汽车文化第二章

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蒸汽机, 研制自行车辆的进程大大加快了。一个在中国的传教士, 制成了第一个蒸汽车辆的模型。但真正发明第一台自行车辆的 却是一位法国人尼古拉斯·古诺。
研制蒸汽发动机车辆, 需要大笔金钱, 尼古拉斯·古诺有幸邂 逅军事部长, 述说自己欲制造“机械驴” 的想法, 并获得部长批 准。经过五年的努力, 未来汽车的原型终于问世。但这种小型蒸 汽汽车(图2-11)的行驶速度每小时只有4.8公里, 而且仅能行驶 12分钟。
它们不符合汽车灵活机动这一基本要求。为了获取更灵巧、更 方便、更经济的发动机,又有许多科学家和工程师献身这一领 域。
如果让燃料在汽缸里直接燃烧,产生的气体膨胀力推动活 塞作功,就可大大提高汽缸压力和热效率,这就是所谓的内燃 机。要让燃料在汽缸里直接燃烧,必须解决燃料及燃烧、内燃 机连续工作等几个主要问题。
公元前1600年,古埃及也已经使用两轮马车作为战车(图2-6)。
图2-6 古埃及战车
2.自动车辆的幻想
与探索
一直以来,人类开始了 不断的探索与研究。希望 能发明一种机器来代替人 力。
1420年,有人制造出 了一种滑轮车(图2-7), 人坐在车内,借用人力使 绳子不停地转动滑轮,车 虽然走了起来,但由于人 力有限,这辆车的速度就 不能充分地得以发挥,比 步行还要慢。
图2-15 1899年的电动汽车
1900年,英国人哈特制造的电动汽车,
每个车轮上都装有一个电动机来驱动,车速 达80km/h,这是世界上第一辆4轮驱动的汽 车。
在20世纪初,蒸汽汽车、电动汽车和内 燃机汽车基本上是三足鼎立的。1900年美国 汽车的产量为4195辆,其中电动汽车为1575 辆,蒸汽汽车为1684辆,燃油汽车为936辆, 电动汽车占38%,蒸汽汽车占40%,而内燃 机汽车仅占22%。
1834年,英国成立了当时世界 上最早的汽车公司—英格兰蒸汽 汽车公司,从而使汽车运输走向
社会化和企业化。 1838年,英国人沃尔特·汉考
克(WallerHancook)制造了一 辆轻型载客蒸汽机敞篷车(图213),这辆车的性能更好,但他 没有考虑出售。
图2-13 沃尔特·汉考克制造的蒸汽公共汽车
不过,奥托的内燃机以煤气为燃料,体积较大, 质量约1吨,还不能用在汽车上。
3.戴姆勒的小型内燃机 戈特利布·戴姆勒(Gottlieb Daimler,图2-
19)是马车商的儿子。戴姆勒是个机器迷,他 做过铁匠和车工,他长期担任内燃机发明者奥 托创建的道依茨发动机公司的技术工作,对固 定式煤气内燃机的研制作出了重要贡献。但是, 戴姆勒对汽油机更感兴趣,他认为奥托内燃机 虽然质量大、转速低,但只要稍加改动就可装 在汽车上使用。
1801年,俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车。 1817年,德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。这种自 行车可以一边前行一边改变方向。1830年,法国政府还为邮差配备了自行车作为 交通工具。 1867年,英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行车。 1869年德国斯图加特出现了由后轮导向和驱动的自行车,同时车上采用了滚动 轴承、飞轮飞脚刹、弹簧等部件。 1869年出现了雷诺型自行车,车架改由钢管制作,车轮也改为钢圈和辐条,并 采用实心轮胎。
1881年,戴姆勒辞去道依茨公司的一切职务, 转而同他的同事威廉·迈巴赫(Wilhelm Maybach,图2-19)合作开办了当时第一家所谓 的汽车工厂,开始研究一种“轻便快速”发动 机的设计方案。
图2-19 戴姆勒和迈巴赫
1883年8月巧日,戴姆勒和迈巴赫在奥托 的四冲程发动机的基础上,通过改进开发出 了第一台用汽油代替煤气作为燃料的卧式发 动机(图2-20),并在1884年,创造了发动 转速600r/min的记录。
图2-11 第一辆蒸汽汽车
图2-12 最早的蒸汽公共汽车
2.蒸汽汽车的盛衰
