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1、现代汽车概论现代汽车概论主讲人：吴跃成主讲人：吴跃成2021/3/251第第6章章 汽车发展简史汽车发展简史6.1 汽车发明期汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车从马车到机动车6.1.2 内燃机汽车的诞生内燃机汽车的诞生6.2 汽车发展期汽车发展期6.2.1 结构发展期结构发展期6.2.2 性能发展期性能发展期6.2.3 外型发展期外型发展期6.2.4 安全、节能与环保发展期安全、节能与环保发展期6.3 未来汽车展望未来汽车展望2021/3/2526.1 汽车发明期2021/3/253汽车是车辆的一种。车辆是人类进行陆上运输的工具。车辆的主要特征是具有轮和轴，在轮轴之上支承着车架或车厢，用以
2、乘坐或放置货物。用车辆运输，变滑动为滚动，大大节省了驱动力。在车辆发展的漫漫长河中，驱动车辆行驶的动力主要是人力或畜力。2021/3/254汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车中华民族是最早应用车辆的民族之一。据传说，在五千多年前，我们的祖先黄帝就制造了车辆。黄帝又叫“轩辕黄帝”。“轩”在古代是一种带帷幕的车，“辕”则是车的纵梁。还有传说，黄帝在打败蚩尤的战争中也使用了战车。黄帝时代所使用的车辆是什么样子，技术上达到什么水平，史料上都没有记载，已无法考证。2021/3/255汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车春秋战国时期，我国的车辆制造技术已达到了较高的水平、车辆被广泛用于战争，战车的多
3、寡常是衡量诸侯军力的重要指标。孔子周游列国所乘坐的车辆能行程万里，说明车的可靠性也比较好。 2021/3/256汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车秦朝时，车辆技术得到进一步发展。秦始皇在统一文字与货币的同时也统一了车的宽度（轮距6尺）。这大概是世界上最早的车辆标准法规。陕西秦兵马桶坑出土的铜马车，其豪华和精致，可以说是我国古代车辆的杰出代表。在2000多年的封建社会中，车辆除了用来运输人员和货物外，还被广泛用作特殊用途而制成“专用车”。如利用巨大惯性撞击城门的撞车，阻止军队进攻的滑车，装上云梯的攻城车，装上指南针的指南车，等等。2021/3/257汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车车辆
4、技术和制造业的发展，促进了我国各地域之间与外国的商业和文化交流。繁荣的丝绸之路把中国的文化与科学技术用车辆传递到中亚和欧洲，同时也把中国领先的车辆技术传到遥远的异国。2021/3/258汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车中世纪的欧洲，经过文艺复兴时期，思想开始解放，文化和科技开始繁荣，车辆技术也逐渐超过了中国。1719世纪，欧洲大陆到处行驶着各式各样的马车。有两轮的、有四轮的；有带顶篷的，有敞篷的；有乘坐12人的，也有能乘坐20多人的；还有双层的。与中国的马车相比，欧洲马车的车体更轻巧，转向更轻便，还有的装上了钢板弹簧和制动器。有的马车装饰得非常豪华，用来显示其高贵的身份。2021/3/2
5、59汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车2021/3/2510汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车不管欧洲的车辆如何豪华，其动力源都是马匹。因此，车的速度受到了限制，养马是马车拥有者必不可少的劳动。从马车诞生起，幻想着不用马而能自动行驶的“马车” ，就成了人类的梦想。13世纪，荷兰人曾模仿帆船给车辆装上“车帆”，用风作动力驱动车辆。由于风的不确定性，车辆行驶的复杂性，以及当时机械制造业的不发达，荷兰人失败了。2021/3/2511汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车把“马车不用马”的梦想变成现实归功于瓦特发明了蒸汽机。詹姆斯瓦特（James Watt）在 1765年发明蒸汽机。1769年
