汽車(chē)動(dòng)力發(fā)展史

蒸汽機(jī)與蒸汽汽車(chē)

1763年，瓦特對(duì)蒸汽機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，1769年，瓦特和博爾頓合作發(fā)明了裝有冷凝器的蒸汽機(jī)，在1774年11月他們做了一個(gè)真正意義上的合作，制作出了真正意義上的蒸汽機(jī)。

蒸汽機(jī)的發(fā)展促進(jìn)了蒸汽機(jī)車(chē)的發(fā)展，這是汽車(chē)發(fā)展史上最重要的階段。這里的汽車(chē)使用的動(dòng)力就是蒸汽，也可以說(shuō)蒸汽是在汽車(chē)發(fā)展史中被我們使用的第一種動(dòng)力。

1770年，法國(guó)陸軍技術(shù)軍官古諾將蒸汽機(jī)裝到車(chē)子上，發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動(dòng)力車(chē)。當(dāng)時(shí)古諾生產(chǎn)蒸汽機(jī)的目的是希望其成為拉大炮車(chē)輛的牽引力。經(jīng)過(guò)6年的努力，在1770年古諾制成了他設(shè)想中的蒸汽車(chē)。古諾的蒸汽汽車(chē)是古代交通運(yùn)輸（以人、畜或帆為動(dòng)力）與近代交通運(yùn)輸（動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)）的分水嶺，具有劃時(shí)代的意義。

1804年，法國(guó)人脫威迪克制造出了一輛蒸汽汽車(chē)。該車(chē)比古諾的車(chē)有了很大的進(jìn)步，表現(xiàn)為動(dòng)力增強(qiáng)、噪音降低，速度也有一定的提高。這輛車(chē)拖著十幾噸的重物行駛了15.7千米，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)汽車(chē)負(fù)重行駛的紀(jì)錄。1808年，英國(guó)人理查德？特拉唯西克發(fā)明了鐵路蒸汽機(jī)車(chē)。1825年，英國(guó)人哥而斯瓦底？嘉內(nèi)制造了一輛蒸汽公共汽車(chē)，開(kāi)始了世界上最早的公共汽車(chē)運(yùn)營(yíng)。

雖然在瓦特蒸汽機(jī)之后，蒸汽機(jī)得到了不斷的完善，但是仍存在一些問(wèn)題，如噪音、煤耗、體積大、動(dòng)力不穩(wěn)定等，阻礙了汽車(chē)的發(fā)展。這使人們有必要尋找新的動(dòng)力技術(shù)。

后來(lái)，蒸汽機(jī)發(fā)展成為鐵道車(chē)輛和船舶使用的動(dòng)力來(lái)源，也是如此，人們?cè)诓粩嗟貙ふ抑β鼠w積比、功率重量比高的輕便動(dòng)力裝置。輕便又好用的動(dòng)力裝置是許多研制人員的心愿，也是這樣的一個(gè)目標(biāo)，促進(jìn)著人們不斷發(fā)現(xiàn)的心。

電與電動(dòng)汽車(chē)

很多人認(rèn)為電動(dòng)汽車(chē)是近些年才興起的新能源產(chǎn)物，但實(shí)際上它早在120年前就已風(fēng)靡一時(shí)了。在19世紀(jì)初期，電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)的時(shí)間甚至比燃油汽車(chē)還要早。

據(jù)史料記載，蘇格蘭商人Robert Anderson早在1830年就已制造出了世界上第一輛電動(dòng)車(chē)，隨后是1834年和1891年相繼由法國(guó)人制作出可充電的電動(dòng)三輪車(chē)。遺憾的是，電動(dòng)車(chē)的黃金時(shí)代并沒(méi)有持續(xù)太久，1912年的凱迪拉克汽車(chē)成為世界上第一輛裝配電動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)的汽車(chē)，從此燃油汽車(chē)再也不需要用搖把啟動(dòng)，并可采用更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。

與此同時(shí)，隨著石油開(kāi)采與提煉技術(shù)的提高導(dǎo)致油價(jià)大幅度下滑，福特的流水線(xiàn)制造方式開(kāi)啟了汽車(chē)走入進(jìn)平民家庭的大門(mén)，汽油動(dòng)力在時(shí)代的變革中飛速發(fā)展，優(yōu)勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)。

相比之下，電動(dòng)汽車(chē)在制造技術(shù)和使用方面均沒(méi)有顯著進(jìn)步，到1940年幾乎完全退出汽車(chē)市場(chǎng)。而今天，歷史總是出奇的相似，電動(dòng)車(chē)又重回這個(gè)時(shí)代的變革中。

內(nèi)燃機(jī)與內(nèi)燃汽車(chē)

蒸汽機(jī)車(chē)有其致命的缺陷，電動(dòng)汽車(chē)也不例外，如電池容量小，充電不方便，功率小，這使得它們不得不退位于內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置。

1866年，德國(guó)工程師尼古拉斯？奧托偶然在報(bào)紙上看到一篇關(guān)于勒諾瓦赫內(nèi)燃機(jī)的報(bào)道，下決心對(duì)其內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，成功地試制出動(dòng)力史上有劃時(shí)代意義的立式四沖程內(nèi)燃機(jī)。1876年，他又試制出第一臺(tái)實(shí)用的活塞式四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī)。這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)被稱(chēng)為奧托內(nèi)燃機(jī)而聞名于世，為汽車(chē)的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。

