汽车概论之汽车发展史课件

模块一了解汽车工业发展历程项目一非机动车的艰苦运输项目二机动车的诞生追寻项目三世界汽车工业发展现状项目四中国汽车工业发展过程项目一非机动车的艰苦运输1.人力运输人类起源于公元前5000年左右。当时没有运输工具，全靠手提、头顶、肩扛和背负完成。2.畜力运输公元前5000—公元前4000年左右，人类驯服马、牛来驮运物品。北欧已经使用鹿拉的雪橇。下一页返回项目一非机动车的艰苦运输3.车轮的发明公元前4000年左右，美索不达米亚(Mesopotamia，古巴比伦的所在地，今叙利亚东部和伊拉克境内，世界四大文明发源地区之一)发明了车轮。车的发明始于车轮，它使滑动摩擦变为滚动摩擦。车轮的演变进程。上一页下一页返回项目一非机动车的艰苦运输4.非机动车诞生公元前3300年，古巴比伦的苏美尔已出现战车。中国是世界文明古国，公元前2697年，传说轩辕黄帝造车。轩是古代一种有帷幕而前顶较高的车；辕是车的基本构件，是指车前驾牲畜的两根横木。上一页返回项目二机动车的诞生追寻一、机动汽车发明的萌芽公元7世纪，我国唐代天文学家僧一行(原名张遂，683-727年)，第一个提出“激铜轮自转之法，加以火蒸汽运，名日汽车”。他是世界上汽车设想的第一人。15世纪，意大利文化巨人达·芬奇(LeonardoDaVinci)开始设计发条汽车(见图1-17)。他是汽车、飞机、潜水艇、自行车及蒸汽机等机械的初始设计者。1649年，德国的钟表匠汉斯·赫丘根据达·芬奇的设计图试制成功了一辆依靠发条驱动的四轮车(见图1-18)，行驶速度达1.6km/h，每走230m要上一次发条。在当时是一件稀世珍宝，被瑞典王子卡尔·古斯塔夫用重金购买。1600年，荷兰物理学家西蒙·斯蒂芬制造了双桅风力帆车。他把木轮装到船上，凭借风力驱动帆车(见图1-19)行进，行驶速度达24km/h。但是该车有一定的缺点，即没有风，车就不能开动，况且风和道路的方向会不断变化，是一辆“不听话的汽车”。下一页返回项目二机动车的诞生追寻二、蒸汽汽车的发明1.蒸汽机的发明1629年，意大利工程师Branca发明了利用蒸汽冲击风轮旋转的机器，这是冲动式汽轮机的雏形。1663年，英国大科学家IsaacNewton提出按“蒸汽射流”原理制造蒸汽机汽车。1668年，比利时传教士南怀仁(康熙皇帝的数学老师)在北京成功制造一辆蒸汽射流式的蒸汽汽车，车身中安装一个煤炉，加热水，在一定温度和压力下，使水蒸汽喷射，推动叶轮旋转，从而带动车轴转动，推动汽车前进。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻1712年，英国工程师ThomasNewcommen综合前人试验，成功制造出第一台实用的大气式蒸汽机(见图1-22)。蒸汽通人汽缸后推动活塞上行，接着在气缸内部喷水使它冷凝，造成气缸内部真空，气缸外的大气压力推动活塞向下，再通过杠杆、链条等机构带动水泵活塞提升做功。它的缺点是热效率低，燃料消耗量大，主要用于矿井排水。1765年，英国的JamesWatt在修理纽柯门蒸汽机时，发现气缸一会儿被加热，一会儿又被冷却，白白浪费了很多热量，于是研制成功分离冷凝器的单动式蒸汽机，让气缸始终是热的，负责做功，让另一个容器始终是冷的，负责使蒸汽冷凝，比纽柯门的蒸汽机节约煤75%。之后他又研究制造了蒸汽机的曲柄连杆机构、行星齿轮机构、四连杆机构、配气机构、飞轮、离心调速器以及压力表等。1781年瓦特的双作用式蒸汽机(见图1-23、图1-24)广泛运用于火车、轮船等运输工具，极大地推动了世界各国生产力的发展，恩格斯评论“蒸汽机是第一个真正国际性的发明”。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻2.蒸汽汽车的发明1769年，法国炮兵大尉NJ·Cugnot奉命研制大炮的牵引车，研制出第一辆蒸汽三轮汽车(见图1-25)。该车前面支撑着一个梨形大锅炉，后边有两个气缸，锅炉产生的蒸汽送进气缸，推动气缸里面的活塞上下运动，再通过曲柄把动力传给前轮驱动车辆前进，时速4km/h左右，成为世界上第一辆机动车。1803年，英国工程师R·Irevithick制造出第一辆可载客8人的高压蒸汽汽车(见图1-26)，时速13km/h。1805年，美国的OliverEvans制造了水陆两用蒸汽汽车(见图1-27)，并申请了专利。