人类陆上交通工具的发展

人类陆上交通工具的发展

在我们讨论汽车的诞生和发展之前,有必要了解一下人类陆上交通工具发展的历史.只有了解这一段历史,我们才能了解汽车诞生和发展的历史前景,才能深刻地认识汽车作为现代化交通工具的地位和作用。

第一节 从手提肩扛到车轮的发明

一、最原始的运输方式

在原始社会，我们的祖先是怎样进行运输呢？

一是靠自身的人力，即

手提、肩扛，甚至用头顶。

目前，在东南亚和非洲的一

些国家里，有用头顶重物的

习惯。这种不依靠任何工具

和畜力，完全靠人自身的力

量来进行运输，是最自然，也是最原始、最落后的运输方式。

二是利用的畜力来驮运。可利用的动物包括牛、马、骆驼、大象、驴以至狗和羊等。

后来，人们发现，可以利用木或竹制的工具。如用木杠抬，用扁担挑，用木橇拖等。然而，这些工具只不过是改变了用力的方向，实际上并不省力。这些都是原始的运输方式，还谈不上叫做交通工具。不过，我们的祖先毕竟靠这些运输方式生存了若干万年。

二、车轮——人类重大发明

车轮的发明不是偶然的，而是人类长期进行生产劳动的必然结果。人们逐渐发现，圆木有滚动的特性。在木橇的下面垫以圆木，木橇拖起来就特别省力。如果用一片直径较大的圆木，或者干脆用木板拼成圆板，在其中心加上一个木轴，那它就滚动得特别须利。据记载，在距今六千年前（约公元前4000年），撒马利亚人就发明了车轮。

车轮出现以后，人们很自然地在它的轮轴上面加了木板、厢板以及顶蓬，很快就形成了车。中国汉字的“车”字，原来就是从车轮演变而来的（图1—1、图1—2）。

车轮的发明是人类最伟大的发明之一。因为各种车辆，从时速只有2公里的牛车到时速超过200公里的、最现代化的汽车、火车，都是建立在车轮的基础之上的。甚至飞机的起飞和降落，也离不开车轮。

车轮发明的重大意义在于：它把人类进行运输所需的力大大减少。它充分利用了物理学中滚动磨擦系数大大小于滑动磨擦系数的原理。我们知道：滑动磨擦系数约为0.4，即在地面上拖动100公斤的物体约需40公斤的力。而滚动磨擦系数要小得多，仅约0.88，即拖动100公斤的车子，只需要8公斤力。对于在铁轨上行驶的火车，滚动磨擦系数就更小了，只有0.003，即拖动100公斤的物体仅需0.3公斤力。车轮的发明，是人类交通发展史上第一次飞跃，开创了人类使用交通工具的纪元。车轮的发明，不仅节省了人本身的体力，而且为人类节约了能源的消耗。整个人类历史上由于车轮节约的能耗，多得简直无法计算。

车轮的发明，还为陆上交通工具的快速化提供了必要的条件。从理论上说，车轮的转速是没有限制的。也就是

说，只要有足够的动力，适当的道路条件和安全保障，轮式车辆的车速是无限的。已经有人用火箭发动机创造了汽车时速一千多公里的记录。在实用上，汽车和火车的车速比牛车已经提高了一百倍，已基本上满足了人类陆上快速移动的需要。

第二节 人力车、牛车和马车

物车轮发明后，人们发现在轮轴的两边装上架子，就可以承载体。这就是最原始的车，即独轮车。在我国古代，这种独轮车叫做“辇”。《说文解字》解释：“辇为一轮车”。据说，这种独轮车是我国人民的创造。它只需一人推动，也可用人在前“拉套”。由于它小巧灵活，在窄路、田埂、山地都可以行驶。三国时期（公元230年）诸葛亮发明的“木牛”，就是一种独轮车；“流马”，就是一种两轮小车。

人们发现：用同一车轴两个车轮构成的车，比独轮车稳定得多，也能承载更重的物体。因此，两轮车得到了更广泛的应用。在我国，“车辆”这个词，据说就是由“两轮车”而来。古代巴比伦一个城市的遗迹中，就发现有两轮车的图画，说明距今六千年前，人类已开始使用两轮车。

我国在这方面并不落后，早在黄帝时期（约公元前2600年），我国的车已有了相当的发展。《太平御览》引训古书《释名》说：“黄帝造车，故号轩辕氏”。把《史记·五帝本纪》载，黄帝在对蚩尤进行的战争中，就动用了战车和指南车。人们最初使用车辆时，开始是用人力去推，去拉。随着人类对动物的驯化，才逐渐利用畜力，用牛、马、象来拉车。《韩非子·十过》载：“黄帝……驾象车而六蛟龙”，

