马车汽车发展史

现代汽车概论主讲人：吴跃成第6章汽车发展简史6.1汽车发明期6.1.1从马车到机动车6.1.2内燃机汽车的诞生6.2汽车发展期6.2.1结构发展期6.2.2性能发展期6.2.3外型发展期6.2.4安全、节能与环保发展期6.3未来汽车展望6.1汽车发明期汽车是车辆的一种。车辆是人类进行陆上运输的工具。车辆的主要特征是具有轮和轴，在轮轴之上支承着车架或车厢，用以乘坐或放置货物。用车辆运输，变滑动为滚动，大大节省了驱动力。在车辆发展的漫漫长河中，驱动车辆行驶的动力主要是人力或畜力。汽车发明期6.1.1从马车到机动车中华民族是最早应用车辆的民族之一。据传说，在五千多年前，我们的祖先黄帝就制造了车辆。黄帝又叫“轩辕黄帝”。“轩”在古代是一种带帷幕的车，“辕”则是车的纵梁。还有传说，黄帝在打败蚩尤的战争中也使用了战车。黄帝时代所使用的车辆是什么样子，技术上达到什么水平，史料上都没有记载，已无法考证。汽车发明期6.1.1从马车到机动车春秋战国时期，我国的车辆制造技术已达到了较高的水平、车辆被广泛用于战争，战车的多寡常是衡量诸侯军力的重要指标。孔子周游列国所乘坐的车辆能行程万里，说明车的可靠性也比较好。汽车发明期6.1.1从马车到机动车秦朝时，车辆技术得到进一步发展。秦始皇在统一文字与货币的同时也统一了车的宽度（轮距6尺）。这大概是世界上最早的车辆标准法规。陕西秦兵马桶坑出土的铜马车，其豪华和精致，可以说是我国古代车辆的杰出代表。在2000多年的封建社会中，车辆除了用来运输人员和货物外，还被广泛用作特殊用途而制成“专用车”。如利用巨大惯性撞击城门的撞车，阻止军队进攻的滑车，装上云梯的攻城车，装上指南针的指南车，等等。汽车发明期6.1.1从马车到机动车车辆技术和制造业的发展，促进了我国各地域之间与外国的商业和文化交流。繁荣的丝绸之路把中国的文化与科学技术用车辆传递到中亚和欧洲，同时也把中国领先的车辆技术传到遥远的异国。汽车发明期6.1.1从马车到机动车中世纪的欧洲，经过文艺复兴时期，思想开始解放，文化和科技开始繁荣，车辆技术也逐渐超过了中国。17—19世纪，欧洲大陆到处行驶着各式各样的马车。有两轮的、有四轮的；有带顶篷的，有敞篷的；有乘坐1—2人的，也有能乘坐20多人的；还有双层的。与中国的马车相比，欧洲马车的车体更轻巧，转向更轻便，还有的装上了钢板弹簧和制动器。有的马车装饰得非常豪华，用来显示其高贵的身份。汽车发明期6.1.1从马车到机动车汽车发明期6.1.1从马车到机动车不管欧洲的车辆如何豪华，其动力源都是马匹。因此，车的速度受到了限制，养马是马车拥有者必不可少的劳动。从马车诞生起，幻想着不用马而能自动行驶的“马车”，就成了人类的梦想。13世纪，荷兰人曾模仿帆船给车辆装上“车帆”，用风作动力驱动车辆。由于风的不确定性，车辆行驶的复杂性，以及当时机械制造业的不发达，荷兰人失败了。汽车发明期6.1.1从马车到机动车把“马车不用马”的梦想变成现实归功于瓦特发明了蒸汽机。詹姆斯·瓦特（JamesWatt）在1765年发明蒸汽机。1769年法国工程师尼古拉斯·古诺（NikolesJosephCugnot）把蒸汽机装到了一辆马车上，实现了没有马拉的马车。汽车发明期6.1.1从马车到机动车图6－2古诺的蒸汽汽车的模型汽车发明期6.1.1从马车到机动车古诺的蒸汽车在车的前部安装了一个直径达1.3m的锅炉，锅炉后面有两个50L的气缸，锅炉产生蒸汽送入气缸，推动活塞上下运动，再用曲柄连杆机构驱动前轮行驶。这辆车总长达7.3m，非常笨重，操纵起来十分费力，在试车时就撞到了墙上（被认为是世界上第一起机动车事故）。尽管这辆车的性能还不如马车，但毕竟是世界上第一辆由动力机械（热力发动机）驱动的车辆，实现了不用马拉车的梦想。这辆车是否应该叫汽车，汽车界没有定论。汽车发明期6.1.1从马车到机动车在古诺之后，欧洲大地上掀起了研制蒸汽汽车的热潮。蒸汽汽车的技术水平迅速提高，到19世纪初已达到实用阶段。英国、法国、德国都开始用蒸汽汽车进行运输，并逐渐繁荣起来。到19世纪中叶，出现蒸汽汽车与马车并驾齐驱的局面。由于蒸汽汽车马力大，运量多，逐渐占了上风。当时的中国正处于鸦片战争和太平天国运动时期，生产力处于下降阶段，在车辆技术方面没有任何进展。