闲话汽车05：汽车的诞生与早期探索

汽车的诞生是一个具有重大意义的历史事件，它是科技与工业发展的重要成果，汽车的诞生生与发展是一个漫长而充满创新与挑战的过程，经历了从概念设想、技术雏形到逐渐实用化等多个阶段。

早期设想与技术铺垫

古代的车辆构想：在古代，人们就有关于自动行驶车辆的构想。如古希腊神话中的火神赫菲斯托斯打造的自动行驶三脚架，虽然只是神话传说，但反映了人类对无需人力、畜力驱动车辆的向往。

机械技术的积累：17 世纪，机械技术有了一定发展。一些钟表匠和机械师制造出了一些以发条为动力的自动装置，这些装置为后来汽车的动力和传动系统的设计提供了一些思路和技术借鉴。

蒸汽汽车时代

蒸汽动力的应用尝试：1769 年，法国陆军工程师尼古拉斯 - 约瑟夫・库诺制造出第一辆蒸汽机驱动的汽车 “卡布奥雷”，主要用于牵引火炮等军事用途，虽然速度慢且操作不便，但它标志着人类开始将蒸汽动力应用于车辆。

蒸汽汽车的发展：1801 年，英国发明家理查德・特里维西克制造出了可以载人的蒸汽汽车。此后，蒸汽汽车在欧洲许多国家得到了一定的发展，出现了各种不同类型和用途的蒸汽汽车，包括蒸汽公共汽车等。不过，蒸汽汽车存在启动时间长、体积庞大、效率较低等问题。

内燃机汽车的诞生

内燃机的发明：19 世纪，内燃机技术取得了重大突破。1860 年，法国的勒努瓦发明了煤气机，这是一种早期的内燃机。1876 年，德国的奥托成功研制出四冲程内燃机，为汽车的发展提供了更合适的动力装置。

卡尔・本茨与第一辆现代汽车：1885 年，德国工程师卡尔・本茨成功制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。它采用了单缸四冲程汽油机，具备了现代汽车的一些基本特征，如火花点火、循环、钢制底盘、弹簧悬挂、后轮驱动、前轮转向等。1886 年 1 月 29 日，卡尔・本茨为其汽车申请了专利，这一天被大多数人认为是现代汽车的诞生日。

戈特利布・戴姆勒的贡献：1883 年，德国发明家戈特利布・戴姆勒发明了第一台高压缩比的内燃发动机。1886 年，戴姆勒把他的发动机安装在一辆马车上，创造出了第一辆四轮汽油汽车，进一步推动了汽车的实用化进程。

早期探索中的技术改进与市场拓展

技术改进：在汽车诞生后的最初几年里，工程师们对汽车的各个部件进行了不断的改进和优化。例如，对发动机的功率、扭矩进行提升，改进冷却系统和润滑系统，使发动机的性能更加稳定可靠；对底盘结构进行改进，提高车辆的行驶稳定性和舒适性。

蒸汽汽车阶段

1769 年，法国人 N・J・居纽制造出世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车 “卡布奥雷”，车长 7.32m，车高 2.2m，前轮直径 1.28 米，后轮直径 1.50 米，运行速度 3.5-3.9km/h，每前进 12-15min 需停车加热 15min。

1804 年，脱威迪克设计并制造了一辆蒸汽汽车，还拉着 10T 重的货物在铁路上行驶了 15.7km。

1825 年，英国人斯瓦底・嘉内制造了一辆 18 座的蒸汽公共汽车，车速为 19km/h，开始了世界上最早的公共汽车运营。

1831 年，美国的史沃奇・古勒将一台蒸汽汽车投入运输，在相距 15km 的格斯特和切罗腾哈姆之间开展有规律的运输服务。

19 世纪末，工业革命使全球对能源的需求急剧上升，传统蒸汽机能量转换效率通常只有 10% 左右，大量燃料被浪费，燃气发动机也存在燃料成本高和维护复杂的问题，无法满足工业发展需求。卡诺循环理论等热力学理论的发展，为高效热机的设计提供了理论支持，让人们认识到通过压缩点火可提高发动机效率。柴油发动机利用气体被压缩后温度会上升的原理，用活塞压缩进入气缸的空气，当空气温度上升到柴油燃点温度时，用喷油器将柴油喷成雾状射入气缸，柴油与灼热的空气相遇后随即发生燃烧，燃烧所产生的高温高压燃气在气缸内膨胀，从而推动活塞做功。

