引 子

改变世界的机器

汽车是人类社会进步的产物,从发明到现在,作为一个会跑的钢铁怪物,它的出现改善了人类的生活和工作条件,经过不断改进和发展,汽车最终成为推动社会前进的工具,成为人类须臾不可离开的工具。今天,世界生产力高度发达,各类商品数不胜数,但在所有的商品中,从其科技含量、价值以及与人们生活联系的程度来看,汽车无可争议地成为世界第一大商品。汽车贸易额占世界商品贸易总额的15%,汽车工业是世界上最大的生产部门,也是世界上所有经济强国的支柱产业。

让我们将目光从车流滚滚的大街上移开,穿过时光隧道,回到人类发明汽车的历史中去,看一看汽车从诞生以来所走过的历程。

自从瓦特发明蒸汽机以后,世界才有了真正意义上的机器动力。1768年,拿破仑横行欧洲,炮兵是他打击敌人的主要武器,但大炮太笨重了,需要很多匹马来拉,看着在路上慢吞吞挪动的炮车,拿破仑既着急又毫无办法。他曾对他的将领们说,如果我有比马的力气更大的家伙来拉炮,那我的军队将所向无敌。得知拿破仑的想法后,法国一位名叫邱纽的工程师将一台烧煤的锅炉安装在一辆三轮车上,想以蒸汽为动力驱动的三轮车来代替马为拿破仑的军队拉炮车。但是,这种黑烟滚滚、开动起来隆隆作响的“汽车”时速仅4公里,而且每15分钟就要停下来向锅炉中加煤,非常麻烦。由于结构不合理,道路条件也差,这辆车很难控制,在一次行进中,一头撞到路边的砖墙上,碰得支离破碎。直到滑铁卢惨败后,拿破仑也没能见到他所希望的“比马的力气更大的家伙”。

这种以蒸汽为动力的尝试为汽车的发明提供了借鉴和教训,从某种意义上说,邱纽的“汽车”也可算是汽车的鼻祖。

蒸汽机的发明与普及,将人类社会带入了工业时代,在蒸汽机的发源地欧洲,到处都可见喷烟吐火的蒸汽机,社会生产力迅速发展,这就是史称的第一次工业革命。

但蒸汽机是煤在锅炉里燃烧,产生的高压蒸汽推动活塞运动,以此产生动力,就结构而言,蒸汽机是一种“外燃机”。因为锅炉体积庞大,需要随时加煤加水,在体积有限的车上用它作动力很不方便。如果能省掉巨大的锅炉,直接在气缸内燃烧,产生压力推动活塞上下运动,再带动曲轴旋转,就可以称为“内燃机”了。1876年,德国人奥托制造出第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机,成为风行一时的小型动力机。1878年巴黎万国博览会上,这种新型内燃机被认为是“自瓦特以来在动力方面取得的最大成就”。内燃机的发明和使用给汽车登上历史舞台创造了条件。

虽然奥托发明了四冲程内燃机,但使内燃机与车结合起来的却是另外两个德国人——戈特利布·戴姆勒和卡尔·本茨。

1834年3月17日,戈特利布·戴姆勒出生于德国符滕堡州雷姆斯河畔一个叫舍恩多夫的小镇。戴姆勒的父亲是一个面包师,但他并没有跟着父亲去学做面包,而是从小就喜欢摆弄各种机械零件。1852年,戴姆勒就读于斯图加特工程学院,毕业后成为一名机械工程师。1883年,戴姆勒在法国勒努瓦工厂生产的勒努瓦煤气内燃机和德国奥托工厂生产的奥托煤气内燃机基础上,研发出了以汽油为燃料用电火花为发动机点火的世界上第一台单缸四冲程往复式汽油内燃机。戴姆勒的汽油内燃机转速高达800~1000转/分,输出功率为1.5马力。这台内燃机马力大,重量轻,体积小,效率高,特别适于作为车辆的动力。1885年8月29日,戴姆勒将新研制的发动机安装在一辆木制双轮车上,这辆车被命名为“骑式双轮车”,获得德国专利,它也是世界上第一辆摩托车。1886年,戴姆勒又将汽油发动机安装在为妻子43岁生日而购买的马车上,制造出了第一辆“汽车”。这辆以内燃机为动力的汽车,时速达到18公里。在斯图加特城乡的道路上,人们都以惊异的目光看着这个不用马拉的车辆隆隆行进。