该车下面有4个轮子，代水陆两用汽车的先驱后面还有一个蹼轮，在陆地靠车轮行走，在水里靠蹼轮驱动，成为现(见图1-28)。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻1825年，英国的GGuthey公爵制造了世界上第一辆正式运营的蒸汽公共汽车(见图1-29)，18座、时速19km/h。该车的发动机后置，后轴驱动，前轴巧妙地采用了专用转向轴设计，使前面两个轮不承担车重，转向可以轻松自如。1833年4月，英国人Waltel·Hancock用制造的“企业”号蒸汽汽车(见图1-30)，成立了世界上最早的公共汽车运输公司。该车可承载14名乘客，速度可达32km/h。由于蒸汽汽车笨重、惯性大、制动困难、转向不灵敏、事故多、污染大、起动困难(约30~45min)以及热效率低(10%左右)等原因，人们一直在探索新的汽车及其动力。电动汽车和内燃机汽车就是研究的新成果。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻三、内燃机汽车的发明1.内燃机发展历程内燃机汽车以内燃机为动力，内燃机是将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。17世纪80年代，首次出现了一台火药机(见图1-31)，靠少量的火药在气缸里燃烧来提升活塞，当气体冷却时，大气压力便将活塞向下推，靠此来提起重物做功。由于火药危险性大，火药机没有能够普及，但为后来的内燃机的问世奠定了基础。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻煤气机是以煤气为燃料的发动机，从18世纪末到19世纪初，有不少这方面的发明和专利，例如：1860年，法国工程师雷诺尔E.Lenoir制成了用电火花点燃煤气和空气混合物的煤气机(见图1-32)，结构类似蒸汽机，由水平放置的一个气缸和双侧做功的活塞组成，用滑阀开闭控制进气和排气，没有压缩，热效率只有3%。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻1861年，法国工程师AEBdeRochas提出了著名的内燃机四冲程理论，即活塞在气缸中上下移动四次，完成进气、压缩、做功和排气一个循环，可以有效提高热效率。100多年来的往复式汽车发动机，都是采用四冲程原理。1866年，德国发明家NOtto和ELangen制造了大气发动机，也称自由活塞发动机(见图1-33)，热效率比雷诺尔煤气机高30%，在巴黎世界博览会上获金奖。1876年，德国发明家Nicolaus·Ott。制成了一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2kW的四冲程煤气内燃机(见图1-34)，压缩比为2.66，热效率达到14%，比没有压缩冲程的发动机提高了3倍。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻2.内燃机汽车的发展历程第一辆三轮汽车1886年，德国工程师Karl·Benz将其研制的汽油机装在一辆三轮车上，成为世界上第一辆三轮汽车(见图1-37)，并申请了专利，专利名称“气态发动机”。为此这一天被后人称为现代汽车诞生日。第一辆四轮汽车1886年，与Benz制造第一辆三轮汽车的同时，德国发明家G·Daimler成功制造了第一辆四轮汽车(见图1-38)，后人把他与Benz同称为“汽车之父”。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻四、内燃机汽车的技术发明史1.汽车车身外形的发展历程汽车车身外形历经马车形车身、箱形车身、甲壳虫形车身、船形汽车、“鱼形”汽车、楔形汽车等变化。限于篇幅，书中只列出部分车身。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻2.现代汽车造型设计特点现代汽车造型，应该有完美的艺术形象，是机械工程学、人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的有机结合。汽车的种类繁多，用途各异，以及不尽相同的审美观，决定了未来汽车外形的多样性。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻3.