汽車歷史
互聯(lián)網(wǎng) panzhihao 汽車保養(yǎng)維修 2007-09-04
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汽車是指能自帶能源的機(jī)動(dòng)輪式無(wú)軌車輛，它是使用最廣泛的交通運(yùn)輸工具。按運(yùn)輸對(duì)象汽車可分為客運(yùn)汽車和貨運(yùn)汽車(簡(jiǎn)稱貨車)兩大類。
汽車是法、英、德、美等國(guó)的創(chuàng)造發(fā)明者經(jīng)過(guò)不斷試驗(yàn)而制成的綜合產(chǎn)物。從早期汽車發(fā)展到現(xiàn)代汽車，經(jīng)歷了200多年的時(shí)間。
初期的汽車都是轎車，用以代替載客的馬車。當(dāng)時(shí)的汽油機(jī)功率很小，不足以驅(qū)動(dòng)運(yùn)貨和載運(yùn)較多乘客的貨車和客車。貨車是在1896年30千瓦汽油機(jī)問(wèn)世之后才出現(xiàn)的，客車出現(xiàn)于1898年。早期汽車主要包括蒸汽汽車、蓄電池電力汽車和汽油機(jī)汽車三種
一般認(rèn)為，1769年法國(guó)居諾制成的三輪蒸汽汽車是第一輛真正能夠行駛的汽車，可載四人，每次蒸汽壓力升高后可行駛20分鐘，曾達(dá)到3.6公里/時(shí)的速度。1784年，默多克制成的一輛蒸汽汽車曾在英國(guó)康華爾路上試行。
在蒸汽機(jī)德發(fā)明中做過(guò)重要貢獻(xiàn)的英國(guó)發(fā)明家瓦特從安全觀點(diǎn)出發(fā)，反對(duì)采用高壓蒸汽和蒸汽汽車，因此在1800年瓦特的蒸汽機(jī)專利失效前，高壓蒸汽機(jī)和蒸汽汽車的發(fā)展受到影響。
英國(guó)人特里維西克對(duì)高壓蒸汽機(jī)的應(yīng)用做出了很大貢獻(xiàn)，并于1801年制成他的第一輛蒸汽汽車并駕駛它駛上山坡。1803年，他的第二輛蒸汽汽車又行駛在倫敦的街道上。特里維西克曾駕車一次行駛135公里，平均速度達(dá)14.2公里／時(shí)。
19世紀(jì)中葉，英、法、美等國(guó)有許多人研制蒸汽汽車，并制成蒸汽客車在城市內(nèi)或城市間行駛，但因蒸汽客車噪聲大，黑煙多、破壞路面，而且不安全，引起公眾反對(duì)而停止行駛。1865年，英國(guó)議會(huì)通過(guò)《紅旗法案》，限制行車速度，英國(guó)的汽車發(fā)展受到了限制。《紅旗法案》在1896年被廢除。
蒸汽汽車在汽油機(jī)汽車出現(xiàn)后仍有發(fā)展。1906年，美國(guó)制造了一輛蒸汽賽車，時(shí)速達(dá)到205.4公里。以后，蒸汽汽車雖逐漸衰落，但直至1926年還有工廠生產(chǎn)。
蓄電池電力汽車于1881年在巴黎首次出現(xiàn)，早期的發(fā)展速度高于汽油機(jī)汽車。19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，在美國(guó)的汽車保有量中，蓄電池汽車占38％(蒸汽汽車占40％，汽油機(jī)汽車占22％)。1912年，蓄電池汽車達(dá)到發(fā)展的頂峰，當(dāng)時(shí)在美國(guó)登記的有33842輛。
蓄電池汽車起動(dòng)、加速、減速都很簡(jiǎn)便，振動(dòng)小，噪聲低，維修保養(yǎng)工作量小，很受歡迎，但蓄電池汽車速度低，一次充電后的行駛距離小，需要經(jīng)常充電。在汽油機(jī)汽車逐漸完善后，蓄電池汽車很快即被取代，但短程的搬運(yùn)車輛仍較多采用蓄電池—電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
19世紀(jì)60～70年代，煤氣機(jī)和汽油機(jī)相續(xù)出現(xiàn)，為汽車的發(fā)展打開了新的前景。參與這些發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)的有法國(guó)的勒努瓦、奧地利的馬爾庫(kù)斯和德國(guó)的奧托父子、本茨、戴姆勒等。各國(guó)的一些機(jī)械師、馬車和自行車制造者也先后加入了汽車創(chuàng)造的行列，并作出不同程度的貢獻(xiàn)。
本茨和戴姆勒是汽油機(jī)汽車的最主要和最成功的創(chuàng)建人。1885年初，本茨的單氣缸二沖程汽油機(jī)三輪汽車圍繞他的工廠行駛四圈。1886年1月29日，本茨取得世界上第一輛汽車的專利。
1883年，戴姆勒制成當(dāng)時(shí)真正高速的單氣缸四沖程汽油機(jī)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速達(dá)到700轉(zhuǎn)/分；他的第二臺(tái)汽油機(jī)裝在木制雙輪車上，在1885年11月試駛成功；1886年，戴姆勒制成第一輛四輪汽車； 1889年，他對(duì)以前的車型作了較大的改進(jìn)；至1890年，他的汽車的銷售量達(dá)到350輛。1893年，本茨也轉(zhuǎn)而制造四輪汽車。19世紀(jì)末，世界上已有成百家作坊式的汽車工廠。
