汽车概论 四川汽车职业技术学院 马剑

课程目录 第一章 汽车发展史 第二章 现代汽车 第三章 现代汽车工业 第四章 汽车设计与试验 第五章 我国的汽车工业

第一章 汽车发展史 第一节 汽车的产生和演化 第二节 汽车工业的发展 第三节 未来汽车与汽车工业

这些是汽车吗?

第一节 汽车的产生和演化 汽车的定义：不同国家有不同的定义 中国：由自身装备的动力装置驱动，一般具有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的车辆 美国：由本身的动力驱动，装有驾驶操纵装置的在固定轨道以外的道路或自然地面上运输客、货或牵引其他车辆的车辆 日本：自身装有发动机和操纵装置的不依靠轨道或架线能在路上行驶的车辆

一、早期的汽车探索 蒸汽汽车： 世界上最初可以载人的自备动力的车辆是蒸汽汽车 世界上第一辆汽车是法国人居纽1770年制造的蒸汽汽车，现珍藏于巴黎的国家技术及机械品博物馆 世界上最早投入运行的车辆是美国人古涅1825年制造的蒸汽汽车，在相距15km的格斯特夏和切罗滕哈姆间作有规律的运输服务，单程时间45min 1827年，汉考克在公共汽车的侧面写上行车路线及所经过的地名

早期的几个具有代表性的车 居纽蒸汽汽车 水陆两用汽车 早期的公共汽车 滑轮车和辐条车

居纽的蒸汽汽车 时间：1769年 制造人：法国人居纽 用途：拉炮 燃料：柴禾 结构：锅炉、两个汽缸、前轮驱动 时速：3.6km

水陆两用车 1805年，美国人艾文思首次制造了装蒸汽发动机的水陆两用汽车。这种水陆两用汽车是费城港当局为了疏通费城港，委托艾文思负责制造的，原来打算是制造疏浚船，不料船制成以后，发现作业场地不在海岸边，于是不得不考虑将这艘蒸汽船运送到有港口的地方。艾文思在船底装上了四个车轮，用船上的蒸汽发动机驱动。这样便把船运到了港。因此疏浚船成了水陆两用车。它也成为现代水陆两用汽车的鼻祖。

早期英国街头的公共汽车 1801年，理查德·特雷威蒂克制造了英国最早的蒸汽汽车。两年后，他又制成了形状类似公共马车的蒸汽汽车。这辆公共汽车能乘坐8个人，创造了在平路上时速为9.6km/h，坡道上时速为6.4km/h的世界纪录。

人类对车辆的探索 1649年，德国一个钟表匠汉斯·郝丘，制造了一台发条式的汽车。但是这台发条车的速度不到1.6km/h，而且每前进230m，就必须把钢制发条卷紧一次，这个工作的强度太大了，所以发条车也没有能够得到发展。 1420年，有人制造出了一种滑轮车。人坐在车内，借用人力使绳子不停地转动滑轮。车虽然走了起来，但由于人力有限，这辆车的速度就不能充分地得以发挥，比步行还要慢。

蒸汽汽车早期的状况 蒸汽汽车在当时被称为无马马车，显然对马车运输业产生了威胁，因而引起了马车业主们的反对 蒸汽汽车笨重，操作不便，在车辆数增加的同时，交通事故和锅炉爆炸的事故时有发生 锅炉燃烧所排出的煤灰、黑烟对沿街住户和行人造成危害，也引起市民们的不满

早期的交通状况 1865年英国制定了著名的“红旗法规” 红旗法规：规定蒸汽汽车必须有两人以上参加驾驶，车前方约55m处必须有人高举红旗或红灯开路，示意车马、行人避让，车速限制为郊外6.4km/h，市区3.2km/h 1839年，古特夷提出的加硫橡胶,通过硫化工艺,解决了天然橡胶发粘的问题,为汽车橡胶轮胎的出现提供了可能. 1845年，汤姆逊发明了充气轮胎。 19世纪末由于石油的开采,燃料由煤转为使用石油 以上条件均导致车速不断提高。

