1.第一台蒸汽机

早在1690年，法国的一位物理学家巴本（Denis Papin）发明了人类历史上最早的蒸汽机的雏形：蒸汽—真空模式，也就是著名的巴本模式。1698年，英国工程师萨佛里发明了第一台巴本模式的实用机器，但由于其危险性高，未得到推广。直到1705年，英国的纽科门（ThOmas Newcomen）设计制成了一种可以进行工业生产应用的蒸汽机，被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国、后来在欧洲得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造。

纽科门大气式蒸汽机

瓦特（1736—1819）

2.瓦特与蒸汽机

1736年，瓦特（J.Watt）出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克，他的父亲是一个经验丰富的木匠，祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校，数学成绩特别优秀，但没有毕业就退学了。但是，他在父母的教导下，一直坚持自学，很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从6岁开始学习几何学，到15岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。1753年，瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活，第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学，他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康，一年后，他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸，也使他练就了精湛的手艺，培养了他坚韧的个性。

1757年，格拉斯哥大学实验室聘请他为实验室技师。1764年，瓦特在修理一台纽科门大气式蒸汽机的过程中，熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。此后，瓦特开始思考改进的办法。

1765年的春天，在一次散步时，瓦特想到，既然纽科门大气式蒸汽机的热效率低是由于蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

图一 1782年的瓦特蒸汽机

图二 瓦特蒸汽机模型

3.第一台蒸汽车

法国人居纽（N.J.Cugnot）花了六年时间，于1769年制成了世界第一辆具有实用价值的蒸汽车。这辆式样很奇特的汽车，车身用硬木制成框架，由三个一人多高的铁轮支撑。车的前面放着容积为50L的梨形大锅炉，锅炉后边有两个容积为11Ukgal（1Ukgal≈4.546L）的气缸。锅炉通过简单的曲拐把活塞运动产生的动力传给前轮，使前轮转动。同时前轮还是转向轮，由于前轮上压着很重的锅炉，所以操纵转向杆时很费力。

居纽研制的三轮蒸汽车(www.daowen.com)

这辆蒸汽车存在一个致命的缺点，即每走15min，锅炉的压力就损耗尽了，只得停下来再加上水烧开成蒸汽，而它的最高时速也只有4km/h。

4.蒸汽车的发展

18世纪末，欧美各国都出现了一个研究和制造蒸汽车的热潮，各种用途的蒸汽车相继问世，汽车的车身和其他机构也在迅速改进。到了19世纪，出现了一个蒸汽车的全盛时期。

1801年，理查德·特雷威蒂克（R.Trevithick）制造了英国最早的蒸汽车。同年，美国人艾文斯首次制造了装有蒸汽发动机的水陆两用车。这种水陆两用车是费城港当局为了疏通费城港而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口。因此疏浚船成了水陆两用车。它也成为现代水陆两用车的鼻祖。

艾文斯的水陆两用车

1825年，英国公爵嘉内制成了第一辆蒸汽公共汽车。这辆车的发动机装在后部，后轴驱动，前轴转向。它采用了巧妙的专用转向轴设计，最前面两个轮并不承担车重，可由驾驶者利用方向舵柄轻便地转动，然后通过一个车辕引导前轴转动，使转向可以轻松自如。

1831年，嘉内利用这辆车开始了世界上最早的公共汽车运营业务，所以这辆车也被认为是世界最早的公共汽车。

嘉内研制的蒸汽公共汽车

当这个笨重的“怪物”在英国城镇奔跑时，曾引起了很大的反响。说起来，这种车比现在的筑路用的压道机还重，速度又低，常常压坏未经铺修的路面，引起各种事故。英国市民们当时曾呼吁取缔这种汽车。为此英国制定了所谓的“红旗法规”，具有讽刺意味的是，由于这条法规的实施，使得英国后来在制造汽车的起步上大大落后于其他工业国家。

5.蒸汽车的弊病

在蒸汽车的最初发展时期，它们的设计都很简单，就是把一个蒸汽机装上底架和轮子。为了达到一定的输出功率，就要有尽可能大的锅炉；为了达到一定的行程，又要备有充足的水和煤；车身重了，就要求有一副结实的底架和坚固的车轮。就这样，恶性循环，车越来越笨重，操纵越来越困难。

所以，这些大型蒸汽车仅适用于定班的往返行驶，路线固定，沿途又有煤、水供应。即便如此，仍有许多不可避免的缺陷，如制动困难、车太重、车轮窄、惯性大、转向不灵敏。有时候明知要减速转弯，但就是慢不下来、转不过去，只能眼睁睁地看着车撞上障碍物，要么就是制动太狠，轮轴断裂。更可怕的是，炉内压力过高，一时难以控制，经常发生锅炉爆炸事故。而且，乘坐这种车还得看天气：下雨天，车上遮盖不严，道路泥泞不安全；严寒天，烧水难，易熄灭，行驶也慢；热天，坐在锅炉边的人都不愿意忍受酷热；刮风天要看风向，顺风时车尾的浓烟会把乘车人熏得喘不过气来。