高等学校机械类专业教学指导委员会规划教材汽车工程概论/张瑞亮

第 1章 汽车工业发展史 从1886年德国的卡尔·本茨制造出世界上**辆三轮汽车至今已有130多年的历史。这一百多年，世界汽车工业经过几次的革命和飞跃发展。汽车的发展是一个漫长的历程，汽车同其他现代高级复杂工具一样，并非是哪一个人坐在那里发明的，发明之初的汽车也不是现在这个式样。总体上，汽车的发展主要经历了蒸汽机汽车和内燃机汽车。 1．1蒸汽机汽车 1765年，英国发明家瓦特(1736—1819年)发明了蒸汽机，获得了专利，拉开了**次工业革命的序幕，而汽车的诞生也因此有了实现的可能。 1769年，法国陆军技师尼古拉斯·古诺(1725—1804年)研制了**辆蒸汽机三轮汽车(图11)，蒸汽机在锅炉前方，准备用于牵引大炮。这种三轮蒸汽机汽车伴随着隆隆的噪声，以3．5~3．9km/h的时速行驶着。由于车辆很笨重，操纵困难，在其*初的行驶中不幸碰墙而毁坏，但它标志着人类以机械力代替自然力来驱动车辆时代的开始。 图11**辆蒸汽机三轮汽车 1825年，英国的嘉内公爵制造了世界上*早的蒸汽公共汽车(图12)，18个座位，车速为19km/h，并开始了世界上*初的公共汽车营运。 图12蒸汽公共汽车 由于蒸汽机汽车速度慢，体积大，热效率低，空气污染严重等不足，阻碍了蒸汽机汽车成为一种理想方便的运输工具，但是蒸汽机汽车在汽车发展史上占有重要的地位，它是现代汽车的奠基者。随着内燃机汽车的出现，蒸汽机汽车逐步退出历史舞台。 1．2内燃机汽车 1．2．1内燃机的发明 1860年，法国发明家雷诺尔(Lenoir)研制了世界**台二冲程内燃机，发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，发动机不压缩混合气，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。 1862年，法国工程师罗彻斯(Rochas)发表了进气、压缩、做功、排气四冲程发动机理论，这一理论成为后来内燃机发展的基础。 1876年，德国工程师奥托(Otto)在继承前人研究的基础上，研制成功了以煤气为燃料，用电火花点燃的四冲程内燃机，称为奥托循环机，这是内燃机划时代的进步，被认为是内燃机发展史上的里程碑。 1883年，德国人戴姆勒(Daimler)发明了液体燃料汽油机。 1892年，德国工程师狄塞尔(Diesel)**个提出不用点火，采用压缩的方法使喷入气缸的柴油着火的压燃式内燃机原理，他希望通过提高压缩比来提高热效率，利用压缩气体产生的高温来点火，不但省去点火装置，而且可以用比汽油便宜的柴油做燃料。后人为纪念他，称柴油机为狄塞尔内燃机。 1．2．2内燃机汽车的发明 汽车在经历了萌芽期后，逐步发展到内燃机汽车，从此汽车发展史进入了基本构造的完成期。德国人本茨和戴姆勒在1886年制成了由汽油机驱动的汽车。1886年也就被公认为“世界上**辆汽车诞生年”，本茨与戴姆勒则被公认为以内燃机为动力的现代汽车的发明者。 图13为1886年德国人本茨设计制造出的世界上**辆装用汽油机的三轮汽车。该车使用单缸四冲程汽油机，排量为0．785L，转速200r/min，功率0．654kW，*高时速15km/h，具备了现代汽车的一些基本特点，如火花点火、水冷循环、采用钢管焊接车架，轴条式车轮，前轮转向、后轮驱动、带制动手柄等。该车于1886年1月29日获得世界上**项汽车发明专利，所以被公认为汽车诞生日。 同一年，德国人戴姆勒也制成了世界上**辆四轮汽车(图14)，该车采用单缸四冲程汽油机，排量为0．46L，转速650r/min，功率0．