内燃机汽车刚发明时,并没有立即在各种路面车辆中显示出很强的竞争力。蒸汽机有较长的发展历史,比起发展初期的内燃机要完善得多。20世纪初,美国销量最大的还是蒸汽车。然而蒸汽车最大的缺点就是启动困难,启动一次需要大约45 min。
20世纪初,电动汽车也比内燃机汽车发展得充分。当时的电动汽车有两种:一种是电池驱动车;另一种是有轨电车。1900年,在美国各大城市总共有300辆电池车在行驶,但是电池车也有缺点:一是电池成本太高,当时一年的充电费用相当于购买一辆新车的价格;二是电池充电一次只能行驶80 km,只适用在距离短,更换电池方便的市区使用。
经过几十年的发展完善,内燃机汽车才在路面车辆中占据了主导地位。车用汽油机也逐渐完善起来。汽油汽化与点火问题得到了解决。内燃机的冷却最初是用一根长而弯的管子让水循环流动来实现的。1901年,迈巴赫又发明了蜂窝状的冷却水箱,为高效率的冷却打下了基础。
早期的内燃机汽车靠手摇转动曲轴来启动发动机。最初消除手摇启动的设想是将压缩空气按点火顺序依次送进各汽缸以使曲轴转动。但是,这种启动方法并不成功。1917年,美国凯迪拉克公司研制了第一个电启动器,它是用一个小电动机带动与曲轴相连的飞轮转动来启动发动机。这是由凯特林( C.F,Kettering)研究发现的。
起初,人们在变速器的前后各装一个离合器,换挡时,用这两个离合器将变速器中的齿轮轴与发动机和驱动轴都脱开。1929年,凯迪拉克公司首先研制出同步器,它是通过同步器中锥面相互摩擦使两个齿轮转速相同时才允许啮合。这样只要有一个离合器就行了,换挡时既轻便又不打齿,换挡时间也大大缩短。
汽车制动器开始是照搬马车上的结构,即用驻车制动带动一个单支点的摩擦片来抱住后轮。但是汽车所需的制动力要比马车大得多,而且汽车倒退时这种制动器常常失灵。当时,一些汽车在底部安装一根拖针,当汽车在坡路上下滑时,拖针会扎入地下使车停住。后来,在车上又增加了行车制动(俗称“脚刹”),用来控制传动轴的转动。
1914年开始出现轮内鼓式制动器。1919年,法国海斯柏诺—索扎公司制成用脚踏板统一控制的四轮鼓式制动器,并由变速器驱动一个机械伺服机构来增加制动力,使制动效果大为改善。1921年,美国的杜森伯格公司又推出了液压助力器,由一个主液压缸来放大制动力;以后又出现了气动助力的制动器。制动装置逐渐形成了行车制动控制车轮制动、驻车制动控制传动轴制动的结构形式。
影响汽车舒适性的主要因素是车轮和道路。初期的汽车采用的是自行车所用的辐条式的铁制车轮,外套实心橡胶轮。1895年,法国的米其林兄弟(Andre and Edouard Michelin)制造出了用于汽车的充气轮胎。
当汽车已经发展起来后,公路却还是由碎石和土填成的,汽车行驶时不仅颠簸,而且会扬起大量尘土,后来发现沥青既可以降低尘土又可使路面平坦。1910年,英国成立了“公路署”专门负责修筑沥青公路。1914年又开始出现水泥公路。1942年,为了战时的需要,德国修筑了符合现代标准的高速公路。
汽车技术的日益成熟使生产销售成为可能。为了汽车能大量销售,在1927年以前,汽车技术集中解决经济性(包括购置、使用和维修费用在内)、可靠性和耐久性这类基本要求。为了提高燃油经济性,这一时期汽油机的压缩比有了提高,一些载货汽车上采用了更省油的柴油发动机。1905年,在美国的圣·路易斯发生了最初的汽车被盗事件,于是出现了带钥匙的点火开关。刮水器、制动灯、反光镜等也逐一在这一时期被开发和使用。1922年,在仪表板上出现了燃油表。1929年,出现了车用收音机。现代汽车的基本要素均已具备。
