汽车发展史摘要

一、蒸汽汽车的诞生 人类对自然界的认识是逐渐加深的。从最初的利用人力、畜力到后来使用水力、风力。 在 1705 年，纽科门首次发明了不依靠人和动物来做功而是靠机械做功的实用化蒸汽机。这 种蒸汽机用于驱动机械， 便产生了划时代的第一次工业革命， 随着蒸汽驱动的机械汽车的诞 生，人类社会开始了永无休止的汽车发展的历史。 1、有真正意义的第一台蒸汽机 机械动力装置发展的最初目标并非用于车辆，而是为了给矿井抽水。随着矿井越挖越 深，地下水成了矿井和矿工的大敌。 为了开掘矿道和保证安全，必须尽快抽掉地下水。 1712 年，英国人托马斯·纽科门发明了蒸汽机， 用来驱动一台抽水机将矿井中的水抽出。 被称为 纽科门蒸汽机。纽科门蒸汽机将蒸汽引入气缸， 然后向气缸中喷水冷却， 冷却后的气缸内压 下降，气缸里的活塞在大气压力的推动下向上运动， 带动抽水泵抽水。活塞每 min 只能运动 10 次，但已经极大地提高了抽水的效率。 1757 年，木匠出身的技工詹姆斯·瓦特被英国格拉斯戈大学聘为实验室技师，有机会 接触纽科门蒸汽机，并对纽科门的蒸汽机产生了兴趣。1763 年，他在修理蒸汽机模型中发 现，纽科门蒸汽机只利用了气压差，没有利用蒸汽的张力，因此热效率低，燃料消耗大，他 下决心对纽科门蒸汽机进行改进。首先，他认为将汽缸里的蒸汽送到另一个容器中去冷却， 既可以获得能做功的真空，又使气缸中的温度下降不多， 可大大提高热效率。另外，为防止 空气冷却气缸，必须使用空气的张力作为动力。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1）。蒸汽机曾 推动了机械工业甚至社会的发展，并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。 图 1 瓦特发明的蒸汽机 2、蒸汽汽车的诞生 1769 年，法国人N·J·居纽制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车（图2、图3）。 这辆汽车被命名为“卡布奥雷”，车长 7.32m ，车高 2.2m ，车架上放置着一个像梨一样 的大锅炉，前轮直径 1.28 米 ，后轮直径 1.50 米 ，前进时靠前轮控制方向，每前进12～ 15min 需停车加热 15min， 运行速度 3.5～ 3.9km/h 。 后来在试车途中撞到石头墙上损坏了。 尽管居纽的这项发明失败了，但却是古代交通运输 （以人、畜或帆为动力）与近代交通运输 （动力机械驱动）的分水岭，具有划时代的意义。 图 2 法国人居纽研制的蒸汽汽车 1786 年，美国人约翰·菲奇发明了蒸汽动力船。 到 1804 年，脱威迪克又设计并制造了一辆蒸汽汽车，这辆汽车还拉着10T 重的货物在 铁路上行使了 15.7km 。 1808 年，英国人理查德·特拉唯西克发明了铁路蒸汽机车。 1825 年， 英国人哥而斯瓦底·嘉内制造了一辆蒸汽公共汽车 （图 3） ， 18 座， 车速为 19km /h ，开始了世界上最早的公共汽车运营。 1831 年，美国的史沃奇·古勒将一台蒸汽汽车投入运输，相距 15km 格斯特和切罗腾 哈姆之间便出现了有规律的运输服务。 图 3 嘉内研制的蒸汽公共汽车 1834 年，世界上最早的公共汽车运输公司——苏格兰蒸汽汽车运输公司成立了。当时 英国爱丁堡市内营运的蒸汽汽车前面坐着驾驶员，中部可容纳20～30 名乘客，锅炉位与后 部配一名司炉员，蒸汽机气缸位于后轴的前方地板下，以驱动后轮前进。然而，这些车少则 3～4T，多则 10T，体积大，速度慢，常常撞坏未经铺设的路面，引起各种事故。 