De auto is tegenwoordig niet meer weg te denken uit het straatbeeld. Elke dag staan weer duizenden Nederlanders op de snelweg in de file. Dat was 100 jaar geleden zeker nog niet het geval. De inventie van de auto heeft ons dagelijks leven drastisch veranderd. Vandaag de dag wordt geschat dat er meer dan één miljard auto's op de wereld rondrijden. En de auto is nog steeds aan het ontwikkelen. Een elektrische en zelfrijdende auto waren een eeuw geleden nog ondenkbaar.
Maar weet jij wie deze handige voertuigen heeft uitgevonden? Een auto is een voertuig dat ons van de ene naar de andere plek kan brengen. Het heeft vier wielen, een motor en kan met brandstof of elektriciteit rijden.
De geschiedenis van de auto begint niet met de auto zoals we die nu kennen, maar met stoomvoertuigen. In de 18e eeuw maakten slimme uitvinders zoals Nicolas-Joseph Cugnot in Frankrijk de eerste stoomauto. Deze auto kon al rijden, maar hij was erg traag en moeilijk te besturen.
Voordat de automobiel bestond, verplaatsten de mensen zich door middel van paard en kar. Omdat dit erg langzaam ging, werden snellere vervoersmogelijkheden bedacht. Zo kan de zeilwagen, die op wielen reed en aan werd gedreven door de wind, wellicht gezien worden als de voorloper van de auto. Deze werd in de achttiende eeuw in Europa gebruikt. De Franse officier Cugnot begon in 1765 ook te experimenteren met stoom-aangedreven voertuigen om bijvoorbeeld kanonnen te kunnen trekken.
De eerste pogingen tot het bouwen en laten rijden van auto’s, waren gericht op energiebronnen ter aandrijving. Voor het grootste gedeelte van de 17e, 18e en 19e eeuw lag de focus op stoomkracht. Halverwege de 18e eeuw werden in Engeland enkele successen geboekt met het vervoeren van grotere aantallen mensen in stoomvoertuigen. Tegelijkertijd werden er toen de eerste succesvolle elektrische motoren gebouwd, met behulp van de uitvinding van de loodaccu.
Lees ook: Fiat 500 Isofix bevestiging uitgelegd
Onafhankelijk van elkaar produceerden meerdere uitvinders een ontwerp dat op een auto leek. Het einde van de negentiende eeuw kan dus worden gezien als het begin van het autotijdperk.
De doorbraak van de verbrandingsmotor
De echte doorbraak kwam in de 19e eeuw met de uitvinding van de verbrandingsmotor. Al eerder was door de Oostenrijkse chemicus Abraham Shreiner de benzine uitgevonden. De eerste automobielen werden dan ook gemaakt met een verbrandingsmotor op benzine. De Belg Etienne Lenoir bouwde in 1862 de eerste auto met een verbrandingsmotor op aardolie.
In 1870 was Siegfried Marcus de eerste persoon ooit die zich wist voort te bewegen met behulp van een door benzine aangedreven motor. En in 1855 bouwde Karl Benz de eerste auto ooit met een verbrandingsmotor.
Benz Patent Motorwagen
Karl Benz: De vader van de moderne auto
De Duitse uitvinder Karl Benz wordt vaak gezien als de vader van de moderne auto. Carl Friedrich Benz werd geboren in Karlsruhe, op 25 november 1844. Hij overleed in Ladenburg, op 4 april 1929. Carl vond de eerste benzinemotor uit. Zijn Benz Patent Motorcar uit 1885 wordt beschouwd als de eerste praktische auto en de eerste auto die in serieproductie werd gebracht. In 1886 kreeg hij een patent op de auto. Zijn bedrijf Benz & Cie. was gevestigd in Mannheim. Dit was 's werelds eerste autofabriek en de grootste van zijn tijd.
Lees ook: Hoe bandenmaat bepalen?
In 1885 bouwde hij de Benz Patent-Motorwagen, de eerste echte auto die op benzine liep. Dit voertuig had drie wielen en een krachtige motor, en het was het eerste dat echt kon rijden zoals we dat nu kennen. Daarmee wist de Duitser Carl Benz de eerste volledige automobiel te maken in 1885. Deze auto had drie wielen, in plaats van de gebruikelijke vier, en kon met een cilinder wel 0,75 pk genereren. Benz maakte met dit ontwerp een succesvolle proefrit van 80km. Daarna wist hij enkele tientallen auto’s te verkopen.