18世纪欧洲各国和美国出现了研究和制造蒸汽汽车的热潮。到了19世纪中 叶,出现了一个蒸汽汽车的全盛时期。
1801年,英国的煤矿工程师、后来又是铁路蒸汽机车的发明者理查德·特雷 威蒂克(R.Trevithick)制造出英国最早的蒸汽汽车。该车为三轮结构,后轮 直径有2. 5m,车速达14.5km/h。
1803年,特雷威蒂克又制成了外形类似公共马车的蒸汽汽车,载客8人,在 平坦路面上时速9.6km/h,坡道时速6.4km/h。至此,蒸汽汽车逐渐成熟,踏进 了实用阶段。
1825年,英国的克内公爵又使蒸汽汽车进一步完善,行驶速度增加到 19km/h,每辆车可载18人(图2-12)。不久,该车便在英国中部地区开始了正 式营业,成为良好的陆上公共交通工具。
进入20世纪,大量的油田被发现,在性 能、价格等方面都难以与燃油汽车竞争而逐 步被燃油汽车所取代。1919年美国电动汽车 的产量达到5000辆的最高峰,但同年燃油汽 车的产量却是160万辆,到1920年以后,在 美国公路上已看不到电动汽车了。
图2-16 20世纪初的电动汽车
2.1.5 内燃机
1.内燃机的先驱 由于用蒸汽机和电动机作为汽车的动力存在着许多不足,
图2-2 古代的两轮车
图2-3 农用牛车
在三国时期,诸葛亮为了北伐曹魏, 亲率大军出祁山而北上。为了便于在崎岖 的山路上运送粮草.,他创造了“木牛流 马”。有一位叫马钧的大技师发明了指南 车(图2-4)。
中国是最先发明记录里程仪器的国 家,在公元3世纪时,就发明了记里鼓车 (图2-5)。记里鼓车每行驶500 m,车上 的小木人就击鼓一次,每行驶5000m,另 一小
这样,到19世纪80年 代,通过了近一百年的 努力,小型内燃机终于 在技术上取得了突破, 已经可以实用化了。内 燃机的发明与完善为内 燃机汽车的发明提供了 动力来源。
第2章
汽车的发展史
本章将介绍汽车发展的历程,从 原始的人力车到本茨发明了第一辆轮 汽车,再发展到现代的先进的内燃机 汽车。经历了上百年的时间,也展示 了人类的聪明才智。
2.1 汽车的诞生
2.1.1 汽车孕育的过程
1.车轮和古代的车 在原始社会里,人们将圆木置于重物
的下面,然后拖着走。重物即可由一个地 方移到另一个地方,这被称作为早期的木 轮运输。后来人们发现用直径大的木轮运 输速度较快,于是木轮的直径越来越大, 逐渐演变为带轴的轮子,这便形成了最早 的车轮雏形(见图2-1)。
图2Байду номын сангаас7 滑轮车
1600年,荷兰人 西蒙·斯蒂芬发明了双 桅风帆车(图2-8), 他为一艘双桅风帆装 上了车轴和车轮,在 风力的驱动下,该车 达到34km/h的行驶车 速。可是,由于这种 车在逆风和无风时都 无法行驶,因此没有 使用价值。
图2-8 双桅风帆车
图2-9 汉斯·赫丘发明的发 条车
约17世纪中期。一名叫汉斯·赫丘 的人制造了一台发条式的车(图2-9)。 但是这台发条车的速度仅为1.5 km/h, 而且每前进230 m,就必须把钢制发条 卷紧一次,因此也没有太大的使用价 值。
第一个公开出售蒸汽汽车
的是英国的铸工李克特。在 1859~1860年间,他制造出三 辆载客蒸汽汽车,其中一辆卖
给了卡士尼斯伯爵,并由他行 驶了具有纪念意义的234 km的 行程。李克特当时为了达到宣 传的目的,竟以每辆200英镑 的低价卖了这3辆车。
1870年,英国的约翰·尤尔 制造出世界上最早的蒸汽货车 (图2-14),车长7. 8m,装有 250r/min的双缸蒸汽机,载货 时速度为1.2km/h。
1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidson)在马车的基础上制成了第一辆具有实 用价值的、用蓄电池驱动的电动汽车。1881年, 法国巴黎出现了第一辆蓄电池三轮车。
1898年,美国人冉尼和杰纳齐驾驶电动汽 车,在法国举行的爬山竞赛中击败了参赛的所有 蒸汽汽车和内燃机汽车,引起了世界汽车界对电 动汽车的关注。在1899年的汽车大赛中,蓄电 池汽车还创造了时速106km/h的世界汽车车速记 录(图2-15)。
2.奥托内燃机 奥托(Otto, Nikolaus August