汽车发明期6.1.1从马车到机动车汽车发明期6.1.1从马车到机动车由于当时的道路基本上都是土路或碎石路，蒸汽车的车轮也与马车一样是由木头或铁木混合制成的，车轮很窄，对路面的压力较大，常把不很平坦的路面压出一条条的车辙。加之当时道路行驶法规也极不完善，因此，操纵失控而导致的事故时有发生，甚至不断有锅炉爆炸伤人的严重事故。蒸汽车的振动、噪音和放出的蒸汽又经常惊了马车的马匹，引起马车的交通事故。汽车发明期6.1.1从马车到机动车1865年，英国颁布了世界上第一部机动车安全法规——红旗法。红旗法规定，蒸汽车的行驶速度不能超过6.5km／h，行驶中遇到马车应有人在前面手执红旗开路，警告马车和行人避让，在繁华街区遇到马车应停车避让。红旗法限制了蒸汽车的发展，使蒸汽车这一尚不完善的新生事物受到严重挫折。时至今日，一些汽车史学家认为，英国的汽车工业不及法、德、美，与当年的红旗法不无关系。汽车发明期6.1.1从马车到机动车图６－４英国红旗法规定，汽车行驶时必须有一个人在车前举者红旗开路汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生用蒸汽机驱动的汽车，锅炉是必备的重要设备，庞大而笨重的锅炉及其所需的固体燃料占据了蒸汽车的大部分空间。操纵蒸汽车至少要两个人（其中一人专门负责烧锅炉）。而且两个人需要配合得很好。此外，蒸汽机的振动，噪音及放出的蒸汽对车上车下的环境都产生影响。因此，用新的动力装置代替蒸汽机是早期汽车发明家的重要任务之一。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生1860年，法国工程师列诺尔（Lenoir）根据英国人斯垂特（Street）的混合气理论和法国人莱本（Lebon）的煤气机工作原理，制成了能用来驱动车辆的实用煤气机，获得了专利，并开始试生产。列诺尔的煤气机是由电火花点燃空气与煤气的混合气，使之燃烧作功的二冲程动力机。在列诺尔的煤气机中成功地使用了活塞、气缸和曲柄连杆机构。但由于没有压缩过程，进气量少，散热量多，热效率极低（只有3％～4％）。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生与蒸汽机相比，列诺尔煤气机的燃料是在机器内部（气缸里）燃烧，因此叫内燃机。列诺尔曾于1863年成功地将他的煤气内燃机装到三轮车上，创造了连续行驶18km的记录。可惜的是列诺尔从此放弃了对煤气机及煤气汽车的研究，再也没有取得任何成就。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生1866年，德国工程师尼古拉斯·奥托（NikolasAugustOtto）在研究煤气机时，认识到了压缩行程的重要性，提出了四冲程内燃机工作循环理论（称为奥托循环理论），并据此理论发明了四冲程内燃机。奥托的内燃机压缩比为2.5，热效率提高到12％～14％。并于1877年申请了专利。奥托的理论和实践奠定了现代内燃机的基础。从此，人们的注意力转向了四冲程内燃机的研制。奥托被誉为现代内燃机的鼻祖。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生奥托的伟大贡献在于为汽车提供了具有广阔前途的新的动力机——四冲程内燃机。奥托循环理论至今仍是《热力学》和《内燃机原理》课程中的重要内容。1884年，法国人戴波第维尔用奥托的循环理论制造了一台使用液体燃料的四冲程内燃机。这台内燃机具备了现代内燃机的雏形。它具有如下新结构：活塞上装上了活塞环，压缩比更高；用水预热的化油器；机械操纵的顶置进、排气阀；排气管上有控制转速的阀门（节气门的雏形）；用点火线圈把电压提高后再点火。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生戴波第维尔把他的发动机装在一辆四轮车上，还申请了专利，并获得批准。在其专利文献中有非常清楚的记载。非常遗憾，戴氏的发动机和汽车没有任何试验记录或报道。虽然他申请专利的汽车是一个非常完善的发明（基本解决了发动机的最重要问题），但为了谋生（可能是缺少资金，因为戴氏当时在一个纺织厂打工），他放弃了在汽车方面的试验与研究，把他的发动机从四轮车上卸下来用到纺织厂去了。