Op basis van zijn ervaring met en voorliefde voor fietsen, gebruikte hij vergelijkbare technologie toen hij een auto ontwierp. Het bevatte stalen spaakwielen (in tegenstelling tot houten rijtuigwielen) met een door hem ontworpen viertaktmotor tussen de achterwielen, met een zeer geavanceerde spoelontsteking en verdampingskoeling in plaats van een radiator. De kracht werd overgebracht door middel van twee rollenkettingen op de achteras.
De Motorwagen werd op 29 januari 1886 gepatenteerd als DRP-37435: "auto-fueled by gas". De versie uit 1885 was moeilijk te besturen, wat leidde tot een botsing met een muur tijdens een openbare demonstratie. De eerste succesvolle tests op de openbare weg werden uitgevoerd in de vroege zomer van 1886. Het jaar daarop creëerde Benz de Motorwagen Model 2, die verschillende aanpassingen had, en in 1889 werd het definitieve Model 3 met houten wielen geïntroduceerd, te zien op de Parijse Expo hetzelfde jaar.
Benz begon het voertuig in de nazomer van 1888 te verkopen (hij adverteerde het als " Benz Patent-Motorwagen "), waarmee het de eerste commercieel verkrijgbare auto in de geschiedenis werd.
Bertha Benz: Een cruciale rol
Wat nog leuker is aan het verhaal van Karl Benz, is dat zijn vrouw, Bertha Benz, een belangrijke rol speelde. Ze besloot om de auto van haar man stiekem mee te nemen voor een ritje zonder dat hij het wist. Ze reed meer dan 100 kilometer om de auto te testen en te laten zien dat het een goed vervoermiddel was.
Lees ook: Alles over de distributie van de VW T-Roc
De vroege 1888-versie van de Motorwagen had slechts twee versnellingen en kon niet zonder hulp heuvels beklimmen. Deze beperking werd verholpen nadat Bertha Benz haar beroemde rit maakte met een van de voertuigen over een grote afstand en haar man voorstelde om een derde versnelling toe te voegen voor het beklimmen van heuvels.
's Werelds eerste autorit over lange afstanden werd ooit ondernomen door Bertha Benz met een Model 3. In de ochtend van 5 augustus 1888 nam Bertha - vermoedelijk zonder medeweten van haar man - het voertuig op een reis van 104 km (65 mijl) van Mannheim naar Pforzheim om haar moeder te bezoeken en haar zonen Eugen en Richard mee te nemen. Naast dat ze onderweg apotheken moest vinden om te tanken, repareerde ze verschillende technische en mechanische problemen. Een daarvan was de uitvinding van remvoering; na wat langere afdalingen gaf ze een schoenmaker opdracht om leer op de remblokken te spijkeren. Bertha Benz en zonen arriveerden uiteindelijk bij het vallen van de avond en kondigden de prestatie per telegram aan Karl aan.
Het was haar bedoeling geweest om de haalbaarheid van het gebruik van de Benz Motorwagen voor reizen aan te tonen en publiciteit te genereren op de manier die nu live marketing wordt genoemd.
In 2008 werd de Bertha Benz Memorial Route officieel goedgekeurd als route van het industriële erfgoed van de mensheid, omdat deze de sporen van Bertha Benz volgt van 's werelds eerste langeafstandsreis per auto in 1888. Het publiek kan nu de 194 km bewegwijzerde route van Mannheim via Heidelberg naar Pforzheim (Zwarte Woud) en terug.
Bertha Benz Memorial Route sign
De verdere ontwikkeling van de auto-industrie
Na de uitvinding van de motorwagen kwamen er steeds meer uitvinders en bedrijven die nieuwe auto's gingen maken. Frankrijk en de Verenigde Staten begonnen in het jaar 1900 met de massaproductie van auto's. In de Verenigde Staten werd Henry Ford beroemd omdat hij de moderne lopende band uitvond. Hierdoor konden auto's sneller en goedkoper worden geproduceerd. In 1908 introduceerde hij de Model T, de eerste auto die voor veel mensen betaalbaar was.
In Nederland kwamen de eerste auto’s aan het einde van de negentiende eeuw. Deze waren toen nog van het merk Benz. In Nederland had Sibrandus Stratingh in 1834 al een soort gelijke stoomauto gebouwd maar hij vond zijn uitvinding te lawaaiig en gevaarlijk. Menno en August Eysink bouwden daarna de eerste Nederlandse auto’s, in eerste instantie nog met Benz-motoren. Daarna ontwierpen ze eigen motoren. De komst van de auto was in Nederland nog niet heel goed ontvangen omdat ze gevaarlijk waren en de straten zouden blokkeren.
