汽车工业简史(2014-9-3).ppt

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1、配 套 教 材 信 息,教材名称：汽车工程概论 教材主编：凌永成 教材定价：38RMB 出版社：清华大学出版社 出版时间/版次：2010年2月第1版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-302-21778-7 教材所属系列： 普通高等院校汽车工程类规划教材,第1章 汽车工业简史,1.1 汽车改变世界的机器,1.汽车世界工业经济发展的龙头,2.汽车科学技术的舞台,3. 汽车代表着现代文明的辉煌,4. 汽车优化交通结构的主力军,5.汽车也是一把双刃剑,1.2 汽车的产生与发展,1.2.1愿望与设想时期,1.我国的古代车辆,图1-1三国时期马钧发明的指南车（复制品,a）示意图 b）复制品 图1

2、-2 公元3世纪中国发明的记里鼓车,2.自走式车辆的幻想与探索,图1-3 1420年制造滑轮车,图1-4 1649年德国钟表匠制造的发条车,1.2.2汽车早期探索时期,1.蒸汽汽车,法国人居纽（Nicolas Joseph Cugnot）在1769年制造的蒸汽三轮车,1825年英国公爵古涅（Goldsworthy Gurney）制成了第一辆蒸汽公共汽车（图1-6,2.电动汽车,图1-6 第一辆蒸汽公共汽车,图1-7 1899年杰那茨驾驶的电动汽车,1899年，法国的杰那茨（Camille Jenatzy）驾驶着电动汽车创造了105kmh的最高车速记录,1.2.3近代汽车的诞生与技术发展期,1.

3、近代汽车的诞生,1862年，法国人罗彻斯（Beau de Rochas）提出了四冲程发动机循环理论（该理论至今仍为内燃机所采用），并取得四冲程发动机的专利,1876年，一直从事煤气机试验的德国人奥托（Nieolaus August Otto）运用循环理论，试制成功了第一台活塞与曲轴相结合，将煤气与空气的混合气经压缩冲程后再点火燃烧的往复式四冲程煤气机，为提高内燃机工作效率开辟了新途径,为了纪念奥托对内燃机发展所作的贡献，人们称这种循环为奥托循环。奥托的那个试制车间后来发展为赫赫有名的道依茨（DEUTZ）发动机公司,Nieolaus August Otto,1886年，戴姆勒将他制造的排量为0.

4、46L、功率0.82kW、转速650rmin的发动机（图1-9）装在一辆据说由美国制造的马车上，最高车速达到18kmh。这辆车被公认为是世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车（图1-10,图1-9 戴姆勒制造的汽油发动机,图1-10 1886年戴姆勒的装有汽油机的四轮汽车,也是在1886年，另一位德国人卡尔本茨（CarlBenz）研制成功一台单缸两冲程汽油机，并将其装在一辆三轮车上于1886年进行了公开试车,图1-11 卡尔本茨,图1-12 卡尔本茨的妻子(贝尔塔)在试车,这辆车可以说是近代汽车的原型。该车的单缸发动机排量为0.576L，输出功率约0.52kW，转速为300rmin，车速约15k

5、mh，并具备了近代汽车的一些基本特点，如：电火花点火、水冷循环、钢管车架、后轮驱动、前轮转向、带制动手把等,这辆车（图1-13）现保存在慕尼黑科学博物馆内,图1-13 1886年奔驰制造的装有汽油机的三轮汽车,1886年1月29日，卡尔本茨向德国皇家专利局申请汽车专利，同年11月2 日获得批准。图1-14为属于卡尔本茨的世界上第一张汽车专利证书，专利号为37435，类别属于空气及气态动力机械类，专利名为气态发动机车,图1-14 第一张汽车专利证书,为了纪念这两位天才的发明家，人们把戴姆勒和卡尔本茨并称为汽车之父，并把1886年作为现代汽车诞生元年,2.汽车的发展完善,德国人发明了汽车，但在促进