就在戴姆勒发明了汽油内燃机并制造出以此为动力的汽车的同时,他的德国同胞卡尔·本茨正在做着同样的工作。

卡尔·本茨生于德国西部的卡尔斯鲁厄,是一位火车司机的儿子。1860年,本茨进入卡尔斯鲁厄综合科技学校学习,毕业后,先后在卡尔斯鲁厄机械工厂和文基塞尔蒸汽机公司担任工程师。1882年,本茨在曼海姆成立了以自己名字命名的发动机公司,并研制出单缸输出功率0.8马力的汽油内燃机。在1885年比利时安特卫普世界博览会上,本茨展示了自己研发的这款汽油发动机,引起轰动。

1885年秋天,本茨成功地将这款汽油机装载在一台三轮车上进行行走试验。试验成功后,本茨申报了发明专利并于1886年1月29日获得批准。三轮汽车专利的取得,标志着世界上第一辆汽油发动机汽车的诞生。德国人把1886年称为汽车诞生年。令人吃惊的是,就在卡尔·本茨制造出以内燃机为动力的三轮汽车后,他的夫人波塔竟然瞒着他,自己驾车带着两个儿子从曼海姆回到了106公里以外的娘家。这是汽车问世以来的第一次长途旅行,波塔的行为震惊了社会,也鼓励了本茨。

1893年,本茨研制成功了一款装有3升发动机的“维克托得亚”牌汽车,这款车使用了很多机械工业的最新发明,但由于售价昂贵,无人问津。1894年,本茨公司开发生产了一种相对简单的汽车,定价2000马克。这是世界上第一种批量生产的机动车,由于价格便宜,一年时间内销出了125辆,给本茨带来了较高的利润。

1887年戴姆勒和迈巴赫组建了戴姆勒股份公司开始生产以汽油机为动力的汽车。1889年,奥匈帝国驻法国尼斯的领事埃米尔·杰利内克订购了3辆戴姆勒公司生产的戴姆勒凤凰牌轿车,并用自己钟爱的女儿的名字——梅塞德斯(温文尔雅之意)为它们命名,杰利内克开着车参加了尼斯汽车拉力赛,获得了第3名。他认为这是女儿的名字带来了好运,便建议戴姆勒公司将其生产的轿车用梅赛德斯命名。杰利内克虽然是外交官,但他同时也是戴姆勒公司的主要投资人,戴姆勒汽车的热情支持者。一战前的奥匈帝国是欧洲也是世界举足轻重的大国,杰利内克的希望自然得到满足,于是戴姆勒公司生产的轿车被命名为“梅赛德斯”。

早在1873年,戴姆勒给妻子寄去一张明信片,他在明信片上信手画上了一颗三叉星以代表他当时的住处,并称:总有一天,这颗吉祥之星将会照耀我毕生的工作。成立了自己的公司后,戴姆勒便将自己当时信手画的那颗吉祥星作为一种标志用于公司的产品上。1909年6月,戴姆勒公司申请了三叉星做为自己产品的标志,意味着自己希望在陆海空三个领域实现机动化,从此被戴姆勒称为“吉祥之星”的三叉星便一直挺立在“梅赛德斯”轿车的车头。1916年,戴姆勒公司又将梅赛德斯与三叉星组合在一起,将公司商标重新注册并使用至今。

同为德国人的戴姆勒与本茨两人一直是各干各的,直到1926年6月29日才携手合作,产生了大名鼎鼎长盛不衰的“戴姆勒·本茨”公司,今天人们以其谐音简称为“奔驰”。

汽车在欧洲发明,却是在美国兴起。作为新奇的机器怪物,汽车很快传到美国并在美国大行其道。由于速度、舒适、豪华的外观以及昂贵的价格,汽车成为上流社会富人竞相追逐和炫耀身份的资本。需求推动市场,1900年,美国注册的汽车公司多达500余家。但由于生产力所限,当时汽车全部是手工生产,零部件也没有统一的标准和尺寸,这些汽车公司的年产量从几十辆到上千辆不等。

