《人類科學技術史-318》內燃機的應用和推廣（上）

內燃機的應用和推廣（上）

內燃機發明之后，由于它和蒸汽機相比有著極大的優越性，因此很快投入應用并迅速得到推廣。內燃機的應用和推廣，使生產力發生了巨大變革，加速了社會生活現代化的進程。因此，其意義不遜于電的發現和應用。

1.內燃機的應用和汽車工業的崛起

從內燃機能夠實際使用起，人們就看到了它的發展前景，于是試圖用之驅動車輛，以代替笨重的蒸汽機。內燃機的推廣使用，使交通運輸業產生了繼火車之后的又一次革命。從19世紀開始，人們制出了最初的汽車，如蒸汽機汽車、蓄電池汽車和內燃機汽車，在20世紀初形成了世界的內燃機汽車工業。

（1）汽車工業的前奏曲

法國軍官居紐1769年將一臺蒸汽機安裝在三輪車上，用來拖運大炮，同時還可乘坐四人。這種新型的運輸工具，開創了自帶動力裝置驅動的新紀元。這輛用蒸汽機驅動的車子堪稱為世界上第一輛汽車。此后，蒸汽機汽車一度得到發展，法國巴黎在1790年出現了蒸汽機公共汽車，英國城市之間在19世紀中葉出現了蒸汽機客車。在這一期間，法國、德國、丹麥、美國都發展了蒸汽機汽車。到20世紀初，美國汽車保有量中40％為蒸汽機汽車，38％為蓄電池汽車，而內燃機汽車僅占22％。當時，蒸汽機汽車的技術水平正處于優勢，1906年美國的一輛斯坦利牌蒸汽機汽車，創造了當時汽車時速205公里的世界紀錄。但因蒸汽機汽車的產量小，故未能形成汽車工業。又因蒸汽機自身的笨重、污染、使用不便等缺點，不久蒸汽機汽車便被內燃機汽車所淘汰。

從19世紀70年代起，電力逐步取代了蒸汽機成為工業的主要能源和動力。1873年，英國人羅伯特.戴維森研制成第一輛用蓄電池驅動的電動汽車。

隨后在法國和美國也出現了電動汽車。由于電動汽車便于操縱和使用，所以也曾有過一段輝煌發展的時期。在1899年美國的汽車大賽中，蓄電池電動汽車時速達到106公里，創造了當時的世界紀錄。1915年，美國生產的蓄電池汽車，年產達到5000輛。隨著科學技術的發展，蓄電池汽車在競爭中亦逐漸被內燃機汽車所代替。

（2）汽車的出現

1862年誕生了第一部使用雷諾煤氣機的汽車。1864年奧地利人西格弗里德.馬庫斯曾將一臺點燃式二沖程內燃機裝在一輛四輪車上。后經改進，1875年馬庫斯又制成第二輛裝用內燃機的汽車。1883年德國人戴姆勒在奧托四沖程煤氣機的基礎上，制出一臺用汽油代替煤氣作燃料的單缸小型汽油機，并于1885年11月裝在自行車上，制成了第一部摩托車。同年戴姆勒又將一臺小型汽油機裝在一輛四輪車上。另一位德國發明家本茨(1844-1929)也成功地將奧托的煤氣機改為汽油機，也在1885年將其研制的單缸、兩沖程汽油機裝在一輛三輪車上，成為最早的一部三輪汽車，其時速可達20公里。后來本茨又自己設計了專門用于汽車的四沖程汽油內燃機，在技術上對戴姆勒汽油機作了重大改進，如采用水循環冷卻系統和齒輪傳動變速裝置。1899年英國獸醫丹洛甫(1840-1921)發明了充氣輪胎，本茨迅即將其采用作為車輪，直到這時汽車才可稱之謂真正意義上的汽車了。1886年1月26日為本茨的內燃機汽車正式取得專利的日子，為紀念本茨一生對汽車作出的貢獻，這一天被作為內燃機汽車誕生之日。

