理论教育 美国汽车产业:开启全球普及之路

美国汽车产业:开启全球普及之路

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-2 福特T型车T型车在问世的第2年就爆了个冷门,一辆装有14.7kW、2.9L排量的汽油发动机的T型车在美国汽车俱乐部组织的“横跨北美大陆汽车赛”中第一个冲到终点。美国成为世界上第一个普及汽车的国家。由于美国汽车工业具有巨大的国内市场,促进了美国汽车工业的大发展。

美国汽车产业:开启全球普及之路

1.福特T型车

汽车文明从欧洲传到美国后,这个年轻而又富有创造力的国家对它表现出极大的关注。1893年,自行车商杜里埃兄弟经过不懈努力制造出了美国第一辆汽车。紧随其后,亨利·利兰德成立了凯迪拉克公司,从而使一代名车凯迪拉克诞生。1896年3月,美国工程师亨利·福特制造出了自己的第一辆“福特”牌汽车。

当第一辆“福特”牌汽车问世时,很多人都认为这是个怪物,第一辆“福特”牌汽车装用马车架车身、4个自行车轮子,汽车喇叭用一个门铃代替,最重要的部件是一台单缸汽油发动机和舵柄式转向盘。它成功地在一条小马路上试了车。

1902年的一个夏天,福特和他的朋友马柯姆森在底特律合资开办了福特汽车厂。二人作了明确的分工:福特主管制造,马柯姆森负责销售。他们聘请了12名有经验的技工,以研制普通国民乘坐的大众旅行车

1908年,福特T型车问世了。当年每辆T型车售价850美元。

按“简单就是好”原则设计的T型车第一批样车没有车顶、车门、风窗玻璃和里程表、油量表,驾驶人和乘客都得在太阳底下晒着、在雨中淋着。它的车轮是木制的辐条式充气轮胎,装备有4缸水冷式汽油发动机和两个前进档、一个倒档的变速器,最高车速可达到64km/h(图1-2)。汽车的避振装置是前、后两个横置式的钢板悬架弹簧。它的避振效果不好,所以当时流传着一种说法:福特T型车靠乘车人来减振。

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图1-2 福特T型车

T型车在问世的第2年就爆了个冷门,一辆装有14.7kW、2.9L排量的汽油发动机的T型车在美国汽车俱乐部组织的“横跨北美大陆汽车赛”中第一个冲到终点。1912年它成功地征服了人迹罕至的科罗拉多大峡谷,在同年,又获得了“全美农田汽车越野赛”的一等奖。

T型车在问世后,不断运用新技术改造其装备和配置,如将老式汽车装备的照明工具——油灯和乙炔气灯改装成电灯,配备了当时市面上刚出现的车用发电机起动机等。因此,从1908年至1916年,短短8年时间T型车的产量就突破了150万辆大关。

2.福特汽车的流水线生产模式

1914年1月14日,亨利·福特下令在福特汽车公司的高原工厂里安装了第一条“全过程”链式汽车总装传动带,这是世界上第一条总装“流水线”,T型车的产量从此大幅度增加。劳动生产率的提高,使得福特T型车的售价在当年就由最初的每台850美元降到了每台240美元。

流水线的引入为福特公司提高了生产效率,保证了产品的一致性,降低了生产成本。流水线作为最快捷有效的生产组织形式很快运用于几乎所有的工业生产领域,并且其基本形式至今不变,为汽车工业的发展做出了极大贡献,因此,有人称赞亨利·福特汽车的流水线生产模式为现代汽车工业的发展装上了飞速发展的车轮。

当时福特汽车厂生产的普及型汽车绰号为“白铁皮车”,因为它朴实无华、价格低廉而实用,受到客户普遍欢迎。后来,福特固执地拒绝专家们提出的尽快推出新车型和对T型车改型生产的建议,使得竞争对手通用公司乘虚而入,抢占大量的市场份额,福特汽车厂不得不停止了T型车的生产,但福特T型车在20世纪初的出现和大量生产仍具有巨大的现实意义——为世界汽车文明的形成奠定了基础,福特汽车的流水线生产模式被誉为世界汽车工业史上的第一次革命。