6、法国工程师尼古拉斯古诺（Nikoles Joseph Cugnot）把蒸汽机装到了一辆马车上，实现了没有马拉的马车。2021/3/2512汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车图62古诺的蒸汽汽车的模型2021/3/2513汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车古诺的蒸汽车在车的前部安装了一个直径达1.3m的锅炉，锅炉后面有两个50L的气缸，锅炉产生蒸汽送入气缸，推动活塞上下运动，再用曲柄连杆机构驱动前轮行驶。这辆车总长达7.3m，非常笨重，操纵起来十分费力，在试车时就撞到了墙上（被认为是世界上第一起机动车事故）。尽管这辆车的性能还不如马车，但毕竟是世界上第一辆由动力机械（热力发动机）驱动的车
7、辆，实现了不用马拉车的梦想。这辆车是否应该叫汽车，汽车界没有定论。2021/3/2514汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车在古诺之后，欧洲大地上掀起了研制蒸汽汽车的热潮。蒸汽汽车的技术水平迅速提高，到19世纪初已达到实用阶段。英国、法国、德国都开始用蒸汽汽车进行运输，并逐渐繁荣起来。到19世纪中叶，出现蒸汽汽车与马车并驾齐驱的局面。由于蒸汽汽车马力大，运量多，逐渐占了上风。当时的中国正处于鸦片战争和太平天国运动时期，生产力处于下降阶段，在车辆技术方面没有任何进展。2021/3/2515汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车2021/3/2516汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车由于当时
8、的道路基本上都是土路或碎石路，蒸汽车的车轮也与马车一样是由木头或铁木混合制成的，车轮很窄，对路面的压力较大，常把不很平坦的路面压出一条条的车辙。加之当时道路行驶法规也极不完善，因此，操纵失控而导致的事故时有发生，甚至不断有锅炉爆炸伤人的严重事故。蒸汽车的振动、噪音和放出的蒸汽又经常惊了马车的马匹，引起马车的交通事故。2021/3/2517汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车1865年，英国颁布了世界上第一部机动车安全法规红旗法。红旗法规定，蒸汽车的行驶速度不能超过6.5kmh，行驶中遇到马车应有人在前面手执红旗开路，警告马车和行人避让，在繁华街区遇到马车应停车避让。红旗法限制了蒸汽车的发展，
9、使蒸汽车这一尚不完善的新生事物受到严重挫折。时至今日，一些汽车史学家认为，英国的汽车工业不及法、德、美，与当年的红旗法不无关系。2021/3/2518汽车发明期 6.1.1 从马车到机动车图英国红旗法规定，汽车行驶时必须有一个人在车前举者红旗开路2021/3/2519汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生用蒸汽机驱动的汽车，锅炉是必备的重要设备，庞大而笨重的锅炉及其所需的固体燃料占据了蒸汽车的大部分空间。操纵蒸汽车至少要两个人（其中一人专门负责烧锅炉）。而且两个人需要配合得很好。此外，蒸汽机的振动，噪音及放出的蒸汽对车上车下的环境都产生影响。因此，用新的动力装置代替蒸汽机是早期汽车发明家的重
