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汽車是如何發明的

汽車 更新时间:2024-08-17 20:10:27
汽車,一個日常代步工具,從被發明出來就備受人類的喜愛。由于人類的喜愛,才有了更新換代的汽車産品,從原來最簡單的四個輪子家座椅到後來的越來越高級,人類不斷對汽車進行改良,使汽車變得越來越舒适價格自然也水漲船高,不過,價格隻是衡量一個物品的價值,這無需多說,那麼今天就來說說汽車的發展之路。

裝備輕便動力、自行推進的輪式道路車輛汽車,在發明之初并非是這個樣子的,汽車的發展也有一個漫長的過程。經100多年來的不斷改進、創新,凝聚了人類的智慧和匠心,并得益于石油、鋼鐵、鋁、化工、塑料、機械設備、電力、道路網、電子技術與金融等多種行業的支撐,帶動了它們的發展,成為今日這樣具有多種型式、不同規格,廣泛用于社會經濟生活多種領域的交通運輸工具。自1970年以來,全球汽車數量幾乎每隔15年翻一番,2013年全球汽車産量8738萬輛,據預測至2014年世界範圍汽車保有量将達12億輛。

有真正意義的第一台蒸汽機

712年,英國人托馬斯·紐科門發明了不依靠人和動物來做功而是靠機械做功的蒸汽機,被稱為紐科門蒸汽機。

1757年,木匠出身的技工詹姆斯·瓦特被英國格拉斯戈大學聘為實驗室技師,有機會接觸紐科門蒸汽機,并對紐科門的蒸汽機産生了興趣。1769年,瓦特與博爾頓合作,發明了裝有冷凝器的蒸汽機。1774年11月,他倆又合作制造了真正意義的蒸汽機。蒸汽機曾推動了機械工業甚至社會的發展,并為汽輪機和内燃機的發展奠定了基礎。

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詹姆斯·瓦特

蒸汽汽車的誕生

1769年,法國人NJ居紐制造了世界上第一輛蒸汽驅動的三輪汽車。這輛汽車被命名為卡布奧雷,車長 7.32m ,車高 2.2m ,車架上放置着一個像梨一樣的大鍋爐,前輪直徑 1.28米 ,後輪直徑 1.50米 ,前進時靠前輪控制方向,每前進12~15min需停車加熱15min,運行速度3.5~ 3.9km/h 。1771年造出第二部車,沒有真正跑過,現置于法國巴黎國家藝術館展出。盡管居紐的這項發明失敗了,但卻是古代交通運輸(以人、畜或帆為動力)與近代交通運輸(動力機械驅動)的分水嶺,具有劃時代的意義。