汽车工业刚开始起步时,生产条件极其简陋,从车身到发动机到底盘全部靠手工生产,作坊的师傅根据自己的想象和理解,用木料、铁皮或是铝皮外加铸铁敲敲打打,再用螺丝或者焊接等办法将它们连接起来。因此,当时路上跑的车形状千奇百怪,很少有完全相同的。手工方式使得汽车的生产效率低,生产成本高,产品的可靠度低,维修困难。面对社会需求和产量不足的矛盾,美国福特公司的亨利·福特反复考虑,怎样才能生产一种能够大批量快速生产以降低成本,使更多的人能够买得起的车呢?

福特公司一名名叫威廉·克莱恩的工程师在参观芝加哥的一家屠宰厂时,被屠宰场内肢解动物的程序所吸引。屠宰车间内,工人在传送带边重复地做着几个肢解切片的动作,这种动作效率极高,一头牛很快地就变成规格大小一样的切片被分别送到不同的工位。这种以传送带为基础,工人只做反复相同动作的高效率工作引起了他的注意与思考,如果也能像这样在传送带上制造汽车,那汽车生产的效率不是也能大大提高吗?威廉·克莱恩将参观屠宰场受到启发的报告交给了工厂的生产主管彼得·马丁,彼得·马丁将此事报告给了亨利·福特,引起福特的高度关注,福特指派彼得·马丁带人开始了相关研究。

经过对所有汽车结构的仔细观察,彼得·马丁等人发现,这些车虽然形状各异,但有几点是完全相同的,即它们都有发动机,都有推动车轮前进的底盘,都有供人乘坐的座位,也就是说,车的主要结构基本都是一模一样的,问题在车身。由于车身只能一个一个用手工来制作,这是最费时间,也是费用最为昂贵的一部分。如果能够将车身尺寸和技术要求统一起来,用机械来制作,最终生产完全一样的车身,那就有可能在生产线上将它们拼装起来,这将会有效地提高生产速度。

如何能够快速生产完全一样的车身成了问题的关键。首先的问题是车身的材料,木板、铁皮、铝皮、钢板、铜皮都是福特考虑的对象,由于当时的模具和冲压技术不成熟,经过无数次的实验后,福特工厂的工程师们选择了使用强度较低、易于成型的锡片(tin)来做车身的基本材料。他们将车身分解成几大块,然后将尺寸完全一样的锡片在模具里预压成型,再将预压成型的锡片焊接组装,这样,尺寸完全一样的车身出现了,由于尺寸完全一样,也为组装线上批量生产创造了条件。车身问题解决后,他们再如法炮制,将底盘、车架等重要总成的尺寸规格完全统一。为了降低生产成本,福特要求,在设计时将车上所有多余的物件全部去掉,然后根据组装秩序,让工人们在生产线上按序操作,每个人只做一件相同的动作,这样一个一个连接起来,组装一辆汽车的时间大大缩短。这样的设计有效地降低了生产成本,提高了生产效率。因为车身是用锡片(tin)制成,于是,福特将这种车用锡片“tin”的第一个字母简称“T”型(T model)车,也称“Tin Lizzie”(T“莉荠”)。

1908年,福特公司在美国密歇根州底特律市的皮科特(Piquette)厂创立了“T”型车生产线,将所有的零部件统一规格实行标准化生产。9月27日,第一辆成品T型车由流水线生产的创始人威廉·克莱恩驾驶下线,世界上第一条汽车生产流水线诞生,从此汽车生产开始进入现代化大规模流水化生产阶段。

福特“T”型车是世界上第一条装配流水线的产物,它的出现,使得用手工逐辆制造汽车的时代宣告结束,此时距离汽车问世不过22年。由于采用了流水线大批量生产,福特汽车的价格仅为同时汽车价格的1/2左右,上市第一年就卖出1.9万辆。从此美国取代法国成为最大的汽车生产国。