1892 年：2 月 27 日，鲁道夫・狄塞尔向德国柏林的帝国专利局申请 “设计合理的新型内燃机” 专利。同年，他研发出一台实用的柴油动力压燃式发动机并获得 “新式高效率热机” 专利，提出柴油引擎的概念。

1893 年：2 月 23 日，狄塞尔获得 “内燃机的操作过程与结构类型” 的专利，专利号为 DPR67207。

1897 年：狄塞尔发布了第一款可工作式柴油发动机，是一款 25 马力四冲程的垂直气缸发动机，热效率达 26%。

推动工业发展：柴油发动机扭矩大、油耗低、可使用劣质燃油，能以较低成本为工业机械提供强大动力，使大规模工业生产更经济高效，推动了工业发展。

革新交通运输：为船舶、火车、重型车辆等提供了高效动力，提高了运输效率，降低了运输成本，促进了交通运输业的发展，加强了地区间的联系和贸易往来。

促进能源多元化：柴油发动机对柴油的应用，推动了柴油作为主要工业燃料的普及，促进了石油工业的发展，使能源市场更加多元化。

奠定技术基础：为后续内燃机技术的发展提供了重要的理论和技术基础，激发了工程师们在内燃机领域的创新与探索，推动了发动机技术不断进步。

内燃机发明阶段

1794 年，英国人斯垂特首次提出把燃料和空气混合形成可燃混合气以供燃烧的设想。

1801 年，法国人勒本提出了煤气机的原理。

1859 年，法国的勒努瓦制成二冲程煤气内燃机。

1861 年，法国的德・罗夏提出进气、压缩、作功、排气等容燃烧的四冲程内燃机工作循环方式。

1866 年，德国工程师尼古拉斯・奥托成功试制出立式四冲程内燃机。

1876 年，奥托试制出第一台实用的活塞式四冲程煤气内燃机。

1883 年，德国人戴姆勒发明了燃烧炼制灯用煤油副产品的汽油蒸气内燃机并取得专利。

1897 年，德国人鲁道夫・狄塞尔成功试制出第一台柴油机。

1885 年，德国工程师卡尔・本茨设计并制造了一辆以内燃机驱动的三轮汽车，搭载一台两冲程单缸 0.9 马力的汽油机，具备火花点火、水冷循环、钢管车架等现代汽车特点。

1885 年末，戴姆勒将马车改装，安装了功率为 1.1kw 的内燃机，装上四个轮子，车速达到了 14.4km/h。

1886 年 1 月 29 日，卡尔・本茨向德国专利局申请汽车发明的专利，同年 11 月 2 日专利局正式批准发布，这一天被公认为是世界汽车的诞生日。

1886 年，德国人戴姆勒发明了世界上第一辆由汽油发动机驱动的四轮汽车。

1887 年，卡尔・本茨将他的第一辆汽车卖给了法国人埃米尔・罗杰斯，这是世界上第一辆现代汽车的销售。

1887 年，法国庞哈德・莱瓦索马车制造公司获得戴姆勒高速汽油机在法国生产的专利权。

1894 年，奔驰公司开始生产 “Velo”，这是世界上第一辆量产汽车。

市场拓展：随着汽车技术的逐渐成熟，汽车开始逐渐走向市场。一些汽车制造商开始小批量生产汽车，满足了一部分富裕阶层和对新技术感兴趣的人的需求。同时，汽车展览和比赛等活动也开始出现，这些活动不仅展示了汽车的性能和技术，也提高了汽车的知名度和影响力，促进了汽车市场的发展。