1882年，德國(guó)工程師威廉海姆？戴姆勒開(kāi)始進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的研究。1883年，戴姆勒完成了這種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，第二年開(kāi)始裝配在二輪車(chē)、三輪車(chē)和四輪車(chē)上，制成了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)。特別是1886年制造的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)四輪載貨汽車(chē)，裝有l(wèi).5馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，時(shí)速達(dá)18公里。

當(dāng)時(shí)和戴姆勒在同一工廠(chǎng)的本茨，也在研究汽車(chē)。他在1885年幾乎與戴姆勒同時(shí)制成了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，裝在汽車(chē)上，以每小時(shí)12公里的速度行駛，獲得成功。

1897年，德國(guó)人魯?shù)婪颍康胰麪柍晒Πl(fā)明了第一臺(tái)柴油機(jī)，柴油機(jī)從理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。柴油機(jī)是動(dòng)力工程的偉大發(fā)明，它不僅比汽油省油、功率大還低污染，是汽車(chē)又一顆良好的“心臟”。

今天，因?yàn)槠?chē)尾氣現(xiàn)已成為大氣污染的主要污染源之一。要怎么樣解決汽車(chē)的污染和能耗呢？曾經(jīng)一度被我們舍棄的電動(dòng)汽車(chē)以綠色環(huán)保的新能源汽車(chē)的形式又一次走進(jìn)了人們的視野當(dāng)中。未來(lái)會(huì)不會(huì)尋找到更合適的汽車(chē)動(dòng)力我們尚不能知道，但是現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)成為最好的選擇。

燃料電池汽車(chē)——有待市場(chǎng)檢驗(yàn)的“理想型”

燃料電池汽車(chē)是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。其工作原理是，使作為燃料的氫在汽車(chē)搭載的燃料電池中與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能發(fā)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車(chē)中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車(chē)的前后萬(wàn)象軸、后橋等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。

核心部件燃料電池采用的能源間接來(lái)源是甲醇、天然氣、汽油等烴類(lèi)化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)相關(guān)的燃料重整器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)間接地提取氫元素；直接來(lái)源就是石化裂解反應(yīng)提取的純液化氫。

由于電池的能量來(lái)自氫氣和氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，而非油燃燒獲得，燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池汽車(chē)是無(wú)污染的汽車(chē)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面考慮，燃料電池汽車(chē)是一種理想的綠色新型環(huán)保汽車(chē)。但在開(kāi)發(fā)燃料電池汽車(chē)過(guò)程中仍然存在著技術(shù)挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，汽車(chē)制造廠(chǎng)都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進(jìn)步。

生物燃料汽車(chē)——規(guī)模化商用還很遠(yuǎn)

生物燃料就是由生物原料生產(chǎn)的燃料，這些生物原料包括農(nóng)林產(chǎn)品或其副產(chǎn)品。工業(yè)廢棄物、生活垃圾等。農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的碳水化合物是目前的主要生物原料，目前我們所說(shuō)的生物燃料一般是指生物液體燃料，最廣泛的運(yùn)用是燃料乙醇和生物柴油。燃料乙醇可以替代由石油制取的汽油，而生物柴油則可替代由石油制取的柴油，因此，生物燃料是可再生能源開(kāi)發(fā)利用的重要方向。

生物燃料的優(yōu)點(diǎn)很多，首先，它是一種可再生的燃料。依靠生物原料的再生性，這種燃料可以說(shuō)是用之不竭，取之不盡的：其次是生產(chǎn)的范圍廣。無(wú)論全球哪個(gè)地方，也無(wú)論那個(gè)地方的氣候狀況如何，都可以獲得生產(chǎn)生物燃料所需的原材料。再次，生物燃料的推廣方便。不像燃?xì)馊剂希枰陆ㄑa(bǔ)給設(shè)備或?qū)Ｓ玫倪\(yùn)輸設(shè)備，生物燃料完全可以利用現(xiàn)有的加油站進(jìn)行燃料補(bǔ)給。歐洲、北美等許多地區(qū)在加油站都有燃料乙醇和生物柴油銷(xiāo)售，而農(nóng)作物產(chǎn)量豐富的巴西，則為最典型的代表。最后，生物燃料是非常環(huán)保的。它不會(huì)有過(guò)多的有害物質(zhì)排放，不會(huì)造成環(huán)境污染。

目前生物燃料汽車(chē)還在實(shí)驗(yàn)和認(rèn)證階段，雖然有部分車(chē)企開(kāi)始布局，但因?yàn)榘踩浴⑾嚓P(guān)配套缺乏等因素，大批量商用還有很長(zhǎng)的路要走。

太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)

太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)是利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，再利用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的一種新能源汽車(chē)。

太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)以太陽(yáng)能代替燃油，可節(jié)約有限的石油資源。白天，太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)換為電能自動(dòng)存儲(chǔ)在動(dòng)力蓄電池中，而晚間還可以進(jìn)行充電。目前，太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展已引起社會(huì)的重視。