汽车的历史（02）。从蒸汽到汽油

正如在《汽车史》第一篇中所说，蒸汽机被证明是运输用自行车辆相当合适的动力来源。如果说18世纪屈尼奥的蒸汽车还只是一次充满奇异色彩的实验，那么到了19世纪上半叶和中期，蒸汽马车和蒸汽公共马车已经成批地在欧洲道路上往来穿梭，对马拉邮车构成了严峻竞争。“道路机车”在行驶速度（超过20公里/小时）和载重能力（一次可运送10人甚至20人）方面都超过了马匹。“自行马车”的高性能再加上无需马匹这种新奇的运输方式，赢得了许多欧洲人的欢迎与认可，也推动了对“无马运输工具”的进一步研究与发展。

然而，在不断改进过程中，人们逐渐清楚地认识到，将笨重的蒸汽锅炉作为动力装置，成为制约自行车辆进一步提升速度和运载能力的主要且难以克服的缺陷。即便是最先进、改进最成功的蒸汽汽车，其效率也不超过5%至7%。这足以战胜马匹，但远不足以实现更高的发展目标。就在这时，更具前景的汽油发动机登上了历史舞台。

内燃机的研制凝聚了众多科学家的努力。推动其诞生的研究早在18世纪末便已开始。1791年，燃气涡轮被制造出来；1794年，人们制成了第一台使用液体燃料的内燃机原型；1807年，又制造出了使用固体燃料的内燃机。同样在1807年，瑞士工程师伊萨克·德·里瓦兹制造了第一台以气态氢为燃料的活塞式发动机。这种发动机已经具备后来内燃机必不可少的活塞组件和火花点火装置（不过当时尚未采用曲柄连杆机构）。里瓦兹甚至将自己的发明安装在一辆车上，使其依靠内燃机动力向前移动了几米——这是历史上的首次尝试。

19世纪中期，法国人勒努瓦提出将汽油蒸气与空气混合，并将这种混合气体作为动力来源。他因此研制出几种结构尚属原始的发动机，其效率只有3%至4%，功率不超过12马力。但即便如此，其中一台发动机仍使一辆汽车成功从巴黎行驶到茹安维尔勒蓬。勒努瓦的发动机首次采用了曲柄连杆机构和润滑系统，这些发动机得到了一定程度的推广（共制造约300台，主要作为船用发动机）。这些发动机的销售使勒努瓦变得富有，此后他便放弃了发明活动。

随后，来自科隆的工程师尼古劳斯·奥托开始改进勒努瓦的燃气发动机。在一次实验中，他提出了一项对发动机发展具有决定性意义的构想：在燃烧室中压缩燃气与空气的混合物，并采用四冲程工作循环。奥托于1876年为该发明申请了专利，但他并不知道，法国工程师博·德·罗沙早在1862年就已经从理论上论证了四冲程发动机原理。因此，在罗沙继承人提出申诉后，帝国法院于1886年2月撤销了奥托的专利。从此以后，任何具备条件的人都可以开始制造四冲程发动机。

在这一领域中取得最大成功的是曾在 尼古劳斯·奥托 公司工作的两位员工——戈特利布·戴姆勒 和 威廉·迈巴赫。早在1882年，他们就向奥托提出了一个紧凑型汽油发动机的设计方案，希望能将其应用于交通工具上，但奥托对下属的这项研发持轻视态度。于是，戴姆勒和迈巴赫辞去了公司职务，在 斯图加特 创办了自己的企业，并在那里开始研制和生产轻型汽油发动机。

他们制造出了一种高速单缸发动机，排量为460立方厘米，转速可达每分钟700转，功率为1.1千瓦（约1.5马力）。这台发动机配备了点火系统和蒸发式化油器。1885年，两位发明家利用这台发动机制造出了世界上第一辆摩托车；而在次年1886年，他们又制造出了第一辆真正可用的汽油汽车。

历史上第一辆摩托车采用木制并包覆金属的车轮和木制车架，整车重量为90公斤，最高时速为12公里。发动机通过风扇冷却，并通过特殊橡胶制成的减震支座安装在车架上。至于汽车的制造，戴姆勒则利用了一辆他在前一年送给妻子的马拉轻便四轮马车。发明者拆除了马车的牵引装置，在后轮附近的车体底部安装了发动机，并将操控装置改装到原先马车夫的位置上。这辆汽车的速度比摩托车更快，最高时速可达18公里。