观察与思考带来了创造与价值,今天,在美国亨利·福特博物馆的档案室中还保存着威廉·克莱恩关于参观屠宰厂受到启发写给福特公司的报告。

汽车问世之初,受限于当时的工业基础,所有的汽车都是手工打造,汽车公司只能称为汽车作坊。纯手工制造出来的汽车十分简陋,由于没有规范的尺寸,甚至车与车之间相同的零部件也无法通用,完全没有现代意义上的车身、车架、底盘,更没有车灯和刹车系统,控制方向的是一个类似自行车把的转向器。发动机没有消声装置,工作时如同一门连发的大炮,“嗵嗵”作响,车轮没有减震装置,乘坐起来颠簸不堪。汽车所到之处,“轰轰”作响,尘土飞扬,闹得四周鸡飞狗跳,人们既怕又惊。这种汽车除了给人新奇感之外,没有得到任何人的喜欢。因为汽车的出现影响了马车的生意,一些马车行的老板将汽车诅咒为“魔鬼的机器”,有的还唆使孩童向汽车扔石头,美国有的州甚至立法限制汽车。但汽车一经问世,便显示出强大的生命力。如同一只丑小鸭,在成长的过程中,逐步褪变成为美丽的天鹅。

充满挑战的环境是汽车逐步完善成熟并成为社会生活不可或缺乃至带动世界经济发展的重要动力。本茨和戴姆勒当时谁也没想到,他们发明的这个新奇的玩意儿,竟会成为“改变世界的机器”。

让我们循着时间的轨迹,看看汽车是怎样逐步完善并进入我们的生活的:

1886年:本茨发明汽车并获得德国专利,从此汽车问世。

1888年:英国发明家邓洛普·约翰·博伊德发明了充气轮胎。

1889年:戴姆勒首先采用了有滑动小齿轮的4速齿轮变速器。戴姆勒的V型发动机获得了德国专利。法国人标致研制成功齿轮变速器和差速器。

1890年:法国人勒内·庞阿尔和埃米尔·勒瓦索购买了戴姆勒的汽车专利,并对其进行了重要的改进,双缸引擎被放在前面的方形车罩下,这样可使车身重量分布均匀,改善转向轮子与道路的附着力。引擎通过摩擦离合器和滑动齿轮驱动车辆前进,由此形成现代汽车的典型设计。

1891年:美国芝加哥制造出了一辆斯特哥斯牌电动汽车。同年,法国人标致设计制造首次采用前置发动机和后轮驱动的汽车。

1892年:德国人梅巴赫发明了平板型喷雾化油器,一年后又研制出浮子式化油器,与老式的吸油芯式和表面蒸发式供油装置相比,这是一个重大的技术进步。

1893年:法国巴黎开始实行车辆登记和使用车牌。博世公司制造出了一种高压点火磁电机。美国杜里埃兄弟研制出第一辆使用蓄电池点火的汽车。

1894年:法国人米其林兄弟发明了可拆卸的充气橡胶轮胎。

1895年:美国出版发行世界上第一本汽车杂志《无马时代》。瑞士人埃格研制出手柄操纵的齿轮变速箱。

1896年:5月9日~8月8日,第一届国际汽车博览会在伦敦举行,参展的车辆有小轿车、客货两用车和电动车。11月2日,英国事故保险公司接受了世界上最早的汽车保险。

1898年:法国人路易·雷诺将驾驶员坐的地方加上了一个罩子,这是世界上第一辆装有驾驶室的汽车。驾驶室的使用使得司机从此不再受风雨之苦。

1899年:雷诺与弟弟马塞尔创立了雷诺兄弟公司。雷诺公司生产的汽车以传动轴代替链条传动,以后雷诺又发明了滑动齿轮变速器,有3个前进档和1个倒车档。现代汽车的雏形基本展现。同年,戴姆勒在汽车生产中采用了带有整体水箱的蜂窝式散热器、四档变速器和油门踏板。

1900年:世界汽车产量达到1万辆。本茨公司推出冲压成型的钢板车架,取代了从前的木板车架。美国《星期六晚邮报》登出全球第一份汽车广告。美国俄亥俄汽车公司首创圆形方向盘。纽约市政当局颁发第一份驾驶执照,当时称“工程师证书”。

1901年:美国汽车俱乐部设计出从纽约到波士顿的交通方向标志图案。美国纽约州开始发放汽车牌照,牌照为带号码的铝质圆盘。美国康涅狄格州颁布第一项交通法。美国奥兹莫比公司首先给汽车装上车速表。第二届国际汽车博览会开幕,共展出88种汽车,法国的后开门式轿车倍受青睐。