电动汽车 最早的电动汽车：1873年英国戴维森制造的四轮卡车 美国的爱迪生、福特等都对电动汽车的开发作出了很大贡献 快速发展时期：19世纪90年代，1898年哥伦比亚电气公司生产了500辆电动汽车 最高车速：法国的杰那茨驾驶的电动车创造了时速105km/h的最高车速

内燃机汽车登上历史舞台的必然 蒸汽汽车的缺点： 给水繁琐 启动时间太长：起动一次21个步骤、45min 安全性差 污染公害明显 电动汽车的缺点： 续驶里程太短：80km/次 蓄电池体积和质量太大，故车内空间太小 蓄电池成本太高

二、近代汽车的诞生与技术发展 近代汽车的诞生：（发动机的发展） 蒸汽机的缺陷促使人们寻求更好的动力装置 1838年，英国人巴尼特研制了两冲程煤气机 1862年，法国人罗切斯提出四冲程发动机循环理论并取得专利 1876年，德国人奥托运用循环理论试制了第一台活塞与曲柄相组合，将煤气和空气的混合气经压缩冲程后再点燃的往复活塞式四冲程内燃机（现代内燃机的前身）为了纪念奥托人们称这种循环为奥托循环

近代汽车 汽油机诞生的条件： 石油的大规模开发使用 汽油气化性好的特点 奥托四冲程煤气机原理 梅巴克关于汽化器（化油器）的设想 近代汽车： 本茨一号汽车 戴姆勒一号汽车

奔驰一号汽车-----汽车诞生 1885年德国人本茨研制的单缸两冲程汽油机装在一辆三轮车上，是近代车的原形。 特点：火花点火、水冷、后驱、前轮转向 现存于慕尼黑科学博物馆

卡尔.本茨的第一辆汽车 1886年1月29日德国曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被后人称为现代汽车诞生日。卡尔·奔驰　奔驰公司的创始人、汽车发明者之一、世界汽车工业的先驱者。

戴姆勒一号车 1886年德国人戴姆勒研制的四轮汽车 也有人把1886年作为汽车诞生年 排量：0.46L 转速：650r/h 车速：18km/h 1886年德国人戴姆勒研制的四轮汽车 也有人把1886年作为汽车诞生年 这辆车被世人公认为是世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车

汽车技术的发展和完善 20世纪初的车辆： 蒸汽汽车：销量最大、总体性能稳定 电动汽车：电池驱动、有线电车 有轨电车1882年首先出现在德国 1923年，英国造出了第一辆无轨电车 内燃机汽车：逐渐完善 1901年，迈巴赫发明了蜂窝状的冷却水箱 1917年，凯迪拉克公司研制了电起动器 1929年，凯迪拉克公司研制了同步器

汽车技术的发展（续） 1914年，鼓式制动器诞生 1921年，美国的杜森伯格公司研制了液力助力器

汽车技术的发展（续） 汽车轮胎的发展：实心木轮 辐条式铁质轮胎外套实心橡胶轮 充气轮胎（法国的米舍兰兄弟发明） 可拆卸式车轮 钢丝轮胎 汽车轮胎的发展：实心木轮 辐条式铁质轮胎外套实心橡胶轮 充气轮胎（法国的米舍兰兄弟发明） 可拆卸式车轮 钢丝轮胎 公路的发展：碎石和土路 沥青路面 1910年英国成立“公路署”负责修筑沥青公路 1914年开始出现水泥公路 1924年意大利首先建造了高速公路 1942年德国修建了现代标准的高速公路

汽车的大量生产和销售 汽车大量生产的新纪元：1901年美国人奥德尔生产和销售了425辆奥斯莫比尔牌轿车，1905年达6500辆。 汽车生产流水线的诞生：1913年，福特首先发明了科学设计的汽车流水生产线大大地提高了汽车的生产效率，并且很快被其他汽车厂商效仿。 福特T型车：从1908年到1927年生产了1500万辆，创下了当时的世界纪录