1891年，法國(guó)的龐阿爾和勒瓦索改進(jìn)汽車的設(shè)計(jì)，將汽油機(jī)裝在汽車前部，汽車遂形成自己的獨(dú)特形式，而不再是裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的馬車。
至20世紀(jì)初，汽油機(jī)汽車設(shè)計(jì)已大體定型，即兩軸四輪，前輪轉(zhuǎn)向，后輪驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)(1923年起普遍采用四輪制動(dòng))，并采用了充氣輪胎和封閉式車身。前置的四沖程水冷式汽油機(jī)的動(dòng)力通過(guò)離合器、變速器、傳動(dòng)軸而傳到裝有差動(dòng)機(jī)構(gòu)的后軸和后輪。這種結(jié)構(gòu)型式使汽車重量恰當(dāng)?shù)胤峙溆?a href=http://www.guilinhy.com/huanye_htm/hyfenlei95.html target=_blank>轉(zhuǎn)向的前輪和驅(qū)動(dòng)的后輪，用于驅(qū)動(dòng)的后輪不轉(zhuǎn)向，用于轉(zhuǎn)向的前輪不驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。
在19世紀(jì)和20世紀(jì)初，汽車僅是一種奢侈品，生產(chǎn)批量小，銷路不大。美國(guó)的汽車制造家福特于1908年制造型轎車并投入市場(chǎng)，對(duì)汽車的發(fā)展起了很大的作用。他使汽車成為公眾實(shí)用的交通工具，他改革以前生產(chǎn)的車型，減少一切不必要的裝飾，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，集中生產(chǎn)單一車型，促進(jìn)了汽車的規(guī)模化生產(chǎn)，從而使汽車對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了多方面的重要影響
現(xiàn)代汽車的發(fā)展約經(jīng)歷了三個(gè)階段，
在19世紀(jì)末到20世紀(jì)30年代，汽車的發(fā)展主要著眼于類型完備化和結(jié)構(gòu)完善化。適合汽車使用的高速汽油機(jī)和柴油機(jī)、艾克曼式轉(zhuǎn)向梯形連桿機(jī)構(gòu)、等速萬(wàn)向節(jié)、弧錐齒輪傳動(dòng)、雙曲面齒輪傳動(dòng)、帶有同步器的變速器、四輪制動(dòng)、液壓減振器和充氣輪胎等，都是這一時(shí)期的發(fā)展成就。
從1912年開始，汽車上裝設(shè)了發(fā)電機(jī)-蓄電池-起動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)，還以電池點(diǎn)火系統(tǒng)代替了磁電點(diǎn)火系統(tǒng)。由于有了較充分的電源，汽車的照明和信號(hào)系統(tǒng)完備起來(lái)，使汽車可以安全地在城鄉(xiāng)道路上日夜高速行駛。
早期汽車的車身和馬車車身一樣，在木制骨架上蒙覆鐵皮。1910年前后汽車開始大量生產(chǎn)，逐漸改用金屬車身。由于采用經(jīng)過(guò)熱處理的合金鋼曲軸，汽車用汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速已能達(dá)到3000轉(zhuǎn)/分。
20世紀(jì)30年代到20世紀(jì)60年代，由于資本主義經(jīng)濟(jì)相對(duì)繁榮，石油供應(yīng)充足，價(jià)格低廉，因此汽車發(fā)展的主要目標(biāo)是滿足使用者對(duì)汽車的方便、舒適、高速和裝飾等方面的要求。在美國(guó)當(dāng)時(shí)轎車的使用者較少考慮他們的要求對(duì)社會(huì)的影響。
為了降低汽車高度，曾采用中凹式車架，并出現(xiàn)過(guò)水滴式的流線型和翹尾翼等，以減少空氣阻力和增加車身的外觀裝飾。在部件結(jié)構(gòu)方面采用了前輪獨(dú)立懸架系，并一度采用過(guò)空氣懸架和平衡式油汽懸架等。
1940年，汽車采用液力自動(dòng)變速器；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系在30年代開始用于重型貨車和軍用汽車，到40年代開始用于轎車和客車；第二次世界大戰(zhàn)期間，軍用汽車已開始使用低壓輪胎、中央充氣、全輪驅(qū)動(dòng)、全輪獨(dú)立懸架等結(jié)構(gòu)。