在解决汽车的存在问题以后,人们开始追求外形、色彩的多样化以及乘坐的舒适性、操纵的便利性等。1903年,美国福特公司制造的A型车在座席前设一块挡风板,使迎面风经过挡板导流,吹向上方。但若汽车行驶速度达到50~60 km/h,则驾驶员经受着相当于七级风的风力,根本无法睁开眼驾驶,于是产生了带篷的汽车。这种马车造型的汽车,从整体上看是四方形的,形似箱子,故称为箱形汽车。箱形汽车在造型中没有引进空气动力学原理,可以说是技术尚未成熟时代的产物。
从19世纪30年代起,汽车外形向流线形发展。1949年起,无论是美国还是欧亚大陆均风靡船形车身,这种车身是福特汽车公司首先推出的既考虑了机械工程学、流体力学诸因素,又强调了以人为主体,注重乘员舒适性和驾驶员操纵性的新车型。
为了操纵方便,1937年的福特车上提供了转向柱换挡机构。1946年,动力操纵的车窗升降机问世。1951年,别克等车上提供了动力转向。1955年,在克莱斯勒公司的汽车上,按键式自动变速选择器代替了原有的变速器操纵杆。
19世纪末到20世纪50年代,汽车及汽车界都发生以下重要的事件:
1889年,戴姆勒在他的汽车上采用装有滑动小齿轮的4速齿轮传动装置。同年6月9日,戴姆勒的V型发动机在德国获得专利,后来卡尔·本茨在自己的汽车上采用了这种类型的发动机,并付给戴姆勒3.7万马克专利费。法国人标致研制成功了齿轮变速器和差速装置。
1890年,戴姆勒成立公司。美国人奥兹成立汽油发动机生产厂。
1891年,美国芝加哥研制出第一辆电动汽车。法国人潘赫德和莱瓦索尔采用发动机前置、后轮驱动的结构形式,并设计了专用底盘。这一结构奠定了汽车传动的基本形式,在相当长的时间内被全世界广泛仿效。
1892年,美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油器。
1893年,德国人狄塞尔在其论文《转动式热机原理和结构》中,首次论述了柴油发动机原理。法国巴黎开始实行车辆登记、使用车牌并发放驾驶证。杜里埃研制出美国历史上的第一辆汽油发动机汽车。
1894年,狄塞尔展出他的第一台商品型柴油发动机。法国人米其林兄弟发明充气式橡胶轮胎。奔驰公司生产了135辆维多利亚牌汽车,并采用了米其林发明的可拆卸式充气轮胎。
1895年,世界上第一本汽车杂志《无马时代》在美国出版发行。法国人莱瓦索尔研制出用手操纵的齿轮变速传动装置。美国首次举行汽车比赛,获得冠军者用9 h跑完50 mile(80.45 km)的路程。
1896年,亨利·福特研制成功两缸四轮汽车。美国出版物中首次使用“汽车”(Automobile)单词。美国人将油灯用于汽车照明。英国人首次使用石棉制动片。德国首次使用汽车计程表。伦敦首次举办国际汽车博览会,展出了小轿车、客货两用车和电动汽车。标致公司成立。德国人杜茨成为经营出租汽车的鼻祖。日本进口首辆汽车。
1897年,奥兹在美国密歇根州的兰辛市创办了“奥兹汽车厂”。美国举办首次汽车刊物展览(5月13日)。英国兰切斯特牌汽车采用了高压润滑系统,发明人由此而获得专利。美国首次实行汽车保险,鲁密斯对其生产的单缸汽车按0.75%的费率进行了财产保险。英国成立了世界上最早的汽车协会——皇家汽车俱乐部。狄塞尔制成压缩点火式1.1 kW柴油发动机,热效率高达26%,令世界为之震惊。英国人乔治·史密斯成为第一个酒后开车被判有罪的人。
