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百年车史:四轮往事和革命

根据2020年4月份国家发展改革委发布的数据,我国汽车保有量大约2.6亿辆,并在该年度年末有望超过美国成为世界上汽车保有量最高的国家,与此同时,我国已经连续11年汽车销量稳居世界首位。

半个世纪前,轿车对普通中国老百姓来说,还是可望而不可即。短短时间内如此迅猛地发展,轿车已进入寻常百姓家,大大出乎人们的意料。今天,汽车早已与许多家庭须臾不离,也与许多人的生活休戚相关,但我们对汽车的故事却知之甚少。它是怎么一步步向我们走来,走进我们生活的,下面我们就来一探究竟。

1.从笨重到轻巧

早在汽车诞生之前的1766年,英国发明家詹姆斯·瓦特所改进的蒸汽机拉开了第一次工业革命的序幕,在这之后,人类就和各种工业机器正式较上了劲儿。仅仅三年之后,时任法国陆军军官兼工程师的N.J.居纽便发明了世界上第一辆由蒸汽机所驱动的自动汽车,实际上它是一辆长7.2米、宽2.3米的大板车,动力系统是车头上一个拥有50升容量的大锅炉。它不仅笨重难以掌控,实际作用更是完全无法和畜力或者人力相比,而居纽之所以制作它,居然是法国军事部门在6年前给他的一个任务,让他设计出一种自动行驶的牵引装置,用来腾挪战场上的火炮。

结果在试车的时候,这辆蒸汽汽车在拉着火炮“气喘吁吁”行驶了一段路程之后,便直接一头撞在了城墙上,成为汽车历史上第一场交通事故,居纽的发明自然也以被军事部门判定失败而告终。也就说,居纽设计它的初衷和作用,是用来拉炮的,但是从其动力系统上来说,这就是人类历史上的第一辆汽车。垂头丧气的居纽自此再没有想过汽车拉炮的事,但他不知道的是,自己竟开启了人类文明的一个全新时代。

在居纽之后,越来越多的人开始尝试将蒸汽机和马车结合在一起。例如,1801年,英国人特雷威蒂克制造出了装载有高压蒸汽发动机的汽

车;1814年,被誉为“铁路机车之父”的英国人乔治·斯蒂芬森发明了世界上第一台蒸汽机车,也就是火车,并在随后的试运行中大获全胜;1825年,英国人斯瓦底·嘉内制作了第一辆蒸汽公共汽车,而1831年,美国人史沃奇甚至将蒸汽汽车投入到公共运输中。

百年车史:四轮往事和革命

居纽发明的蒸汽汽车

无数案例都证明用蒸汽机代替原本的畜力人力是可行的。随着欧美国家陆续完成工业革命,对蒸汽机的应用前景,人类虽然展现出巨大的野心,但当时的蒸汽机笨重、不稳定、难以掌控,19世纪中期,英国蒸汽机最为兴盛的20年时间里,就发生了一万多起锅炉爆炸事件,如此糟糕的动力,让“汽车梦”似乎遥不可及。

比较成功地解决动力安全问题并制造出世界上第一台四冲程内燃机的人,名字叫作罗斯·奥古斯特·奥托,他的成功,是在众多先驱一次次失败的基础上获得的。早在奥托之前,内燃机的概念已经在欧洲流行。1673年,近代历史上最伟大物理学家之一,荷兰人克里斯蒂安·惠更斯就和伙伴帕平制造了一台内燃机,但使用火药爆炸获取动力的内燃机,最终因火药的不稳定性而告终。1794年,英国人斯特里特提出可以从燃料的燃烧中获取动力;1833年,英国人赖特创造了利用燃料压力推动活塞做功的理论;到了19世纪中期,科学家们纷纷提出了将煤气、汽油和柴油等新兴能源用来做内燃机的燃料,并完善热能转换为机械动力的理论。终于,1860年,法国人艾蒂安·勒努瓦模仿蒸汽机的结构,设计并制造出了第一台以煤气为燃料的两冲程内燃机。它的工作原理是先使气体进入气缸,点火燃烧,膨胀后推动活塞运动,之后排出废气。正是这最简单的工作原理,成为后来各种复杂内燃机工作的不二法门。