10、要任务之一。2021/3/2520汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生1860年，法国工程师列诺尔（Lenoir）根据英国人斯垂特（Street）的混合气理论和法国人莱本（Lebon）的煤气机工作原理，制成了能用来驱动车辆的实用煤气机，获得了专利，并开始试生产。列诺尔的煤气机是由电火花点燃空气与煤气的混合气，使之燃烧作功的二冲程动力机。在列诺尔的煤气机中成功地使用了活塞、气缸和曲柄连杆机构。但由于没有压缩过程，进气量少，散热量多，热效率极低（只有34）。2021/3/2521汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生与蒸汽机相比，列诺尔煤气机的燃料是在机器内部（气缸里）燃烧，因此叫内燃机。列
11、诺尔曾于1863年成功地将他的煤气内燃机装到三轮车上，创造了连续行驶18km的记录。可惜的是列诺尔从此放弃了对煤气机及煤气汽车的研究，再也没有取得任何成就。2021/3/2522汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生1866年，德国工程师尼古拉斯奥托（Nikolas August Otto）在研究煤气机时，认识到了压缩行程的重要性，提出了四冲程内燃机工作循环理论（称为奥托循环理论），并据此理论发明了四冲程内燃机。奥托的内燃机压缩比为2.5，热效率提高到1214。并于1877年申请了专利。奥托的理论和实践奠定了现代内燃机的基础。从此，人们的注意力转向了四冲程内燃机的研制。奥托被誉为现代内燃机的
12、鼻祖。2021/3/2523汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生奥托的伟大贡献在于为汽车提供了具有广阔前途的新的动力机四冲程内燃机。奥托循环理论至今仍是热力学和内燃机原理课程中的重要内容。 1884年，法国人戴波第维尔用奥托的循环理论制造了一台使用液体燃料的四冲程内燃机。这台内燃机具备了现代内燃机的雏形。它具有如下新结构：活塞上装上了活塞环，压缩比更高；用水预热的化油器；机械操纵的顶置进、排气阀；排气管上有控制转速的阀门（节气门的雏形）；用点火线圈把电压提高后再点火。2021/3/2524汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生戴波第维尔把他的发动机装在一辆四轮车上，还申请了专利，并获得批
13、准。在其专利文献中有非常清楚的记载。非常遗憾，戴氏的发动机和汽车没有任何试验记录或报道。虽然他申请专利的汽车是一个非常完善的发明（基本解决了发动机的最重要问题），但为了谋生（可能是缺少资金，因为戴氏当时在一个纺织厂打工），他放弃了在汽车方面的试验与研究，把他的发动机从四轮车上卸下来用到纺织厂去了。后来戴波第维尔成了一名工业发动机制造商，与汽车界再也没有联系了。2021/3/2525汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生据此，法国人以及历届法国政府都认定汽车的发明是在法国，并企图说服全世界承认。理由是，不管是1769年古诺的蒸汽汽车，还是1884年戴波第维尔的内燃机汽车都是在法国诞生的。198
14、4年，法国人早于全世界两年庆祝了汽车诞生一百周年。2021/3/2526汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生1886年，德国人卡尔奔驰（Karl Benz，1844年1929年，过去曾译为本茨）将他在1885年制造的装有单缸内燃机的三轮车申请了发明专利，1886年11月获得批准。这辆车的发动机为单缸，排量为0.785mL，功率为0.6kw，使用液体燃料（汽油），布置在汽车后部。汽车的最高速度为15km/h，汽车上使用了半轴和差速器，转弯操纵非常灵活。但毕竟结构还不完善，发动机功率太小，行驶速度慢，爬坡能力差。2021/3/2527汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生由于是在手工作坊中加