1902年:美国汽车协会在芝加哥成立。

1903年:英国正式颁发汽车驾驶执照。伦敦开始出现出租汽车。美国古德伊尔轮胎公司的奇非尔德获得了无内胎轮胎专利。

1904年:柏林市内出现第一辆双层公共汽车。

1907年:美国汽车制造商协会公布了计算汽车功率的公式,该公式后来被一些国家采用,作为汽车征税的依据。

1908年:福特汽车公司的“T”型经济车面世,T型车采用20马力的四缸发动机,时速可达72公里,成为世界最早批量生产的大众化汽车。

1908年,美国开始在汽车上采用电喇叭、速度表和挡风玻璃,并开始利用发动机排气采暖。

1909年:美国人约翰·兰姆西夫人驾车从纽约到旧金山旅行,行程53天,成为第一个驾车横穿美国的妇女。美国的印第安纳州建成第一条高速公路,并举行了第一次汽车比赛。

1910年:凯迪莱克公司开始制造封闭式车身,并提出零部件的标准化概念,要求将车上112个零件的公差控制在0.001英寸以内,使零件具有互换性。

1911年:美国人艾德瓦德·N·西恩斯在底特律的公路上首次标出了中心线。德国科学家卡门发现了空气中运动的物体后部产生涡流,并提出了流线型概念。美国哈德曼轮胎及橡胶制品公司采用橡胶和织品制成外胎,使充气轮胎完全成功。

1914年:美国底特律出现了第一个管理交通的信号灯。福特公司在全球首次实现了汽车装配全过程链式总装传送带,当年该公司“T”型车产量再度翻番,装配线上的工人数从14336名减少到12880名,车价由最初的800美元降至500美元。

1915年:福特再次推动汽车生产的革命,开始生产箱型车身。采用箱型车身的“T”型车装配大大简化,年产量一跃达到308213辆,这标志着人类真正跨入了现代化汽车的时代。“T”型车的价格也降至265美元。1915年,世界汽车产量达到101万辆,其中美国产量高达97万辆,而德国汽车产量仅为2万多辆。

1916年:由于生产线的成熟,福特汽车公司当年产“T”型车1525578辆,成为世界上产量最高的厂商,也是世界上第一个产量过百万辆的厂商。这一年,汽车问世仅30年。为了适应汽车的高速发展,美国决定在全国范围内发展公路网。美国政府颁布了联邦政府公路建设资助法,要求全国各州都要建设农村公路,使邮车可以到达。各州成立公路局,联邦政府提供资金补助。

19世纪末20世纪初,欧洲和美国的汽车研究你追我赶,合成橡胶轮胎、倾斜式挡风玻璃、手动刮水器、汽车转向闪光信号灯、后视镜、盘式制动器、液压制动器、螺旋伞齿轮差速器、梯形连杆式转向机构、增压技术、V6发动机和四轮独立悬挂……新的技术与发明一个接一个层出不穷,在这种竞争的环境里,汽车工业在欧洲和美国得到了长足的发展。到了1925年,此时生产的标准配置的轿车已经采用空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器、后视镜,全部带有后座位、整体式挡风玻璃、车内壁用毛纺制品装饰、手摇式车窗升降机以及色彩明亮的漆面车身。车内的附属装置有千斤顶、停车信号灯、水箱锁盖、行李架、反光灯、烟灰盒、点烟器和水温计。

1925年的10月30日,福特公司“T”型车生产线实现每10秒生产一辆,一天生产9109辆。由于过度追求产量,福特公司的产量超过销量,产品开始出现积压。汽车生产进入了大规模生产阶段。

汽车从问世时的丑小鸭渐渐演变成为美丽动人的天鹅。

就汽车本身而言,它只是一个代步的工具,但汽车的出现引发了新的产业革命,促进了生产力发展,彻底改变了人类的生活方式,提高了人类的生活质量,人类一旦接触到它便再也无法离开。今天,人类生活和社会发展已经须臾离不开汽车,人们无法想象没有汽车的日子怎么过。

汽车——改变世界的机器。

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