6、汽车初期发展方面作出贡献最多的却是法国人,1889年法国人标致（Peugeot）研制成功齿轮变速器、差速器；1891年法国人首次采用前置发动机后轮驱动，开发出摩擦片式离合器；1895年法国人开发出充气式橡胶轮胎；1898年法国的雷诺1号车采用了箱式变速器、万向节传动轴和齿轮主减速器；1902年法国的狄第安首次采用了流传至今的狄第安后桥半独立悬架,其次，德国在1893年发明了化油器；1896年英国首次采用转向盘和石棉制动器片,1）发动机的完善,在这一时期，车用汽油机逐渐完善起来。汽油汽化与点火问题得到了解决,内燃机的冷却最初是用一根长而弯的管子让水循环流动来实现的。 1901年，迈巴赫发明了蜂窝

7、状的冷却水箱，为高效率的冷却打下了基础,1917年，美国凯迪莱克公司研制了第一个电力起动机，解决了发动机起动问题,有趣的是，这项发明最初是凯特林（Kettering）为电动点钞机设计的，却歪打正着地用到了汽车上,图1-15 凯特林在修理一辆别克汽车,2）传动系统的完善,汽车靠传动轴传递功率后，在传动轴与发动机之间安置了变速器，使发动机在一定的转速内工作，而汽车可以有不同的行驶速度,变速器中是靠齿轮传动的，主动齿轮与发动机联接，从动齿轮与驱动轴联接，行驶中换档由于两个齿轮转速不同而啮合困难，强行啮合就有打齿的危险,1929年，凯迪拉克公司首先研制出同步器，通过同步器中锥面相互摩擦使两个齿轮转速相

8、同时才允许啮合。彻底解决了换档问题，并一直沿用到现在,图1-16 同步器,3）制动系统的完善,汽车制动器开始是照搬马车上的结构，即用手刹带动一个单支点的摩擦片来抱住后轮。当时一些汽车在底部安装一根拖针，当汽车在坡路上下滑时，拖针会扎入地下使车停住,后来在车上又增加了脚刹，控制传动轴的转动。1914年开始出现轮内鼓式制动器（图1-17,1919年，法国海斯柏诺-索扎公司制成用脚踏板统一控制的四轮鼓式制动器，并由变速器驱动一个机械伺服机构来增加制动力，使制动效果大为改善,1921年，美国的杜森伯格公司又推出了液压助力器，由一个主液压缸来放大制动力；以后又出现了气动助力的制动器,制动装置逐渐形成了脚

9、刹控制轮边制动，手刹控制传动轴制动的普遍的结构形式,图1-17 早期的汽车制动与传动装置 a)匙型刹车；b)鼓式制动器； c)皮带驱动；d）链条驱动 1-操作杆；2-弹簧； 3-车轮；4-平衡棒； 5-车轮分泵；6-制动蹄； 7-回位弹簧；8-制动蹄片（摩擦片）； 9-发动机；10-车架；11-链条；12-皮带,4）行驶系统的完善,初期的汽车还是使用实心木轮的，但很快大部分汽车都采用了自行车所用的辐条式的铁制轮毂，外套实心橡胶轮,这种实心轮当车速超过16kmh时，车轮就会剧烈跳动，使司机和乘客颠簸得无法忍受。这种实心轮有个非常形象贴切的名字震骨架,邓洛普发明了用于自行车的充气轮胎后不久，189

10、5年，法国的米其林兄弟（Andre and Edouard Michelin）就制造出了用于汽车的充气轮胎,图1-18 米其林兄弟,当时这种轮胎虽然改善了汽车的舒适性，但漏气问题却成了司机最头痛的事。当时汽车轮子还是不可拆卸的，所以补胎和换胎都要费很多时间,为了解决这个问题，先是出现了辅助轮缘（Stepney，后来出现了可拆卸的车轮，轮胎也分为内胎、外胎两层，更换车轮（图1-19）也成了一件比较容易的事了,图1-19 更换车轮,5）对道路建设的促进,3.汽车的大量生产和销售,汽车技术的日益成熟使生产销售成为可能。1901年，美国人奥得尔生产和销售了425辆奥斯莫比尔牌（Oldsmobile，图