福特T型车 T型车的各种零件被首次设计成统一规格，实现了总成互换 ，流水生产线，效率大幅度提高，成本低，价格便宜，广为流行

汽车的大量生产和销售 甲壳虫：20世纪60年代德国的甲壳虫式轿车的问世使经济型家庭轿车达到一个新的销售高潮

为了实现批量销售产生的汽车新技术： 1927年以前汽车技术集中在经济性、可靠性和耐久性这类基本问题上，例如： 前轮因转向而没有装设制动装置 1905年开发的带钥匙的点火开关 1911年发明了自动起动机等等

汽车的美观和舒适性发展时期 车身的发展：从人们追求外形、色彩以及乘坐舒适性的角度出发，车体的整体性和刚度增强，发展过程如下： 无马马车：汽车车身及马车车身 福特A型车：在坐席前设一块挡风板 箱型汽车：整体上是四方形，形式箱子 流线型汽车：随着车速的提高，空气动力学应用到汽车车身的设计当中 船型汽车：考虑到机械工程学和流体力学

最早的汽车是在马车的基础上增加发动机而来的，在造型和基本的结构上，仍然保持了马车的基本风格，所以也称为“无马马车”

福特A型车 1928年福特A型车取代了风靡一时的福特T型车

箱型汽车 一辆1909年出厂的加拿大产福特牌箱型老爷车

流线型车 流线型车身的大量生产是从德国的“大众”开始的。甲壳虫型汽车功不可没。

船型汽车   船型车改变了以往汽车造型的模式，使前翼子板和发动机罩，后翼子板和行李舱罩溶于一体，车室位于车的中部，整个造型很像一只小船，所以人们把这类车称为“船型汽车”

环保性能发展期 污染量：在美国车辆排放物占大气污染物总量的55% 污染物：CO、NOx、HC、C等 排放法规：最早立法的是美国加利福尼亚州 改善排放措施： 曲轴箱强制通风 废气再循环系统（EGR, exhaust gas recycle） 排气三元催化系统 分层燃烧系统、稀混合气燃烧系统

节能、安全性的发展期 节能：从降低风阻的角度出发，出现了不同类型的车身结构（鱼型、流线型） 结构：日本、欧洲的小排量汽车逐步兴起 其它能源：甲醇、乙醇、压缩天然气、液化石油气、氢气等 安全性措施：安全带、防抱死系统、安全气囊、可吸收能量的转向柱、可吸能的前后保险杠、安全挡风玻璃、软化仪表板 安全方面的热门课题：汽车碰撞试验和设计中的人体工程学

船型汽车尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷，人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式（也即鱼型）。    鱼型汽车

电子技术和计算机技术的应用 电子装置的应用：改善了排气污染、节约能耗、提高舒适性。 常见电子装置：电子燃油喷射系统、自动变速箱、汽车电子管理系统、车载电子设备、汽车故障诊断系统等。 计算机的应用：汽车的设计采用CAD、CAE、CAM等，通过计算机的仿真与计算进行方案优化，使各部分构件的设计更合理，材料利用率更高，汽车进一步轻量化，性能进一步提高。

汽车发展史小结 1886年，卡尔.本茨的汽车申请专利 1889年，法国人标致发明变速器和差速器 1892年，美国人杜里埃发明化油器 1894年，米其林发明可拆卸式充气轮胎 1902年，盘式制动器专利被英国人获得、鼓式制动器专利由法国人雷诺获得 1908年，福特流水线成立 1911年，车灯问世 1952年，座椅安全带在美国问世 1954年，燃油喷射式发动机问世

第二节 汽车工业的发展 与汽车的发明同步，出现了用于商品销售的汽车产品，但是以大规模生产为标志的汽车工业的形成是20世纪初的事，其后整个20世纪是汽车工业蓬勃发展的时期，美国、西欧、日本相继建成了规模宏大的汽车产业。随着汽车产业的国际化，汽车工业已成为全球性的支柱产业，在人类的工业发展史上占有十分重要的位置 汽车工业的形成 汽车工业的发展 日本汽车工业的发展

