第一講汽車概論發(fā)明史

1、 車輪是車上最重要的部件，輪轉(zhuǎn)工具的出現(xiàn)和使用是車問世的先決條件。 車的出現(xiàn)，為人類立下了不朽的功勛，結(jié)束了人們無論是狩獵、耕種，還是搬運物品，只能靠手拉肩扛、眾人搬抬的局面，它對人類社會所起的作用是任何其他東西都不能替代的。 最早的車輪大約出現(xiàn)在公元前3100年美索不達米亞（Mesopotamia，古巴比倫的所在地，今敘利亞東部和伊拉克境內(nèi)），沒有人知道制造早期車輪的工匠姓名，也許他們是從陶工那里得到啟發(fā)。如圖1-1所示為考古學家在美索不達米亞挖掘出的有鑲嵌物裝飾的木箱，可以清晰地看到古代雙輪馬拉戰(zhàn)車的木制車輪。 早期的車輪如圖1-2所示。利用車輪滾動而行，減少了車與地面的摩擦，即省人力又可

2、較多地載運重物，還可以長途運輸。 圖圖1-1 1-1 美索不達米亞最早出現(xiàn)的車輪圖美索不達米亞最早出現(xiàn)的車輪圖圖圖1-2 1-2 早期的車輪早期的車輪 1.馬車馬車 公元前1671年，古埃及人發(fā)明了有制動裝置的馬車。 12世紀，古羅馬人發(fā)明了前軸可以轉(zhuǎn)向的四輪馬車。如圖1-3所示為早期的四輪馬車。 13世紀后，四輪馬車的車廂開始采用彈簧懸置結(jié)構(gòu)，并加大了后輪的直徑，使乘坐的舒適性大大提高。 16世紀，歐洲的馬車制造業(yè)己相當發(fā)達，馬車的制造技術(shù)也有了顯著的提高。此后的一千多年時間里，馬車成為世界各國主要的運輸車輛。 由于馬車不僅能拉貨，同時也能用作載人遠行，所以是人類歷史上使用時間最長、最有影響

3、力的陸地交通運輸工具。圖圖1-3 1-3 早期的四輪馬車早期的四輪馬車 2.我國第一輛車我國第一輛車 我國有關(guān)車輛的最早史料記載是在夏朝初期的大禹時代。有一位叫奚仲的“車正”（掌管車輛的官員），他發(fā)明的車由兩個車輪架起車軸，車軸固定在帶轅的車架上，車架附有車廂，用來盛放貨物。這是有記載的中國第一輛車，如圖1-4所示。 圖圖1-4 1-4 奚仲發(fā)明的單轅車奚仲發(fā)明的單轅車 3.戰(zhàn)車戰(zhàn)車 畜力車的發(fā)明為戰(zhàn)車創(chuàng)造了條件，戰(zhàn)車在戰(zhàn)國時期達到鼎盛期。這時的戰(zhàn)車多為雙轅雙輪式，由一匹馬拉動，車上搭乘3位士兵，一位負責駕車，另兩位參加戰(zhàn)斗。在漢朝，大型的馬車已開始采用四輪結(jié)構(gòu)，而拉車的馬最多時可達812匹。

4、如圖1-1所示為4馬戰(zhàn)車。圖圖1-1 1-1 戰(zhàn)國時期的戰(zhàn)國時期的4 4馬戰(zhàn)車馬戰(zhàn)車 4.記里鼓車和指南車記里鼓車和指南車 記里鼓車分上下兩層，上層設(shè)一鐘，下層設(shè)一鼓。記里鼓車上有小木人，頭戴峨冠，身穿錦袍高坐車上。車走十里，木人擊鼓一次，當擊鼓十次，就擊鐘一次。如圖1-6所示為記里鼓車。 指南車是中國古代用于指示方向的一種輪式機械車，又稱為司南車。指南車是三國時期魏國發(fā)明家馬鈞發(fā)明的，它利用差速齒輪的原理設(shè)計而成。車上有一個小木人，無論車子前進、后退或是轉(zhuǎn)彎，木人的手一直指向南方。如圖1-7所示為指南車。圖圖1-6 1-6 記里鼓車記里鼓車圖圖1-7 1-7 為指南車為指南車 1.設(shè)想汽車設(shè)