1898年,美国人富兰克林研制出顶置气门4缸风冷式发动机。第一辆公共汽车问世。转子发动机问世。法国人雷诺将万向节首先用于汽车传动,并发明伞齿轮式主减速器传动装置,取代了链条传动。雷诺公司成立。英国人制成柴油发动机汽车。
1899年,第一辆菲亚特汽车问世。带有整体水箱的蜂窝式散热器、分挡变速器和脚踏式加速器首先由戴姆勒应用。纽约成立全美第一家汽车修理厂。德国人西韦尔成为第一位死于车祸的汽车司机。
1900年,美国奥兹牌汽车投产。威廉·麦金莱(1897—1901年任美国第25届总统)成为第一个乘坐汽车的美国总统。德国制造出第一辆装甲车。全金属车身问世。德国人保时捷研制出带曲面挡风板的汽车。奔驰公司以钢材代替木材制作车架。倾斜式圆形方向盘首次在德国使用。纽约颁发第一份汽车驾驶执照,称“工程师证书”。
1901年,位于底特律的奥兹汽车厂发生火灾,恢复生产后采用由各分散车间转包零件加工和装配的生产组织方式,后来这些车间相继独立,使底特律发展成为了汽车城;纽约开始发放汽车牌照(带号码的铝制圆盘);德国波许公司发明高压磁电机点火装置;奥兹莫比尔汽车首先使用转速表;低压磁电机点火系统被戴姆勒公司采用;中国进口第一辆汽车。
1902年,凯迪拉克汽车公司成立;盘式制动器专利被英国人获得;鼓式制动器专利由法国人雷诺获得;后桥独立式悬架被法国人装于赛车;摩擦式减振器在英国使用;用两个前轮的转动代替轴的转动的艾利奥特转向原理开始应用;美国汽车协会在芝加哥成立。
1903年,福特汽车公司成立;法国研制出第一台V型发动机;伦敦出现出租汽车;美国古德伊尔轮胎公司获无内胎轮胎专利;英国生产全钢车身的轿车;“交通安全之父”伊诺出版《驾车的规则》一书;美国波士顿警察最先购买汽车执行警务。
1904年,气压制动系统开始采用;凯迪拉克汽车装用防盗点火系统;美国研制出防刺漏式轮胎;英国希思发明液压制动系统。
1905年,法国研制出封闭式驱动桥;法国研制出轮胎压力计;美国汽车工程师协会(SAE)成立。
1906年,带弹簧的保险杠问世;前轮制动器在德国问世;别克公司将蓄电池作为轿车的标准配备;法国勒芒举办首次汽车大奖赛;扭力杆式减振器问世。
1907年,劳斯莱斯公司开始生产“幻影”牌旅行车;美国汽车制造商协会公布汽车功率计算公式,该公式后来被一些国家作为汽车征税的依据;法国采用乙炔车灯;日本制造出第一辆汽油发动机汽车。
1908年,凯迪拉克公司因生产可互换零件的汽车而获得英国皇家汽车俱乐部颁发的杜瓦奖;福特“T”型车问世,福特流水式生产线建成,开始了崭新的汽车生产方式;杜兰特创办通用汽车公司;轮胎刻纹机在美国问世;电喇叭被美国人应用在汽车上。
1909年,美国印第纳州建成第一条高速赛车道,这是印地赛车的起源;凯迪拉克公司并入通用汽车公司。
1910年,美国出现消防车。
1911年,美国底特律市的公路上首次标出中心线;美国举行500 mile汽车赛,获胜者的汽车上首次安装了后视镜;德车卡门提出流线型概念;法国人标致设计出4轮制动器;电灯被美国人用于汽车照明;汽车股票在纽约上市。
1912年,自动启动器在凯迪拉克汽车上被首次装用;双凸轮顶置式发动机在瑞士问世;别克V12型发动机采用铝制活塞;轮胎材料中加炭可以提高耐磨性的实验获得成功。
1913年,四门桥车问世;曲面风挡玻璃问世;汽车前大灯被置于挡泥板上;汽车销售首次采用分期付款;第一个加油站建成。
1914年,全钢车身的道奇牌客车问世;云母质绝缘体的火花塞在英国问世;英国生产双层客车。
