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1、第5章 汽车的发明史,车轮是车上最重要的部件，轮转工具的出现和使用是车问世的先决条件。车的出现，为人类立下了不朽的功勋，结束了人们无论是狩猎、耕种，还是搬运物品，只能靠手拉肩扛、众人搬抬的局面，它对人类社会所起的作用是任何其他东西都不能替代的。,5.1 车 轮 和 车,5.1.1 车轮,最早的车轮大约出现在公元前3500年美索不达米亚（Mesopotamia，古巴比伦的所在地，今叙利亚东部和伊拉克境内），没有人知道制造早期车轮的工匠姓名，也许他们是从陶工那里得到启发。如图5-1所示为考古学家在美索不达米亚挖掘出的有镶嵌物装饰的木箱，可以清晰地看到古代双轮马拉战车的木制车轮。早期的车轮如图5-2
2、所示。利用车轮滚动而行，减少了车与地面的摩擦，即省人力又可较多地载运重物，还可以长途运输。,图5-1 美索不达米亚最早出现的车轮图,图5-2 早期的车轮,5.1.2 车,1.马车 公元前1675年，古埃及人发明了有制动装置的马车。12世纪，古罗马人发明了前轴可以转向的四轮马车。如图5-3所示为早期的四轮马车。13世纪后，四轮马车的车厢开始采用弹簧悬置结构，并加大了后轮的直径，使乘坐的舒适性大大提高。16世纪，欧洲的马车制造业己相当发达，马车的制造技术也有了显著的提高。此后的一千多年时间里，马车成为世界各国主要的运输车辆。由于马车不仅能拉货，同时也能用作载人远行，所以是人类历史上使用时间最长、最
3、有影响力的陆地交通运输工具。,图5-3 早期的四轮马车,2.我国第一辆车 我国有关车辆的最早史料记载是在夏朝初期的大禹时代。有一位叫奚仲的“车正”（掌管车辆的官员），他发明的车由两个车轮架起车轴，车轴固定在带辕的车架上，车架附有车厢，用来盛放货物。这是有记载的中国第一辆车，如图5-4所示。,图5-4 奚仲发明的单辕车,3.战车 畜力车的发明为战车创造了条件，战车在战国时期达到鼎盛期。这时的战车多为双辕双轮式，由一匹马拉动，车上搭乘3位士兵，一位负责驾车，另两位参加战斗。在汉朝，大型的马车已开始采用四轮结构，而拉车的马最多时可达812匹。如图5-5所示为4马战车。,图5-5 战国时期的4马战车,
4、4.记里鼓车和指南车 记里鼓车分上下两层，上层设一钟，下层设一鼓。记里鼓车上有小木人，头戴峨冠，身穿锦袍高坐车上。车走十里，木人击鼓一次，当击鼓十次，就击钟一次。如图5-6所示为记里鼓车。指南车是中国古代用于指示方向的一种轮式机械车，又称为司南车。指南车是三国时期魏国发明家马钧发明的，它利用差速齿轮的原理设计而成。车上有一个小木人，无论车子前进、后退或是转弯，木人的手一直指向南方。如图5-7所示为指南车。,图5-6 记里鼓车,图5-7 为指南车,5.1.3 机动车初探,1.设想汽车 我国唐代著名的高僧、天文学家僧一行曾提出设想：“激铜轮自转之法，加以火蒸汽运，名曰汽车”。2.滑轮车 人坐在车内
5、，不停地拉动绳子转动滑轮，即可带动车轮使车走起来，如图5-8所示。,图5-8 滑轮车,3.发条车 1649年，德国纽约堡的钟表匠汉斯赫丘根据达芬奇的设计图试制成功了一辆依靠发条驱动的四轮车，如图5-9所示。4.双桅风力帆车 1600年，荷兰物理学家西蒙斯蒂芬根据帆船靠风力推行的原理制造出双桅风力帆车，如图5-9所示。,图5-9 发条车,图5-10 双桅风力帆车,5.2 蒸汽汽车发明史,按照汽车的定义，只有通过自身携带动力驱动装置的车才能称为汽车。因此早期的人力车、畜力车和风力车等都不能算是真正意义上的汽车。最早的汽车应该为蒸汽机汽车。,5.2.1 蒸汽机的发明,1.萨维利蒸汽抽水机 1698年
6、，英国工程师托马斯萨维利（见图5-11）利用抽气机原理制造了第一台用蒸汽作为动力的矿用抽水机（见图5-12）。,图5-11 托马斯萨维利,图5-12 萨维利蒸汽抽水机,2.纽柯门蒸汽机 1712年，英国工程师托马斯纽柯门（见图5-13）制成了纽柯门蒸汽机（见图5-14）。,图5-13 托马斯纽柯门,图5-14 纽柯门蒸汽机,3.瓦特改进蒸汽机 18世纪6080年代，詹姆斯瓦特（见图5-15）在总结前人经验的基础上研制出真正具有实用价值的蒸汽机。1769年，瓦特与博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机，如图5-16所示。,图5-15 詹姆斯瓦特,图5-16 瓦特蒸汽机,5.2.2 蒸汽汽车的发明,
7、1.第一辆蒸汽汽车 1668年，比利时传教士南怀仁在北京成功制造了一辆蒸汽涡轮车。此车并没有引起清政府的重视，南怀仁的这项发明没有得到进一步的发展。2.配置蒸汽机的蒸汽汽车的发明 1769年，法国炮兵大尉卡格诺研制成功了第一辆装用蒸汽机的三轮汽车，如图5-17所示。在试车过程中，由于操纵困难，不断发生交通事故，曾撞到兵工场的石墙上，引发世界上第一起机动车车祸，如图5-18所示。,图5-17 第一台蒸汽机汽车,图5-18 世界上第一起机动车车祸,3.水陆两用蒸汽汽车 1805年，美国人埃文斯首次制造了装备蒸汽机的水陆两用汽车，这项发明在美国获得了专利权，如图5-19所示。它也成为现代水陆两用汽车
8、的先驱，如图5-20所示。,图5-19 埃文斯制造的水陆两用车,图5-20 现代水陆两用汽车,4.蒸汽公共汽车 1825年，英国公爵嘉内制成了一辆蒸汽公共汽车，如图5-21所示。英国政府制定的机动车道路法案，要求一辆车须有3名驾驶员，手执红旗的车务员（“红旗法规”由此得名）必须走在车前20 m处警告行人注意安全，并负责限制车速，如图5-22所示。,图5-21 第一辆蒸汽公共汽车,图5-22 英国政府的“红旗法规”,5.3 内燃机及内燃机汽车,内燃机是将燃料在汽缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。内燃机的出现是汽车发展中的一个崭新起点，通常所说的汽车都是指装有内燃机的汽车。,5.3.
