汽車技術将駛向何方

沒有人能一次造出一個完美的器物，汽車作為一台複雜的機器更是如此。性能優異、功能強大的當代汽車，理所當然的大量集成了衆多前人開創性的勞動成果。

繼往才能更好的開來。盡管當代汽車用燃氣而不用蒸汽做功，盡管人們把内燃機汽車發明的時間、看做是汽車的誕生時間；但汽車這一名稱沿用至今沒有改變；且蒸汽機汽車時代就出現了的：發動機前置、差速器半軸結構、齒輪變速機構、方向盤、V形發動機等技術，沿用至今也沒有過時；因此，說到汽車，就不得不從蒸汽機汽車說起。

蒸汽機汽車

1712年，英國的紐科門發明了世界上第一台蒸汽機。這是一個劃時代的創舉，将人類帶入蒸汽機時代。

1763年，法國的古諾首創世界上第一輛配置蒸汽機的汽車。該車車架及車輪均為木質，速度每小時4千米左右。他用實際行動證明了當時的蒸汽機技術還不能适應汽車的工況。

1765年，英國的瓦特對蒸汽機進行了改進，把效率提升了5倍左右，使蒸汽機得到了廣泛應用，将人類真正帶入了蒸汽機時代。人們為了銘記他的貢獻，把功率的單位命名為瓦特。打開發動機罩、找到發動機銘牌就能看到瓦特了。

後來，英國的特雷維西克對瓦特的蒸汽機做了進一步的改進，讓蒸汽機更能适應汽車的工況。1802年，特雷維西克獲得高壓蒸汽機的專利。他的這種蒸汽機應用的更廣泛了。他不僅制造出了高壓蒸汽機和高壓蒸汽機汽車，而且他還造出了能載70名乘客或10噸貨物的有軌高壓蒸汽機汽車，又叫火車。

1828年，法國的佩瓦爾制造了一輛發動機前置、後軸驅動、前輪獨立懸挂的蒸汽機汽車。驅動軸采用了差速器半軸結構，傳動為鍊條傳動。該車的出現對于汽車技術來說是一大飛躍。佩瓦爾的發動機前置、鍊條傳動、差速器半軸結構、獨立懸挂等一系列技術，至今仍在廣泛的使用，這也充分體現了他技術創新的價值。特别是他的差速器技術沒有一輛内燃機汽車能夠不用，就連電動汽車裡大名鼎鼎的特斯拉也不能例外。

1872年，法國的伯利造出了配置V型蒸汽機的蒸汽機公共汽車，并且裝配了齒輪變速機構和圓形方向盤。這又是一個沿用至今的技術。

蒸汽機和蒸汽機汽車技術的不斷提高和進步，為内燃機（相對蒸汽機而言，蒸汽機為外燃機）的出現，做了很好的鋪墊。

由于蒸汽機本身固有的缺點：自重較大，導緻其效率不高和轉向及制動困難，因此人們沒有停止尋找新型發動機及新型汽車的腳步。

内燃機汽車

1801年，法國的勒本提出煤氣機理論。

1838年，英國的亨納特制出内燃機點火裝置（内燃機失敗點火裝置很成功）。

1859年，比利時的勒諾瓦赫制作了世界上第一台煤氣二沖程内燃機并獲得專利。

1861年，法國的羅夏發表四沖程内燃機理論。

1876年，德國的奧托造出世界上第一台煤氣四沖程内燃機。

1883年，德國的戴姆勒和邁巴赫合作制出了世界上第一台汽油四沖程内燃機，簡稱汽油機。

内燃機的出現，使世界進入了内燃機時代。

内燃機相比蒸汽機，結構更加緊湊，體積和自重都較小，效率更高。

1885年，德國的奔馳造出了世界上第一輛汽車（雖然早已出現蒸汽機汽車，但人們習慣把内燃機汽車發明的時間看作是汽車的誕生時間）。該車為三輪汽車，發動機是奔馳首創的一台小型汽油兩沖程内燃機，皮帶傳動。此外，該車還首創了金屬車架和車輪。

也是1885年，德國的戴姆勒造出世界上第一輛摩托車（可近似看做兩輪内燃機汽車），接着又做出了四輪内燃機汽車。

鑒于奔馳和戴姆勒的貢獻，他們一同被稱為汽車之父。

1892年，德國的迪塞爾造出了效率更高、結構更加簡約的柴油四沖程内燃機，簡稱柴油機。發明家的初衷都是自己的發明能被大規模應用，但直到1924年，美國的康明斯公司才将柴油機配置在卡車上。雖然命運和迪塞爾開了個玩笑，但他的貢獻應和其他成功的發明家一樣，不應該被我們遺忘。尤其是柴油機在節能減排方面比汽油機更有優勢、更有潛力。