美国汽车工业发展较快的主要原因是1914年开始的第一次世界大战,大战使欧洲汽车工业受到极大的影响,但却促进了美国汽车工业的发展。首先,美国人民的购买力强;其次,在这个新兴的美洲国家,人民要求快节奏生活,对汽车具有特殊兴趣;第三,美国政府很重视人们出行工具的现代化,有意识地引导人民购买汽车。美国成为世界上第一个普及汽车的国家。由于美国汽车工业具有巨大的国内市场,促进了美国汽车工业的大发展。而与此同时欧洲由于第一次世界大战的影响,汽车工业差不多停滞5年之久,所以,到1920年,美国的汽车产量占全世界汽车总产量的91%(按1919年的产量400万计算)。

3.美国人对汽车早期技术发展的贡献

1901年,美国“奥兹莫比”汽车上首先采用里程表。1904年,美国斯塔尔泰文特厂和希舍尔厂开始生产气压制动器的汽车。1907年,美国李·切特维克制造出第一辆带增压器的发动机的汽车。1910年,美国FVD厂开始生产具有轴间锁止差速器的4×4单胎货车。1916年,美国帕卡尔德厂首先批量生产12缸发动机的轿车。1917年,美国“哥伦比亚”汽车首先采用散热器百叶窗。1918年,美国“梅尔塞尔”车型首先采用双向作用的液压减振器。1920年,美国“久信别克”汽车首先采用液压制动器。1923年,美国杜邦化学公司开始生产汽车车身用的硝基涂料。1927年,美国“林肯别克”轿车首先采用三层安全玻璃。1928年,美国“凯迪拉克”汽车首先在汽车变速器上采用同步器。1929年,美国“斯蒂贝克”汽车首先采用真空式点火提前自动调整装置。1930年,美国“凯迪拉克”汽车首先采用液压气门挺杆和16缸发动机。

需要特别提到的是,美国克莱斯勒公司于1925年制造出了一辆带箱式车身的小客车,可乘坐5位乘客,同时还装有保险杠备胎架,如图1-3所示。

箱式车身小客车的出现,标志着汽车车身完成了由马车形车身向箱式车身的转化,是汽车车身的一个里程碑式的进步。

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图1-3 美国克莱斯勒公司1925年制造的一辆带箱式车身的汽车

4.欧、美汽车车身造型设计的较量

在美国的汽车大量销往欧洲之际,欧洲各国的汽车制造厂家不能以大量生产降低售价方式与美国汽车厂家竞争,只能利用某些技术优势,力争在品种上多样化,在性能上尽量适应欧洲各国的自然条件、社会环境、生活习惯的不同要求,以新颖的汽车产品与美国汽车厂家争夺市场。期间最突出的是德国大众公司生产的甲壳虫汽车。它由德国的汽车设计师费迪兰多·波尔舍设计,形状类似于甲壳虫。第一批甲壳虫汽车是1939年出厂的,由于该车造价低、经济实用,1949年开始大批量生产,成为第二次世界大战后世界上生产量最大的汽车。到1972年该车型停产时,累计产量超过2000万辆。图1-4为大众新型甲壳虫汽车。

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图1-4 大众新型甲壳虫汽车

甲壳虫汽车车身迎风阻力很小,空气动力学的原理在这种车身上得到了很好的应用,为汽车行业后来在车身外形设计上运用“仿生学”开创了先河。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处,使其成为同类车中之王,“甲壳虫”也成为该车的代名词,直到现在大众公司仍在生产以这种车身形状为主要外形的汽车。

甲壳虫形汽车车身的出现,标志着汽车车身完成了由箱式车身向流线车身的转化,是汽车车身的又一个里程碑式的进步。

第二次世界大战以后,欧洲内部关税壁垒逐渐拆除,使欧洲汽车市场空前繁荣,大大促进了欧洲汽车制造工业的发展,欧洲人再次走到美国人前面。以甲壳虫汽车车身为代表的流线形车身的出现,标志着汽车车身的第二次里程碑式的进步。

在这期间,欧洲人对汽车发展的主要贡献除了甲壳虫形汽车车身外还有:

