بهترین نوآوری های خودرو در ۷۵ سال اخیر؛ تکنولوژی‌هایی که همه‌چیز را تغییر دادند

بهترین نوآوری های خودرو از ۱۹۵۰ تا امروز؛ ۱۰ فناوری تاثیرگذار

امروزه می‌توان گفت ما در عصر طلایی صنعت خودرو زندگی می‌کنیم. خودروها نه‌تنها قدرتمندتر و کارآمدتر از گذشته هستند، بلکه از نظر ایمنی نیز در بالاترین سطح قرار دارند. امروز شاسی‌بلندهایی وجود دارند که با مصرف کمتر از ۸ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر حرکت می‌کنند و خودروهایی با قدرت ۸۰۰ اسب‌بخار در جاده‌ها حضور دارند. مهم‌تر اینکه نرخ مرگ‌ومیر ناشی از ترافیک به حدود ۱.۳۵ مورد در هر ۱۶۰ میلیون کیلومتر رسیده که پایین‌ترین میزان در تاریخ است.

این دستاوردها نتیجه چه عواملی است؟ بدون شک نیاز بازار و خواست مشتریان نقش مهمی ایفا کرده‌اند، اما عامل اصلی را باید در مقررات دولتی و قوانین سختگیرانه جست‌وجو کرد. بسیاری از فناوری‌هایی که امروز روی خودروهای عادی دیده می‌شوند، ابتدا در خودروهای لوکس یا در کشورهای اروپایی و ژاپن معرفی شدند. در ادامه با ۱۰ نوآوری بزرگ آشنا می‌شویم که صنعت خودرو را در ۷۵ سال اخیر متحول کرده‌اند.

1. سیستم تزریق سوخت

تزریق سوخت به ورودی موتور ایده‌ای قدیمی است. هنری فورد در سال 1901 از یک سیستم پاشش سوخت مکانیکی اولیه در خودروی مسابقه‌ای Sweepstakes استفاده کرد و در دهه 1920 این فناوری به‌طور گسترده در موتورهای دیزل رواج یافت. مرسدس‌بنز در سال 1955 برای نخستین بار تزریق مستقیم سوخت را در مدل 300SL معرفی کرد. کمی بعد، شورولت در سال 1957 سیستم تزریق سوخت Ramjet را در خودروهای Bel Air و Corvette به کار گرفت.

با این حال، این سیستم‌های اولیه هزینه بالایی داشتند و چندان متداول نبودند. با سخت‌تر شدن استانداردهای آلایندگی و افزایش مصرف سوخت، خودروسازان در دهه 1970 ناچار شدند این فناوری را بازبینی کنند. فولکس‌واگن در سال 1968 سیستم کنترل کامپیوتری تزریق سوخت را معرفی کرد که امکان تنظیم دقیق مصرف سوخت بر اساس دمای موتور را فراهم می‌کرد. این پیشرفت مسیر را برای توسعه انژکتورهای الکترونیکی هموار ساخت.

خودروسازان اروپایی و ژاپنی خیلی سریع به سمت این فناوری رفتند و سازندگان آمریکایی نیز در ادامه به آن پیوستند. سرانجام در اوایل دهه 1990، کاربراتور به‌طور کامل کنار گذاشته شد و سیستم انژکتوری جای آن را گرفت؛ تغییری که نقطه عطفی در کارایی و کاهش آلایندگی خودروها بود.

2. سیستم کروزکنترل

گیربکس‌های اتوماتیک باعث شدند پای چپ رانندگان از وظیفه کلاچ‌گیری آزاد شود، اما پای راست همچنان مجبور بود پدال گاز را در مسیرهای طولانی کنترل کند. نگه داشتن پدال در سفرهای بین‌شهری خسته‌کننده بود و حفظ سرعت ثابت در جاده‌های شیب‌دار به مهارت زیادی نیاز داشت.

در دهه 1950 برخی شرکت‌های خدمات پس از فروش مکانیزمی ارائه کردند که با قفل کردن پدال گاز به پدال ترمز، آن را در جای خود نگه می‌داشت. اما این راهکار عملا قادر به حفظ سرعت ثابت خودرو نبود. نخستین سیستم‌های واقعی کنترل سرعت خودکار در سال 1958 به بازار آمدند، زمانی که کرایسلر فناوری Auto-Pilot را روی مدل Imperial عرضه کرد. تنها یک سال بعد، کادیلاک سیستم مشابهی معرفی کرد که نام آشنای کروزکنترل را به خود گرفت.