11、1-20）轿车，1905年达6500辆，从此开始了汽车大量生产的新纪元,图1-20 奥斯莫比尔牌（Oldsmobile）轿车,1913年，福特首先发明了科学设计的汽车流水生产线并且很快被其它汽车厂商所仿效而风行一时,图1-21 汽车流水生产线,福特汽车公司的T型轿车从1908年到1927年共生产了1500万辆，这一大量生产的世界纪录，到60年代才为德国大众公司的伏克斯瓦根牌（Volkswagen）甲壳虫轿车（图1-22）打破。据记载，到1923年美国已有23的家庭拥有一辆轿车,图1-22 德国大众公司的甲壳虫轿车,在1927年以前，汽车技术集中解决经济性（包括购置、使用和维修费用在内）、可靠性

12、和耐久性这类基本要求,1926年，汽车上开始有了液压制动器。为了提高燃油经济性，这一时期汽油机的压缩比有了较大的提高，一些载货车上采用了更省油的柴油发动机,1905年，在美国的圣路易斯发生了最初的汽车被盗事件，于是发明了带钥匙的点火开关,1917年发明了电动起动机，这大大方便了驾驶员，否则司机每次要下车起动汽车。雨刷、制动灯、反光镜等也逐渐在这一时期被开发和使用,1922年，在仪表板上出现了燃油表，1929年出现了车用收音机。渐渐地，现代汽车的基本要素均已具备,4.注重美观和舒适的时期,1）马车型汽车,1908年福特推出T型车时，车身由原来的敞开式改为封闭式，其舒适性、安全性都有很大提高,福特

13、将他的封闭式汽车(Closed car)称为Sedan。著名的福特T型车、1892年的标致汽车、1902年的梅赛德斯汽车和雷诺汽车都属于马车型汽车,图1-23 1908年开始生产的福特T型轿车,图1-24 1892年的标致汽车,2）箱型汽车,随着车速的提高，迎面风使乘员难以忍受，为此考虑到改变汽车的外型，出现箱型汽车。这种造型的汽车，从整体上看是四方形的，形似箱子，并装有车门和车窗，称箱型汽车,DUESENBERG J 型轿车、1928年的奥斯汀12型汽车和1932年的杜森博格SJ高级轿车都属于箱型汽车,图1-25 1930 DUESENBERG J 型轿车,3）甲壳虫型汽车,1934年，流体

14、力学研究中心的雷依教授，采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力，这是具有历史意义的试验,1934年，美国的克莱斯勒公司首先采用了流线型的车身外形设计,1937年，德国设计天才费尔南德波尔舍开始设计类似甲壳虫外形的汽车,图1-26 1934年克莱斯勒气流牌轿车,图1-27 德国大众公司的甲壳虫轿车,4）船型汽车,1949年起，无论是美国还是欧亚大陆均风靡船型车身，这种车身是福特汽车公司首先推出的既考虑了机械工程学、流体力学诸因素，又强调了以人为主体，注重乘员舒适性和驾驶员操纵性的新车型,此外，1952年的别克轿车、1956年的雪佛兰轿车和1959年的凯迪拉克轿车也都属于船型汽车,

15、图1-28所示1952年的福特轿车是船型车的典型代表,图1-28 1952年的福特轿车,5）鱼型汽车,为了克服船型汽车的尾部过分向后伸出，在汽车高速行驶时会产生较强的空气涡流作用这一缺陷，又开发出像鱼的脊背的鱼型汽车,1952年，美国通用汽车公司的别克牌轿车开创了鱼型汽车的时代，而1969 年的jaguar轿车则把鱼型汽车的设计推向极致,图1-30 1969 的jaguar轿车,图1-29 1952年生产的别克牌轿车,鱼型汽车存在着一些致命的弱点：一是由于鱼型车的后窗玻璃倾斜得过于厉害，致使玻璃的表面积增大了12倍，强度有所下降，产生了一些结构上的缺陷；二是当汽车高速行驶时汽车的升力较大,鉴于

