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在真正了解现代汽车的奇迹之前,我们必须先回顾历史。数千年来,人类的交通方式非常简单:步行、骑乘动物,或使用动物牵引的马车和轿子。

想象一下,在一个世界里,最快的旅行方式是骑马,长途旅行需要数天甚至数周。这就是人类历史上大部分时间的现实。但人们总是梦想着更快、更高效地运送自己和货物的方式。

自动推进的萌芽

一个无需动物或人力就能自行移动的机器,这个想法是几个世纪以来的梦想。早期的思想家和发明家经常为这类车辆绘制设计图,即使当时建造它们的技术尚不存在。

最著名的例子之一来自文艺复兴时期的天才莱昂纳多·达·芬奇。大约在1500年,他绘制了自动推进车的草图。虽然它很可能是弹簧驱动的,并且不用于载客,但它显示了人类早期克服传统旅行限制的愿望。

驾驭蒸汽的力量

真正的突破伴随着工业革命而来,特别是蒸汽机的发展。蒸汽机由多位杰出人物发明,并于18世纪末由詹姆斯·瓦特改进,它将热能转化为机械功。

这项强大的新技术最初用于工厂和矿井抽水。然而,很快发明家们就开始思考,这种不可思议的力量是否可以用于陆地车辆的移动。

尼古拉-约瑟夫·居纽的蒸汽牵引车

第一辆自行式机械车辆被广泛认为是法国军事工程师尼古拉-约瑟夫·居纽所发明。在1769年和1771年,他建造了实验性的蒸汽动力“fardiers”,这本质上是大型三轮火炮牵引车。

居纽的车辆庞大、缓慢且难以操纵。它重约2.5吨,最高时速仅为\( 2.25 \text{ mph} \) (\( 3.6 \text{ km/h} \))。它在早期的一次演示中,曾著名地撞上了一堵墙,这使得它可以说是世界上第一起汽车事故!

其他早期蒸汽先驱

在居纽之后,其他发明家继续尝试蒸汽动力。英国工程师理查德·特里维西克于1801年建造了一辆全尺寸的蒸汽公路机车,名为“喷气魔鬼”(Puffing Devil)。虽然它成功地载客上山,但很快就因为缺水而耗尽了蒸汽。

特里维西克的另一项发明是1803年的“伦敦蒸汽马车”,专为城市街道设计。尽管付出了这些英勇的努力,早期的蒸汽车辆仍面临着严峻的挑战,阻碍了它们的广泛普及。

早期蒸汽马车面临的挑战

操作这些早期蒸汽车辆绝非易事。它们需要不断地加燃料(煤或木材)和水。它们笨重、嘈杂,并产生大量的烟雾和煤烟。以下是一些主要问题:

  • 重量:锅炉和发动机极其笨重,使车辆难以操控。
  • 燃料和水:需要频繁停车补充煤和水,限制了续航里程。
  • 速度和动力:虽然比步行快,但它们仍然缓慢,爬坡动力有限。
  • 道路:现有道路大多未经铺设且崎岖不平,不适合笨重易碎的机械。
  • 公众舆论:人们经常被这些嘈杂、冒烟的机器吓到或惹恼。

蒸汽公共汽车的兴起

尽管面临挑战,一些发明家仍看到了蒸汽在公共交通领域的潜力。19世纪30年代,英国的戈德斯沃西·格尼爵士和沃尔特·汉考克开发了蒸汽公共汽车,并实际投入定期运营。

这些车辆预示了未来,表明机械运输可以载运多名乘客。然而,马车主人的反对以及对蒸汽车辆征收的高额通行费,最终导致它们衰落,并被正在发展的铁路系统所取代。

蒸汽与马匹:一场比较

要理解为什么蒸汽车辆难以取代马匹,请考虑当时实际存在的差异:

特点 蒸汽马车(19世纪早期) 马车
燃料来源煤/木材和水干草/燕麦
噪音水平非常嘈杂,嘶嘶作响相对安静
排放物烟雾、煤烟、蒸汽粪便
复杂性高(锅炉、发动机)低(动物控制)
所需基础设施平坦道路、水/燃料补给站基本道路、马匹饲料/水

正如你所看到的,尽管马匹也有需要休息和产生废弃物等局限性,但它们在当时的基础设施下更为简单且适应性更强。

寻找新的动力来源

蒸汽动力在私人车辆上的局限性变得越来越明显。笨重的锅炉、对大量燃料和水的需求以及产生蒸汽所需的时间,都意味着需要更紧凑、更高效的动力源才能实现真正实用的“无马马车”。

科学家和工程师开始探索其他形式的能量,特别是爆炸产生动力的潜力。这项探索最终引导他们发现了一个革命性的想法:内燃机。

19世纪末的初步突破

19世纪下半叶是激烈创新的时期。当蒸汽继续为火车和轮船提供动力时,欧洲的发明家开始完善直接在发动机气缸内燃烧燃料的发动机——因此被称为“内燃机”。

许多杰出人才为这一领域做出了贡献。尼古劳斯·奥托于1876年开发出成功的四冲程内燃机,奠定了大部分基础。很快,其他人将这一概念应用于车辆推进。

汽车先驱

其中最重要的两位人物是德国工程师卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒。他们独立工作,都在使内燃机足够轻巧和强大以适应道路车辆方面取得了关键进展。

他们的工作标志着我们所知的汽车真正诞生,摆脱了笨重的蒸汽机,转向了更适合个人交通的解决方案。

展望未来

一切就绪。由达·芬奇草图开启,并在蒸汽机局限性中挣扎的自动推进交通工具的梦想,终于将随着内燃机变为现实。

其中一位发明家,尤其创造了被广泛认为是第一辆真正意义上的汽车,它从零开始设计,由自己的发动机提供动力。在下一课中,我们将深入探讨卡尔·本茨及其开创性发明——奔驰专利汽车(Benz Patent-Motorwagen)的迷人故事。准备好探索汽车的诞生吧!