第一辆发动机汽车
就在蒸汽汽车处于难以发展的困境时,德国人奥托在 1866 年研制成了一种新的发动机——使用煤气的内燃机。它与蒸汽机不同的是,燃料在发动机的汽缸内燃烧,所产生的高压气体推动活塞运动,进而使与活塞相连的曲轴转动。于是发动机就能旋转起来。内燃机也就由此而得名。内燃机的出现, 使汽车又获得了新的生命。
奥托的煤气内燃机虽然本身体积较小,转动也比较平稳,但它有一个较严重的缺点,这就是在工作时需要一个较大的煤气发生炉给它提供煤气,因而给使用带来不便。加上它(包括煤气发生炉)在重量、体积等方面并不比蒸汽机优越多少,所以这种发动机未能得到广泛使用。
后来,出现了一种性能更好的内燃机——汽油内燃机。它是现代汽车上所用的汽油发动机的祖先。当时,有好几个国家先后研制出了这种内燃机。不过,以德国人戴勒姆制造的汽油内燃机具有代表性,而且很快得到了实际使用。
汽油内燃机,从名字上就可知道它用的燃料是汽油。
人们为什么要用汽油作为内燃机的燃料呢?这里面有着一段小插曲。在人们刚开始找到石油时,只知道它可以燃烧,使用方便,并不了解它里面还含有许多很有用的东西,所以到处滥用,烧锅炉用它,做饭、取暖也用它。结果,给人们造成许多灾害:由于石油燃烧后,它里面较轻而易燃的汽油便随之蒸发出来。当空气中的汽油蒸汽积聚足够多时,就会发生爆炸性的燃烧, 从而使一些用石油作燃料的工厂不断发生火灾。人们由此认识到石油中含有汽油,这种燃料容易发生燃烧和爆炸,于是就有人想到将它用作内燃机的燃料。这就出现了汽油内燃机,并一直延续至今。
1885 年、1886 年,德国机械工程师卡尔·本茨、发明汽油内燃机的德国人戴姆勒分别研制成了世界上最早的汽油发动机汽车,即内燃机汽车。由蒸汽汽车到汽油发动机汽车,虽然都叫做汽车,然而它们却代表着两个不同发展时期的汽车。前者是早期未成熟阶段汽车的代表,而后者就是现代汽车的开路先锋。
本茨研制成的内燃机汽车,被人们称为“自动车”。这辆汽车既像马车, 又更像现在的三轮车,因为它前面也是一个轮子,用来使车子转弯。汽油发动机装在两个后轮之间的轴上。驾驶员和乘客的座位居于车子的中间。在驾驶员位子前面,有一个操纵车子转向的把手。车子上装的是单缸汽油发动机。
有一天,本茨兴冲冲地驾驶这辆汽车在自己的院子里转圈。他手扶车把, 将这辆木制的、轮子装有辐条的三轮汽车吱吱嘎嘎先发动起来,然后车子就晃悠悠地跑动着。它每小时可行驶 6.5 公里,比人走得快一些。
可是,这辆车子不大听使唤。他转动车把使车子转弯,然而它根本不理这回事,直愣愣地向前冲。最后,车子“咚”的一声撞在院子的砖墙上,它终于停下来了。
当戴姆勒的汽油发动机汽车首次开上街头的时候,街上的行人有的停下脚步,有的争相朝它跑去,以惊异的目光注视着这个既像马车而又不用马拉的怪物。它跑得快,把以往神气的马车远远地抛在后边。它跑得轻松自如, 再也不像蒸汽汽车那样,喘着粗气,冒着浓烟,甚至连车上的驾驶员和乘客也都显得气派自豪。内燃机汽车以胜利者的姿态宣告了现代汽车正式诞生
了。
与此同时,法国、英国和美国等一些国家都先后有人制成类似的汽油发动机汽车。一时间,汽车成了人们谈论的热门话题,街上也常有这种车子快速驶过,引起不少人来看热闹。但是这些新出世的汽车还都在幼年时期,存在着一些不能令人满意的缺点。例如,这些汽车所用的大都是箍着铁箍的木头车轮,在高低不平的路上跑起来,上下颠簸得很厉害,有时使人感到好像五脏都要被震碎似的。还有,它们多半是由赛跑用的马车装上汽油发动机和简单的传动机改制而成,车上的地方太小,只能坐一两个人和放少量的东西。由于汽油机的马力大,使车子跑得很快,结果车子各处被震得咯咯吱吱直响, 乘客老是担心车子要散架⋯⋯
在最初的汽车上,乘客们的“舒适”是谈不到的。特别不方便的是,发动机放在车子的正当中,恰好在乘客的面前。乘客感到好像坐在马车上给行李挤住了似的。地方很小,脚都没处放,只好悬在车外。另外,还要时刻防备着发动机上的油腻弄脏衣服。
此后,人门就着手对汽车进行不断地改进。譬如,给它装上了“离合器” 和“减速器”,便于内燃机起动和进行快慢控制;用上了电点火;将空气冷却改成了更可靠的水冷却;还使用上了橡胶空气轮胎等等。它的外貌也经过精心的打扮。经过近 10 年时间,汽车已不再有马车的“味”了,开始像个样子了。
当时,汽车上的双缸发动机已从乘客的脚旁移到车子的前面,发动机的前端装上了水冷的散热器,驾驶员也神气地用上了方向盘⋯⋯这些都表明它已开始迈向现代汽车的行列。
这里还应提及的是,1893 年德国人狄赛尔首先研制成功一台用柴油作燃料的内燃机。柴油和汽油一样,也是从石油中提炼出来的,但柴油的价钱比汽油便宜。柴油内燃机在工作时,由于柴油的燃烧温度高,当汽缸活塞像打气筒那样将缸内空气压缩使其温度达到 500℃以上时(汽油内燃机温度约为400℃),用喷油器向汽缸里喷入柴油。雾状的柴油与高温空气相接触,就会立即自行发生燃烧。所以,柴油内燃机与汽油内燃机相比,一个主要的优点是,它不需要经常出毛病的点火装置和化油器。另外,柴油内燃机能使柴油在汽油里充分燃烧,热量损失少,柴油机的马力一般又较大,加之柴油价格低,所以载重大卡车、重型运货汽车等都使用柴油机。这使汽车大家族中又增加了一些新成员。