50年代的汽車較為普遍地采用動(dòng)力制動(dòng)操縱系。這時(shí)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曾達(dá)到280千瓦，轎車的最高速度達(dá)到200公里/時(shí)。50年代以后，轎車開始采用低斷面、寬輪輞、低氣壓的無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎，進(jìn)一步提高了汽車的舒適性和安全性。
在這一階段，客車和貨車發(fā)展也很迅速。1935年左右，大功率高速柴油機(jī)的出現(xiàn)，使貨車載重量達(dá)到15噸。60年代中期，工礦用自卸車載重量已達(dá)到百噸級(jí)。
20世紀(jì)60年代以后，隨著高速公路的發(fā)展、行車速度的提高和汽車保有量的迅速增加，帶來(lái)了汽車交通安全和環(huán)境污染等問(wèn)題。這時(shí)，汽車發(fā)展的主要目標(biāo)是既滿足使用者的要求，又必須符合政府條例法令的規(guī)定。1971年中東戰(zhàn)爭(zhēng)后，石油漲價(jià)，能源問(wèn)題突出，節(jié)省能源又成為汽車發(fā)展的目標(biāo)。
在安全方面，要求加裝乘員安全帶，使用合成纖維樹脂、燒結(jié)粉末金屬和金屬陶瓷等新的摩擦材料、盤式制動(dòng)器、雙管路和車輪防抱的制動(dòng)系等。汽車開始采用防眩目的遠(yuǎn)近光大燈、易于觀察的儀表、能吸收沖擊能量的轉(zhuǎn)向機(jī)柱、在發(fā)生事故時(shí)能吸收沖擊能量，而不致發(fā)生過(guò)大變形，并能保持車門不打開的車身結(jié)構(gòu)等。
70年代中期以后，為了更進(jìn)一步節(jié)約能源、減輕汽車排氣污染、提高汽車的舒適性、穩(wěn)定性和安全性，許多轎車裝置了前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、全輪獨(dú)立懸架、四輪盤式制動(dòng)器和數(shù)字顯示儀表。汽車內(nèi)部布置追求寬敞舒適，外形更加緊湊簡(jiǎn)潔。更多的轎車采用了柴油機(jī)，在重型貨車和超重型的工礦自卸車的柴油機(jī)上，更多地裝置了廢氣蝸輪增壓器，有的還裝用中冷器。為了減輕保養(yǎng)工作量，許多汽車的部件內(nèi)已裝用終生潤(rùn)滑或密封的裝置。
在這一階段中，由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用，某些設(shè)計(jì)方案可以不經(jīng)試制而得出初步結(jié)論。并且在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了50～60年代發(fā)展起來(lái)的累積疲勞壽命理論、有限元法、斷裂力學(xué)分析、應(yīng)力測(cè)定等新的理論和方法，強(qiáng)度和壽命數(shù)據(jù)的計(jì)算比以前更為精確。
有限壽命設(shè)計(jì)度設(shè)計(jì)方法的推廣使汽車的重量有所減輕。因此，汽車的成本和價(jià)格也有所降低，汽車的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能得到提高，可使用較小的發(fā)動(dòng)機(jī)而不降低行駛能力，或在使用原有的發(fā)動(dòng)機(jī)的條件下提高汽車的行駛能力。
汽車的性能包括行駛能力、結(jié)構(gòu)可靠性、操縱性、燃料經(jīng)濟(jì)性、舒適性、通過(guò)性、適應(yīng)性等。各類汽車所要求的性能重點(diǎn)不同，例如轎車重點(diǎn)在于舒適性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；貨車重點(diǎn)在結(jié)構(gòu)可靠性和經(jīng)濟(jì)性；軍用越野汽車更多地考慮通過(guò)性和地區(qū)適應(yīng)性等。
行駛能力是指汽車在規(guī)定的使用地區(qū)和條件下發(fā)揮作用的能力，包括動(dòng)力性、裝載量和續(xù)駛里程等。動(dòng)力性包括最高車速、加速性、爬坡度等。
結(jié)構(gòu)可靠性是指汽車的結(jié)構(gòu)應(yīng)能符合行駛、裝載的各種要求，并能承受載荷和道路所引起的各種應(yīng)力。它常以單位行駛里程的故障次數(shù)，或行駛一定里程后能正常使用車輛的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示；汽車的耐久性常以大修里程或工作小時(shí)表示。