各種發動機及汽車陸續試制了出來，接下來的工作就是對其進行優化了。

首先，我們看看對發動機的優化。

發動機試制時都是單缸，為了讓汽車跑的更快些，缸數一直在增加，常見的缸數有3、4、5、6、8、10、12。缸數越多，一字排開的直列布置就越困難，所以就有人采用兩列。直列布置又叫L型發動機，缸數多為3、4。兩列布置又叫V型發動機，常見的缸數為5、6、8、10、12。至于W和H型發動機，多數人認為是對V型發動機的變化，可歸入V型發動機。

後來，有人弄了個渦輪增壓技術，利用發動機廢氣動能帶動渦輪以增加進氣壓力，從而提高進氣量。該技術在不增大氣缸的氣缸的情況下，提升功率兩到三成。

發動機功率優化完了，那就再優化效率。

因此，出現了多氣門技術，常見為兩進兩排。

因此，出現了電腦控制内燃機噴油量的電噴技術。以節省燃料和減輕排放，然而此技術更多的表現在糾正不良駕駛習慣上。

因此，出現了本田公司的電控氣門技術，控制氣門的正時和升程。

效率優化完了，那就再優化排放。

于是，就出現了雙火花塞技術。

于是，就出現了三元催化技術，把排放的廢氣中的三種主要有害氣體催化為無害氣體。

排放優化完了，那就再給發動機增加防盜功能。

電控點火的發動機防盜鎖止技術應運而生。

防盜也增加完了呢，有人搞了更為大膽的優化方案，優化整個發動機。

随着内燃機越造越複雜，可靠性下降。人們發現電動機結構較簡約，更易操控。就有人把電動機作為汽車的動力。于是，電動汽車又死灰複燃了。

說死灰複燃，是因為在汽車的發展史上，電動汽車和蒸汽機汽車一樣，是内燃機汽車的哥哥，後又和蒸汽機汽車一樣，因性能不佳而被内燃機汽車取代。

如今複出的電動汽車可不是對早先電動汽車的複制，而是以優秀的電機技術、電控技術、電源技術所組成的性能更加優異汽車技術面市的。電動汽車名氣最大的當屬特斯拉，專有技術是通過串并聯很多節小電池，組裝成一個超級蓄電池。

從汽車的發展來看，未來電動汽車必能大行其道。當下因車載電源的瓶頸還難成氣候。

既然電動汽車距普及尚待時日，那就把發動機優化成混動，電動機和内燃機有串聯或并聯混動工作的兩種模式。

為降低使用成本，還出現了把内燃機的燃料優化為石油氣和天然氣等可燃氣體的發動機。

至于把發動機能源優化為太陽能或原子能或其他的技術，目前還不着邊際，此處從略。

接下來我們看看對驅動相關裝置的優化。

早先的汽車，都是把發動機放在座位下方，驅動汽車前行。

19世紀末，法國的帕納爾—勒瓦索公司将發動機放在汽車前部，通過離合器、變速器把驅動力傳到後輪，這種方案被稱為帕納爾系統人們常常稱它為常規方案，該方案得到了廣泛應用。

後來，法國的雪鐵龍首創前驅前轉向，拿掉了往後輪去的傳動軸，提高了傳動效率，同時也提高了操控穩定性。現代轎車幾乎無一例外的都采用了前驅前轉向。

為了減少駕駛操作，同時也為了更好的銷量，手動變速器被優化為各種自動變速器。如此還有嫌麻煩的，開發出了适合汽車的定速巡航技術，巡航主要靠車載雷達技術實現。

再後來出現了盤式制動技術，或叫碟式制動技術。使制動的可靠性大為提高。

人們對制動還不滿意，又搞出了電控制動防抱死技術，所謂防抱死就是斷續制動；還有各種各樣的制動穩定車身的技術，穩定車身多采用汽車級陀螺儀作為傳感器。

以及後來對制動顯示也進行了優化，因此出現了高位制動燈。

有人為使制動更加可靠，開發出了電制動技術。主要分為渦流式和電磁式。

為了将驅動相關裝置的優化進行到底，有人為有些車輪裝入了監測壓力和溫度的傳感器。此純屬賣點，不需要的功能。車都有備胎，且四個車輪不可能同時出現問題。

我們再來看看對車身的優化。

早期汽車車身沿用馬車車身，是一種不用馬拉的馬車。隻要求行使，其他皆可忽略。

1915年，美國福特公司設計生産了一種新型車。它的乘員艙很像一個大箱子，裝有門和窗，被稱為箱形汽車。因其造型酷似古代轎子，轎車成了這種汽車的新名稱。封閉的車身讓人們不用再受天氣的影響。