افزایش بهای سوخت در دهه 1970 توجه بیشتری را به صرفه‌جویی در مصرف جلب کرد و رانندگان به استفاده از کروزکنترل علاقه‌مند شدند. در نهایت، از دهه 1990 این فناوری به‌صورت گسترده در خودروها نصب شد و به یکی از امکانات استاندارد بسیاری از مدل‌ها تبدیل گشت.

3. توربوشارژرها

اگر هوای بیشتری وارد سیلندر شود، می‌توان بنزین بیشتری سوزاند و در نتیجه قدرت موتور افزایش می‌یابد. مهندسان این حقیقت را از دیرباز می‌دانستند و سوپرشارژرهایی که توسط میل‌لنگ به حرکت درمی‌آمدند، تا دهه ۱۹۳۰ در محصولات بنتلی، مرسدس‌بنز و دیگر سازندگان وجود داشتند. اما سوپرشارژرها بار تحمیلی (پارازیتی) بر روی موتور داشتند.

توربوشارژرها از توربین‌هایی استفاده می‌کنند که با انرژی گازهای خروجی موتور می‌چرخند و هوا را فشرده به داخل موتور می‌فرستند. این تکنولوژی در هواپیماهای جنگ جهانی دوم اثبات شده بود و خودروسازان از دهه ۱۹۴۰ به‌تدریج به آن توجه کردند. جنرال موتورز در سال ۱۹۶۲ توربوشارژر را در مدل‌های Corvair Monza و Oldsmobile Jetfire عرضه کرد، اما این نسخه‌ها مشکلاتی داشتند: در دور موتور پایین، چرخاندن توربین زمان‌بر بود و رانندگان از تاخیر در پاسخ‌دهی (توربو لگ) شکایت می‌کردند.

با پیشرفت طراحی و مواد در دهه ۱۹۸۰، عملکرد توربوشارژرها به‌مراتب بهبود یافت و خودروسازان توانستند قدرت قابل‌توجهی را از موتورهای کوچک‌تر استخراج کنند—تحولی که به‌ویژه در برابر فشارهای زیست‌محیطی و نیاز به صرفه‌جویی در سوخت اهمیت پیدا کرد.

4. سیستم ترمز ضدقفل (ABS)

نسل‌های قدیمی‌تر رانندگان در شرایط لغزندگی روی یخ یا برف یاد می‌گرفتند که پدال ترمز را به‌صورت متناوب بفشارند تا چرخ‌ها قفل نشوند؛ در غیر این صورت خودرو روی سطح لغزنده کنترل خود را از دست می‌داد. ترمز ضدقفل این عمل را خودکار می‌کند و با سرعت بسیار بیشتر از واکنش انسانی، فشار ترمز را تنظیم می‌نماید تا چرخ‌ها همچنان بچرخند و خودرو قابل هدایت بماند.

فورد در سال ۱۹۶۹ نمونه‌ای از سیستم ترمز ضدقفل را برای چرخ‌های عقب معرفی کرد و کرایسلر در سال ۱۹۷۱ نسخه چهارچرخ با کنترل کامپیوتری را در مدل Imperial عرضه نمود. مرسدس‌بنز در سال ۱۹۷۸ سیستم کنترل دیجیتالی پیچیده‌تری معرفی کرد که قادر بود فشار ترمز را به‌صورت مستقل برای هر چرخ تنظیم کند. در قرن بیست‌ویکم، استفاده از ABS به‌عنوان یکی از تجهیزات ایمنی پایه جا افتاد و در ایالات متحده در سال ۲۰۱۲ برای خودروها اجباری شد.

5. مبدل‌های کاتالیزوری

در میانه قرن بیستم، آلودگی هوای برخی شهرها مثل لس‌آنجلس به‌حدی رسیده بود که روزانه صدها تن هیدروکربن در هوا دیده می‌شد که بخش عمده‌ای از آن منشأ وسایل نقلیه موتوری داشت. در دهه ۱۹۷۰ و با افزایش آگاهی زیست‌محیطی، مبدل‌های کاتالیزوری به‌عنوان راهکاری مؤثر برای کاهش آلاینده‌های خروجی وارد اگزوز خودروها شدند.