因受当时的技术所限,这台煤气内燃机的热效率只有可怜的4%左右,不仅功率低,它还必须连接在煤气管道上不间断供应煤气,可以说

实用性几乎为零。从一份报纸上阅读到这条信息的奥托,深受勒努瓦的启发。这位

16岁就辍学,干过店员和推销员的德国小伙,在大时代的推动下,毅然决定自己制造一台更为小巧方便的内燃机。

百年车史:四轮往事和革命

奥托四冲程内燃机

与此同时,有科学家提出将可燃混合气体在点火之间进行压缩,可以大大提高内燃机效率的理论;1862年法国人罗沙又提出了四冲程工作循环理论,它完全改变了两冲程的工作效率。这些理论都给了奥托莫大的帮助,在经历一次次失败之后,1867年奥托终于制造出了往复活塞式的四冲程内燃机,单缸、卧式、小巧、好控制,却拥有4.4匹马力,热效率达到了14%。奥托不仅为自己的发动机注册了专利,还开设了公司继续改良引擎。

奥托四冲程内燃机的出现,可以说是近代汽车实现的基础,时至今日,依旧有绝大部分的汽车发动机使用的是“奥托循环”原理。

奥托开启了一个人类文明前所未有的故事。此时,两个人先后走进了奥托的工作室,成为奥托内燃机研发团队的核心成员,一位是梅赛德斯·奔驰汽车创始人之一的戈特利布·戴姆勒,另一位是奔驰兼迈巴赫汽车的创始人威廉·迈巴赫。

那时的奥托,也不会想到自己的儿子,1883年出生的吉斯坦·奥托,会在未来的日子里创立宝马公司而成为德系汽车三大豪华品牌之一。与此同时,在离奥托公司两百公里外一个叫作曼海姆的地方,有一位名叫卡尔·弗里特立奇·本茨的工厂主正在为自己经营不善的公司发愁,此刻听闻奥托四冲程内燃机大获成功后,决定要成为它的代工厂,而这位本茨,正是奔驰汽车的创始人。不仅如此,他同时还招了一名叫作奥古斯特·霍希的生产负责人,若干年后,这位叫作奥古斯特·霍希的人,将会创立德系汽车三大豪华品牌中的另一家——奥迪。

这是一个属于发明家的时代。新时代的风云际会,让这些发明家彼此勾连,或多或少牵涉些关系,又或多或少有些神秘,正是他们的出现、他们的故事,才让这个时代一步步趋向繁复、充盈和丰富。

2.世界第一辆汽车的诞生

毫无疑问,奥托的四冲程发动机获得了成功。这是当时体积最小、功率最高、性能最稳定的内燃机,没有人会怀疑这台机器拥有着开启未来的钥匙。

然而对于这台机器的未来,奥托却跟另外两位核心工程师戴姆勒和迈巴赫产生了严重的分歧。奥托认为,四冲程发动机应该安装在此时已经颇为成功的火车等工程车上,为诸如工厂以及矿山等需要大量劳动力的企业服务。而戴姆勒和迈巴赫却认为,四冲程发动机体积小、性能稳定,与火车相比,有自身的优势,应该开发出一种全新的交通工具。最终,这两位工程师和奥托因为理念差异而分道扬镳。1882年,他们离开了奥托的发动机公司后,在德国斯图加特市郊区购买了一座房子,将花园改造成了工作间,用以研究更轻型的发动机。

当戴姆勒和迈巴赫埋头研究的时候,一位叫本茨的工厂主对奥托四冲程发动机产生了浓厚的兴趣。这位原本生产机械工具的工厂主,颇具慧眼,早在1878年的时候,就买来了生产奥托四冲程煤气发动机的营业执照,1879年末,本茨制造出第一台单缸煤气发动机。

然而,这台“早产”的发动机却不尽如人意。煤气燃烧所产生的动力,无法达到本茨的预想。这年圣诞节,曼海姆城郊一个洗衣店发生严重爆炸,妻子贝瑞塔·林格向本茨谈起爆炸的原因,说是作为清洁剂的汽油遇到了火星。说者无心,听者有意,本茨的脑海中突然浮现出一个念头:汽油会不会比煤气更适合做燃料?1886年1月29日,本茨研制成功出单缸汽油发动机,并将其安装在一辆三轮车上,这就是世界上第一台奔驰汽车,著名的“奔驰一号”。后来,这一天被公认为汽车的生日。

几乎和本茨发明世界上第一辆汽车同时,距离本茨仅80公里的戴姆勒和迈巴赫也发现了汽油比煤气更为理想,并于1883年末成功研制出了世界上第一台立式四冲程汽油发动机,它不仅比采用煤气的奥托发动机功率更大,而且体积进一步缩小,重量轻、结构紧凑、稳定性高。

就这样,1885年,戴姆勒和迈巴赫把这台发动机安装在了一辆双轮车上,就此发明了世界上第一辆摩托车。

在本茨制造出“奔驰一号”的数个月后,戴姆勒和迈巴赫又把这台发动机安装在了一辆四轮车上,由此

世界上第一台四轮汽车诞生了。

百年车史:四轮往事和革命

“奔驰一号”三轮汽车

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