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居紐

到1804年,脫威迪克又設計并制造了一輛蒸汽汽車,這輛汽車還拉着10T重的貨物在鐵路上行使了 15.7km 。

1825年,英國人斯瓦底·嘉内制造了一輛蒸汽公共汽車,18座,車速為 19km/h ,開始了世界上最早的公共汽車運營。

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斯瓦特嘉内制造的蒸汽汽車

.1831年,美國的史沃奇·古勒将一台蒸汽汽車投入運輸,相距15km 格斯特和切羅騰哈姆之間便出現了有規律的運輸服務。

後來,蒸氣機發展成為鐵道車輛和船舶使用的外燃動力源,人們在為汽車尋找功率體積比、功率重量比高的輕便動力裝置。

實用内燃機的發明

1794年,英國人斯垂特首次提出了把燃料和空氣混合形成可燃混合氣以供燃燒的設想。

1801年,法國人勒本提出了煤氣機的原理。

1824年,法國熱力工程師薩迪·卡諾在《關于火力動力及其發生的内燃機考察》一書中,揭示了“卡諾循環”的學說。

1859年,法國的勒努瓦用煤氣和空氣混合氣取代往複式蒸氣機的蒸氣,通過電火花點火爆發燃燒,制成二沖程煤氣内燃機,法國和英國都制造了一小批。

1861年,法國的德·羅夏提出了進氣、壓縮、作功、排氣等容燃燒的四沖程内燃機工作循環方式,于1862年1月16日被法國當局授予了專利。

1866年,德國工程師尼古拉斯·奧托成功地試制出動力史上有劃時代意義的立式四沖程内燃機。1876年,又試制出第一台實用的活塞式四沖程煤氣内燃機。這台單缸卧式功率為2.9kw的煤氣機,壓縮比為2.5,轉速為250r/min。這台内燃機被稱為奧托内燃機而聞名于世。奧托于 1877年8月4日獲得專利。後來,人們一直将四沖程循環稱為奧托循環。奧托以内燃機奠基人載入史冊,其發明為汽車的發明奠定了基礎。

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奧托内燃機

曾和奧托共過事的德國人G.戴姆勒發明了燃燒煉制燈用煤油副産品的汽油蒸氣内燃機,1883年取得專利,其于1885年把這種内燃機裝在了木制自行車上,翌年又裝到了四輪馬車上。同年,德國的本茨把汽油内燃機裝上了三輪車,這些自行推進的車輛,被後人稱做是汽車和摩托車的初始。

第一台柴油機的誕生

本茨和戴姆勒發明的都是汽油機,當時的人們在嘗試用汽油作為燃料的同時,也嘗試用其他燃油作為燃料。

1897年,德國人魯道夫·狄塞爾(1858~1913)成功地試制出了第一台柴油機,柴油機從設想變為現實經曆了20年的時間。柴油機是動力工程方面的又一項偉大的發明,它的出現不僅為柴油找到了用武之地,而且它比汽油省油、動力大、污染小,是汽車又一顆良好的“心髒”。魯道夫·狄塞爾的發明改變了整個世界,人們為了紀念他,就把柴油機稱做狄塞爾柴油機第一輛内燃機汽車的誕生

世界上第一輛汽車是由德國人卡爾·本茨(1844~1929)于1885年10月研制成功的,一舉奠定了汽車設計基調,即使現在的汽車也跳不出這個框框。他于1886年1月29日向德國專利局申請汽車發明的專利,同年的11月2日專利局正式批準發布。因此,1886年1月29日被公認為是世界汽車的誕生日,本茨的專利證書也成為了世界上第一張汽車專利證書。

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卡爾本茨的專利證書

其實,在本茨之前還有一些人在研制汽車發動機和汽車,法國報刊早在1863年就報道過雷諾發明的汽車,車速不到 8km /h ,但是它還是從巴黎到喬維裡波達來回跑了18km 。1884年,法國人戴波梯維爾運用内燃機作為動力源,制造了一輛裝有單缸内燃機的三輪汽車和一輛裝有兩缸内燃機的四輪汽車。

早在第一輛汽車發明之前,與它相關的許多發明就已經出現了,如鉛酸蓄電池、内燃機點火裝置、硬橡膠實心輪胎、彈簧懸架等,所以汽車是許多發明或技術的綜合運用。

車型種類和技術的發展時期

1914年第一次世界大戰爆發,先是出現裝甲車用于作戰,又動員民用汽車運送兵員和補給品,連巴黎的出租車都參加了急送兵員的行列。戰争使各國參謀部領悟到汽車對實現軍隊機動化是不可或缺的,戰争推進了汽車,尤其是載貨汽車發展,使汽車類型逐漸完善,趨于多樣化,同時各種汽車新技術也是層出不窮。

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20世紀20年代,美國杜森伯格、皮爾斯-箭、帕卡德、林肯、施圖茲和凱迪拉克等公司按顧客意願設計車身,服務于經濟富裕買主;歐洲豪華型轎車制造公司勞斯萊斯、蘇依莎、佛雷曲尼競相設計高雅車型,如英國賓利、法國布加蒂、意大利阿爾法·羅密歐等供富人享用,還有專為賽車手推出的車型。1922年英國推出奧斯汀7挑戰福特T型車。

