“总用一天我们会赋予运输车以难以置信的速度,而无须求助于动物”——罗吉尔·培根
当看到署名时意外不意外,这句话并不是出自哪位发明家而是出自一位13世纪伟大的哲学家。13世纪,那是一个连蒸汽机都还没有被发明出来的时代,交通运输基本依赖于动物。但是哲学家的伟大是他为人类对于速度的追求埋下了一个种子。而800年后的今天汽车的极速已经突破400km/h。这不断攀升的数字是那些伟大的发明家们,数百年通过不断的探索和努力而换来的。回顾历史,汽车的发展主要有几个里程碑。
本文我们就见证和回顾一下第一辆汽车的诞生过程中都经历了什么。
一.蒸汽机的诞生
从培根提出这个观点后的几百年,发明家们并没有为汽车找到合适的动力源。直到1765年,英国人瓦特发明改良了蒸汽机,这是一次跨时代的发明世界上第一次出现了真正意义的机器动力,它带给人们的不仅是动力源,更是征服世界的信息和勇气。
与此同时的法国,军官同时也是工程师的居纽,接到了一项重要任务,制造一辆大炮牵引车!
因为当时拿破仑正在欧洲攻城掠地,大炮这种重型武器是他的杀手锏。但是大炮过于笨重不便于移动,会影响他的战术安排,所以让大炮能够轻松移动这项任务就交给了居纽。
接到任务的居纽很快意识到,他需要一种动力,让车轮自己转动。当时蒸汽机已经被应用在一些领域,居纽很快就关注到了这项技术,但是怎么合理的应用在牵引车上却成了问题。最终历时6年他完成了设计,他将一台锅炉装在了一辆三轮车上,锅炉产生的高压气体带动两个活塞使前轮转动。理论上是可行的,成功将动力传递 到了车轮上。在实际实验中这台冒着黑烟的牵引车居然真的在围观人群的欢呼中自己走了起来,不过走起来也只代表他成功了一半,牵引车很难控制,前面有个大锅炉过于沉重。最终在行驶了一段路后失控撞上了城墙。
牵引车失败了,不过世界上第一起“车祸”也就此诞生了。哈哈…
二.内燃机
虽然居纽的蒸汽机车失败了,但是却给了其他发明家一启示,在蒸汽机的老家英国,他们利用更先进的蒸汽机来制作汽车。可是一直没有受到追捧。因为一方面设计本身存在缺陷,笨重、启动慢制动也慢。另一方面锅炉由于压力过高经常会发生爆炸。所以寻找替代蒸汽动力的新能源也就成了发明家们的工作中心。
时间一转,我们又来到了普法战争结束后的德国,德国在战争中获得胜利,并获得了高额的战争赔款,充足的资本使德国的工业发展蒸蒸日上。1860年,德国发明家尼古拉斯·奥托,读到法国人雷诺的设计。雷诺的发动机利用煤气作为燃料,摒弃了传统蒸汽外部燃烧加热带动活塞运动的设计改为缸内燃烧带动活塞工作。这是一台两冲程的内燃发动机,即工作过程只有“气体进入气缸,点火燃烧,气体受热膨胀推动活塞,排除废气”,但是功率太小还需连接在煤气管路上,没有实际的用处。
受到这个启发后奥托着手设计自己的内燃发动机。如果要想有实际用途就得增加功率,增加功率有两条路径,一是增加燃料,二就是让燃烧更充分。但是增加燃料就会增加缸体体积,经过数次的实验也没有找到一个平衡的办法。
然而,天才总会有那么灵光一现的时候,只是这一等就是十几年。1876年的一天奥托在吃面包的过程中发现,松软的面包可以被压缩成很小,受到这个启发他终于找到提升功率的关键点在于压缩。然后奥托顺利的完成了设计,成功研制出了他的四冲程发动机。发动机工作一共4个过程“进气/压缩/做功/排气”,经过压缩,同样大小的体积容量比以前大了好几倍,功率也就提升了好几倍。这四个过程循环的发动机原理也被叫做“奥托循环”。
三.汽油机
时间发展到这里,汽车的发展好像并没有什么实际的进展,然而就在着之后汽车史上赫赫有名的人物开始悉数登场。迎来了一个黄金时代。
在奥托的内燃机的研发团队中有两个核心成员,他们的名字可能对大多数喜欢车的人来说更为熟悉,戴姆勒(戈特利布·戴姆勒)和迈巴赫(威廉·迈巴赫)。
当内燃机研发成功后,团队中对内燃机的使用方向产生了分歧。奥托倾向应用在工厂和矿山,而刚刚这两位却认为应该应用在交通工具上。因为意见不合,最终戴姆勒和迈巴赫离开了奥托的道依兹发动机工厂,在斯图加特成立了他们自己的实验室。
于此同时距离戴姆勒和迈巴赫两百公里外的曼海姆,一个叫卡尔·本茨的工厂主,也同样在研究着如何改进奥托发动机。但是由于的工厂经营不善,他研究的资金和设备,全靠妻子贝尔塔变卖嫁妆和首饰来支撑。
功夫不负有心人,偶然间报纸上的一个新闻改变了他的研究方向,曼海姆一家洗衣店发生爆炸,原因是由于被当作清洗剂的汽油。本茨突然发现,也许发动机最适合的燃料不是煤气而是汽油。
英雄所见略同,这句话放在四海皆准,几乎同时,戴姆勒和迈巴赫也同样认识到了汽油的优势,开始研制汽油发动机。
1883年他们成功研制出第一台立式四冲程汽油发动机。
1885年他们把汽油发动机安装在了一台木质的两轮车上。由此世界上第一台摩托车诞生。
同年,本茨的汽车研究也取得了突破性的进展他将一台汽油发动机安装在了三轮车。并为这辆车配备已经有了电点火、水冷循环、钢管车架、后轮驱动、前轮转向和制动把手等。和今天的汽车结构已经非常相似。
1886年1月29日,卡尔·本茨来到专利局领取了第一张汽车专利证明。宣布世界上第一辆真正的汽车就此诞生。
这俩车也被命名为“奔驰一号”现在这辆车被收藏在斯图加特的奔驰博物馆。1月29日也被称为“汽车的生日”。
由此,世界翻开了新的一页。感谢以前这些众多发明家,让我们的生活变的如此便利!