15、工出来的，精度较差，行驶中总出故障，因而遭到一些人的嘲笑。卡尔奔驰的妻子贝尔塔（Bertha）是丈夫事业的热心支持者。为了消除人们对丈夫发明的新生事物的怀疑，她瞒着丈夫，带领两个儿子进行了一次长达140km的长途行驶。他们在1888年的夏天，天不亮就出发了，遇到道路较差和坡度较大的地方，两个儿子就下来推车，每次出现的故障贝尔塔都能迅速排除。经过一天的艰苦跋涉，终于在天黑前到达目的地，总行程140km。如此长的距离在当时的德国和欧洲引起轰动，一些流言蜚语不攻自破。贝尔塔作为第一位驾驶汽车的女性而载入世界汽车史册。2021/3/2528汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生2021/3/2529
16、汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生同在1886年，另一位德国人戈特里布戴姆勒（GottliebDaimler）在好友威廉迈巴赫（Wilhelm Magbath）的帮助下制造了一辆四轮汽车。这辆车也是在马车的基础上改装的，所用的发动机为0.8kw的汽油机。2021/3/2530汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生2021/3/2531汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生奔驰与戴姆勒互不相识，他们的居住地相距一百多公里，却在同一年里分别制成了第一辆以汽油为燃料的三轮和四轮汽车。此后，他们分别发展了自己的汽车公司，将自己的发明产业化，都取得了巨大成功。1926年，这两家公司合并成“戴姆
17、勒奔驰”汽车公司。由这个公司生产的汽车成为享誉全世界的著名品牌。2021/3/2532汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生戴姆勒和奔驰的发明及其所创建的公司给世界汽车产业带来了巨大影响。德国及世界上大多数国家都认为，汽车是于1886年在德国诞生的。虽然在此之前已有人发明了汽车，但由于没有产业化，其影响和在汽车史上的地位无法与戴姆勒和奔驰相比。因此，世界上绝大多数国家把汽车的诞生年定为1886年。 2021/3/2533汽车发明期 6.1.2 内燃机汽车的诞生到目前为止，法、德两国依然为汽车的发明国争论不止。事实上，像汽车这样由数万个零部件构成的复杂机器，绝不仅仅是一两个发明人的功劳，甚至不
18、是一两个国家的功劳，而是成千上万人创造性劳动的结果。所谓的发明人只不过是在前人的基础上做出了更大的贡献而已。从中国古代的车辆，到欧洲中世纪的马车，再到现代的汽车，是一步一步的“进化过来的。汽车的诞生与发展是人类文明进步史中的重大事件，是人类科学技术的进步和工业发展的必然结果，是人类集体智慧的结晶。2021/3/25346.2 汽车的发展期2021/3/2535 汽车诞生以后，不断地完善着结构、功能和性能。在一百多年的发展进程中，大致分为如下四个时期：结构发展期间 （19世纪末）；性能发展期（20世纪初40年代）；外形发展期间（世纪40年代70年代）；安全、节能、环保发展期（20世纪70年代以后
19、）。2021/3/2536汽车发展期 6.2.1 结构发展期这一时期是从1886年到20世纪初。汽车刚诞生时，仅仅具备了汽车最基本的功能自动行驶，但其结构很不完善，性能极不稳定，操纵起来也很费力。19世纪末，汽车专家的主要精力都用在发展和改进汽车的结构上，以使汽车尽快达到实用阶段。2021/3/2537汽车发展期 6.2.1 结构发展期在动力装置方面，蒸汽机、内燃机（汽油机）和电动机曾一度并存。蒸汽机虽然庞大、低效，但毕竟经过了一百多年的改进，逐渐变得轻巧，性能变好。特别是1875年法国人沙波利特（Serpollet）发明了管式锅炉后，蒸汽机的性能大大提高了。与汽油机相比，还是占着较大的优势。