1915年,可拆卸式轮辋代替了嵌入式轮辋;箱型车身的“T”型车问世。
1916年,倾斜式挡风玻璃流行,手动刮水器被装于汽车;美国人开始使用停车灯;英国最后一批“皮尔逊—考克斯”牌蒸汽汽车停产。(www.xing528.com)
1917年,林肯汽车公司成立。
1918年,美国登记客车数超过500万辆;美国人麦克姆·罗西德制成四轮液压制动器并获专利;雪佛兰与通用公司合并;英籍德国人阿克曼申请平行连杆式转向机构专利,后来法国人琼特将其改为梯形连杆式。
1919年,福特公司客车产量达75万辆,超过美国客车产量的1/3;高效制动器装车使用。
1920年,日本成立东洋汽车工业公司;美国修筑了全长为191 km的高速公路;雪铁龙和蓝旗公司开始采用钢板冲压盘式车轮;通用公司在车内安装顶灯;林肯牌汽车问世。
1921年,林肯汽车将转向信号装置列为标准配备;福特汽车产量占美国总产量的55.45%;镀镍技术被应用于散热器和车灯;四乙基铅在汽油中具有抗爆作用被发现;底特律设计出同步交通信号灯和高出地面的安全平台;第一家汽车饭店开张;可调式汽车座椅问世。
1922年,空气滤清器、油量指示器被应用于汽车;蓝旗汽车采用了V6型发动机和四轮独立悬挂装置;橡胶悬挂装置在美国问世;专门研究交通工程、车辆管理等问题的“伊诺交通基金会”成立。
1923年,戴姆勒公司发明自动喷漆装置;奔驰公司生产出第一辆柴油载货车;福特公司年产汽车200万辆;菲亚特公司推出调式方向盘;法国勒芒首次举行24 h汽车车赛。
1924年,杜邦公司推出新型快干漆;美国每7人拥有一辆汽车;富兰克林研制出离合器中的减振装置;莫来石瓷质绝缘体的火花塞在美国问世;波许公司开始生产电动刮水器;第一条收费公路在意大利通车;双丝式前大灯问世。
1925年,奥兹莫比尔5座汽车问世;供给用户的汽车附属装置有:千斤顶、停车信号灯、水箱锁盖、行李架、反光镜、烟灰盒、点烟器和温度计等;克莱斯勒公司成立。
1926年,奔驰与戴姆勒公司合并,开始生产梅赛德斯—奔驰牌汽车;美国研制出汽油辛烷值测定表,使汽油的抗爆性有了衡量标准;驱动桥高度降低及双曲线齿轮的采用使汽车重心得以降低;通用公司将汽车大灯变光开关由方向盘移到了地板上,改用脚操纵;通用公司成立车身外形画室;凯迪拉克公司使用防碎玻璃。
1927年,真空自动增压器问世;通过采用在钢制部件中充填毛织物和射流消声的方法使汽车得以消音;第27届国际汽车博览会展出的汽车表明了轿车发展的趋势:空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器、曲轴箱换气装置和后视镜被纷纷采用;“T”型车停产,累计生产15 007 033辆,它为美国汽车的普及作出了杰出的贡献;液力制动器问世。
1928年,福特“A”型车取代了风靡全球的“T”型车;通用公司推出带有各种豪华饰物的雪佛兰6缸发动机汽车,得到用户好评;同步变速器用于凯迪拉克汽车;“宝马”牌汽车问世。
1929年,亨利·福特汽车博物馆对外开放;汽车尾灯开始安装;美国将收音机作为汽车的选用品;“汽车之父”卡尔·本茨去世。
1930年,超低压轮胎问世,提高了汽车在松软路面行驶的性能;镀锡活塞问世;戴姆勒公司将液力耦合器用于汽车,改变了传统的机械传动方式。
1931年,采用独立悬架的汽车问世;通用公司确立第一大汽车生产公司地位;离心式、真空式点火提前角自动调节装置由克莱斯勒公司研制成功。
