文 朱健
汽車的問世離不開發明家的苦心專研
文 朱健
汽車自上個世紀末誕生以來,已經走過了一百多年的風風雨雨。從卡爾?本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時18公里的速度,跑到現在,竟然誕生了從速度為零到100公里/小時只需要兩秒鐘多一點的超級跑車。這一百年,汽車發展的速度是如此驚人!同時,汽車工業也造就了多位巨人,他們一手創建了奔馳、寶馬、通用、福特、沃爾沃、豐田、本田等這樣一些在各國經濟中舉足輕重的著名公司。讓我們一起來回望這段歷史,品味其中的辛酸與喜悅,體會汽車給我們帶來的種種歡樂與夢想……
自走車輛的探索是人類奔馳的夢想與追求。汽車同其它現代高級復雜工具一樣,并非是哪一個人坐在那里發明了的。發明之初的汽車也不是現在這個式樣,如果你能見到當時的汽車,你也可能認為這不是汽車呢。汽車的發展有一個漫長的歷程,總的說來,汽車發展初期,分為蒸汽機發明前、蒸汽汽車的問世、大批量流水生產汽車開始三個階段。
人類最初的工作勞動完全是由本身來完成,根本沒有什么汽車和發動機,在未使用牛和馬之前,奴隸就是一種“生物發動機”。隨著人類的進步與發展,人們對自然界的認識越來越深,利用自然、改造自然的能力日益加強,人們不僅使用人力、畜力、而且涉足水力、風力。
在1712年,紐可門首次發明了不依靠人和動物作功,而是靠機械作功的蒸汽機。這種蒸汽機用于驅動機械,便產生了劃時代的第一次工業革命。隨著蒸汽驅動的機械即汽車的誕生,汽車發展的序幕正式拉開。
1769年,法國人N ? J ?居紐(Cugnot)制造了世界上第一輛蒸汽驅動三輪汽車。到1804的年,脫威迪克(Trouithick)又設計并制造了一輛蒸汽汽車,這輛汽車還拉著十噸重的貨物在鐵路上行駛了15.7公里。由于蒸汽汽車本身又笨又重,不符合汽車靈活機動的基本要求,而且乘坐蒸汽汽車又熱又臟。為了改進這種發動機,艾提力?雷諾(Etience Lenor)在1800年制造了一種與燃料在外部燃燒的蒸汽機(即外燃機)所不同的發動機,讓燃料在發動機內部的氣缸里直接燃燒,產生的氣體膨脹力推動活塞做功,人們后來稱這類發動機為內燃機。內燃機大大地提高了氣缸壓力和熱效率,使發動機更小巧,功率更強。
現代發動機的發明是在使用蒸氣機的基礎上,仿造蒸氣機的結構,在氣缸中燃燒照明煤氣作為開端的。首先成功制造了煤氣機,在煤氣機的基礎上改進為汽油機,再研制出柴油機。1866年,德國工程師康特?尼古扎?奧托(CountNicholasOtto)研制出具有劃時代意義的立式活塞式四沖程奧托內燃機。該內燃機對進入氣缸的空氣和汽油混合物先進行壓縮,然后點火,這種發動機活塞的四個沖程,把進氣、壓縮、作功及排氣融為一體。為了紀念奧托的發明,人們把這種循環就稱為奧托循環。1876年,經過對原發動機的改進,又發明了第一臺實用活塞式四沖程內燃機,使內燃機的結構更緊湊和簡化,從而推動了小型內燃機的實用化。100多年來,盡管發動機的研制在不斷進行著,但奧托創建的內燃機工作原理,在現代汽車發動機上沿用至今。不過,奧托的內燃機以煤氣為燃料,體積較大,重量約1噸,還不能用在汽車上。
德國工程師卡爾?本茨(KartBenz)最初在德國的曼海姆經營奧托四沖程煤氣機,后來投入到汽油機的研制。1879年,本茨首次試驗成功一臺二沖程試驗性發動機。
1883年,德國工程師戴姆勒(Daimler)和邁巴赫在奧托四沖程發動機的基礎上,通過改進開發出了第一臺臥式汽油機。緊接著,他們再接再厲,把發動機的體積盡可能縮小,終于在2年后發明了名叫“立鐘”的立式四沖程汽油發動機。為了實現這個夢想,他們度過了多少個不眠之夜。這種發動機體積小、重量輕、轉速高、結構緊湊、功率強大,是世界上第一臺輕便小巧的化油器式、電點火的小型汽油機,轉速達到了當時創紀錄的750 r/min,被后人譽為人類汽車史上的里程碑。
通過近100年的努力,到19世紀80年代,小型內燃機終于在技術上取得突破,已經可以實用化了,內燃機的發明和完善為內燃機汽車的發明提供了動力來源,為汽車的誕生奠定了堅實的基礎。
1883年10月,本茨創立了“本茨公司和萊茵煤氣發動機廠”,1885年他在曼海姆制成了第一輛本茨專利機動車,該車為三輪汽車,采用一臺兩沖程單缸0.9馬力的汽油機,此車具備了現代汽車的一些基本特點,如電點火、水冷循環、鋼管車架、鋼板彈簧懸架、后輪驅動、前輪轉向、制動把手等。齒輪齒條轉向器是現代汽車轉向器的鼻祖。
1885年,戴姆勒(Daimler)和邁巴赫把“立鐘”汽油機安裝在一輛木制的兩輪車上,就此出現了世界上第一輛摩托車。戴姆勒讓他的兒子鮑爾以12公里/小時的行進速度為人們做演示。
戴姆勒在邁巴赫的協助下,于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一輛“無馬之車”。該車是在買來的一輛四輪“美國馬車”裝上戴姆勒自己研發的功率為1.1馬力,轉速為每分鐘650轉的高速四沖程發動機后,該車以18公里/小時的當時所謂“令人窒息”的速度從斯圖加特駛向康斯塔特,世界上第一輛汽油發動機驅動的四輪汽車就此誕生了。實際使用表明,此車使用良好。第二年本茨第一次把三輪汽車賣給了一個法國巴黎人,由于這種三輪汽車設計可靠,選材和制造精細,受到了好評,銷路日廣。
由于上述原因,人們一般都把1886年作為汽車元年,也有些學者把卡爾?本茨制成第一輛三輪汽車之年(1885),視為汽車誕生年。本茨和戴姆勒是汽車工業的鼻祖,被尊為“汽車之父”。