9、1 内燃机的发明,1.惠更斯的火药机 1673年，荷兰的物理学家、数学家、天文学家惠更斯（见图5-23）发明了采用火药在汽缸内燃烧进而推动活塞作功的机械，即火药内燃机，如图5-24所示。火药机被认为是内燃机的鼻祖。由于火药危险性大，火药机没有能够普及，但为后来的内燃机（特指汽油机和柴油机）的问世奠定了基础。,图5-23 惠更斯,图5-24 火药内燃机原理图,2.煤气机 1）雷诺尔煤气机 1860年，法国工程师雷诺尔制成了用电火花点燃煤气和空气混合物的煤气机。2）奥托和兰根自由活塞发动机 1866年，德国发明家奥托和兰根合作制造了大气发动机，此大气机也称自由活塞发动机，如图5-25所示。3）奥托
10、内燃机 1876年，尼古拉斯奥托（见图5-26）成功研制了在动力史上具有划时代意义的活塞式四冲程奥托内燃机（图5-27），结束了200年来人们寻找小型汽车动力源的历史。,图5-26 尼古拉斯奥托,图5-27 四冲程奥托内燃机,图5-25 自由活塞发动机,3.汽油机 1883年8月15日，德国工程师戴姆勒（见图5-28）与迈巴赫（见图5-29）共同制造出世界上第一台四冲程往复式汽油机。此发动机上安装了由迈巴赫设计的化油器，如图5-30所示，它的特点是功率大、质量小、体积小、转速及效率高，特别适合做交通工具。,图5-30 第一台汽油发动机,图5-28 戴姆勒,图5-29 迈巴赫,3.汽油机 188
11、5年，戴姆勒与迈巴赫又成功研制出了世界上第一台风冷立式单缸二冲程汽油机。之后，他们把它装在两轮自行车上，制成世界上第一台摩托车，此车于1885年8月25日获得德国专利，成为摩托车的鼻祖，而迈巴赫则成为第一位摩托车手，如图5-31所示。,图5-31 戴姆勒摩托车,4.柴油机 1894年，鲁道夫狄塞尔（见图5-32）根据自己的设计制造出了样机，如图5-33所示。1898年，样机投入商业性生产。柴油机是一项震惊世界的卓越发明，狄塞尔为此获得了“人类最伟大发明”金银纪念币奖。,图5-32 鲁道夫狄塞尔,图5-33 压燃式发动机,5.其他内燃机 1801年，法国化学家菲利浦勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气
12、作燃料，制成了一台将煤气和氢气与空气混合后点燃产生膨胀力推动活塞作功的发动机。1862年，法国的莱诺试制成功了以天然气为燃料，转速为100 r/min的二冲程卧式内燃机。,5.3.2 内燃机汽车的发明,1.卡尔本茨的第一辆三轮汽车 1885年9月，卡尔本茨在曼海姆制成了一台四冲程小型汽油机，并将其装在一辆三轮汽车上，如图5-34所示。1886年1月29日，本茨用这辆车向德国皇家专利局申报发明汽车的专利，因此这一天被认为是世界汽车诞生日，1886年则被认为是世界汽车诞生年。1886年11月2日，专利局正式批准发布，专利证书号为37435（见图5-35），专利名称为“气态发动机汽车”，即被公认的世界上第一辆三轮汽车“奔驰1号”。,图5-23 卡尔本茨的第一辆三轮汽车,图5-35 世界上第一张汽车专利证书,2.戴姆勒的第一辆四轮汽车 在卡尔本茨研制三轮汽车的同时，另一位德国工程师戴姆勒成功了制造了世界上第一辆四轮汽油机汽车，如图5-36所示，该车采用单缸四冲程水冷汽油机，功率为1.1 kW，发动机后置，后轮驱动，最高车速达14.4 km/h。戴姆勒和本茨一样，也被称为“汽车之父”。,图5-36 戴姆勒第一辆四轮汽车,谢谢大家！,