20、但其振动、噪声较大，每行驶几十公里就要加水，行驶中一人驾车、一人烧锅炉的基本状况没有改变。2021/3/2538汽车发展期 6.2.1 结构发展期用电动机驱动汽车的历史也早于汽油机。电动机的外特性好，操作简单。但当时的电动汽车存在着几个致命的弱点：一、铅酸蓄电池太笨重（占整车质量50）；二、电容量小，续驶里程短，只能在小范围内使用；三、充电太贵，一年的充电费与一辆新车的价格相当，而且一天要充两、三次电，太麻烦。四、电池寿命太短，使用成本非常高。2021/3/2539汽车发展期 6.2.1 结构发展期然而，在同一时期，汽油机却在不断改进。在曲柄连杆机构中，发展了双缸，四缸；多道活塞环加强了密封性
21、；提高了压缩比，也就提高了热效率；水冷却系统逐渐完善；润滑系统初具雏形，并发挥作用；高压电点火越来越可靠。所有这一切，使汽油机的性能不断改善，升功率（发动机的最大功率被排量除，又叫单位排量功率）和单位质量功率（最大功率被质量除）逐年提高。到20世纪初，汽油机以其轻巧、强劲、高速和易操纵等优点脱颖而出。2021/3/2540汽车发展期 6.2.1 结构发展期1901年10月，在美国底特律举行了一次汽车速度赛。参赛车按发动机分为蒸汽车、电动车、汽油车三组，用跑完一英里的时间来评价。比赛结果是：蒸汽车最快的用2分钟（车速为48.3kmh），电动车竟没有一辆能在4分钟内到达终点，而最快的汽油车仅用1分
22、68秒，就跑完了一英里（车速达86.7kmh）。这次比赛为汽油机打败蒸汽机和电动机奠定了基础。2021/3/2541汽车发展期 6.2.1 结构发展期在底盘方面，主要的结构改进在传动系和车轮上。这一时期的汽车，摩擦式离合器基本过关；二挡或三挡变速器开始用于传动系。由于当时的汽车质量较小，一般都不设置倒挡。下面看一下19世纪到20世纪初的汽车。2021/3/2542汽车发展期 6.2.1 结构发展期德国奔驰公司维洛牌小客车（1894年）（VELO是奔驰公司初期著名的小客车）2021/3/2543汽车发展期 6.2.1 结构发展期首先开始采用橡胶充气轮胎的维洛牌车2021/3/2544汽车发展期
23、6.2.1 结构发展期德国戴姆勒公司默谢台斯牌小客车（1903年），该车以戴姆勒公司驻法国的进口商埃米尔耶利内克女儿的名字“默谢台斯”命名。2021/3/2545汽车发展期 6.2.1 结构发展期美国内比尔机公司1900年生产的汽车2021/3/2546汽车发展期 6.2.1 结构发展期此时汽车的特点是：一车四轮基本定形；两前轮小，两后较大；发动机安装在后部用后轮驱动。整体布局上与戴姆勒1886年的汽车无大区别。这说明，当时的汽车还受着马车概念的严重影响。这一时期汽车最大的改进莫过于车轮了。以往的马车，包括奔驰和戴姆勒的汽车，都是“硬”轮。或为木质，或为铁质，或为铁木混合结构。车轮较窄，直径较
24、大。在与地面接触处粘上一层橡胶，起到缓冲和增大附着系数的作用。2021/3/2547汽车发展期 6.2.1 结构发展期总之，此前的汽车只有轮没有胎。而此时的汽车都使用了钢制的轮辋和充气轮胎。车轮和轮胎逐渐变宽，前后轮的直径差逐渐变小，最终变成相等。这就提高了车轮和轮胎的通用性，只要带一个备用车轮即可。充气轮胎的缓冲效果是实心橡胶所无法相比的，车轮质量的减小为进一步提高车速奠定了基础。2021/3/2548汽车发展期 6.2.1 结构发展期需要特别指出的是美国内比尔机公司1900年生产的汽车，不仅轮胎宽大，发动机放到了前部，还带有方向盘，方向盘上面有喇叭。这是最早使用方向盘的汽车、该车的后部放有
25、盛放物品的条编箱，这是现代汽车行李厢的最早雏形。这辆汽车的整体布局与现代汽车已经大同小异了！2021/3/2549汽车发展期 6.2.1 结构发展期19世纪末到20世纪初的汽车基本上都没有车身，充其量带有一个布篷子。这一方面说明人们的注意力都集中在发动机和底盘上，同时还说明汽车制造者还没有完全从马车的概念中解脱出来。2021/3/2550汽车发展期 6.2.2 性能发展期这一时期为20世纪初至40年代。汽车技术的进步主要集中在汽车的使用性能上。特别是动力性、制动性、平顺性、通过性和可靠性等方面。2021/3/2551汽车发展期 6.2.2 性能发展期 20世纪上半叶，石油工业的发展为汽车提供了