操縱性是指汽車按照駕駛員的駕駛動(dòng)作，穩(wěn)定地作直線或轉(zhuǎn)向行駛和減速制動(dòng)的性能。轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性要求汽車對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的動(dòng)作反應(yīng)靈敏，能迅速、準(zhǔn)確地改變行駛路徑，并不受路面?zhèn)认蛄蛡?cè)向風(fēng)的干擾，在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)應(yīng)能達(dá)到預(yù)期的目的。制動(dòng)性能是操縱性的一個(gè)重要方面，以制動(dòng)效能和穩(wěn)定性表示。
燃料經(jīng)濟(jì)性是以汽車行駛一定距離(如100公里)所消耗的燃料，或以消耗一定量燃料汽車所行駛的距離來(lái)表示。
舒適性包括平順性、乘坐環(huán)境(溫度、噪聲)、活動(dòng)空間、操縱方便、色調(diào)和裝飾的配置，以及座位的支承和布置等方面。在車速不斷增加、輪胎柔性提高的情況下，平順性取決于輪胎、懸架系統(tǒng)和座椅設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)。
通過(guò)性有時(shí)稱為越野性，在不同的地區(qū)和不同的氣候條件，對(duì)汽車有著不同的影響和要求。
在熱帶行駛的汽車，冷卻液容易沸騰，汽油機(jī)供油系統(tǒng)易發(fā)生氣阻，駕駛室悶熱，油漆、皮革、塑料易受蛀蝕，機(jī)件易生銹；在寒冷地區(qū)使用的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，散熱器易凍，玻璃結(jié)霜，橡膠、塑料變硬變脆，在冰雪上行駛時(shí)輪胎的附著力降低；高原地區(qū)空氣稀薄，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率降低，強(qiáng)紫外線加速橡膠老化。設(shè)計(jì)時(shí)如未采取特殊措施，不采用特殊材料，汽車就不能適應(yīng)這種環(huán)境。
石油產(chǎn)品的大量供應(yīng)和低廉價(jià)格是現(xiàn)代汽車得以發(fā)展的基礎(chǔ)。石油業(yè)的發(fā)展又以汽車對(duì)石油的巨大需要量為基礎(chǔ)。汽車約消耗世界石油總消耗量的40％，使石油業(yè)成為影響世界政治、經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)。1971年“石油危機(jī)”之后，50～60年代盛行的大型轎車受到節(jié)油的緊湊型轎車的排擠，又促使人們積極改進(jìn)和創(chuàng)制利用非石油能源的汽車。
20世紀(jì)初期，汽車的需要促進(jìn)了輕型、高速、可靠的汽油機(jī)的發(fā)展，單機(jī)功率不斷提高，而重量與功率的比數(shù)則不斷下降。這種輕型汽油機(jī)又為飛機(jī)的發(fā)明準(zhǔn)備了條件，飛機(jī)工業(yè)也是在汽車工業(yè)的有力配合下發(fā)展起來(lái)的。
汽車工業(yè)是加工設(shè)備工業(yè)的最大用戶，大量生產(chǎn)汽車的特殊要求，對(duì)高度專用的加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。
早期居諾的蒸汽汽車采用木輪，本茨的汽車使用實(shí)心橡膠輪。19世紀(jì)末，法國(guó)首先將充氣輪胎用于汽車。充氣輪胎減小了汽車高速行駛時(shí)的振動(dòng)，降低了車輪對(duì)路面的單位面積壓力，改善了車輪和地面的附著情況，加速了汽車的推廣。汽車的減振和部件的密封需要采用大量的橡膠件。
汽車的發(fā)展一方面給客、貨運(yùn)輸提供了快速、方便和經(jīng)濟(jì)的手段，一方面要求有四通八達(dá)的、平坦、不滑的、能承受較高輪壓和軸荷的公路網(wǎng)。城鎮(zhèn)之間的公路，從土路、碎石或爐碴路發(fā)展到柏油路和混凝土路，以后又出現(xiàn)沒有平面交叉、有防滑路面的高速公路。公路的修建已是各國(guó)的重要建設(shè)工程。
汽車給人類交通提供了很多方便，同時(shí)也對(duì)人類生活產(chǎn)生了不良的影響。隨著汽車的大量生產(chǎn)和應(yīng)用，環(huán)境污染和車禍的惡果已成為社會(huì)問(wèn)題，必須通過(guò)交通安全規(guī)定的貫徹、公路的改善和汽車技術(shù)的改進(jìn)予以解決。
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