キュニョーの砲車
単純な大気圧での動作であった......」評価されていないもうひとつの例として1837年からCnamの教授となったアルチュール・モラン (Arthur Morin: 1795–1880) が1851年の研究で「キュニョーの蒸気エンジンは機能しなかった。なぜなら、このボイラー内では火がつかない。燃焼部のベース部分の格子が0.22mしか高さがないため。」という意見を述べている。その後も多くの技術者がこのボイラーについて述べている。『条件はいいものではなかったが、火がついたことはついただろう。ただし、継続したかどうかは疑わしい』というものもある。
時が流れ、キュニョーに対する長かった審判について、現在では道路上をエンジンという動力を使ってトラクションで移動する時代に導いた功績があると認められている。20世紀はじめにフランス陸軍の機動化を自身の発明で推進した人物フェリュス (le commandant Ferrus) がキュニョーの車を詳細に調べ、上記のサン=オーバン侯爵の例のようにだれもが将来の新型機械について最終決断をくだすことができなかったと『砲兵器の調査 (“Revue de l’Artillerie”)』で記述している。自動車歴史家のピエール・スーヴェストル (Pierre Souvestre: 1874-1914) は、キュニョーについての1906年の著作 “Le Poids Lourds” (重量トラック) を記し、キュニョーの再評価をおこなった。
現代でいうステアリングコラムにあたるものは運転席前方にフレーム部から垂直に上方に伸び、この垂直軸の上部に地面に水平な横棒が設けられ、この棒の末端2箇所の取っ手に力をかけることで、棒(コラム)を回転させるもの。
2段減速。1段目はハンドル軸のピニオン7歯にかみあうピニオン21歯、2段目は1段目の21歯ギアと同軸となっている6歯ピニオンギアによりエンジンフレーム毎動かすフレーム最後部の扇形ラックギアを駆動。
最大操舵角: 左右に15度
多くの新機軸があったが、実用とするにはまだ問題を抱えていた。水が沸騰し蒸気が一定の圧力をかけるまでに時間を要したので、車の始動には時間がかかった。燃料と水はすぐになくなった。水の補充のために15分毎に停車する必要があった。さらに、その後の再始動にまた時間を要した。エンジンの再稼動をおよそ12分から15分置きに何度もおこなわなければならなかった。傾斜面では蒸気圧が弱くなり力が弱まってしまった。同乗者は、車両に同乗するのではなく、その重量の為に、車両を押して手伝う役割だった。これは馬と比べても欠点となった。また、キュニョーはブレーキの問題を解決できなかった。ブレーキをつけたが単純なもので、重量物運搬には現実的でなかった。車両の最大時速は(記述によって異なるが)8キロから10キロ。この速度は100年後の19世紀後半にパリで商用走行していた蒸気バスの平均速度と同じである。しかし、15分進んでは燃料補給のために停車が必要であり補給とボイラー圧回復までに15分程停車した。そのため試運転時の報告記録としては一時間に4キロから5キロと記されている。これは最高時速ではなく平均時速ということになる。科学的見地からは成功であり重い荷物を運搬する機械としても疑いのないものだったが、決定的だったのは、重量物運搬は問題なかったが、移動速度が時速3.5キロから4キロというこの車両は大砲の牽引という当初の目的である馬を置き換えるものとはならなかった。最終結論はだされず、また、以後の改良もなされなかった。
バルブ機構:ボイラーからの蒸気を2気筒に振分ける機構。ダイアル状に180度往復回転し、ボイラー管がシリンダーの一方につながったときは、もう一方のシリンダーは大気中に放出される管とつながった。のちの蒸気機関ではスライドバルブ(滑り弁)が一般的となったが、キュニョーの設計はロイポルトの回転式を用いていた。役割は等しい。 回転機構はピストンアームの上下運動の途中から作動するようピストンとは独立したき機構にチェーンでつながれた。2つのピストンの動作により交互に引っ張られて180度の回転を繰り返すが、そのタイミングはピストンの下降行程の後半に作動するように位置していた。そのため、ピストンは絶え間なく上下動を繰り返すが、ピストン行程の前半はバルブは位置を変えず、ピストンの行程と同期を保った一定間隔での間欠動作をおこなうバルブタイミングを実現していた。つまり、この間隔が一方のピストンへの蒸気の吸入およびもう一方へからの排気のタイミングとなった。
シリンダー ピストン:現在のクランクシャフト相当機構。
上の図は1771年につくられたものである。設計者はフランスの軍事技術者、ニコラス・キュニョー。バランスが悪く、頭でっかちのこの車の性能は、お粗末だった。これはパリの国立工芸学校に展示されている。」