1865 年，英国颁布了世界上最早的机动车法规，即所谓“红旗法规”。规定汽车最高 车速不得超过 6.4km /h ，行车时必须有专人挥动红旗，以警示路上的行人和马车。具有讽 刺意义的是， 由于这条法规的实施， 使得英国在制造汽车的起步上大大落后于其他工业国家。 1883 年，法国人发明了蒸汽动力飞艇。 3、实用内燃机的发明 内燃机的发明是从往复活塞式开始的。这种内燃机的工作原理是：吸入空气和燃料， 压缩并点燃混合气，燃料作功，排出燃烧后生成的废气。 这些是按照一定的行程顺序连续进 行的。 1794 年， 英国人斯垂特首次提出了把燃料和空气混合形成可燃混合气以供燃烧的设想。 1801 年，法国人勒本提出了煤气机的原理。 1824 年，法国热力工程师萨迪·卡诺在《关于火力动力及其发生的内燃机考察》一书 中，揭示了“卡诺循环”的学说。 1860 年，艾提力·雷骆制造了内燃机。 1861 年，法国铁路工程师罗夏发表了进气、压缩、作功、排气等容燃烧的四冲程发动 机理论。这一理论后来成为内燃机发展的基础。他于 1862 年 1 月 16 日 被法国当局授予了 专利，但因罗夏拖欠专利费，使其专利失败。 1866 年，德国工程师尼古拉斯·奥托偶然在报纸上看到一篇关于勒诺瓦赫内燃机的报 道，下决心对其内燃机进行改进， 并研究了罗夏的四冲程内燃机的论文， 成功地试制出动力 史上有划时代意义的立式四冲程内燃机。1876 年，又试制出第一台实用的活塞式四冲程煤 气内燃机。这台单缸卧式功率为 2.9kw 的煤气机，压缩比为 2.5，转速为 250r/min。这台内 燃机被称为奥托内燃机而闻名于世（图4）。奥托于 1877 年 8 月 4 日 获得专利。后来，人 们一直将四冲程循环称为奥托循环。 奥托以内燃机奠基人载入史册， 其发明为汽车的发明奠 定了基础。 图 4 奥托的内燃机 4、第一台柴油机的诞生 本茨和戴姆勒发明的都是汽油机。当时的人们在尝试用汽油作为燃料的同时，也尝试 用其他燃油作为燃料。 1897 年， 德国人鲁道夫·狄塞尔 （1858～1913） 成功地试制出了第一台柴油机 （图 5） 。 柴油机从设想变为现实经历了20 年的时间，狄塞尔柴油机是冒着生命危险在一片指责声中 试制出的。 狄塞尔虽然未能活到柴油机用于汽车的那一天， 但他亲眼看到自己的发明用于造 船业，以绝对优势取代了蒸汽机。鲁道夫·狄塞尔于 1858 年 3 月 18 日生于巴黎。由于父 亲是德国移民而遭到法国当局的驱逐，家中生活相当窘迫。12 岁时，他又回到法国，毕业 后即进入了当地技校学习。两年后又获国家奖学金的优等生资格被当时德国最有名的学府 ——慕尼黑高等技术学校录取。 读书期间，狄塞尔萌发了研制新型经济型发动机的念头。 毕 业后，当了一名冷藏师。 图 5 鲁道夫·狄塞尔和他发明的第一台柴油机 为了研制经济型发动机，狄塞尔利用业余时间在一些作坊式的小工厂里以自己的设备 开始实验，一次氨气实验时，发生爆炸，险些丧命。 1892 年，狄塞尔经过多年潜心研究，提出了压燃式柴油机的理论。 1893 年，制造出第一辆试验样机。 通过试验，狄塞尔决定对 1892 年所获得的专利作若 干改动，其中重大之一是不用煤粉作燃料。 1894 年 2 月 7 日 ，第二台试验样机运转了1min，转了 88 圈。 狄塞尔在日记中写到：第一台不工作，第二台工作不好，第三台会工作好的。 狄塞尔的柴油机诞生于 1897 年。柴油机的出现不仅为柴油找到了用武之地， 而且它比 汽油省油、 动力大、 污染小。 可惜的是， 这位对柴油机做出重大贡献的狄塞尔于1929 年 9 月