26、充足的燃料，热力学、燃烧学的理论和机械制造技术的进步使发动机技术取得了突飞猛进的发展,多气缸、大功率发动机相继问世，6缸机被广泛使用，8缸机和12缸机也屡见不鲜。活塞环的密封性和耐磨性大大提高，汽油机的压缩比达到9.010.0。2021/3/2552汽车发展期 6.2.2 性能发展期润滑系能确保把润滑油送到所有摩擦表面，化油器的技术水平能保证在各种工况下都能配制合适浓度的混合气。发动机的升功率突破14.7kWL，转速达到了5000rmin。发动机技术的完善为提高汽车的动力性扫平了障碍。在这一时期，作为汽车动力的蒸汽机和电动机悄悄地退出了汽车舞台。2021/3/2553汽车发展期 6.2.2 性
27、能发展期在汽车总体设计方面，发动机前置、后轮驱动已成为当然的设计。车身较短，位于两轴之间。前轴之前的前悬和后轴之后的后悬都非常短。轮距较大，车座较窄，整车的有效利用面积小。四个车轮由裸露在外，逐渐变成由宽大的翼子板（轮罩）所覆盖。前、后翼子板与上车的踏脚板连成一个整体。汽车的总高度开始下降，重心逐渐下移。直到车轮收人车身，看不到突出的翼子板和踏脚板。2021/3/2554汽车发展期 6.2.2 性能发展期世纪上半叶的典型汽车，从生产年代的不同，可以明显看出进化的历程。2021/3/2555汽车发展期 6.2.2 性能发展期在汽车底盘方面，传动系已十分完善。变速器一般为4挡或5挡，倒挡已是必不可
28、少的配置。传动轴取代了传动链，行驶系中的悬架成为重要装备，钢板弹簧或螺旋弹簧吸收了绝大部分的路面冲击能量。轮胎直径更小、更宽，空气容量更大，减振性能和附着性能更好。2021/3/2556汽车发展期 6.2.2 性能发展期轮胎与悬架的配合使乘坐更加舒适，并使大功率发动机在提高车速中得到尽可能的发挥。转向系中，阿克曼（Arckerman）的转向理论以及转向梯形的诞生使转向性能趋于完善。制动系中，液压操纵的鼓式制动器完全取代了机械操纵的带式制动器，制动性能大大提高。总之，底盘的技术已达到相当成熟的地步。2021/3/2557汽车发展期 6.2.2 性能发展期在车身方面，首先，人们认识到一眼就能看到的
29、机器很不美观，于是用钢板包起来。为了散热，侧面的钢板冲上通风槽孔。其次，又感觉到暴露在当天化日之下的乘员难免受风吹日晒和雨淋的痛苦，于是出现了永久性的硬顶棚和挡风玻璃。2021/3/2558汽车发展期 6.2.2 性能发展期到了1915年，福特汽车公司推出的T型车专门设计了供驾驶员和乘客使用的“小房子”驾驶室。驾驶室与盛放发动机的仓相隔开。T型车的这种两厢式结构奠定了厢式车身的基础。2021/3/2559汽车发展期 6.2.2 性能发展期与此同时，汽车的灯光、仪表系统也在快速发展。大灯、小灯、转向灯、制动灯一应俱全。带散光玻璃的前大灯功率达60W，能照到汽车前方150m。车速表、里程表、油量表
30、、水温表等陆续装备到汽车上，使驾驶员能得到更多的行驶信息。在这一时期，汽车“家族”也迅速扩大。卡车，中、大型客车，越野车，专用车相继诞生。下图是20世纪2040年代生产的大型汽车。2021/3/2560汽车发展期 6.2.2 性能发展期（a）为美国通用公司1925年生产的Y型大客车；2021/3/2561汽车发展期 6.2.2 性能发展期（b）是日本1939年生产的V8型大卡车，曾在侵略战争中大量使用；2021/3/2562汽车发展期 6.2.2 性能发展期（ c）为二战时英国军队使用的越野装甲运兵车；2021/3/2563汽车发展期 6.2.2 性能发展期（ d）为二战时美军使用的中型吉普，
31、曾作为准将以上军官的指挥车；2021/3/2564汽车发展期 6.2.2 性能发展期（e）为前苏联二战时生产的吉尔牌越野车。2021/3/2565汽车发展期 6.2.2 性能发展期上述这些汽车与现代汽车相比，无论是外形还是内部结构都差别不大。第二次世界大战虽然给全人类造成了一场空前的大灾难，但由于战争需要，汽车技术获得了突飞猛进的发展。军车技术在战后陆续转移到民用车上。 2021/3/2566汽车发展期 6.2.2 性能发展期从20世纪初到40年代，汽车的性能得到空前的提高。如代表汽车综合性能的最高车速，1902年的世界记录是120.79km/h，二战后在美国举行的汽车赛中，车速创下了634.
