kol. Zajímavé je, že ač jsou letadla mnohem technicky vyspělejší než auta, jednoduché mechanicko-hydraulické ABS se u nich používalo ještě v osmdesátých letech.

Už během výroby Jensenu FF ovšem plně probíhal vývoj ABS vhodného pro osobní automobily. Jako první byl v tomto směru znovu Mercedes (jednalo se však pouze o prototyp). Ta na systému proti zablokování kol při brzdění začala pracovat už na sklonku padesátých let. Navíc ne sama, nýbrž se specializovanou firmou Teldix (vznikla jako společná filiálka firem Telefunkem a Bendix). První plod vývoje předvedl Mercedes-Benz v prosinci 1970. Na rozdíl od Maxaretu pracovalo jeho ABS s indukčními snímači otáček kol, přičemž získaná data byla zpracovávána analogovou formou. Ač bylo zařízení velice přesvědčivé, rozhodl se Mercedes-Benz jej zatím zákazníkům nenabízet. Údajně z důvodu dětských nemocí. Následně své zkušenosti s vývojem systému předal Mercedes-Benz firmě Bosch, která se od této chvíle podílela na dalším vývoji.

Na systému ABS pro automobily ovšem pracovali také Američané, přesněji společnost Chrysler ve spolupráci s již zmíněnou firmou Bendix. Chrysler se o správnou funkci systému strachoval méně než jeho německý sok, takže v modelovém roce 1972 jej nabídl coby příplatkovou výbavu luxusního modelu Imperial. Jeho ABS pracovalo se čtveřicí indukčních snímačů, což bylo na tu dobu neuvěřitelně pokrokové. Dále zde byly tři podtlakové modulátory. Každé přední kolo mělo vlastní, zadní kola se dělila o jeden společný. A to vše doplněné o řídicí jednotku „Logic controller“ umístěnou v pravé zadní části vozu.

Do sériové výroby zavedl Mercedes-Benz systém ABS až v roce 1978. Šlo o příplatkovou výbavu tehdejšího vrcholu automobilové techniky, vozu 450 SEL 6.9. Špičkové verze někdejší třídy S (W116). Na rozdíl od amerického systému pracovalo zařízení od Mercedesu a Bosche jen s trojicí indukčních snímačů (zadní kola měla společný, snímač byl na stálém převodu hnacího hřídele zadní nápravy). Nepracoval však s podtlakovými modulátory, pouze s hydraulickými a samozřejmě řídicí jednotkou. V té době už existovaly dvě koncepce systému ABS - integrovaný a neintegrovaný. Ten druhý se nakonec ukázal jako lepší, ale tom zase někdy jindy.

4WS

4WS – Dokud nebylo ESP

Měnit směr natáčením předních kol je zcela běžné. Tak co kdybychom k nim přidali ještě ta zadní? Možná něco takového si řekli v polovině osmdesátých let u Hondy a pro rok 1987 v rámci uvedení třetí generace kupé Prelude ukázali světu první systém aktivního řízení všemi koly. Mohlo jít také o reakci na stále rostoucí počet automobilů se stálým pohonem všech kol. Alespoň tuto úvahu tehdy vyřkl americký časopis Car and Driver, když uveřejnil silniční test zmíněného Prelude 4WS, vybaveného inovativní technikou podvozku.

Hlavním smyslem zavedení aktivního řízení všemi koly bylo zlepšení manévrovatelnosti v nízkých rychlostech a zároveň posílení ovladatelnosti a tedy i stability při jízdě zatáčkou v těch vysokých. Obecně systém aktivního řízení zadní nápravou pracuje tak, že v nízkých rychlostech se zadní kola natáčejí v opačném smyslu než přední, čímž se zmenšuje poloměr otáčení vozidla. Naopak ve vyšších se natáčejí ve stejném smyslu jako přední kola, takže vozidlo vlastně projíždí zatáčku krabím chodem. Zároveň se tím zmenšuje stáčivý moment vozidla kolem osy procházející těžištěm.

Původní systém 4WS (Four Wheel Steering) použitý na zmíněné Hondě Prelude pracoval na ryze mechanické bázi. A to tak, že převodka řízení přední nápravy byla mechanicky spojena s převodkou řízení zadní nápravy. K tomu byl použit hřídel spojený excentricky s planetovým věncem. V něm se odvalovalo planetové kolo spojené opět excentricky s takzvaným smýkadlem. Z něj se pohyb převáděl na vedení smýkadla a dále na suvné (spojovací) tyče vedoucí ke kolům.

Na rozdíl od pozdějších systémů, které pracovaly už s elektronikou, nebylo řízení zadních kol Prelude závislé na rychlosti jízdy, nýbrž pouze na úhlu natočení volantu v kombinaci s úhlem natočení předních kol. Zadní kola se natáčela v souhlasném směru jako přední až do úhlu natočení volantu 246 stupňů. Jejich maximální výchylka 1,5 stupně byla dosažena při natočení volantu o 140 stupňů. Při zmíněném úhlu volantu 246 stupňů docházelo ke změně a od této hodnoty dále se zadní kola natáčela v opačném směru, a to až o úhel 5,3 stupně.