Toen de auto eenmaal een succes was, werden in enkele jaren tijd honderden producenten opgericht die stoomauto’s en brandstofauto’s bouwden. Ook elektrische auto’s werden in die tijd al gemaakt. In 1910 schakelde de meeste autoconstructeurs echter over naar benzinemotoren en viel de interesse in de stoomtechnologie grotendeels weg. Ook was de elektrische auto geen succes omdat de benzineauto veel sneller kon.
Vanaf de jaren vijftig werden snellere auto's gebouwd met extravagante designs, geïnspireerd door het ruimtetijdperk en de verbeterde infrastructuur. In de jaren zestig begonnen Duitse en Franse bedrijven kleinere auto's te bouwen die brandstof-technisch efficiënter waren en daardoor kostenbewuste consumenten aanspraken. Amerikaanse autoproducenten reageerden daarop met het bouwen van muscle cars, gericht op prestaties. Voorbeelden van deze oudste automerken zijn de Ford Mustang en de Chevrolet Camaro.
Door de oliecrisis van de jaren zeventig verviervoudigen de benzineprijzen. Dit zorgde voor een toenemende vraag naar zuinige auto's, waardoor vooral Duitse en Japanse bedrijven een groter marktaandeel wisten te veroveren. De jaren 80 luidden de opkomst van computersimulaties in, waardoor producenten makkelijker aero-dynamische, zuinige auto's konden ontwikkelen.Ook werd de veiligheid verbeterd door het testen van airbags.
En de ontwikkelingen staan nooit stil. Vandaag de dag zijn er auto’s die rijden op energie (stroom) en wordt er getest met zelfrijdende auto’s. De auto's van vandaag zijn machines die al zo'n anderhalve eeuw aan transformatie hebben ondergaan.
Hoe werkt een motor van een auto?
De verbrandingsmotor in detail
De verbrandingsmotor zou een nieuwe fase van de industriële revolutie inluiden. Stoommachines hadden de industrialisatie op gang gebracht, maar hadden ook een belangrijke beperking, namelijk hun fikse afmeting. Stoommachines en turbines waren alleen lonend in grote fabrieken of bruikbaar voor zware transportmiddelen als de trein en het stoomschip. De behoefte aan een kleinschalige vorm van aandrijving werd daarom steeds groter.
Eigenlijk was het principe achter de verbrandingsmotor al langer bekend. De oudste tot dusver teruggevonden vermelding stamt zelfs uit 1206 en staat in het 'Boek van kennis van ingenieuze mechanische apparaten' geschreven door de Arabische uitvinder Al-Jazari. Tijdens de Renaissance ontwierpen zowel Leonardo da Vinci als Christiaan Huygens een motor die werkte op buskruit. Ook de minder bekende Samuel Morland heeft zich veel met dit principe beziggehouden. Geen van deze wetenschappers kwam echter tot de bouw van een werkende motor.
De Zwitserse uitvinder François Isaac de Rivaz kwam in 1806 wél tot een motor die werkte. Als brandstof gebruikte hij een mengsel van waterstof en zuurstof. Een jaar later had hij om zijn motor al een houten auto gebouwd.
In 1858 zette de Belgische uitvinder Étienne Lenoir (1822-1900) een volgende stap. Hij vond een zogeheten tweetaktmotor uit. Dat werd mogelijk doordat hij ook de bougie uitvond, het mechanisme dat in verbrandingsmotoren wordt gebruikt om de brandstof te ontsteken. In deze motor werd het principe van de stoommachine gecombineerd met door een bougie ontstoken brandstof. Tijdens de eerste helft van de eerste 'slag' werd een mengsel van 6% stadsgas en 94% lucht aangezogen. Halverwege de eerste slag werd dit niet gecomprimeerde mengsel met de bougie in brand gestoken. Daarop zette het brandende gasmengsel uit en duwde een zuiger met grote druk verder, welke dan weer een mechanisme in werking zette.
Niet veel later zetten anderen koers namelijk al koers naar de viertaktmotor, welke alles zou veranderen. Dat begon in 1862 toen de Franse ingenieur Alphonse Beau de Rochas als eerste het principe achter een viertaktmotor beschreef. Hierbij werd een mengsel van brandstof en lucht gecomprimeerd voordat het werd aangestoken.