一，汽车工业的形成 汽车公司的形成： 德国的戴姆勒-本茨公司（1926年） 美国的福特公司（1903年） 英国的劳斯-莱斯公司（1906年） 法国的雪铁龙公司（1919年） 意大利的菲亚特公司（1899年） 汽车诞生地：欧洲 汽车工业形成地：美洲

奔驰汽车公司并不是由奔驰先生一人创办的，它是两大汽车巨人的合作，他们就是汽车发明的鼻祖卡尔·费利特里奇·奔驰和戈特利布·戴姆勒。1926年这两大汽车公司合并为一家,形成了戴姆勒·奔驰公司。此时戴姆勒早已去逝。而奔驰也已经是82岁高龄了。 戴姆勒gottlieb daimler(1834-1900)，德国工程师和发明家,现代汽车工业的先驱者之一。1834年3月17日出生于德国一个手工业工人家庭，父亲是一位面包店老板。1852年，他就读于斯图加特工程学院。1872年，戴姆勒设计出四冲程发动机。1886年戴姆勒研制了的四轮汽车,这辆车被世人公认为是世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车。 卡尔·本茨 [carl.benz]：(1844-1929)，德国著名的戴姆勒－奔驰汽车公司的创始人之一，人称“汽车之父”。1844年出生，父亲是一位火车司机。1886年1月29日，卡尔·本茨发明了第一辆不用马拉的三轮车，奔驰汽车公司获得“汽车制造专利权”。

福特在汽车工业中的作用 福特：钟表匠，于1893年在自己简陋的作坊里制造汽车，之后在底特律组建汽车公司。 汽车售价： 汽车大幅度降价的原因： 采用标准互换件 采用总成装配法 采用流水生产线 美国政府的大力支持 年代 1899 1907 1909 1916 1927 售价 2700 1000 905 360 290

二，汽车工业的发展 汽车工业：关联产业最广、涉及面最广、是重要工业国家的支柱产业。 美国汽车工业的形成：欧洲的汽车工业发展较慢，美国为了降低运输成本避免运输过程中车身的损伤，于是福特公司最早采用将零件运到欧洲就地装配出售。 欧洲汽车工业的形成：欧洲为保护本国汽车工业对美国汽车零部件进口课以重税，同时凭借自己技术优势大力发展本国汽车工业，二战后欧洲汽车工业就基本形成了。 欧洲名车：大众、奔驰、宝马、雷诺、标志等

汽车安全问题的提出 汽车大量使用带来的问题：安全问题、环境问题； 安全问题：由于汽车保有量的剧增、道路情况的优化、车速的提高导致交通事故大量发生； 环境问题：汽车尾气污染问题、汽车噪声污染问题等等； 能源危机：石油危机，据估计：石油将在40年内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能再用220年。

汽车的尾气污染 汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。

汽车的尾气污染 汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死，农作物大量减产；能降低大气的能见度，妨碍交通。 氮氧、氢氧化合物颗粒可在空气中悬浮几昼夜，被人体吸入后不能排出，积累到临界浓度便激发形成恶性肿瘤。

广州的汽车环境污染严重 08年中国工程院院士钟南山指出“50岁以上的广州人肺都是黑色的！” ，根据临床和手术统计数据显示，因吸入污染物过多，广州人一旦超过50岁，肺部就变成了黑色。 根据2006年的数据显示，仅仅是大气中氮氧化物的浓度，在此前的25年间就增长了3倍多。 现在抽烟的人少了，但患肺癌的人多了，最近几年广州地区肺癌发病率增加超过20%。

北京汽车尾气污染 08年10月欧洲卫星图像显示，北京汽车尾气污染居世界之最，已成为世界上最大的汽车尾气污染沉积中心。 北京市环保局大气处有关人士介绍，机动车尾气已成为大气污染的主要来源之一，占可吸入颗粒物比例的23.3％。而可吸入颗粒物已成为北京市大气污染中的首要污染物。大量吸入二氧化氮，可导致肺部受损和呼吸系统的问题，它还是地面烟雾的主要成分。 亚洲开发银行08年发表研究报告显示亚洲城市每年53万人死于空气污染，空气污染罪魁祸首是可吸入颗粒物（PM10），即矿物燃料燃烧产生的物质， 北京、上海可吸入颗粒物浓度严重超标。  预计到2008年，北京市机动车保有量将达350万辆。