有趣的是，在距离斯图加特仅几十公里的曼海姆，还有另一位工程师在工作。如今，他与戈特利布·戴姆勒和威廉·迈巴赫并列，被认为是汽油汽车的创造者之一。而且尽管这些发明家几乎是邻居，从事着同样的事业，卡尔·本茨一生中却从未与戴姆勒或迈巴赫见过面。他的研究完全是独立完成的。

卡尔·本茨在1878年获得了自己研制的汽油二冲程发动机专利；在随后的四年中，他又陆续为油门、火花塞、化油器、离合器和变速箱申请了专利。1885年，本茨制造出自己的第一辆汽车，并在1886年（与戴姆勒同年）为其申请专利。不过，与戴姆勒的汽车不同，本茨的汽车是三轮结构——由于他无法实现两个前轮同步转向，于是选择了这种解决方案。当然，三轮结构会明显增加车辆意外翻覆的风险，但本茨认为安装在发动机下方、水平放置的圆形旋转飞轮能够抵消这种倾覆趋势，从而保证车辆稳定。

本茨汽车的设计明显受到自行车的影响——这可能与发明者曾从事自行车行业有关。他的汽车实际上是一辆轻便的小型游览马车，配备金属自行车式车轮，因此即使发动机功率只有0.8马力，也能达到每小时15公里的速度。这种优雅的设计深受本茨的妻子贝尔塔·本茨喜爱。正是她在1888年完成了历史上第一次长距离汽车旅行，而且并非出于体育或科研目的，而是“纯粹出于女性的心血来潮”。贝尔塔在未告知丈夫的情况下，带着孩子驾车从曼海姆前往普福尔茨海姆探望母亲——因为她思念母亲已久。

这两座城市之间的距离为93公里，因此贝尔塔·本茨成为历史上第一位驾驶汽车完成往返超过180公里（且未发生机械故障）的人。途中，她还多次前往药店购买汽油补充燃料——在当时，汽油是作为清洁剂出售的。至于卡尔·本茨对妻子“擅自开走汽车”的行为作何反应已无从得知，但这次旅行却成为一次极佳的宣传。在随后的五年中，本茨共售出25辆汽车。考虑到当时汽车仍属极为昂贵且罕见的新奇事物，这一销量无疑为这位历史上第一位女汽车驾驶者的家庭提供了相当可观的经济支持。

需要指出的是，尽管如今我们承认戈特利布·戴姆勒、威廉·迈巴赫和卡尔·本茨在制造实用汽油汽车方面具有首创地位，但他们只是由400多位声称自己是汽车发明者的人组成名单中最值得获得这一称号的代表。19世纪期间，许多人都尝试制造“自行动力马车”，只是成功程度各不相同。

例如，奥地利同样宣称自己在汽车诞生史中拥有优先地位。为此，在维也纳技术博物馆中保存着齐格弗里德·马库斯制造的一辆自走式车辆。这是一种结构粗糙、完全由木材制成的装置，车底装有通过皮带驱动的笨重发动机，整体外形更像是一辆农民使用的马车。马库斯的汽车早在1875年就已制造完成，这也使奥地利人得以对德国人的首创地位表现出轻蔑态度。他们大力宣传这辆奥地利第一辆汽车的卓越性能，并在这件静止陈列的博物馆展品旁标注“随时可运行”的说明。

然而，汽车领域的专家和历史学家指出，马库斯制造的这辆汽车如果没有马匹协助，实际上从未能够自行移动。

在争夺汽车发明优先权的人当中，也不乏懒惰却“极具投机头脑”的发明者。其中最具争议的一位，就是美国人乔治·塞尔登。

他曾经画出一张自己设想中的汽车总体结构草图，并在1879年为该方案申请了专利，但既没有对设计进行详细完善，也没有组织汽车生产。许多年后，到了20世纪初，美国已经建立起汽车的批量生产体系时，塞尔登突然提出诉讼，声称美国汽车制造商使用了他的创意。

法院并未深入研究技术细节，而是做出了一个“折中式裁决”：要求汽车制造商按照塞尔登专利中提出的方案制造一辆汽车，以此验证或否定他的指控。令企业家们震惊的是，这辆按专利方案制造的汽车竟然可以运作。尽管当时汽车制造商实际上采用的是完全不同的技术方案，他们仍被迫向这位懒散却精明的发明者支付补偿金——而他此前几乎没有为实现自己的构想付出任何实际努力。

续篇：汽车史（03）。汽车走向完善

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