Slibně se rozvíjející kariéru systémů řízení všemi koly v devadesátých letech rázně utnul nástup stabilizačního systému ESP ve druhé polovině poslední dekády minulého století. Před pár lety se však systémy 4WS opět vrátily. Příkladem může být Renault 4Control, vozy BMW či nejnovější generace Porsche 911.

Převodovka DSG

Samočinná převodovka se dvěma spojkami – Dala si docela načas

DSG, EDC, PDK, DCT, S-Tronic, Powershift. A takto bychom mohli pokračovat. Ač se to u každé automobilky jmenuje jinak, jde v zásadě o to samé - samočinnou převodovku s dvojicí soustředných spojek. Prvním sériovým vozem, který ji využíval, byl šestiválcový Volkswagen Golf R32 čtvrté generace z roku 2003. Šlo o známé ústrojí DQ250 se šesti převody a mokrými soustřednými spojkami, na jehož vývoji Volkswagen spolupracoval s firmou Borg Warner. Dodnes se převodovka DQ250 používá, byť samozřejmě v modifikované podobě. Myšlenka navrhnout převodovku s dvojicí spojek, které by odpovídaly vždy lichým, nebo sudým převodům, se objevila už před druhou světovou válkou. Jejím autorem je Francouz Adolphe Kégresse. Podobně jako třeba u airbagu či ABS ale dlouhá léta zůstalo jen u teorie. Chybělo nezbytné příslušenství. Znovu se o tomto zařízení začalo mluvit až počátkem osmdesátých let. Za funkčním prototypem stála firma AP (Automotive Product). Její prototypy byly údajně zkoušeny ve Fordu Fiesta Mk1, Fordu Ranger a také v Peugeotu 205. Spíše než firma AP je ale za otce dvouspojkové samočinné převodovky považována společnost Porsche. Její inženýři se takovým zařízením zabývali již od roku 1968. První aplikace zařízení, označeného stejně jako v současnosti PDK, se dočkaly v první polovině osmdesátých let závodní vozy Porsche 956 a 962. Následně ji pak využívalo také zkrácené Audi Sport Quattro S1 v závodní verzi.

Sesterský časopis Svět motorů informoval o novince Porsche v jednom z čísel ročníku 1986. Tehdejší autor článku (ing K. Koldovský) ji nazval nikoliv dvouspojkovou, nýbrž „dvoutokou“. Pokud se nad tímto slovem zamyslíme, zjistíme, že vlastně podstatu této převodovky docela vystihuje. Naproti tomu v dobové anglické literatuře ji nazývají „dual-clutch gearbox“, tedy stejně jako dnes. Princip této první „dvouspojky“ od Porsche je v zásadě obdobný jako u dnešních systémů pro podélnou zástavbu hnacího řetězce. Má tedy blízko třeba k Audi S-Tronic používané v modelech od A4 výše (interně jde o skříň DL501) a samozřejmě i k současné převodovce Porsche PDK, například v 911.

V době jejího vzniku se počítalo se dvěma verzemi. Jednak s variantou s plně samočinným řazením a také s polosamočinným ovládáním. Prvně jmenované ústrojí mělo být nabízeno v modelu 944 Turbo jako alternativa k manuálu, nicméně se tak nikdy nestalo. Druhá jmenovaná verze byla určena pro zmíněné závodní Porsche.

Xenonové světlomety

Xenonové světlomety – Dnes je vytlačují LED

Xenonovým světlometům se správně říká HID (High-Intensity Discharge) podle principu, jímž je elektrický výboj mezi dvěma elektrodami ve směsi plynů. Nejčastěji zastoupeným plynem je xenon. Xenonové světlomety byly hodně skloňované ve druhé polovině osmdesátých let. Tehdy se předpokládalo, že k jejich masovému nasazení dojde ve druhé polovině devadesátých let. Alespoň tak to v roce 1989 viděl časopis Svět motorů.

Premiéru si výbojkový světlomet odbyl v roce 1990 v BMW 750iL (řada E32). Za jeho vývojem stála přední německá firma Hella zabývající se osvětlením pro automobilový průmysl. Už v osmdesátých letech se přitom výbojka používala třeba pro osvětlení stadionů či ulic. Hella tehdy uváděla, že hlavní předností výbojky v porovnání s halogenovou žárovkou je přibližně 2,5 krát větší svítivost.

Zavádění výbojkového světlometu do automobilů se však neobešlo bez komplikací. Jedním z nich byl fakt, že k jejímu zapálení je potřeba násobně vyšší napětí, než s jakým pracuje běžná palubní síť automobilů. Tehdy byla uváděna hodnota 12 000 voltů. Následně je nezbytně nutné dosáhnout velice rychle teploty par kovů. Teprve potom dosáhne výbojka potřebné svítivosti. K tomu je ovšem zapotřebí elektrický výkon zhruba 100 Wattů. K udržení výboje je následně zapotřebí příkon 35 W.

V devadesátých letech pak skutečně došlo k rozvoji výbojkových světlometů, byť halogeny nikdy zcela nevytlačily. Dnes výbojkám zvoní hrana v podobě konkurence ze strany diodových světlometů. Třeba podle expertů firmy Varroc Excellence, předního dodavatele automobilového osvětlení, se již světlomety HID dále vyvíjet nebudou a postupně přestanou být automobilkami nabízeny.