可能是指用大象驾辕的象车。公元前1600年，古埃及已使用两轮马车作为战车（图1－3）。

周朝时期，我国用车已相当普遍，广泛用于商业、出行、打猎和战争等活动。车已有不同的类型：“舆”是牛车，“辇”是人推车，用以作战的是“戎车”。武王伐纣时（约公元前1100年），一次用兵三千，草车三百乘，诸侯兵会者，出车四千乘，可见当时用车之多。周朝的造车技术也有相当讲究，《考工记》对车轴的用材提出了优质、坚固、灵活的技术要求。

战国时期，马车的使用更加普遍。战车的多少已经成为一个国家强弱的标志。有所谓“千乘之国”、“万乘之君”的说法。出土的秦始皇兵马俑中的铜马车，长3.28米，高1.04米，单辕双轮，舆盖呈椭圆形隆起，设前后二室，前乘舆宫，后乘王妃，十分考究。可见当时造车技术的精致。 经过长期的使用，车辆本身的技术也在不断的发展。车轮已从笨重的整体式车轮改进为轻便的轮辐式车轮。随着炼铁技术的发展，有的在车轮的周缘上包上一层铁皮，以减少轮缘的磨损。我国西汉时期（公元前约200年），车轮与车轴之间已出现了铁制的轴承，在辽阳出土的“铁”（轴承）和“铁锏”（轴承圈）就是佐证。轴承的发明，进一步减轻了车轮的阻力，同时大大减少了轮轴的磨损。为了适应车辆的行驶，人类开始修建道路。距今4600年前，古埃及为修建金字塔，人工修筑了宽阔的大道。我国黄帝时期（距今4500年前）也有“披山通道”的记载（《史记·五帝本纪》）。到了周朝，道路顺直而且坚实，“周道多砥，其直如矢”。在公元前约两个世纪时，罗马帝国和我国的秦朝，都已形成规模庞大的道路系统。秦始皇统一中国（公元前221

年）后，公布了“车同轨”的法令，修筑同辙驰道，通向四方。道路系统的建立，大大促进了车辆的发展。

马车时代，一直延续了约三四千年。它得不到进一步发展的根本原因，是没有其他合适的动力来取代马。同时，马车本身在技术上也十分成熟，由两轮发展到四轮，具有制动（刹车）系统、悬架系统、充气轮胎和相当讲究的车厢，时速可以达到三十公里以上。甚至，欧洲还出现过双层马车（图1－4）。对于封建社会的小农经济来说，马车基本上能够满足要求。

然而，马车已经孕育了汽车的诞生。除了动力系统和传动系统以外，它已具备了早期汽车的基本结构：车轮和轮胎、车厢、悬架和制动。事实上，马车已为汽车的诞生创造了条件。1886年戴姆勒的第一辆四轮汽车，实际上是在一辆美国马车上发动机而成，并把它叫做“没有马的马车”。

第三节 对自行驱动车辆的追求

一、发条车和风力车

在封建社会的后期，市场经济开始形成，人们对物资的交流越来越频繁，因而对交通工具提出了更高的要求，不再满足于马车，而开始追求自行驱动的车辆了。1500年，意大利的文化巨人和发明家达·芬奇（LEONARDO DA VINCI）就曾根据钟表的原理，提出了一个“弹簧发条车”的设想。1630年德国的汉斯·赫丘制成了一辆弹簧发条车，可惜时速仅1.5公里，比牛车还慢，没有实用价值，只相当于儿童的玩具。

1600年，荷兰人西蒙·斯蒂芬根据帆船的原理，制成了一辆“风帆车”。在理想的风力条件下，时速可达32公里（图1－5）。可是，这种车在逆风、强风和弱风时都无法行驶，不能来去自由、转弯自如，也没有实用价值。以上两个例子说明，自行驱动的车辆是有可能实现的，问题于要有一个稳定的、源源不断的动力。

二、汽车的前身——蒸汽汽车

与此同时，资本主义经济开始萌芽，手工劳动已不能满足矿山、冶金、纺织等行业工业化的要求，人类迫切要求新的动力。1765年，英国人詹姆斯·瓦特（JAMES WATT）制成了第一台实用的蒸汽机，开创了劳动力革命的新时代，也开创了人类产业革命的新纪元。

蒸汽机的诞生，无疑是人类利用动力机械的一大突破。从此，人们不依赖于手工劳动和畜力，而只靠燃料的燃烧就可以得到源源不断的动力。蒸汽机很快就应用于矿山和各种工业，也开始应用于轮船和火车这些较大的交通工具。1804年，制成了第一个火车头，1825年，第一条铁路通车。 那么,蒸汽机能不能应用于较小的车辆,来代替马车呢?