16、鱼型汽车的缺点，设计师在鱼型汽车的尾部安上了一个上翘的 “鸭尾巴”以此来克服一部分空气的升力，这便是“鱼型鸭尾式”车型,图1-31 1992 porsche turbo鱼型鸭尾式轿车,6）楔形汽车,楔型汽车是将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型能有效地克服升力。1963年阿凡提（Avanti）第一次设计了楔型小客车。楔型车在高速汽车设计方面已接近于理想的造型,雪佛莱子弹头多功能轿车、兰博基尼康塔什跑车、法拉利521型跑车、阿库拉NSX跑车和1996年的莲花跑车都是典型的楔形汽车,图1-32 法拉利521型跑车,5.注重节能、环保和安全的时期,图1-33 安全气囊,6.电子技

17、术与计算机技术的应用,除了在燃料供给系统中采用电控喷射技术之外，电子控制技术还逐步渗透到内燃机的点火正时、废气再循环、可变配气正时系统中来，并与自动变速器、主动悬架、全自动空调、自动巡航、防抱死制动系统等实现协同控制，组成整车控制网络，控制系统综合化、网络化特点日益明显,1.3 汽车工业的发展,目前，美国、日本和欧洲三个区域是世界汽车生产中心,1.3.1汽车工业的形成,从19世纪末到20世纪初，欧洲和美国相继出现了一批汽车制造公司，但在当时由于技术发展还不具备生产汽车这种大型复杂机械产品的水平，加之汽车一味追求豪华，售价昂贵，销售量不大，无论是欧洲还是美国，都未形成具有一定规模的汽车工业,汽车

18、诞生于欧洲，但最早形成的汽车工业却在美国。说到汽车工业的形成，汽车大王美国人亨利福特（HenryFord）功不可没,福特于1903年成立了福特汽车公司，提出了将汽车由奢侈品变为人们必需品的主张，要求汽车可靠、耐用、操作简,便、售价低廉、使用和维护费用低，即生产普及型汽车。此后，福特致力于普及型轿车T型车的开发,1908年秋，令人注目的福特T型车隆重问世了,图1-34 福特T型车,T型车在设计思路、生产工艺、零售定价、销售组织、售后服务等许多方面都采用了与众不同的方法,图1-35 福特汽车公司的装配流水线,图1-36 第1500万辆福特T型车下线纪念仪式,图1-37 美国农民开着福特T型车给蔬菜

19、销售网点送货,1.3.2 汽车工业的全面发展,第一次世界大战后出现了汽车需求的迅速增长，汽车市场买卖兴隆。但时隔不久，资本主义世界的经济萧条使汽车的需求量一落千丈,由于欧洲汽车工业发展缓慢，美国汽车大量销往欧洲，美国汽车厂家采用所谓CKD（Complete1y Knocked Down）方式，将美国生产的零部件运到欧洲，然后在欧洲就地装配成车出售,到1930年，欧洲各国为了保护本国的汽车工业，开始对美国汽车增加进口关税，尤其对汽车零部件进口课以重税，致使美国在欧洲各国的CKD总装厂改为全部零部件就地生产的汽车制造厂,当时，欧洲各国的汽车制造厂虽不能在售价上与美国竞争，但它们凭借技术优势，在品种