后来戴波第维尔成了一名工业发动机制造商，与汽车界再也没有联系了。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生据此，法国人以及历届法国政府都认定汽车的发明是在法国，并企图说服全世界承认。理由是，不管是1769年古诺的蒸汽汽车，还是1884年戴波第维尔的内燃机汽车都是在法国诞生的。1984年，法国人早于全世界两年庆祝了汽车诞生一百周年。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生1886年，德国人卡尔·奔驰（KarlBenz，1844年～1929年，过去曾译为本茨）将他在1885年制造的装有单缸内燃机的三轮车申请了发明专利，1886年11月获得批准。这辆车的发动机为单缸，排量为0.785mL，功率为0.6kw，使用液体燃料（汽油），布置在汽车后部。汽车的最高速度为15km/h，汽车上使用了半轴和差速器，转弯操纵非常灵活。但毕竟结构还不完善，发动机功率太小，行驶速度慢，爬坡能力差。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生由于是在手工作坊中加工出来的，精度较差，行驶中总出故障，因而遭到一些人的嘲笑。卡尔·奔驰的妻子贝尔塔（Bertha）是丈夫事业的热心支持者。为了消除人们对丈夫发明的新生事物的怀疑，她瞒着丈夫，带领两个儿子进行了一次长达140km的长途行驶。他们在1888年的夏天，天不亮就出发了，遇到道路较差和坡度较大的地方，两个儿子就下来推车，每次出现的故障贝尔塔都能迅速排除。经过一天的艰苦跋涉，终于在天黑前到达目的地，总行程140km。如此长的距离在当时的德国和欧洲引起轰动，一些流言蜚语不攻自破。贝尔塔作为第一位驾驶汽车的女性而载入世界汽车史册。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生同在1886年，另一位德国人戈特里布·戴姆勒（GottliebDaimler）在好友威廉·迈巴赫（WilhelmMagbath）的帮助下制造了一辆四轮汽车。这辆车也是在马车的基础上改装的，所用的发动机为0.8kw的汽油机。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生奔驰与戴姆勒互不相识，他们的居住地相距一百多公里，却在同一年里分别制成了第一辆以汽油为燃料的三轮和四轮汽车。此后，他们分别发展了自己的汽车公司，将自己的发明产业化，都取得了巨大成功。1926年，这两家公司合并成“戴姆勒——奔驰”汽车公司。由这个公司生产的汽车成为享誉全世界的著名品牌。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生戴姆勒和奔驰的发明及其所创建的公司给世界汽车产业带来了巨大影响。德国及世界上大多数国家都认为，汽车是于1886年在德国诞生的。虽然在此之前已有人发明了汽车，但由于没有产业化，其影响和在汽车史上的地位无法与戴姆勒和奔驰相比。因此，世界上绝大多数国家把汽车的诞生年定为1886年。汽车发明期6.1.2内燃机汽车的诞生到目前为止，法、德两国依然为汽车的发明国争论不止。事实上，像汽车这样由数万个零部件构成的复杂机器，绝不仅仅是一两个发明人的功劳，甚至不是一两个国家的功劳，而是成千上万人创造性劳动的结果。所谓的发明人只不过是在前人的基础上做出了更大的贡献而已。从中国古代的车辆，到欧洲中世纪的马车，再到现代的汽车，是一步一步的“进化’过来的。汽车的诞生与发展是人类文明进步史中的重大事件，是人类科学技术的进步和工业发展的必然结果，是人类集体智慧的结晶。6.2汽车的发展期汽车诞生以后，不断地完善着结构、功能和性能。在一百多年的发展进程中，大致分为如下四个时期：结构发展期间（19世纪末）；性能发展期（20世纪初～40年代）；外形发展期间（世纪40年代～70年代）；安全、节能、环保发展期（20世纪70年代以后）。汽车发展期6.2.1结构发展期这一时期是从1886年到20世纪初。汽车刚诞生时，仅仅具备了汽车最基本的功能——