Tegelijkertijd maar onafhankelijk van De Rochas ontwikkelde de Duitse pionier Nikolaus August Otto (1832-1891) een op die van Lenoir geïnspireerde motor die werd aangedreven door gasoline. In 1867 bouwden Otto en Langen een atmosferische gasmotor, de flugkolbenmotor. Dit was een voorloper van de uiteindelijke viertaktmotor. In deze motor wordt door de ontploffingsenergie een zuiger omhoog geslingerd. Als deze weer naar beneden komt, drijft hij een tandrad aan dat de energie overdraagt op een as.
In 1876 bereikt Otto tenslotte de definitieve doorbraak. Toen kwam hij tot de viertaktmotor die het prototype zou worden voor alle latere verbrandingsmotoren. Deze kwam bekend te staan als de ottomotor. Eigenlijk wilde Otto vooral een geschikte aandrijving ontwerpen voor machines voor kleine bedrijven. Hij maakte zich zorgen over hoe kleine bedrijven door de mechanisatie van grote fabrieken van de markt werd verdrongen. Hij wilde deze mensen met zijn motor een nieuwe kans geven. Om deze reden is de ottomotor ontworpen voor louter stationair gebruik.
De term 'viertaktmotor' verwijst naar de vier draaibewegingen die worden gemaakt om de motor te doen werken. De energie komt van de verbranding van een hoogenergetisch mengsel van brandstof en lucht. Binnen de vier draaibewegingen wordt de verbrandingscyclus afgewisseld met een reinigings- of spoelcyclus waarin de afgewerkte gassen uit de cilinder worden geperst.
De grote mannen achter de verbrandingsmotor. Gottlieb Daimler (1934-1900) was technisch directeur bij de fabriek van Otto in Deutz. In die functie hield hij zich bezig met het verder ontwikkelen van de viertaktmotor. In 1883 kreeg hij in die hoedanigheid een patent op de allereerste benzinemotor. In tegenstelling tot zijn baas interesseerde Daimler zich namelijk wel voor de mogelijkheden die zijn motor bood op het gebied van vervoer. In hoge mate zelfs en dat zou hem geen windeieren leggen. In 1885 bouwde hij de motor als eerste in bij een tweewieler, waardoor hij telt als de uitvinder van de motorfiets. Daarna bevestigde hij zijn motor in een boot en tenslotte in een koets. Zo werd hij bovendien uitvinder van de automobiel.
Otto en Daimler waren niet bepaald de enigen met ideeën voor efficiëntere motoren. Ook Rudolf Diesel (1858-1913), een in Parijs geboren en getogen, maar in München afgestudeerde Duitse werktuigbouwkundige was erdoor gefascineerd. Hij wilde graag een verbrandingsmotor bouwen waarbij er geen vonk nodig was om te brandstof te ontsteken en dus ook geen bougies of ander ontstekingsmechanisme. Al in 1882 ging hij met dat idee aan de slag en deed hij veel experimenten. Bijna tien jaar later koste zijn droom hem bijna het leven, toen een prototype in zijn nabijheid ontplofte.
Bij deze verbrandingsmotor wordt de lucht in de cilinder door de zuiger samengedrukt. Wanneer de zuiger zijn hoogste stand heeft bereikt, wordt de brandstof ingespoten met behulp van gecomprimeerde lucht. Dit systeem was zuiniger dan de benzinemotor, omdat de de lucht zo veel meer wordt comprimeert voordat de brandstof in de kamer wordt geïnjecteerd. Bij een benzinemotor is die verhouding 10:1, bij een dieselmotor 25:1.
Zowel Otto als Diesel hadden motoren op de markt gebracht die de industrialisatie van kleinere bedrijven vooruit hielp. Dat was niet voor niks, want hun inspanningen brachten het gewenste effect teweeg. Een soort van tweede industriële revolutie brak aan, dit keer onder kleinschaliger fabrieken.
Door de jaren heen zijn auto’s steeds verder ontwikkeld. Ze werden sneller, veiliger en comfortabeler. De auto heeft ons leven enorm veranderd. We kunnen nu gemakkelijk lange afstanden afleggen, reizen en nieuwe plaatsen ontdekken. Maar we moeten ook goed nadenken over het milieu en hoe we auto's gebruiken, want ze stoten gassen uit die schadelijk kunnen zijn voor de aarde. De auto is een geweldige uitvinding die blijft evolueren. Wetenschappers en ingenieurs werken hard aan nieuwe technologieën, zoals zelfrijdende auto’s en voertuigen die op alternatieve brandstoffen rijden. Je weet nu wie de auto heeft uitgevonden!