5、想汽車 我國唐代著名的高僧、天文學家僧一行曾提出設(shè)想：“激銅輪自轉(zhuǎn)之法，加以火蒸汽運，名曰汽車”。 2.滑輪車滑輪車 人坐在車內(nèi)，不停地拉動繩子轉(zhuǎn)動滑輪，即可帶動車輪使車走起來，如圖1-8所示。圖圖1-8 1-8 滑輪車滑輪車 3. 發(fā)條車發(fā)條車 1649年，德國紐約堡的鐘表匠漢斯赫丘根據(jù)達芬奇的設(shè)計圖試制成功了一輛依靠發(fā)條驅(qū)動的四輪車，如圖1-9所示。 4. 雙桅風力帆車雙桅風力帆車 1600年，荷蘭物理學家西蒙斯蒂芬根據(jù)帆船靠風力推行的原理制造出雙桅風力帆車，如圖1-9所示。 圖圖1-9 1-9 發(fā)條車發(fā)條車圖圖1-10 1-10 雙桅風力帆車雙桅風力帆車 按照汽車的定義，只有通過自身攜帶

6、動力驅(qū)動裝置的車才能稱為汽車。因此早期的人力車、畜力車和風力車等都不能算是真正意義上的汽車。最早的汽車應(yīng)該為蒸汽機汽車。 1.薩維利蒸汽抽水機薩維利蒸汽抽水機 1698年，英國工程師托馬斯薩維利（見圖1-11）利用抽氣機原理制造了第一臺用蒸汽作為動力的礦用抽水機（見圖1-12） 。圖圖1-11 1-11 托馬斯托馬斯薩維利薩維利圖圖1-12 1-12 薩維利蒸汽抽水機薩維利蒸汽抽水機 2.紐柯門蒸汽機紐柯門蒸汽機 1712年，英國工程師托馬斯紐柯門（見圖1-13）制成了紐柯門蒸汽機（見圖1-14） 。圖圖1-13 1-13 托馬斯托馬斯紐柯門紐柯門圖圖1-14 1-14 紐柯門蒸汽機紐柯門蒸汽

7、機 3.瓦特改進蒸汽機瓦特改進蒸汽機 18世紀6080年代，詹姆斯瓦特（見圖1-11）在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上研制出真正具有實用價值的蒸汽機。 1769年，瓦特與博爾頓合作，發(fā)明了裝有冷凝器的蒸汽機，如圖1-16所示。 圖圖1-11 1-11 詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特圖圖1-16 1-16 瓦特蒸汽機瓦特蒸汽機 1. 第一輛蒸汽汽車第一輛蒸汽汽車 1668年，比利時傳教士南懷仁在北京成功制造了一輛蒸汽渦輪車。此車并沒有引起清政府的重視，南懷仁的這項發(fā)明沒有得到進一步的發(fā)展。 2.配置蒸汽機的蒸汽汽車的發(fā)明配置蒸汽機的蒸汽汽車的發(fā)明 1769年，法國炮兵大尉尼古拉斯古諾研制成功了第一輛裝用蒸汽機的三輪

8、汽車，如圖1-17所示 。在試車過程中，由于操縱困難，不斷發(fā)生交通事故，曾撞到兵工場的石墻上，引發(fā)世界上第一起機動車車禍，如圖1-18所示。 圖圖1-17 1-17 第一臺蒸汽機汽車第一臺蒸汽機汽車 圖圖1-18 1-18 世界上第一起機動車車禍世界上第一起機動車車禍 3.水陸兩用蒸汽汽車水陸兩用蒸汽汽車 1801年，美國人埃文斯首次制造了裝備蒸汽機的水陸兩用汽車，這項發(fā)明在美國獲得了專利權(quán)，如圖1-19所示 。它也成為現(xiàn)代水陸兩用汽車的先驅(qū)，如圖1-20所示。 圖圖1-19 1-19 埃文斯制造的水陸兩用車埃文斯制造的水陸兩用車 圖圖1-20 1-20 現(xiàn)代水陸兩用汽車現(xiàn)代水陸兩用汽車 4.

9、蒸汽公共汽車蒸汽公共汽車 1821年，英國公爵嘉內(nèi)制成了一輛蒸汽公共汽車，如圖1-21所示。 英國政府制定的機動車道路法案，要求一輛車須有3名駕駛員，手執(zhí)紅旗的車務(wù)員（“紅旗法規(guī)”由此得名）必須走在車前20 m處警告行人注意安全，并負責限制車速，如圖1-22所示。 圖圖1-21 1-21 第一輛蒸汽公共汽車第一輛蒸汽公共汽車 圖圖1-22 1-22 英國政府的英國政府的“紅旗法規(guī)紅旗法規(guī)” 內(nèi)燃機是將燃料在汽缸內(nèi)部燃燒產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為機械能的動力機械。內(nèi)燃機的出現(xiàn)是汽車發(fā)展中的一個嶄新起點，通常所說的汽車都是指裝有內(nèi)燃機的汽車。 1.惠更斯的火藥機惠更斯的火藥機 1673年，荷蘭的物理學家