مبدل کاتالیزوری با بهره‌گیری از واکنش‌های شیمیایی، ترکیبات مضر اگزوز را به دی‌اکسید کربن، نیتروژن و آب تبدیل می‌کند. بخش فعال این قطعه معمولاً از فلزات گران‌بهایی مانند پلاتین ساخته می‌شود که نسبت به خوردگی مقاوم است اما کمیاب و پرهزینه است؛ همین امر هم هزینه تولید خودرو را بالا می‌برد و مبدل را به هدفی جذاب برای سارقان تبدیل کرده است. از حدود سال ۱۹۷۵، بسیاری از خودروهای بنزینی فروش‌شده در ایالات متحده از مبدل کاتالیزوری برای تطابق با استانداردهای آلایندگی استفاده کرده‌اند.

6. موتورهای کنترل‌شده توسط کامپیوتر

شاید مهم‌ترین نوآوری ۷۵ سال گذشته در صنعت خودرو، پیوند میان ماشین‌ها و کامپیوترها باشد. تصویب قانون هوای پاک (Clean Air Act) در سال ۱۹۷۰، شرکت‌های فورد و توشیبا را بر آن داشت تا سامانه‌ای برای کنترل الکترونیکی موتورهای خودرو توسعه دهند. هدف این همکاری، بهبود عملکرد و کاهش آلایندگی بود.

نخستین محصول این همکاری در سال ۱۹۷۴ عرضه شد؛ سیستمی که از یک ریزپردازنده ۱۲ بیتی برای کنترل زمان‌بندی احتراق و نسبت هوا به سوخت استفاده می‌کرد و تنظیمات لازم را بر اساس سرعت خودرو، وضعیت دنده و ترکیب سوخت انجام می‌داد. با پیشرفت فناوری، این سامانه‌ها ارزان‌تر و رایج‌تر شدند و مسیر را برای سیستم‌های تشخیص عیب خودرو (OBD) هموار کردند.

امروزه ریزپردازنده‌ها داده‌های متعددی را از خودرو جمع‌آوری می‌کنند، عملکرد موتور و اجزای مختلف را پایش کرده و ایرادها را از طریق کدهای خطا مستندسازی می‌کنند. تکنسین‌ها هنگام سرویس خودرو، این کدها را بازیابی کرده و محل عیب را تشخیص می‌دهند. ایالت کالیفرنیا در سال ۱۹۸۸ استفاده از این سامانه‌ها را اجباری کرد و به دلیل نفوذ اقتصادی این ایالت، به‌سرعت در سراسر ایالات متحده گسترش یافت.

7. کمربند ایمنی

شرکت Nash در سال ۱۹۴۹ برای نخستین‌بار کمربندهای ایمنی سفارشی عرضه کرد و فورد در سال ۱۹۵۶ این مسیر را ادامه داد. با این حال، استقبال مشتریان چندان چشمگیر نبود. در سال ۱۹۵۸، ساب سوئد کمربند ایمنی را به‌عنوان تجهیزات استاندارد معرفی کرد، اما خودروسازان آمریکایی همچنان بر این باور بودند که “ایمنی فروش ندارد”.

انتشار کتاب معروف “ناامن در هر سرعتی” به قلم رالف نادر در سال ۱۹۶۵، نقطه عطفی در این روند بود. این اثر به تصویب قانون ملی ترافیک و ایمنی وسایل نقلیه موتوری (National Traffic and Motor Vehicle Safety Act) کمک کرد که از سال ۱۹۶۸ نصب کمربند ایمنی در خودروهای فروخته‌شده در آمریکا را اجباری ساخت.

با این حال، متقاعد کردن رانندگان به استفاده از کمربند موضوع دیگری بود. در میانه دهه ۱۹۷۰، سیستم‌های قفل اجباری طراحی شدند که مانع روشن‌شدن خودرو بدون بستن کمربند می‌شدند، اما اعتراضات گسترده موجب شد این سامانه‌ها تنها دو سال دوام بیاورند. در نهایت، قوانین ایالتی در دهه ۱۹۸۰ آمریکایی‌ها را وادار کرد تا کمربند ایمنی را جدی بگیرند. بر اساس برآورد اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه آمریکا (NHTSA)، از سال ۱۹۷۵ تاکنون حدود ۳۷۵ هزار نفر در این کشور به لطف کمربند ایمنی جان خود را نجات داده‌اند.