1980年:キュニョーの砲車:人間は何をつくってきたか~交通博物館の世界~ 自動車 NHK編刊 西内久典・水野憲一の解説により、見開き大判カラー写真とともにP14に「自動車のはじまりは軍用だった」「フランス王ルイ15世の砲兵隊将校だったニコラ・ジョセフ・キュニョーが製作したもので、大砲を運ぶためにつくられた。(中略)1769年につくったといわれる第1号車はなく、これは翌70年製の第2号車である。(中略)時速約3.5キロ、15分ほど走っては、次の蒸気圧があがるのを待たなければならなかった。それでもこれは、蒸気エンジンで最初に走った乗り物であった。」との記述。P42から「史上最初の自動車」と見出し「壁に激突したキュニョーの砲車」と小見出しで、約3ページにわたる解説をしている。A・ド・バストの自動車事故記述の引用や、大英百科事典からとしてブリタニカ記述の合意、バショーモンの1769年10月の記述などを引用している。P150からの樋口健治による「自動車の発想から実用化まで」と題した解説での「自走車から自動車へ」の項では、「人工動力による自走車第1号をイタリアのジョバンニ・バチェスタの1589年頃の衝動式蒸気タービンを使ったものといえるが、これは小型の模型である。ギネスブックによれば、フェルディナンド・ヘルビエストが1668年に作った同じ原理の模型自走車を自動車第1号としている。
周期的にこの操作を繰り返すことでピストンの連続的な往復運動が可能となった。この種の機械は、その往復運動が、炭鉱内の水を排出するのに利用された。
1769年に英国で特許を取得したワットでさえも、その時点ではトマス・ニューコメンの発明した蒸気機関の性能を改善するため復水器を追加したところであり、ワットのこの改良技術は飛躍的な性能向上に貢献し社会的な普及拡大の端緒となったが、機能的にはピストンを戻すために重力を利用していたことには従来と変わりがなかった。これは負圧を利用した大気圧式で、ロッキングビームによる往復運動であった。
このような時代に、キュニョーが利用したのは、セイヴァリ、ニューコメン、ワットの使用した『蒸気を冷やすことにより減圧を利用する』設計ではなく、ドニ・パパンの流れを汲む『蒸気が拡張する力を利用する』設計だった。蒸気は『ロイポルトのエンジン』のアイデアから、回転型のスライド式バルブを使いシリンダー内に送られた。これにより、2つの気筒を交互に動かし、一方の押す力を仕事に使うだけでなく、もう一方のピストン元の位置に戻す力としても使った。これにより機関自体での連続ピストン往復運動を可能とした。
キュニョ大尉の自動車は前方に蒸気を作る汽缶を三輪車にとりつけたもので、その汽缶の水はすぐに沸騰してなくなってしまい、その為人達はその車が走っているまわりをぐるぐる歩きながら見られたと云われています。速度も時速5キロ(3マイル)と云われ、初めてパリーで公開したときは平均3マイル4分の1でしたが、しかし当時としては大発明で非常な評判でありました。(中略)「危険な車を作った男」と云う極印をおされて牢獄につながれ、(中略)革命後ナポレオン一世は、このキュニョ車に多少の改良を加えれば、確かに軍用になることを認め、再びキュニョ大尉に多額の俸給をあたえて研究に従事させましたが、遂にその効果は上がらずに終わりました。しかしこのキュニョ車こそ「原動機を用い、軌道によらずして、運転する車両」である自動車の元祖であることは間違いありません。」
1980年:キュニョーの大砲牽引車:世界自動車図鑑 徳大寺有恒訳 (1977年 A.L. Lewis and W.A Musciano著 Automobiles of the World ISBN 0-671-22485-9 でのCUGNOT'S ARTILLERY TRACTORの訳)P12 「いかにも素朴な―かつ無細工で扱いにくい―ものではあったが、キュニョーの機械は自動車の第一の先駆と考えられている。そして、パリを自動車発祥の地としたのである。」P17「最初の自力走行路上車の名を冠せられているこの蒸気駆動三輪車は、大砲を牽引するためにつくられたものだった。
キュニョーの車は蒸気エンジンで前輪を駆動しトラクションで進むことを初めて実現している。キュニョーはドイツの技師ヤーコプ・ロイポルト( Jakob Leupold: 1674-1727) に大きく影響を受けていた。
車両は大きくエンジン部とフレーム部との2つに分けられる。大砲を載せて移動することを基本仕様として依頼されたことから、後方はすべて荷台とされ、積荷は後輪の間におかれる。動力、駆動機構、舵など自動車としての基本装備はすべて前方に集中的に配置されている。