20、上、车型风格上、道路适应性上以及某些性能上具有特色，因此，也占据了一定的市场份额,有许多新技术，例如发动机前置前轮驱动、后置后轮驱动、承载式车身、节能型微型轿车等，都首先出现在欧洲，从而为欧洲汽车工业的大发展奠定了基础,第二次世界大战期间，各国汽车工业均为军事目的服务，生产坦克、装甲车等军用装备和物资。这也起到了缓和美国与欧洲汽车工业竞争的作用,第二次世界大战之后，随着经济复苏与政府支持的加强，欧洲汽车工业开始大发展,到1973年，甲壳虫型汽车成了全世界的畅销车型。欧洲汽车工业的大发展使世界汽车工业的重心逐步由美国移向欧洲,许多欧洲汽车厂家，如德国大众（Volkswagen）、奔驰(Benz)

21、、宝马（BMW）、法国雷诺（Renault）、标致（Peugeot）、雪铁龙(Citroen)、意大利菲亚特（Fiat）、瑞典沃尔沃（Volvo）等，均己闻名遐迩,1.3.3德国汽车工业的发展,二战前，德国汽车工业已有很好的基础，戴姆勒-奔驰、奥迪、大众、宝马等汽车公司均形成一定规模。二战期间，汽车工业转为为战争服务，大部分工厂遭到破坏,图1-38 被炸成一片废墟的宝马工厂,二战后，经过艰苦努力，德国汽车工业逐渐得以恢复和发展,德国的汽车厂总数不多，但是却个个大名鼎鼎，奔驰(Benz)、宝马（BMW）、大众（Volkswagen）、奥迪（Audi AG）、欧宝（Adam Opel AG）、波尔

22、舍（Porsche AG，国内也称保时捷）、曼（Man AG）等都是在全球范围内久负盛名的企业,1.3.4日本汽车工业的发展,日本汽车制造业的开山者应属吉田真太郎，1904年他成立了东京汽车制造厂（现五十铃汽车公司），3年后制造出第一辆汽油轿车“太古里号,在第二次世界大战期间，日本的汽车工业为侵略战争服务，到1941年年产量5万辆，绝大部分是载货汽车，几乎全部投入侵华战争,1950年，朝鲜战争爆发。日本的特殊地理位置使它成为美国军需的一个重要供应地，美国为不景气的日本汽车工业输血，极大地刺激了日本汽车工业的发展,日本汽车工业之所以能在较短时间内赶上并超过西欧、美国，主要是他们在生产组织管理方面

23、，在先进工艺的广泛应用方面取得了突破。丰田汽车公司提出的“丰田生产方式”就是一个典型的例证,日本现有汽车生产厂11家，它们是丰田、日产、本田技研、东洋工业（马自达）、三菱、铃木、大发、富士重工、五十铃、日野和日产柴油机工业公司,所谓“丰田生产方式”，就是将生产过程的各个环节联系在一起，组成一个完整体系，以“精益思想”为根基，以寻求“消除一切浪费，力争尽善尽美”为最佳境界的新的生产经营体系,以 “看板方式”为代表的“三及时”，即“在必要的时间按必要的数量生产必要的产品”作为理念精髓，以“及时生产（JIT，just in time）”不断地降低成本、无废品、零库存和无止境的产品更新为追求目标，因而

24、被理论界称之为“精益生产方式”,1.4 我国汽车工业简史,1.4.1 无汽车工业时期,1.中国第一辆进口汽车,1901年（大清光绪27年）是慈禧皇太后的66岁寿辰，直隶总督袁世凯买了一辆洋汽车，献给慈禧作为寿礼,而今，这辆珍贵的汽车中国头号古董汽车，仍然静静地停放在北京颐和园的德和园内，这是中国第一辆进口汽车,图1-39 慈禧太后的御用汽车 美国图利亚（DURYEA）汽车与弹簧公司1896年制造,2.中国第一辆国产汽车,我国第一辆汽车是1929年8月在沈阳问世的,1928年东北“帜易”后，辽宁迫击炮厂从美国购进“瑞雷”号整车一辆，作为样车，设计制造我国第一辆国产汽车,1929年8月，我国第一辆

