由古至今车辆动力的更迭
在之前文章《与“火”相提并论的发明|车轮的前世今生》中,我们详细介绍了车轮的由来与发展,而轮子的出现最直接地刺激了车辆的诞生。今天文章,小编将为大家呈上车辆由人推马拉到机械动力的更迭。
01马车时代的探索
人类社会开始时,没有任何运输工具,当达到猎物以后,人们全靠肩扛手拉等方式来完成运输。后来,人们开始驯化马、牛来载人、载物。
相传,4600年前,黄帝创造了车。出于纪念黄帝的功绩,后人称他为“轩辕黄帝”(轩,古人对直木之称;辕,对横木之谓)。直木、横木架在轮子上,就成了一辆雏形车。传说黄帝与蚩尤在“逐鹿之战”中就用到了牲畜拉的“车”,虽然蚩尤以金作兵器,并能“呼风唤雨”,但在拥有“车”的黄帝面前,还是被杀得大败,由此黄帝统一了华夏民族,成就了中华民族的前身。
由此说来,中国有车始于距今5000年前。虽然年代久远,传说亦无从考证,但依据典籍和出土文物记载,古代战车始于公元前770——公元前249年的春秋时代。之后,战车大量出现在战场上,到了公元13世纪左右,我国的马车制造技术已相当高超。
在公元13世纪左右,通过丝绸之路,中国高超的马车制造技术传入欧洲,在欧洲得到了推广和改良。很长一段时间里,马车仍然是各地的主要交通工具,即使在今天,仍有一部分人和一些场合在使用马车,例如,英国女王在节日出行时仍要乘坐马车。
02最初的发明
在车辆几千年的发展史中,车辆始终没离开人推马拉,既装得少,又走得慢,主要原因是没有解决动力问题。
带着这个问题,人类开始了不断的探索与研究。公元前7世纪,我国唐代天文学家僧一行第一个提出“激铜轮自转之法,加以火蒸汽运,名曰汽车”。他也是世界上畅想汽车的第一人。
15世纪,意大利达芬奇开始设计发条汽车,后人称他为汽车、飞机、潜水艇、自行车及蒸汽汽车等机械的初始设计者。
1649年,德国的钟表匠汉斯·赫丘成功试制出一辆发条驱动的四轮车,速度为1.6km/h,每走230m要上一次发条。
1600年,荷兰物理学家西蒙·斯蒂芬在双桅帆船上安装了木质车轮,凭借风力驱动帆车在路上行驶,车速可达24km/h。
真正意义上的第一辆汽车是1769年,法国的一名军事工程师,尼古拉斯·古诺大尉建造的三轮蒸汽机车,该车长7.32m,车宽2.2m,前轮直径1.5m。车上装用的是双活塞蒸汽机,是古诺根据法国物理学家巴本的理论独立设计的,锅炉后面又装两个容积为50L的气缸,由蒸汽推动里面的活塞上下运动,然后通过连杆传递给前轮,使车轮转动,车速最高可达4km/h,每行驶15min后需要停车一次,加热15min后再继续行驶。1771年,古诺又成功研制出了更大型的蒸汽机车,行驶速度增加到9.5km/h,可牵引四五吨的货物。
在古诺之后,欧洲大陆上掀起了研制蒸汽汽车的热潮。蒸汽汽车的技术水平迅速提高,到19世纪初已经达到了一定水平。在英国、法国、德国等国家,都开始用蒸汽汽车进行运输。到19世纪中期,出现了蒸汽汽车与马车并驾齐驱的局面。由于蒸汽汽车的功率大、运量多,逐渐占了上风。
但是随着技术的发展,人们开始慢慢发现蒸汽汽车也有很多缺点,运行时需要大量的水和煤、车身重、易爆炸、易熄火、不易控制、行车受天气影响、舒适性差等。并且随着电动机和内燃机的诞生,蒸汽汽车事业不断衰退,开始慢慢退出历史舞台。
03电动汽车的发展
可能很多小伙伴会认为电动汽车是最近几年才开始出现的,其实不然,就在蒸汽汽车产生的初期,就已经有很多人投入对电动汽车的研制之中。
一般认为,1873年英国人戴维森制造的四轮货车是最早的电动汽车。19世纪80年代,在法国已制造了多辆名副其实的电动汽车。在美国,爱迪生和福特都对电动汽车的开发作出了很大的贡献。90年代,电动汽车有了较快的发展,于1898年创立的哥伦比亚电气公司当时曾生产了500辆电动汽车。1899年,法国的Camille Jenatzy驾驶着电动汽车创造了105km/h的最高车速记录。在以后的20年间,电动汽车与蒸汽汽车展开了竞争。但无论是电动汽车还是蒸汽汽车,最后都在竞争中让位于后起之秀——内燃机汽车。
04内燃机汽车的诞生
1860年,法国工程师雷诺尔制成用点火车点燃煤气和空气混合物的煤气机;1876年,德国发明家尼古拉斯·奥托制成一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2KW的四冲程煤气内燃机;再到1883年,德国的汽油机发明家歌特里布·戴姆勒和威廉姆·迈巴赫合作,成功制造出世界上第一辆四冲程往复式汽油机,在1885年,这两人又研制出第一台风冷立式单缸二冲程内燃机。
人们一直将内燃机尝试用于交通运输行业,1885年8月,迈巴赫将风冷立式单缸二冲程汽油机装载于两轮自行车上,制成世界上第一辆摩托车;1886年,德国工程师卡尔·本茨将单缸水冷四冲程汽油机装在一辆三轮车上,发动机转速达到了300r/min,并获得了专利;同年,德国发明家戴姆勒制造出第一辆四轮汽车,该汽车采用单缸四冲程水冷汽油机,最高车速14.4km/h。后来,为了纪念汽车的发明者,人们将戴姆勒与卡尔·本次共同称为“汽车之父”。