1 汽车概述及其发展简史

黄淮学院电子科学与工程工程系张洪飞第一章汽车概述及其发展简史本节主要内容汽车的概念汽车的发明世界汽车工业中心的演变汽车的概念不同国家有不同的汽车定义：英文中的”汽车”即”Auto(自动)”和”Mobile(可移动的)”构成，这就是”Automobile(汽车)”的来历。汽车产生与发展至今已经100多年了。一、汽车的概念广义的汽车概念我国的汽车概念广义的汽车概念美国汽车工程师学会标准SAEJ687c由本身动力驱动，装有驾驶装置，能在固定轨道以外的道路或地域上运送客货或牵引车辆的车辆。日本工业标准JISK0101自身装有发动机和操纵装置，不依靠固定轨道和架线能在陆上行驶的车辆。我国汽车的概念国家标准GB/T3730.1-2001由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道无架线的车辆。其中还包括：a.与电力线相联的车辆，如无轨电车；b.整车整备质量超过400kg的三轮车主要用于：牵引载运人员和（或）货物的车辆。二、汽车的发明车的起源和进化历程自走式车辆的幻想与探索蒸汽机的发明蒸汽汽车内燃机的发明汽车的发明世界上第一台柴油机1、车的起源和进化历程以动力装置为线索：马蒸汽机电动机内燃机以行走装置为线索：步行式雪橇式车轮式以时间为线索：1480年，维西的弹簧车1670年，牛顿的喷气式汽车1705年，纽可门的活塞往复式蒸汽机车。2、自走式车辆的幻想1420年，有人制造出了一种滑轮车。人坐在车内，借用人力使绳子不停地转动滑轮。车虽然走了起来，但由于人力有限，这辆车的速度比步行还要慢。1649年，德国一个钟表匠汉斯·郝丘，制造了一台发条式的汽车。但是这台发条车的速度不到1.6km/h，而且每前进230m，就必须把钢制发条卷紧一次，这个工作的强度太大了，所以发条车也没有能够得到发展。3、早期的汽车探索——蒸汽汽车世界上最初可以载人的自备动力的车辆是蒸汽汽车世界上第一辆汽车是法国人居纽1770年制造的蒸汽汽车，现珍藏于巴黎的国家技术及机械品博物馆世界上最早投入运行的车辆是美国人古涅1825年制造的蒸汽汽车，在相距15km的格斯特夏和切罗滕哈姆间作有规律的运输服务，单程时间45min4、蒸汽机的发明“蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特给它加上了一个分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”——恩格斯《自然辩证法》1、纽科门蒸汽机（1712）（英国工程师）2、瓦特改进蒸汽机（1765）（英国工程师）3、尼古拉斯·古诺把蒸汽机装在木质三轮车上制成最早机动车（1769）第一台蒸汽机车居纽的蒸汽车第一辆蒸汽公共汽车5、蒸汽汽车早期的状况蒸汽汽车笨重，操作不便，在车辆数增加的同时，交通事故和锅炉爆炸的事故时有发生锅炉燃烧所排出的煤灰、黑烟对沿街住户和行人造成危害，也引起市民们的不满蒸汽汽车在当时被称为无马马车，显然对马车运输业产生了威胁，因而引起了马车业主们的反对6、早期的交通状况1865年英国制定了著名的“红旗法规”红旗法规：规定蒸汽汽车必须有两人以上参加驾驶，车前方约55m处必须有人高举红旗或红灯开路，示意车马、行人避让，车速限制为郊外6.4km/h，市区3.2km/h1839年，古特夷提出的加硫橡胶1845年，汤姆逊发明了充气轮胎19世纪末，燃料由煤转为使用石油以上条件均导致车速不断提高蒸汽汽车的衰落红旗法7、电动汽车最早的电动汽车：1873年英国戴维森制造的四轮卡车美国的爱迪生、福特等都对电动汽车的开发作出了很大贡献快速发展时期：19世纪90年代，1898年哥伦比亚电气公司生产了500辆电动汽车最高车速：法国的杰那茨驾驶的电动车创造了时速105km/h的最高车速三、近代汽车的诞生与技术发展期——内燃机汽车登上历史舞台的必然蒸汽汽车的缺点：给水繁琐启动时间太长：起动一次21个