25、自制的 “民生牌”75型载重汽车下线。该车发动机输出功率为48.49kw，额定载质量1.82t，设计车速为25km/h,此车曾于1931年9月12日在全国道路协会主办的上海市展览会上展出，蒋介石派张群作代表参加展览会，当时的外交部长王正廷、实业部长孔祥熙等亲自到会祝贺,图1-40 辽宁迫击炮厂研制的中国第一台载重汽车(摄于一九二九年八月,由于“918”事变，这辆汽车没能返回沈阳。民生工厂80多辆待装的汽车零件被日本侵略者掠走，工厂也被改为“同和自动车工业株式会社”。日本帝国主义入侵东三省，扼杀了中国汽车工业的萌芽,1933年，山西省利用太原兵工厂的装备和技术，试制成两辆载货汽车。1936年，湖

26、南省机械厂仿制美国道奇牌汽车发动机成功，并试制了两辆货车。后来都由于战乱等原因而夭折,由上可知，解放前我国没有真正的汽车工业，只有一些小型的汽车配件制造厂、汽车维修厂和客车改装厂。虽有一些仁人志士曾数次筹划发展中国的汽车工业，但是由于帝国主义的侵略、政府的腐败无能，都未能成为事实,1.4.2起步阶段,19531984年期间是中国汽车工业的起步阶段,1950年4月，中央人民政府重工业部成立了汽车工业筹备组，确定在吉林省长春市建立第一汽车制造厂,1953年7月15日正式破土动工，并由毛泽东主席亲自题写奠基纪念，该奠基纪念碑至今仍保存在长春第一汽车制造厂正门门前，成为所有去第一汽车制造厂参观访问的客

27、人照相留念的必到之地,图1-41 毛泽东主席亲自题写的 第一汽车制造厂奠基纪念,图1-42 长春第一汽车制造厂正门 （今一汽集团公司1号门,1956年7月14日，第一批解放牌CA10型4t载货汽车出厂，当年生产了1600多辆。此后，经过改进设计，陆续开始生产解放CA10B型、CA15型等载货汽车,图1-43 解放CA10B载货汽车,1965年，出于国际形势和国家安全等方面的考虑，开始在湖北十堰筹建第二汽车制造厂。 1976年6月建成东风牌2.5t越野车生产基地,东风牌EQ240 2.5t越野汽车从1968年提出方案，到1969年出样车，再到1976年正式投产，EQ240经历了8年的开发历程,图

28、1-44 东风EQ240 2.5t越野汽车下线仪式,在中国汽车的起步阶段里，轿车也曾短暂地繁荣过。1958年，一汽相继生产了“东风”和“红旗”两款轿车，并在“乘东风，展红旗，造出高级轿车去见毛主席”的口号中，把小轿车送进了中南海,图1-45 中国第一辆轿车“东风”牌轿车,图1-46 中国第一辆“红旗”牌高级轿车,1.4.3合资合作阶段,19841994年期间是中国汽车工业与国外汽车制造商合资合作阶段,1984年1月，中国汽车的第一个中外合资企业北京吉普汽车公司诞生,1985年，上海大众汽车公司成立。同年，南京汽车制造厂引进了意大利菲亚特的依维柯汽车；广州汽车公司与法国标致的合资项目也获批准,1990年，轿车产业的三大基地进一步调整。上海汽车工业总公司宣告成立。同年，投资上百亿、规划15万辆的一汽大众、神龙项目签约,1.4.4快速发展阶段,从1994年至今，是中国汽车工业的快速发展阶段,1994年之后，汽车消费不再受宏观政策的限制。一汽大众、神龙公司也站稳了脚跟，开始向连续多年位居国内汽车企业榜首的上海大众发出挑战,近年来，又成立了北京现代、华晨宝马、东风日产等合资汽车公司，使我国的汽车产品水平和生产能力进一步提高,1.4.5成绩与不足,1.成绩 2.不足,GAME OVER