82kW，*高时速18km/h，后人将戴姆勒与本茨并称为“汽车之父”。 图13本茨制造的三轮汽车 图14**辆四轮汽车 1．3世界汽车工业的发展历程 一百多年的汽车发展史表明，汽车虽然诞生在欧洲，但是以大规模生产为标志的汽车工业的形成是在美国，以后又扩展到欧洲、日本直至世界各国。 1．3．1以美国为中心的流水线生产方式 德国人发明了汽车，而促进汽车*初发展的是法国人。1891年法国人阿尔芒·标致首次采用前置发动机后驱动形式，奠定了汽车传动系统的基本构造。1898年，法国人路易斯·雷诺将万向节首先应用在汽车传动系统中，并发明了锥齿轮式主减速器。尽管以法国为主的欧洲汽车公司占据了当时世界汽车工业的统治地位，但都是以手工方式生产汽车，讲究豪华，价格昂贵，因此汽车只是少数富人的奢侈品，普通人是不可能买得起的，限制了汽车工业的发展。 对于汽车工业的形成，美国汽车大王亨利·福特(Ford)做出了巨大贡献。福特于1895年开始从事汽车制造业，他制造的**辆汽油车结构简单而实用，*高车速可达32km/h。1903年成立了福特汽车公司，积极研制结构简单实用、性能完善而售价低廉的普及型轿车，1908年10月正式投产T型汽车(图15)。 图15T型汽车及技术参数 1913年福特公司在汽车城底特律市创建了世界上**条汽车装配生产流水线，并实行了工业大生产管理方式，实现了产品系列化和零部件标准化，首次实现了汽车的批量生产，T型车的装配时间由12．5h缩短到1．5h，使生产成本大大降低。1914年福特汽车年产量达到30万辆，1926年达到200万辆，而每辆汽车的售价由首批的850美元下降到1923年的265美元，到1929年T型车停产时总共生产了1500万辆。T型车的出现，使汽车从有钱人的专利品变为大众化的商品，在长达20年的T型车生产期间，T型车被称为“运载整个世界的工具”。 福特T型车使汽车在美国得到了普及，让汽车进入了普通的美国家庭。福特生产T型车的经验不仅为美国，甚至为世界汽车工业的发展奠定了基础。可以说，从福特的T型车开始，人类才算真正地跨进了汽车时代，因此福特汽车公司被誉为“汽车现代化的先驱”。 在汽车大规模生产的组织模式上，福特公司是汽车上所有零部件都由自己制造的全能型公司。而于1908年建立的美国通用汽车公司实行“专业化”生产模式，由一些汽车制造企业联合起来，进行集团化生产，分工协作，建立统一的管理和销售体系，并于1927年超过福特而成为当时世界上*大的汽车制造厂家。 这一时期欧洲忙于战乱，工业遭受了极大的破坏，而美国的工业却突飞猛进，加上美国政府的政策，使美国的汽车工业得以快速发展，处于世界领先地位。1923年美国汽车年产量达到400万辆，占全世界汽车年产总量的91%。 1．3．2以欧洲为中心的汽车产品多样化 1930年后，欧洲各国为了保护本国民族工业，开始对美国汽车进口提高关税，特别是对汽车零部件进口加以重税，迫使美国在欧洲各国的汽车总装厂改造成为汽车制造厂，由此也促进了欧洲各国汽车工业的发展。欧洲各国还利用本国的技术优势，针对美国车型单一、体积庞大、油耗高等弱点，开发了多姿多彩的新车型。例如，严谨规范的奔驰、宝马； 轻盈典雅的法拉利、雪铁龙； 雍容华贵的劳斯莱斯、美洲虎； 神奇的甲壳虫； 风靡全球的“迷你”等车型纷纷亮相。欧洲汽车工业的特点，既有美国式大规模生产的特征，又有欧洲式多品种高技术的趋势。 多样化的产品成为*大优势，规模效益也得以实现，到1966年，欧洲汽车产量突破1000万辆，比1955年产量增长5倍，年均增长率为10．6%，超过北美汽车产量，成为世界第二个汽车工业发展中心。到1973年，欧洲汽车产量又提高 图16甲壳虫轿车