步骤、45min安全性差公害明显电动汽车的缺点：续驶里程太短：80km/次蓄电池体积和质量太大故车内空间太小蓄电池成本太高1、近代汽车的诞生与技术发展近代汽车的诞生：（发动机的发展）蒸汽机的缺陷促使人们寻求跟好的动力装置1862年，法国人罗切斯提出四冲程发动机循环理论并取得专利1866年，德国人奥托运用循环理论试制了第一台活塞与曲柄相组合，将煤气和空气混合气经压缩冲程后再点燃的往复活塞式四冲程内燃机：奥托循环内燃机的发明奥托研制的内燃机汽车的发明1886年1月29日，卡尔·本茨成功地为他所研制的0.9匹马力的三轮汽车取得了第37435号帝国专利证书”。卡尔·奔驰的第一辆汽车德国曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被后人称为现代汽车诞生日特点：火花点火、水冷、后驱、前轮转向汽车的发明陈列在德国汽车发源地斯图加特市的奔驰汽车博物馆中第一个汽车驾驶员－奔驰夫人FirstautomobilejourneyBerthaBenz贝尔塔－奔驰4.August1888戴姆勒一号车1886年德国人戴姆勒研制的四轮汽车也有人把1886年作为汽车诞生年这辆车被世人公认为是世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车排量：0.46L转速：650r/h车速：18km/h戴姆勒的第一辆汽车世界上第一台柴油机鲁道夫·狄塞尔和“人类最伟大的发明”金银纪念币近代汽车汽油机诞生的条件：石油的开发使用汽油气化性好的特点奥托四冲程煤气机原理梅巴克关于汽化器（化油器）的设想近代汽车：奔驰一号汽车戴姆勒一号汽车2、汽车技术的发展和完善20世纪初的车辆：蒸汽汽车：销量最大、总体性能稳定电动汽车：电池驱动、有线电车有轨电车1882年首先出现在德国1923年，英国造出了第一辆无轨电车内燃机汽车：逐渐完善1901年，迈巴赫发明蜂窝状的冷却水箱1917年，凯迪拉克公司研制了电起动器1929年，凯迪拉克公司研制了同步器汽车技术的发展1914年，鼓式制动器诞生1921年，美国的杜森伯格公司研制了液力助力器汽车技术的发展汽车轮胎的发展：实心木轮辐条式铁质轮胎外套实心橡胶轮充气轮胎（法国的米舍兰兄弟发明）可拆卸式车轮钢丝轮胎公路的发展：碎石和土路沥青路面1910年英国成立“公路署”负责修筑沥青公路1914年开始出现水泥公路1924年意大利首先建造了高速公路1942年德国修建了现代标准的高速公路3、汽车的大量生产和销售汽车大量生产的新纪元：1901年美国人奥德尔生产和销售了425辆奥斯莫比尔牌轿车，1905年达6500辆汽车生产流水线的诞生：1913年，福特首先发明了科学设计的汽车流水生产线大大地提高了汽车的生产效率，生产福特T型车：从1908年到1927年生产了1500万辆，创下了当时的世界纪录并且很快被其他汽车厂商效仿。福特T型车T型车的各种零件被首次设计成统一规格，实现了总成互换，流水生产线，效率大幅度提高，成本低，价格便宜，广为流行汽车的大量生产和销售甲壳虫：20世纪60年代德国的甲壳虫式轿车的问世使经济性家庭轿车达到一个新的销售高潮为了实现批量销售产生的汽车新技术：1927年以前汽车技术集中在经济性、可靠性和耐久性这类基本问题上，例如：前轮因转向而没有装设制动装置1905年开发的带钥匙的点火开关1911年发明了自动起动机等等4、汽车的美观和舒适性发展时期车身的发展：从人们追求外形、色彩以及乘坐舒适性的角度出发，车体的整体性和刚度增强，发展过程如下：无马马车：汽车车身及马车车身福特A型车：在坐席前设一块挡风板箱型汽车：整体上是四方形，形式箱子流线型汽车：随着车速的提高，空气动力学应用到汽车车身的设计当中船型汽车：考虑到机械工程学和流体力学福特A型车1928年福特A型车取代了风靡一时的福特T型车5、环保性能发展期污染量：在美国车辆排放物占大气污染物总量55%污染物：CO、NOx、HC、C等排放法规：最早