1832.6.10~1891.1.26,图2-17)是德国工程 师。
1861年,他制成了第一台煤气内燃机。3年 后与兰根合作研制成改进发动机,并于1866 年奥托研制出具有划时代意义的立式活塞式 四冲程奥托内燃机,转速达到80~100r/min。 翌年,此物荣获巴黎博览会金质奖章。
图2-1 早期的车轮
中国有关车辆的最早史料 记载,是在公元前2000多年夏朝 初期的大禹时代。有记载称早在 公元前1600年的商代,我国的车 工技术已达到相当高的水平,能
制造出相当高级的两轮车(见图 2-2),采用辐条做车轮,外形 结构精致、华美,做工也十分复 杂。公元前1100年左右,出现了 农用牛车(见图2-3)。
图2-20 戴姆勒研制的卧式发动机
他们减小发动机质量,终于制成了世界上 第一台轻便小巧的化油器式、电点火的小型 汽油机,转速达到了当时创纪录的750r/min。 这也是世界上第一台立式发动机,取名为 “立钟”。在1885年4月3日取得德国专利 〔图2-21)。
图2-21 戴姆勒研制的立式发动机
戴姆勒立即把这台发 动机装在一辆自行车上, 1885年8月29日、戴姆勒 取得了这辆第一辆摩托 车“骑式双轮车”的德 国专利(图2-22)。
1769年,瓦特与博尔顿合作,发明了 装有冷凝器的蒸汽机。1774年11月,他 俩又合作制造了真正意义的蒸汽机(图 2-10)。蒸汽机的发明推动了机械工业 甚至社会的发展,为汽轮机和内燃机的 发展奠定了基础。
图2-10 瓦特发明的蒸汽机
2.1.2 蒸汽汽车
1.第一辆蒸汽汽车 18世纪, 法国人德·巴佩恩发明了蒸汽锅炉之后, 出现了原始
1886年,英国的 一位机械工程师斯塔 利,为自行车装上了 前叉和车闸,前后轮 的大小相同,并用钢 管制成了菱形车架, 还首次使用了橡胶的 车轮。斯塔利还为自 行车的大量生产和推 广应用开辟了宽阔的 前景,因此他被后人 称为“自行车之父”。
2.1.4 电动汽车的发明
电动汽车是以电为主体的第二次科技革命 的产物,它是蒸汽汽车与内燃机汽车两个时代交 替时出现的。早在1830年就有人研究电动汽车。 大约到1860年前后,铅蓄电池的商品化,为开 发电动汽车创造了有利条件。
木人就击鼓一次。
图2-5 记里鼓车
图2-4 指南车
指南车和记里鼓车都是利用齿轮传动原理进行工作的。900多 年前的宋代,有位进士名叫燕肃,是一位机械工匠,宋仁宗天圣五 年(公元1027年),燕肃启奏皇帝,详细说明了制造指南车和记里 鼓车的方法,经允许,他重新制造了中国古代文明的指南车和记里 鼓车。
1876年奥托制成第一台四冲程内燃机,这 是第一台可以替代蒸汽机的实用内燃机。奥 托内燃机(图2-18)结构小巧紧凑,性能稳 定可靠,转速为250转/分,奥托内燃机诞生 以后,在17年中共制造、销售出5万多台。
图2-17 尼古拉斯·奥托 图2-18 奥托的内燃机
奥托还提出了内燃机的工作原理,即“奥托循 环”。、可燃气体先在汽缸中压缩,在点燃压缩可燃 气体时产生较强的爆发力,提高了内燃机的热效率和 输出功率。同时,他利用活塞的四个冲程,把进气、 压缩、作功及排气融为一体,使内燃机的结构紧凑和 简化,从而推动了小型内燃机的实用化。奥托创建的 内燃机工作原理,一直在现代汽车发动机上沿用至今。
图2-14 最早的蒸汽货车
1875年,法国人列昂·塞尔波利发明了箱管式 锅炉,通过向在红热状态下的弯曲钢管供水,使之 很快形成过热蒸汽。这种锅炉的体积较小,而且也 没有锅炉爆炸的危险。用这种锅炉改进蒸汽汽车, 具有良好的效果,1902年,列昂·塞尔波利利用这 种锅炉制造的赛车,已经达到了当时世界上的最高 车速。
到20世纪,随着内燃机汽车、电动汽车的大量 涌现和性能的不断提高,蒸汽汽车开始退出历史舞 台。
1916年,英国肯特郡肖特兰市的皮尔逊一考克 斯股份有限公司,生产的最后一辆双座、11 kW的 蒸汽汽车驶出厂门,结束了蒸汽汽车时代。
2.1.3 自行车
1790年,法国人西夫拉克发明了前后轮不一样的木制两轮自行车,转弯要下 车才能调整方向,这为自行车的发展奠定了基础。
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