三，日本汽车工业的腾飞 日本汽车之路：进口整车 ；引进技术 1899年从美国进口电动车； 1904年制造出第一辆蒸汽机汽车 ；1907年制造出第一辆汽油机汽车；1923年关东大地震，电车无法行驶，大量进口T型福特车，美国借此机会冲击日本汽车工业。 日本政府扶植：东京汽车公司（五十铃汽车公司）、日产汽车公司、丰田汽车公司 政策：对汽车业低息贷款、减免税收、财政补贴，挤垮外资企业，壮大本国汽车业

日本汽车工业的突起 汽车工业的突起： 1955年发表了“国民车发展纲要” 1961年制定了分期付款购车方案 1965年名列世界第四 1966年跃升为世界第三 1967年成为世界第二 1980年以年产量1104.2万辆超过美国，夺得世界第一汽车生产大国的桂冠

日本汽车工业突起的原因 生产管理：企业设法使员工感到自己所从事工作的主人，调动员工的工作潜力，激发员工的献身精神 先进工艺的应用：自动化的应用是汽车工业发展的基本保障 严格的纪律：车间中不允许在操作时抽烟、闲谈、游荡，车间里没有茶杯和其他一切不利于生产的东西 倡导节约：提出“为富裕而节约”的口号 工厂利用率高：“内部挖潜”

日本汽车的特点 美国车特点：大型、豪华、大排量； 日本车特点：小型、微型、小排量、经济； 70年代世界性的石油危机：导致美国车不受欢迎，日本车大量销往国外，并很快畅销全世界，以致使英、法、美等国开始对日本车限量进口。 汽车中心从欧美转移到日本

四，世界汽车史上的三次变革 一百多年的汽车发展史表明：汽车诞生于德国，成长于法国，成熟于美国，兴旺于欧洲，挑战于日本。 第一次变革是美国福特汽车公司推出了T形车，发明了汽车装配流水线，是世界汽车工业的发展从欧洲转向美国 。 第二次变革是欧洲通过多品种的生产方式，打破了美国汽车公司在世界车坛上的长期垄断地位，是世界汽车工业的发展从美国又转回欧洲。

第三次变革是日本通过完善生产管理体系形成精益的生产方式，全力发展物美价廉的经济型轿车，日本成了继美国、欧洲之后世界第三个汽车工业发展中心，是世界汽车工业的发展从欧洲转到日本。 中国将有可能成为世界汽车工业新的中心。

第三节 未来汽车与汽车工业 当今世界三大难题：能源、环保、安全 能源：新能源的开发利用 第三节 未来汽车与汽车工业 当今世界三大难题：能源、环保、安全 能源：新能源的开发利用 将传统发动机改造成燃用非石油燃料：甲醇、乙醇以及混合燃料等 摒弃传统发动机，代之以新的动力装置：电动汽车、太阳能汽车 电动汽车难点：电池技术，电池能量密度过低、制造成本过高、循环寿命太短 混合动力：几种动力装置混合使用

环保和安全问题 环保对汽车的要求：越来越严格 应对措施：电动汽车和混合动力装置 安全问题： 更注重主动安全； 通过雷达系统进行防撞报警和自动控制； 采用无盲区的车内观测系统； 采用卫星导航系统选择最佳行驶路线； 司机检测系统保证安全驾驶和行驶；

汽车安全措施（续） 汽车安全措施 采用高强度、抗变形的新型材料 采用自动驾驶技术 被动安全措施： 安全带 安全气囊 制动防抱死系统（ABS）

未来汽车工业 汽车工业重心转移： 美国 欧洲 日本 发展中国家 汽车中的新技术： 各种传感器、高性能的计算机芯片 汽车工业中的新技术： 美国 欧洲 日本 发展中国家 汽车中的新技术： 各种传感器、高性能的计算机芯片 汽车工业中的新技术： 机器人在汽车生产中的大量使用 品种可变的柔性生产线的推广 可回收材料的广泛使用