汽车主要部件发展历程(1)充气轮胎轮胎是汽车的重要部件，对汽车行驶的稳定性和行驶速度影响巨大。1888年，英国人约翰·伯德·邓洛普发明了充气轮胎，申请了专利。1889年，法国的米其林公司，发明了首个自行车可拆卸轮胎，1895年制造了首个轿车用充气轮胎，极大地改善了汽车的行驶胜能和速度，影响了整个世界。1908年，米其林公司研制出了双式车轮，有效地解决了重型汽车的轮胎负荷问题。1937年，米其林公司又研制出了子午线轮胎，极大地提高了轮胎行驶方向的稳定性。1981年，英国邓洛普公司又发明了一种在穿孔的情况下汽车仍可继续行驶的新型轮胎。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻(2)变速器变速器主要用于改变汽车的行驶速度和转矩，目前汽车主要有手动变速器(见图1-50)、自动变速器(见图1-51)和无级变速器(见图1-52)三种基本形式。(3)汽车燃料供给系统汽油机燃料供给系统经历化油器和电子喷射两大阶段。传统化油器(见图1-54)对空燃比控制精度低，各缸均匀性差，反应不灵敏，并存在容易气阻、结冰等现象。电控汽油喷射系统(见图1-55)能够根据发动机运行工况，实现最佳空燃比控制，反应灵敏，排放污染物减少了50%以上，最大功率提高了9%左右，加速时间缩短了20%，等速百公里油耗也有所下降。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻1892年，美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油器(见图1-56)，成为其后上百年使用化油器的先河。柴油汽车燃料供给系统也经历了机械式和电子喷射两大阶段。传统机械式主要靠高压喷油泵(见图1-57)和喷油器对柴油进行雾化，控制精度低，反应不灵敏。柴油机电控喷射(见图1-58)能够自由控制喷油量、喷油压力、喷油正时和喷油(速)率，控制精度高，反应速度快。20世纪60年代后期，瑞士的Hiber教授研制了柴油机电控共轨系统。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻(4)汽车点火系统点火系统为汽油机提供可靠点火，对汽车动力性能、经济性能和排放性能影响很大。17%年，意大利科学家沃尔兹发明了世界上第一台蓄电池，为汽车的电点火和起动奠定了基础。1838年，英国发明家亨纳特发明了世界第一台内燃机点火装置，该项发明被世人称为“世界汽车发展史上的一场革命”。1858年，法国工程师洛纳因发明了世界上第一只用陶瓷绝缘制成的电点火火花塞(见图1-59)。20世纪70年代后期，微机点火系被应用于汽车点火系统，能够精确控制点火时间，使发动机在功率、加速性能和排放等方面达到最优。上一页下一页返回项目二机动车的诞生追寻(5)汽车制动装置汽车制动装置用于汽车的制动与停车，是保证汽车安全行驶的主要装置。1902年，汽车盘式制动器专利被英国人获得(见图1-60)。鼓式制动器专利由法国人雷诺获得(见图1-61)。上一页返回项目三世界汽车工业发展现状一、德国汽车工业德国是现代汽车的发祥地，是生产汽车历史最悠久的国家。1886年，德国工程师卡尔·本茨(Karl.Benz)取得了世界上第一辆三轮汽车的专利，这一天被后人称为现代汽车诞生日。1890年，德国戴姆勒汽车公司创立。1901年，第一辆梅赛德斯轿车(见图1-63)诞生，年产量%辆。1894年，奔驰汽车公司开始生产的威罗(Velo)牌汽车(见图1-64)，至1899年累计生产了1200辆，是当时第一款大量生产的汽车。下一页返回项目三世界汽车工业发展现状德国大众汽车公司1973年开发出高尔夫(Golf)牌轿车(见图1-65)，采用水冷四缸发动机，1.1L排量，前轮驱动，轻量化底盘，两厢，溜背式造型，内部空间宽敞，最高车速达到140km/h，后来换装了1.SL发动机，极速上升到160km/h。由于性能良好，价格比较低廉，深受人们欢迎，在德国，几乎每个家庭都购买一辆高尔夫轿车。1996年德国大众集团公司在汽车城沃尔夫斯堡市公司总部附近，兴建了汽车主题公园，如图1-66所示。上一页下一页返回项目三世界汽车工业发展现状二、美国汽车工业美国的社会经济发展为汽车的普及创造了条件。目前，美国是世界上生产汽车和汽车保有量最多的国家。1908年，福特汽车公司成功开发了举世闻名的“T型车(见图1-67)，整车尺寸小，质