1922年美國哈得遜公司率先出售封閉式廂型轎車,這種型式車身很受歡迎,1923年在美國市場占有率超過傳統的敞篷式轎車,到1929年在美國市場占有率高達90%。

20年代轎車車身不斷加長,還出現了新型大客車。1921年美國加州奧克蘭法喬爾安全汽車公司造出第一輛真正意義的大客車。這種車具有低車架,大輪距、軸距更長,輪胎胎面寬、發動機前置。4年後該公司又造出一輛整體式構架、車頂、側壁和地闆均為承載構件的全承載式車身和底盤完整結合的大客車,發動機置于地闆下,空出了車廂内部空間,駕駛室在車輛最前方,便于駕駛且有利于行車安全。

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封閉式廂型轎車

随着汽車車身結構的演變,在汽車使用材料方面主要開發出薄鋼闆軋制新技術。1923~1929年美國約新建650座新工藝薄闆軋制廠,為汽車工業供應的薄鋼闆和一戰前比,闆厚僅為其數分之一,幅寬增大數十個百分點,闆長由不足2.5米延伸到百米以上,這使車身、車前闆和保險杠等薄鋼闆件得以從一張薄鋼闆下料。其次,平闆玻璃連續處理技術,讓汽車用上了安全玻璃。還有,汽車塗裝的快速幹燥技術,以及汽車燃油煉制方面開發出高辛烷值汽油煉制工藝,為提高發動機設計水平提供了有力支撐。

在汽車結構方面的技術創新還有:1920年杜森伯格公司在四個車輪上全部采用液壓制動器。在此之前,僅後輪裝制動器便可滿足當時稀疏交通和低速行車的需要。随着車速提高,四輪液壓制動逐步普及,直到30年代才全部取代拉索連杆式後兩輪制動方式。汽車自動起動已經普及,這項技術是1912年凱迪拉克公司首先采用的。1927年帕卡德公司開始在後驅動橋主傳動采用雙曲線傘齒輪、使得傳動軸、地闆和車身高度降低,整車重心下降,提高了在美國大部分已是鋪裝道路上高速行車的穩定性。低壓輪胎取代了早期汽車使用的多種硬質、高壓胎。除性能要求最簡單的車子,所有汽車都具備了風雨防護結構。

汽車節能、環保和安全

在汽車保有量快速增長的背景下,1960年以後突顯汽車排氣污染環境和交通事故等社會問題,還出現了反汽車論。美國1966年實施汽車排氣污染防止法,1967年實施聯邦汽車安全标準(FMVSS);日本1966年實施汽車排氣标準,1968年實施汽車安全标準。此類标準随時間推移愈益嚴格,實施的國家和區域漸次增多。從此,汽車環保和安全成為引領汽車技術發展的重要課題,推動了如發動機稀薄燃燒、高能點火、尾氣催化轉化等環保技術和ABS、安全氣囊等汽車安全技術的出現與發展。

汽車新技術的推出并不能完全避免汽車使用過程中對環境的污染,所以綠色能源逐漸會是汽車的首選,新能源汽車和電動汽車技術将是一個主要的發展方向。其中,電動汽車在全球範圍内正逐漸被消費者廣泛接受。目前世界範圍内的整個形勢來看,日本是電動汽車技術發展速度最快的少數幾個國家之一,特别是在混合動力汽車的産品發展方面,日本居世界領先地位。目前,世界上能夠批量産銷混合動力汽車的企業,隻有日本的豐田和本田兩家汽車公司。目前汽車産業鍊各個層面都在研發節能技術,通用、福特、大衆、戴姆勒克萊斯勒、豐田、本田等汽車制造商都在積極研制可以利用無線電技術充電的小型電動汽車。

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現代汽車

有人說發明都是“懶人”發明的,這句話仁者見仁,智者見智,角度不同,見解也就不同,不管怎樣我們都應該感謝那些發明汽車的人,是他們将人與人之間的距離拉近了,向那些發明者緻敬,謝謝他們。

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