据阿尔贝特·路易斯和瓦尔特·穆先诺合著的《世界汽车》（AUTOMOBILES OF THE WORLD）一书介绍，17世纪，在中国传教的一个法国神父伏尔比斯特，就曾用蒸汽机的基本原理，结合中国的水车，制作了一个“蒸汽汽轮车”的模型（图1－6）。可惜这个模型太小，不能乘人。但这已是应用蒸汽驱动车辆撮初尝试。

1769年,法国的一名炮兵工程师,尼古拉斯·居诺大尉(NICOLAS JOSEPH CUGNOT，图1－7)将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上，准备用它来牵引大炮（图1－8）。

车的前方是一个大锅炉，由前轮上方的蒸汽机驱动前轮前进。试车时时速公4公里，后来锅炉发生爆炸，车仰人翻，这次尝试终于失败。但居诺毫不气馁，在1771年又重新制成了第二台车，长7.2米，宽2.2米，可乘四人，锅炉容积50立升。这一次吸取了教训，锅炉不再爆炸。时速可达

9.5公里。缺点是转向十分困难，加上又是三轮车，容易翻车。尽管这辆车简陋不堪，毛病百出，但它毕竟是人类发明的第一辆由自身的动力装置驱动的车辆，是现代汽车的“祖先”，大英皇家汽车俱乐部和法国汽车俱乐部曾先后认定它是世界上第一辆汽车。因此，这辆车迄今仍珍藏在法国巴黎的国家博物馆内。

此后，一些国家也在制作和使用蒸汽汽车方面进行过努力。1790年，法国巴黎出现了蒸汽公共汽车。1828年，英国的瓦尔塔·哈恩格克制造了具有方向盘、差速器和前轮独立悬架的蒸汽公共汽车。1834年，英国成立了世界上第一家公共汽车公司“苏格兰蒸汽汽车公司”。1835 年，英国的沃尔特·汉考克（W·HANCOCK）制成了一种比较精巧的蒸汽公共汽车，可乘16人，共制造了9辆，进行客运，共运送了四千人次（图1－9）。

但是，从蒸汽汽车的出现到现代内燃机汽车的诞生，差不多化了整整一百年的时间。在此期间，蒸汽汽车并没有得到广泛的应用。这是什么原因呢？

1.蒸汽机是一种外燃机（燃料在气缸外面燃烧），热量容易耗散，所以热效率很低。加上作功介质是水蒸汽，压力不高。为了取得足够的动力，就必须有很大的锅炉和较大的气缸，所以它十分笨重。装在体积较大的火车、轮船上，还问题不大。但把它装在汽车上，就太勉强了（图1

－10）。

2.在道路上行驶的车辆，要随时根据路上的情况改变车速和方向。而蒸汽汽车在改变车速方面，反应很慢。有时还因火候不到，蒸汽压力不足而停步不前。加上车体笨重，转弯十分困难。因此，英国在1865年颁布了《红旗法》，限制蒸汽汽车的时速，在城市里不得超过2英里（3.2公里），在乡间道路上不得超过4英里（6.4公里），在人烟稠密之处，还要有专人手挥红旗在车前开路。

3.此外，蒸汽汽车还有噪声过大、煤的污染严重等问题。

由于这些问题，蒸汽汽车始终未能发展起来。人们期待着一种新的、小巧、高效的动力机械早日出现。

三、自行车这里值得提一提的，是自行车的诞生和

自行车虽然仍是一种人力驱动的车辆，但它却反映了当时人们对“自行驱动”车辆的追求。

1790年，法国人塞呼拉克发明了前后轮不一样的木制两轮车。这种车很像小孩玩的木马，没有车把、脚蹬和链条。要用两腿交替蹬地才能骑行。转弯时，要下车调转车的方向。但这却为自行车的发奠定了基础。1817年，德国人德拉伊斯给自行车装上了可以转动的车把，后来又把车架改为铁架。自行车才开始实用化。此后，自行车不断改进，装上了脚蹬、链条、飞轮、刹车，不断完善，在欧美开始注流行起来，并形成了自行车工业。

自行车和汽车还很有缘份的。这不仅仅是因为它们都是“车轮”家族的一员，而且还由于自行车为汽车提供了有关的技术和工业基础。

早期汽车的主要部件，除了采用马车的部件外，有许

多是从自行车部件改进而来的。如：钢管构架、滚动轴承、链传动、差速器、充气轮胎等。自行车工业为早期汽车工业提供了专用机床大量生产的工艺技术。当初一些著名的汽车厂家，如法国的标致（PEUGEOT）、德国的欧宝（OPEL）、英国的莫里斯（MORRIS）、罗孚（ROVER）及美国的威利斯（WILLYS），原来都是自行车厂家。而原来自行车行业中的许多技术人员，后来都成了汽车行业中的技术骨干。

现代汽车的诞生，距今不过只有110年。而在一百多年之前，人类渡过了漫长的历史。不论是车轮的发明、人力车和马车、蒸汽汽车和自行车，无一不是人类对“自行驱动车辆—汽车”的追求，而且无一不为现代汽车的诞生准备着必要的条件。到19世纪中叶，已经是“万事俱备，只欠东风”了。这个“东风”，不是别的，就是新型的动力装置—内燃机。