1932年,圆环形挡泥板被采用。
1933年,丰田自动织布机厂成立汽车部,该部后来独立为丰田汽车公司;日产汽车公司的前身塞米股份有限公司成立;非贯通式汽车通风系统研制成功;汽车停放收费计数器问世。
1934年,克莱斯勒“气流”牌客车问世,该车率先采用了流线型车身,属于甲壳虫车身的一类;雪铁龙前轮驱动汽车问世;半自动变速器问世。
1935年,全球汽车保有量达3 500万辆;手动按钮式齿轮变速器问世;德国西门子公司开始生产氧化铝瓷质绝缘体火花塞;美洲虎高级轿车问世。
1936年,由钢制扭力杆和双管路紧急制动系统组成的新型安全装置问世;日本三菱公司开始生产汽车;最先装用柴油发动机的奔驰260D型小汽车问世。
1937年,丰田汽车公司成立;五十铃汽车公司成立;“普利茅茨”牌汽车开始采用安全玻璃;福特推出V8型汽车;大众公司成立,甲壳虫型汽车问世。
1938年,空调装置被美国人用于汽车;人们对汽车升力现象开始注意。
1939年,美国汽车产量达到750万辆;奥兹莫比尔汽车采用了液压—机械联合传动系统。
1940年,克莱斯勒公司研制出安全轮辋,它可保证轮胎被刺穿后不脱离轮辋。封闭式汽车前大灯问世。
1941年,四速半自动变速器及液压联轴器由克莱斯勒公司研制成功;四轮吉普车在美国问世。
1942年,因第二次世界大战需要,美国军用车产量超过民用车;水陆两用坦克问世。
1943年,通用公司大量生产航空发动机。
1944年,通用公司生产水陆两用汽车;美国向苏联提供34.6万辆汽车,以支援其抗击德国法西斯。
1945年,通用公司工人大罢工。
1946年,后置发动机客车问世;全钢客货两用车问世;米其林公司研制出子午线轮胎;轿车首次装用无线电话。
1947年,“汽车大王”亨利·福特去世;日本生产战后第一批“达特桑”牌汽车;法拉利牌汽车问世。
1948年,本田公司成立;曲面挡风玻璃问世;无内胎式轮胎问世;奔驰轿车首次装用电动车窗。
1949年,克莱斯勒汽车采用点火钥匙启动;福特公司推出V8船形轿车。
1950年,英国人获蝶式制动器专利;英国路虎公司推出世界上第一台采用燃气涡轮发动机的汽车;本年度汽车产量为1 057万辆,首次超过1 000万辆;第一台直喷式柴油机问世;国际汽车联合会成立,规范的汽车比赛从此开始。
1951年,克莱斯勒公司推出具有半球形燃烧室的V8S发动机。
1952年,美国通用公司推出“别克”牌小轿车,该车成为鱼形车身的代表;转向助力器装车使用;美国人开始采用座椅安全带。
1953年,玻璃纤维薄板加钢筋构成的车身问世;福特公司第4 000万辆汽车下线;美国人戴纳·富勒创造了264 km/h的地面行驶纪录,该纪录一直保持了18年;通用公司累计生产5 000多万辆汽车;美洲虎汽车装用蝶式制动器;晶体管被应用于汽车点火系。
1954年,三角转子式发动机问世;燃油喷射式发动机问世。
1955年,福特“雷鸟”牌两座位汽车问世,这是最能代表美国个人用车的第一种车型;福特公司创造了日产汽车10 877辆的世界纪录;丰田公司推出“皇冠”牌汽车;电控门锁问世。
1956年,中国第一汽车制造厂成立,“解放”牌汽车问世;四大灯照明系统被采用。
1957年,林肯—大陆汽车采用组合车身;带冷却片的制动毂问世。
1958年,日本富士公司研制出“速波360”型汽车;无级变速器问世;日本首次向美国出口汽车。
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