1922年,意大利开始采用承载式车身和筒式减振器。1926年,德国和法国研究出等角速万向节。1931年,德国波尔舍获得扭杆式独立悬架专利。1934年,法国开始大量生产前轮驱动轿车,车上采用承载式车身和扭杆式悬架装置。1934年,捷克斯洛伐克在世界上首先批量生产流线形的“太脱拉-77”型后置发动机汽车。1936年,戴姆勒—奔驰汽车厂开始批量生产260D型柴油机轿车。1938年,比利时试制出一批“米涅尔瓦TAH118”型汽车,车上采用横置的8缸发动机和脉冲式自动变速传动系统。1943年,法国麦拉尔获得转子发动机专利。1948年,法国雪铁龙公司开始批量生产采用平衡悬架的汽车。1949年,英国“福特—康苏尔”轿车首先采用麦弗逊式独立悬架。1950年,英国试验世界上第一辆燃气涡轮发动机汽车。1951年,英国杰戈娃汽车厂开始在运动车上采用盘式制动器。同年,德国戴姆斯—奔驰公司获得前、后部可以变形吸能的“安全”轿车车身发明专利。1953年,意大利生产前端有门、转向柱可以放倒的小排量汽车。1953年,法国首先生产子午线轮胎。

虽然如此,汽车车身技术主要还在美国得到完善而成熟的发展。1949年,美国福特公司经过努力,推出具有历史意义的新型福特V8型汽车。这种车型改变了以往汽车造型的模式,使前翼子板和发动机舱罩、后翼子板和行李箱盖融于一体,前照灯和散热器罩也形成一个平滑的表面,车室位于车辆的中部,整个车身造型仿佛几个长方体的几何形体拼成一个船形,人们把这类车称为船形汽车,如图1-5所示。

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图1-5 船形汽车外形

船形汽车不仅在外形上有所突破,还最先把人体工程学应用在汽车设计上,强调以人为主体,设计便于操纵、乘坐舒服的汽车。由于船形车身使发动机前置,从而使汽车重心相对前移,而且加大了行李箱容积,使风压中心位于汽车重心之后,从而避免了甲壳虫形车身对横向风不稳定的问题。

从20世纪50年代一直到今天的轿车,无论是流线形车身,还是在此基础上进行改进,如前翼子板与发动机罩之间大圆角过渡,或者在轿车尾部做某些变动,仍然都能看到船形车身的影子。

船形车身的出现,标志着汽车车身完成了由流线形车身向现代汽车车身的转化,是汽车车身的第三次里程碑式的进步。

在1952年,美国生产的别克牌小客车又开创了鱼形车身的时代。

由于船形汽车车身尾部过分向后伸出,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,人们把船形车身的后窗玻璃逐渐倾斜,倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部像鱼的脊背,所以这类车称为鱼形汽车。

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图1-6 鱼形汽车外形

鱼形汽车和甲壳虫形汽车光从背部来看很相似,但仔细观察可以看出鱼形汽车的背部和地面的角度比较小,尾部较长,围绕车身的气流也比较平顺,涡流阻力也就较小。鱼形汽车基本上保留了船形汽车的长处,车室宽大,视野开阔,舒适性也好,还增大了行李箱的容积(图1-6)。

鱼形汽车由于后窗玻璃倾斜太甚,蒙皮表面积增加过多,结构强度下降,存在结构上的缺陷。鱼形车还有一个潜在的重大缺点,就是对横向风的不稳定性。虽然鱼形汽车发动机前置,车身重心相对前移,但后部造型过于厚重,承受侧向横风面积加大,高速时易使汽车前部产生一种升力,使车轮附着力减小,从而抵挡不住横风的吹袭,容易发生偏离行驶轨迹的危险。

为了从根本上解决鱼形汽车的升力问题,人们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔形车身,就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直,这种造型能有效地克服升力。1963年美国人司蒂倍克·阿本提第一次设计了楔形小客车,这辆汽车在汽车外形设计专家中得到了极高的评价。1968年,美国通用公司的奥兹莫比尔·托罗纳多改进和发展了楔形汽车,同年又为美国生产的凯迪拉克高级轿车埃尔多所采用。楔形造型车身主要在赛车上得到广泛应用。因为赛车首先考虑流体力学(空气动力学)等问题对汽车的影响,车身完全可以按楔形制造,而把乘坐的舒适性作为次要问题考虑。如20世纪80年代的意大利法拉利跑车,就是典型的楔形车身造型(图1-7)。

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图1-7 具有楔形车身的意大利法拉利跑车

楔形车身造型对于目前所考虑到的高速汽车来说,无论是从其造型的简练、动感方面,还是从其对空气动力学的应用方面,都比较符合现代人的主观要求,具有极强的现代气息,给人以美好的视觉享受和速度的快捷感。

汽车车身发展到鱼形,关于空气阻力的问题已经基本解决,楔形继承了这一成果,并有效地克服了鱼形车的升力问题,使汽车的行驶稳定性有了显著的提高,当之无愧成为目前最为理想的车身造型。

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