8. کیسه‌های هوا (Airbag)

طرفداران ایمنی سال‌ها خواستار تجهیز خودروها به وسایلی بودند که بدون دخالت راننده عمل کنند. کیسه هوا در سال ۱۹۵۳ برای استفاده در خودروها ثبت شد. این فناوری شامل کیسه‌هایی است که هنگام تصادف و با فعال‌شدن یک عامل گازی، به‌سرعت پر شده و همانند بالشتکی محافظ عمل می‌کنند.

کیسه‌های هوا در اوایل دهه ۱۹۷۰ وارد خودروهای آمریکایی شدند و کرایسلر در سال ۱۹۸۸ با عرضه تدریجی آن‌ها در محصولات خود، پیشتاز این حوزه شد. از اواخر دهه ۱۹۹۰، نصب کیسه هوا برای راننده و سرنشین جلو در تمامی خودروهای سواری و وانت‌های آمریکا الزامی شد.

در دهه‌های بعد، این فناوری تکامل بیشتری یافت؛ برخی خودروسازان کیسه‌های هوای جانبی، زانو و حتی ردیف عقب را معرفی کردند. شرکت ولوو نیز نوآوری منحصربه‌فردی داشت و نخستین کیسه هوای مخصوص عابران پیاده را ارائه داد؛ سیستمی که از زیر کاپوت بیرون می‌آید و در برخوردها از افراد محافظت می‌کند.

9. ناوبری در خودرو (GPS)

زمانی که ارتش آمریکا در دهه ۱۹۸۰ سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) را برای استفاده غیرنظامی در دسترس قرار داد، مسیر ورود این فناوری به خودروها هموار شد. نخستین نمونه تجاری در سال ۱۹۹۰ توسط مزدا در ژاپن معرفی شد. پس از آن، جنرال موتورز در مدل Oldsmobile 88 سال ۱۹۹۵ سیستم ناوبری GPS را به‌عنوان یک آپشن عرضه کرد.

شرکت Garmin نیز در سال ۱۹۹۸ یک دستگاه قابل‌حمل ارائه داد که امکان نصب GPS روی هر خودرویی را فراهم می‌کرد. با این حال، سیستم‌های اولیه برای نمایش نقشه‌ها به کارتریج‌های اطلاعات یا CD-ROM متکی بودند.

با گسترش اینترنت پرسرعت، وای‌فای، بلوتوث و گوشی‌های هوشمند، ناوبری خودرو به مرحله‌ای جدید رسید. اکنون نقشه‌ها به‌صورت آنلاین به‌روزرسانی می‌شوند، اطلاعات لحظه‌ای ترافیک در اختیار رانندگان قرار می‌گیرد و ورود مقصد از طریق لمس صفحه یا فرمان صوتی امکان‌پذیر است.

10. سیستم‌های پیشرفته کمکی راننده (ADAS)

بخش عمده‌ای از نوآوری‌های ایمنی خودرو در سال‌های اخیر، در قالب سیستم‌های کمکی راننده یا ADAS ارائه شده‌اند. این فناوری‌ها هدف اصلی‌شان مقابله با خطای انسانی در رانندگی است؛ خطایی که عامل اصلی بسیاری از تصادفات به شمار می‌رود.

در اوایل دهه ۲۰۰۰، سیستم‌هایی مانند کروزکنترل تطبیقی (ACC)، هشدار خروج از خط (LDW) و سیستم نگه‌دارنده بین خطوط (LKA) برای نخستین‌بار در محصولات کادیلاک، لکسوس و آئودی معرفی شدند. استفاده از رادار و لیدار به خودرو کمک می‌کند تا موانع اطراف را شناسایی کند، در حالی که حسگرهای داخلی وضعیت دست‌ها، سر و چشم راننده را برای تشخیص خواب‌آلودگی یا عدم توجه بررسی می‌کنند.

برخی از این سامانه‌ها تنها هشدار می‌دهند، اما نسخه‌های پیشرفته‌تر می‌توانند ترمزگیری یا فرمان‌دهی را به‌طور خودکار انجام دهند. گرچه وسایل نقلیه کاملا خودران همچنان فاصله زیادی تا تولید انبوه دارند و توسعه آن‌ها بسیار پیچیده‌تر از پیش‌بینی‌ها بوده است، اما هر فناوری که حتی بخشی از ایمنی خودرو را ارتقا دهد، دستاوردی ارزشمند به شمار می‌آید.