人类对自然界的认识是逐渐加深的。从最初的利用人力、畜力到后来使用水力、风力。在1705年,纽科门首次发明了不依靠人和动物来做功而是靠机械做功的实用化蒸汽机。这种蒸汽机用于驱动机械,便产生了划时代的第一次工业革命,于是蒸汽驱动的机械汽车也诞生了。到了19世纪末期已经有制作得非常精巧的汽车问世。可以说,这些技术是产生今天以内燃机为动力的现代汽车的母体。从这个意义上讲,不断发展并一直延续至今的汽车的历史是与蒸汽汽车的历史密切相连的。
1.有真正意义的第一台蒸汽机
机械动力装置发展的最初目标并非用于车辆,而是为了给矿井抽水。随着矿井越挖越深,地下水成了矿井和矿工的大敌。为了开掘矿道和保证安全,必须尽快抽掉地下水。1712年,英国人托马斯·纽科门发明了蒸汽机,用来驱动一台抽水机将矿井中的水抽出,这种蒸汽机被称为纽科门蒸汽机。纽科门蒸汽机将蒸汽引入气缸,然后向气缸中喷水冷却,冷却后的气缸内压力下降,气缸里的活塞在大气压力的推动下向上运动,带动抽水泵抽水。虽然活塞每分钟只能运动10次,但已经极大地提高了抽水的效率。
1757年,木匠出身的技工詹姆斯·瓦特被英国格拉斯戈大学聘为实验室技师,有机会接触纽科门蒸汽机,并对纽科门蒸汽机产生了兴趣。1763年,他在修理蒸汽机模型中发现,纽科门蒸汽机只利用了气压差,没有利用蒸汽的张力,因此热效率低,燃料消耗大,他下决心对纽科门蒸汽机进行改进。首先,他认为将气缸里的蒸汽送到另一个容器中去冷却,既可以获得能做功的真空,又使气缸中的温度下降不多,可大大提高热效率。其次,为防止空气冷却气缸,必须使用空气的张力作为动力。1769年,瓦特与博尔顿合作,发明了装有冷凝器的蒸汽机。1774年11月,他俩又合作制造了真正意义的蒸汽机(图3-7)。蒸汽机曾推动了机械工业甚至社会的发展,并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。
图3-7 瓦特和瓦特发明的蒸汽机
2.蒸汽汽车的诞生
1769年,法国人尼古拉斯·古诺制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车(图3-8)。这辆汽车被命名为“卡布奥雷”,车长7.32m,车高2.2m,车架上放置着一个像梨一样的大锅炉,前轮直径1.28m,后轮直径1.50m,前进时靠前轮控制方向,每前进12~15min需停车加热15min,运行速度3.5~3.9km/h。后来在试车途中撞到石头墙上损坏了。尽管尼古拉斯·古诺的这项发明失败了,但却是古代交通运输(以人、畜或帆为动力)与近代交通运输(动力机械驱动)的分水岭,具有划时代的意义。
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图3-8 法国人尼古拉斯·古诺制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车
1786年,美国人约翰·菲奇发明了蒸汽动力船。
1804年,脱威迪克设计并制造了一辆蒸汽汽车,这辆汽车还拉着10t重的货物在铁路上行驶了15.7km。
1825年,英国人格尔斯瓦底·嘉内制造了一辆18座蒸汽公共汽车,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,相距15km的格斯特夏和切罗腾哈姆之间便出现了有规律的运输服务。
1834年,世界上最早的公共汽车运输公司——苏格兰蒸汽汽车运输公司成立了。当时英国爱丁堡市内营运的蒸汽汽车前面坐着驾驶员,中部可容纳20~30名乘客,锅炉位于后部,配一名司炉员,蒸汽机气缸位于后轴的前方地板下,以驱动后轮前进。然而,这些车少则3~4t,多则10t,体积大,速度慢,常常撞坏未经铺设的路面,引起各种事故。
1865年,英国颁布了世界上最早的机动车法规,即所谓“红旗法规”。规定汽车最高车速不得超过6.4km/h,行车时必须有专人挥动红旗,以警示路上的行人和马车。具有讽刺意义的是,由于这条法规的实施,使得英国在制造汽车的起步上大大落后于其他工业国家。
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