立法的是美国加利福尼亚州改善排放措施：曲轴箱强制通风（PCV）、废气再循环系统（EGR）、排气三元催化系统、分层燃烧系统、稀混合气燃烧系统节能、安全性的发展期节能：从降低风阻的角度出发，出现了不同类型的车身结构（鱼型、流线型）结构：日本、欧洲的小排量汽车逐步兴起其它能源：甲醇、乙醇、液化石油气等安全性措施：安全带、防抱死系统、安全气囊、可吸收能量的转向柱、可吸能的前后保险杠、安全挡风玻璃、软化仪表板安全方面的热门课题：汽车碰撞试验和设计中的人体工程学6、电子技术和计算机技术的应用电子装置的应用：改善了排气污染、节约能耗、提高舒适性常见电子装置：电子燃油系统、自动变速箱、汽车电子管理系统、车载电子设备、汽车故障诊断系统计算机的应用：汽车的设计采用CAD、CAM等，通过计算机的仿真与计算进行方案优化，使各部分构件的设计更合理，材料利用率更高，汽车进一步轻量化，性能进一步提高第二节汽车工业的发展与汽车的发明同步，出现了用于商品销售的汽车产品，但是以大规模生产为标志的汽车工业的形成是20世纪初的事，其后整个20世纪是汽车工业蓬勃发展的时期，美国、西欧、日本相继建成了规模宏大的汽车产业。随着汽车产业的国际化，汽车工业已成为全球性的支柱产业，在人类的工业发展史上占有十分重要的位置汽车工业的形成汽车工业的发展日本汽车工业的发展汽车工业的形成汽车公司的形成：德国的戴姆勒-本茨公司（1926年）美国的福特公司（1903年）英国的劳斯-莱斯公司法国的雪铁龙公司（1919年）意大利的菲亚特公司（1899年）汽车诞生地：欧洲汽车工业形成地：美洲福特在汽车工业中的作用福特：钟表匠，于1893年在自己简陋的作坊里制造汽车，之后在底特律组建汽车公司汽车售价：汽车大幅度降价的原因：采用标准互换件;采用总成装配法;采用流水生产线;美国政府的大力支持年代18991907190919161927售价27001000905360290汽车工业的发展汽车工业：关联产业最广、涉及面最广美国汽车工业的形成：欧洲的汽车工业发展较慢，美国为了降低运输成本避免运输过程中车身的损伤，于是福特公司最早采用将零件运到欧洲就地装配出售欧洲汽车工业的形成：欧洲为保护本国汽车工业对美国汽车零部件进口课以重税，同时凭借自己技术优势大力发展本国汽车工业，二战后欧洲汽车工业就基本形成了欧洲名车：大众、奔驰、宝马、雷诺、标志等汽车安全问题的提出汽车大量使用带来的问题：安全问题、环境问题安全问题：由于汽车保有量的剧增、道路情况的优化、车速的提高导致交通事故大量发生环境问题：汽车尾气污染问题、汽车噪声污染问题等等能源危机：石油危机日本汽车工业的腾飞日本汽车之路：进口整车引进技术1899年从美国进口电动车1904年制造出第一辆蒸汽机汽车1907年制造车第一辆汽油机汽车1923年关东大地震，电车无法行驶，大量进口T型福特车，美国借此机会冲击日本汽车工业日本政府扶植：东京汽车公司（五十铃汽车公司）、日产汽车公司、丰田汽车公司政策：对汽车业低息贷款、减免税收、财政补贴，挤垮外资企业，壮大本国汽车业日本汽车工业的突起汽车工业的突起：1955年发表了“国民车发展纲要”1961年制定了分期付款购车方案1965年名列世界第四1966年跃升为世界第三1967年成为世界第二1980年以年产量1104.2万辆超过美国，夺得世界第一汽车生产大国的桂冠日本汽车工业突起的原因生产管理：企业设法使员工感到自己所从事工作的主人，调动员工的工作潜力，激发员工的献身精神先进工艺的应用：自动化的应用是汽车工业发展的基本保障严格的纪律：车间中不允许在操作时抽烟、闲谈、游荡，车间里没有茶杯和其他一切不利于生产的东西倡导节约：提出“为富裕而节约”的口号工厂利用率高：“内部挖潜”日本汽车的特点美国车特点：大型、豪华、大排量日本车特点：小型、微型、小排量、经济70年代世界性的石油危机：导致美国车不受欢迎，日本车大量销往国外，并很快畅销全世界，以致使英、法、美等国开始对日本车限量进口汽车中心从欧美转移到日本