10、、數(shù)學家、天文學家惠更斯（見圖1-23）發(fā)明了采用火藥在汽缸內(nèi)燃燒進而推動活塞作功的機械，即火藥內(nèi)燃機，如圖1-24所示。 火藥機被認為是內(nèi)燃機的鼻祖。由于火藥危險性大，火藥機沒有能夠普及，但為后來的內(nèi)燃機（特指汽油機和柴油機）的問世奠定了基礎(chǔ)。圖圖1-23 1-23 惠更斯惠更斯 圖圖1-24 1-24 火藥內(nèi)燃機原理圖火藥內(nèi)燃機原理圖 2.煤氣機煤氣機 1860年，法國工程師雷諾爾制成了用電火花點燃煤氣和空氣混合物的煤氣機。 1866年，德國發(fā)明家奧托和蘭根合作制造了大氣發(fā)動機，此大氣機也稱自由活塞發(fā)動機，如圖1-21所示 。 1867年，尼古拉斯奧托（見圖1-26）成功研制了在動力史上具

11、有劃時代意義的活塞式四沖程奧托內(nèi)燃機（圖1-27） ，結(jié)束了200年來人們尋找小型汽車動力源的歷史。圖圖1-26 1-26 尼古拉斯尼古拉斯奧托奧托 圖圖1-27 1-27 四沖程奧托內(nèi)燃機四沖程奧托內(nèi)燃機 圖圖1-21 1-21 自由活塞發(fā)動機自由活塞發(fā)動機 3. 汽油機汽油機 1883年8月11日，德國工程師戴姆勒（見圖1-28）與邁巴赫（見圖1-29）共同制造出世界上第一臺四沖程往復式汽油機。此發(fā)動機上安裝了由邁巴赫設(shè)計的化油器，如圖1-30所示，它的特點是功率大、質(zhì)量小、體積小、轉(zhuǎn)速及效率高，特別適合做交通工具。圖圖1-30 1-30 第一臺汽油發(fā)動機第一臺汽油發(fā)動機 圖圖1-28 1

12、-28 戴姆勒戴姆勒 圖圖1-29 1-29 邁巴赫邁巴赫 3.汽油機汽油機 1881年，戴姆勒與邁巴赫又成功研制出了世界上第一臺風冷立式單缸二沖程汽油機。之后，他們把它裝在兩輪自行車上，制成世界上第一臺摩托車，此車于1881年8月21日獲得德國專利，成為摩托車的鼻祖，而邁巴赫則成為第一位摩托車手，如圖1-31所示 。圖圖1-31 1-31 戴姆勒摩托車戴姆勒摩托車 4.柴油機柴油機 1894年，魯?shù)婪虻胰麪枺ㄒ妶D1-32）根據(jù)自己的設(shè)計制造出了樣機，如圖1-33所示。1898年，樣機投入商業(yè)性生產(chǎn)。柴油機是一項震驚世界的卓越發(fā)明，狄塞爾為此獲得了“人類最偉大發(fā)明”金銀紀念幣獎 。 圖圖1-3

13、2 1-32 魯?shù)婪螋數(shù)婪虻胰麪柕胰麪枅D圖1-33 1-33 壓燃式發(fā)動機壓燃式發(fā)動機 1. 其他內(nèi)燃機其他內(nèi)燃機 1801年，法國化學家菲利浦勒本采用煤干餾得到的煤氣和氫氣作燃料，制成了一臺將煤氣和氫氣與空氣混合后點燃產(chǎn)生膨脹力推動活塞作功的發(fā)動機。1862年，法國的萊諾試制成功了以天然氣為燃料，轉(zhuǎn)速為100 r/min的二沖程臥式內(nèi)燃機。 1.卡爾卡爾本茨的第一輛三輪汽車本茨的第一輛三輪汽車 1881年9月，卡爾本茨在曼海姆制成了一臺四沖程小型汽油機，并將其裝在一輛三輪汽車上，如圖1-34所示。1886年1月29日，本茨用這輛車向德國皇家專利局申報發(fā)明汽車的專利，因此這一天被認為是世界汽車誕生日，1886年則被認為是世界汽車誕生年。1886年11月2日，專利局正式批準發(fā)布，專利證書號為37431（見圖1-31），專利名稱為“氣態(tài)發(fā)動機汽車”，即被公認的世界上第一輛三輪汽車“奔馳1號”。圖圖1-23 1-23 卡爾卡爾本茨的第一輛三輪汽車本茨的第一輛三輪汽車 圖圖1-31 1-