32、39kmh的世界记录！1997年,安迪格林驾驶推力SSC号喷气式汽车，创下超音速1221kmh的最高车速世界记录。 2021/3/2567汽车发展期 6.2.3 外形发展期汽车外形的发展是汽车“进化”最典型的记录。如前所述，早期的汽车实际上是没有马的马车，谈不上有车身。直到1925年，福特汽车公司的T型车奠定了厢形汽车的基本造型，完成了汽车车身的第一次飞跃。这样的造型维持了20多年。厢型汽车的前后风挡玻璃都是垂直的，到二战前开始倾斜，但总体上仍然较陡，车身较高，空气阻力较大。2021/3/2568汽车发展期 6.2.3 外形发展期由流体力学知，汽车行驶中的空气阻力与车速平方成正比。汽车试验表明
33、，在车速小于 50kmh时，行驶阻力以道路阻力（轮胎滚动阻力）为主；当车速升到100kmh左右时，空气阻力便大于道路阻力。因此，要提高车速，降低空气阻力成为当务之急。2021/3/2569汽车发展期 6.2.3 外形发展期改变汽车外形是降低空气阻力最有效的途径，包括降低车高。减少迎风面积和将汽车做成流线型的外形。1936年大众汽车公司（Volks Wagan）成立时，明确提出要生产德国普通民众都买得起、用得起的大众型汽车。费尔迪南特波尔舍领导的设计小组承担了这一任务。1938年，甲壳虫形汽车在德国大众汽车公司问世。2021/3/2570汽车发展期 6.2.3 外形发展期2021/3/2571汽
34、车发展期 6.2.3 外形发展期在此前后不久，意大利菲亚特公司、法国雷诺公司、美国通用公司、波兰华沙汽车厂等都相继推出形状大同小异的甲壳虫汽车。但由于其后不久发生了世界大战，甲壳虫型汽车直到战后才开始大批量生产。 2021/3/2572汽车发展期 6.2.3 外形发展期甲壳虫形汽车完成了汽车车身外形的第二次飞跃。这种车将车身高度由2m降到1.5m左右，并以其圆滑的过渡和完美的流线形大大降低了空气阻力，使一辆可乘坐45人的轿车装用23.6kw的发动机时，车速可达120kmh，油耗降到每百公里8L左右，与现代汽车非常接近。这种甲壳虫形汽车在西方生产了20多年。直到20世纪80年代中期，在北京街头还
35、能看到它的身影。2021/3/2573汽车发展期 6.2.3 外形发展期但甲壳虫形汽车也有两个缺点：一是抵抗侧向风的能力差，5级侧向风就能影响它的行驶方向。二是暴露在外的轮罩（翼子板）占据了一定的车宽，使车内空间变小，一排座位两个人便感到拥挤。2021/3/2574汽车发展期 6.2.3 外形发展期 20世纪50年代末至60年代初，人们开始对甲壳虫汽车的外形进行改进，美国通用公司的卡迪拉克部（Cadillac）、旁蒂亚克部（Pontiac）、雪佛莱部（Chevlet）相继推出两头低平、中间高的汽车，其形状如同在河道中行驶的机动船，因而，被称作船形汽车。2021/3/2575汽车发展期 6.2.
36、3 外形发展期2021/3/2576汽车发展期 6.2.3 外形发展期船形汽车加宽了车体，因而扩大了乘坐室间，轮罩与车体融为一体。整个车身分成前、中、后三个空间。前室（或前仓）为发动机室，中间为乘员室，后面为行李厢（仓）。三个室互相隔开，这种车形称为“三厢式”。三厢式船形汽车由于前后基本对称，抵抗横向风的能力加强了，车内空间也扩大了。自20世纪60年代以来，一直是民用轿车外形的主流。2021/3/2577汽车发展期 6.2.3 外形发展期我国也于20世纪60年代开始生产轿车，图612是上海汽车厂生产的上海牌轿车和一汽自行研制的红旗牌高级轿车。这两种车型的问世结束了我国不能生产轿车的历史。 20
37、21/3/2578汽车发展期 6.2.3 外形发展期对于民用轿车来说，船形已经比较完善了。其最高车速都在150250kmh之间。早期的船形汽车前后挡风玻璃较陡，汽车前脸几乎与路面垂直，因为其空气阻力大，还不能令人满意。尤其是高速公路的兴起，使这一矛盾突出起来。2021/3/2579汽车发展期 6.2.3 外形发展期因此，20世纪70年代至80年代生产的汽车大都把前后风挡玻璃放坡，前脸也变窄、变尖或变倾斜。汽车道路试验表明，汽车后部（后挡风玻璃）的倾斜对减小空气阻力尤其明显。后挡风玻璃的过度倾斜，占据了船形后部的低平部分，成了大滑背。这种汽车外形叫鱼形汽车。2021/3/2580汽车发展期 6.2.3 外形发展期（a）为通用公司雪佛莱部的骑士牌轿车，（b）为日本丰田公司的FXl型高级跑车。这两种车型的前部都是尖劈形，前风挡玻璃倾角约30，后风挡玻璃的倾向角约20，流线形极好，空气阻力极小。2021/3/2581汽车发展期 6.2.3 外形发展期雪佛莱公司的XP755型跑车，整个汽车的外形就是模仿鲨鱼的形状设计的。鱼形汽车虽然大大减小了空气阻力，提高了车速，但过大的玻璃容易产生温室效应，所以多见于高速跑车。2021/3/2582Thank you!2021/3/2583