箱形汽車空氣阻力大，于是人們又開發出了流線形汽車。其中最為著名的是德國大衆汽車公司的甲殼蟲汽車。該車的設計者波爾舍經過長期觀察，發現甲殼蟲能爬能飛，其形狀空氣阻力很小。于是就如實的運用到了車身造型上。開創了甲殼蟲時代。美中不足的是橫風不穩定。

為了消除橫風不穩定，1949年，福特汽車公司推出了具有曆史意義的新型V8型福特汽車，被人們稱為船形轎車。福特公司的那種具有行李箱的四門四窗的設計，現在已被全世界确認為轎車的标準形式，這同時也是三廂轎車的首創。缺點是尾部渦流。

1952年，美國通用汽車公司的别克型魚形汽車，消除了尾部渦流，開創了魚形汽車的時代，同時也産生了尾部升力的問題。

1963年，司蒂貝克公司推出世界上第一輛楔形轎車阿本提。完美解決了車身的空氣動力學問題。成為汽車車身的經典形式，風靡全球。

為了标新立異，進入20世紀80年代以後，推出了造型酷似子彈頭的汽車。

現在，絕大多數轎車車身都是采用船形加楔形。

兼顧乘用空間、空氣阻力和升力，現在車身的變化空間很小了。

車身除外形在變外，布置高度也在變化。1900年，車身的普遍高度與馬車相仿，為2.7米。1910年降低到2.4米，1920年降低到1.9米。而現在轎車的車身高度為1.1至1.3米左右。重心不能再低了，再低成賽車了。

還有為了最大限度的減小碰撞時，車身前部擋風玻璃對人的傷害，都把擋風玻璃優化成了安全玻璃，以鋼化玻璃和夾層玻璃的安全玻璃最為常見。

另外，為降低車身重心，有車架的非承載式車身優化成了取消車架的承載式車身；再對承載式車身進行優化，就有了加強乘員艙的安全車身。

車門開啟方式也在不斷優化，從以車門前端為圓心轉動打開的直開式優化多種多樣，有水平滑移式、有鳥翼式、有蝶翼式、剪刀式、對開式、整體旋轉式。

行車時車門關不嚴可能會造成不良後果，為此，開發了行車自動鎖車門功能，此功能也用于防盜方面。

有人為了駕乘更加舒适，有的車把座椅優化成了電動座椅、更有甚者則把獨立懸架優化成了電控主動懸架。

為把車身的優化進行到頂，有人把雨刮優化為，由雨量傳感器控制雨刮次數的雨刮。又是一個賣點，華而不實；因為雨刮使用率不高，雨刮價值也不大。

除了對發動機、驅動相關裝置、車身進行優化外，人們對車載設備也進行了優化。

對車載設備的優化主要表現在增加車載設備的種類。

首先在汽車裡安裝了收音機，随後與時俱進的陸續裝置了錄音機、空調、電視、DVD，這些基本都是标配。有些上檔次的車裝有中央控制屏。

現在，導航也是非常普及的一款車載設備，加裝了導航，讓人們出行到陌生的地方如同輕車熟路。

更有甚者，想讓汽車自動駕駛。以及做核能汽車，還有能跑也能飛的汽車。這些距大範圍推廣實在太過遙遠，此處從略。

從汽車誕生那天起，安全就成為人們關注的問題。如今，為使駕乘更加安全，很多車加裝了安全氣囊，發生嚴重碰撞時打開。嚴重程度在加速度計信号處理電路設定，也可由車載雷達探測。

汽車價格不菲，對于私有财産價值來說，除了房子就是汽車了，所以車用防盜技術更是普及。比較便宜的是振動防盜技術，有多擋靈敏度可以設定。由于其誤報率太高和裝配量太大，報警噪音擾民成為一大問題。由于其對于車身惡意刮劃有報警功能，目前還不能淘汰此類産品。比較高級的是具有滾碼的發動機防盜鎖止技術。

還有少數比較高檔的車裝備了，能對道路和交通信号識别且能碰撞預警的視頻攝像機。

至于更高檔的車載雷達，可用于巡航、安全氣囊、倒車、防盜等方面。這裡的雷達是指無線電雷達，不是常見的倒車雷達，很好區别，常見的倒車雷達多是由幾個壓電陶瓷片布置在尾部，屬于超聲雷達。而多功能的車載雷達布置在車上部。

至此，可以看出：汽車技術的發展主要圍繞行駛這個基本功能。動起來後就向着高速、節能、安全、舒适、環保方向發展了。

還可以說汽車技術由機械技術向機電一體化技術發展。此外，汽車的制造工藝也是如此，從機床制造技術向計算機輔助制造技術發展。

過去和現在的汽車技術發展如上所述，那麼，未來呢，汽車技術将駛向何方？