為汽車的改進作出了重要貢獻的還有法國人雷內.帕哈德和埃米爾.盧瓦瑟。他們將戴姆勒汽車改成為發動機前置、后輪驅動，通過離合器、變速器、鏈條驅動差速器、后半軸及后車輪的現代汽車的雛形。法國科學院于1891年確認該車為第一輛現代汽車，并于1895年正式將這種乘人的汽車定名為"automobile"，其中"auto"為希臘文"自己"，"mobile"為拉丁文"運動"。汽油機的發明和汽油燃料的使用，成為汽車工業的開端。內燃機汽車后來又分為兩種類型，即汽油機汽車和柴油機汽車。汽油機汽車發明較早，柴油機汽車則是在20世紀初才出現的。1921年戴姆勒汽車制造公司制成了柴油機汽車。1925年該公司又將柴油機載貨汽車正式投產。在此之前，戴姆勒公司還于1896年研制成功第一輛汽油機載貨汽車。

（3）汽車工業的形成與發展

在汽車發明后的一段時間，人們想到的是乘坐汽車是一種娛樂和享受，因此設計和制造汽車都是圍繞著轎車進行的。由于當時轎車售價高、產量少，所以并未很快形成汽車工業。1906年德國、法國的汽車制造廠家宣稱歐洲的汽車年產量占世界年產量的一半以上，但歐洲的年產量也僅有5萬輛左右。

在汽車工業的形成和發展中，美國人亨利.福特是較早取得成功的企業家。亨利.福特(1863-1947)本是一位鐘表匠，在汽車剛剛問世的時候，便看到了這種新型交通工具的極大優越性和未來發展的巨大潛力。于是福特改行從事汽車制造。他從1892年開始研制第一輛二缸汽車。這是一部結構簡單，裝有四個自行車輪，并有兩個前進檔的小型汽油機四輪車。該車時速可達20公里。1893年他將該車售出，經少量生產銷售后，很受人們歡迎。福特在底特律市長的支持下，1899年集資成立了底特律汽車公司，開始批量生產豪華轎車，每輛售價高達2700美元。起初銷路不錯，1902年出現滯銷。

福特提出，要擴大汽車生產，就要將汽車由奢侈品變為人們的必需品；要使汽車成為必需品，就要改豪華型為普及型。由于公司合作者的反對，福特脫離了底特律汽車公司，并于1903年成立了福特汽車公司。他積極研制普及型轎車，廣為吸收各種設計思想和先進技術，很快便使A型汽車投入大批量生產。1905年，A型汽車達到年產1700多輛。1907年，福特又將新研制的普及型T型轎車投入生產。1909年T型轎車年產超過一萬輛，售價從1000美元以上降至950美元，銷路很好。福特又將惠特尼槍枝零件標準化生產方法和鐘表制造業采用的總裝法應用于汽車制造過程中，于1913年創造了流水作業法，建成了世界上第一條汽車"裝配線"，進行大規模生產。到1914年，T型汽車年產量達到30萬輛，到1916年每輛售價降至360美元。在1926年，T型福特轎車停產前，年產達到200萬輛，售價僅290美元，在20年的時間內，生產了T型轎車1500萬輛，為汽車工業大生產創造了基本經驗。從此，汽車開始成為人們日常交通的重要工具。

第一次世界大戰，使歐洲工業受到很大影響，但卻促進了美國工業的發展，加之美國政府對汽車消費的引導和許諾，以及對轎車生產的支持，使美國成為世界上第一個普及汽車的國家。由于各汽車生產公司相互競爭，致使美國的汽車生產成本大幅度降低，汽車質量不斷提高，因而具備了進入國際市場進行競爭的優勢。到1923年，美國福特、通用汽車公司汽車年產量達400多萬輛，占世界汽車年產量的90％以上，汽車工業開始成為美國的支柱產業之一。在此期間福特公司和通用公司又代表了大規模生產的兩種不同的組織模式。福特公司則代表了全能型的生產組織模式，即汽車的全部零部件，甚至包括輪胎、蓄電池都由本公司生產。而通用公司則代表了專業化的生產組織模式。它將一些汽車制造企業聯合起來，分工協作，根據各個企業的條件，實行專業化生產。企業的競爭，也體現了這兩種生產組織模式的競爭。

1927年，通用汽車公司的年產量第一次超過福特公司，躍居世界汽車企業年產量排名榜首。