汽车历史画报：你可能不知道的汽车『三国时代』（1）蒸汽机

发布时间：2023-06-15 09:07:23

本文首发于微信公众号『autocarweekly』。转载需经过本人许可。如果在今天说到汽车的发明，可能大家公认的是德国人卡尔奔驰，在1888

本文首发于微信公众号『autocarweekly』。转载需经过本人许可。

如果在今天说到汽车的发明，可能大家公认的是德国人卡尔奔驰，在1888年成功制造了历史上第一辆实用的内燃机车辆。不过，随着电动汽车，乃至氢燃料汽车在21世纪表现出越来越大的潜力，也许汽车的定义也不应该被局限在内燃机这一种动力形式。如果我们将眼光放得更宽广，蒸汽机汽车和电动汽车实际上都比内燃机汽车发明得更早，而在20世纪最早的十几年中，这三种汽车更是曾经呈三足鼎立之势，不但市场份额不相上下，甚至连汽车最高时速记录也是交替打破。本系列文章里，我将试图给各位读者复原一下当年蒸汽机、电动、内燃机在汽车界“三国演义”的故事。这段戏码不仅本身足够精彩，对于未来内燃机、电动和氢燃料电池汽车的新发展，也着实有不少的借鉴意义。

蒸汽机车

相比电动汽车和内燃机汽车来说，蒸汽机汽车是绝对的老大哥。早在1672年，比利时传教士南怀仁就在中国制成了一辆蒸汽机驱动的三轮车，也是最早的自动车。当然，这辆车只能称得上是康熙皇帝的一个玩具。

图片来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/SteamMachineOfVerbiestIn1678.jpg

历史记载最早以实用为研发目的的汽车，是法国人Nicolas-Joseph Cugnot在1770年制成的一辆运送火炮的拖拉机，但因为整车重量过于不平衡，行驶非常不平稳，无法实际满足军方在野外运输火炮的需求。

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_steam_road_vehicles#/media/File:FardierdeCugnot20050111.jpg

瓦特改进了蒸汽机以后，利用蒸汽机制造汽车的尝试也取得了重大进展。1801年，英国人理查·特里维西克制成了“伦敦蒸汽马车”，它是最早的载人蒸汽车辆之一，也是第一辆真正投入市场的蒸汽机车辆，能乘坐6人，最高速度27公里/时。

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/London_Steam_Carriage#/media/File:Trevithicks_Dampfwagen.jpg

进入到19世纪以后，蒸汽车辆开始在富裕的英国流行。1827年，Gurney爵士将自己发明的蒸汽机巴士投入商业运营，他的蒸汽巴士能够在伦敦和巴斯之间往返运行，近200公里的路程也打破了之前汽车运行的距离记录。这之后他成立了世界上最早的汽车制造商。而到了1860年代，英国甚至出现了最早为私人用途设计的蒸汽马车。

下图为Gourney 1827年设计的蒸汽车辆，与后来烧汽油和煤油的蒸汽机汽车不同，这辆车的燃料仍然是焦炭。

图片来源：http://www.engwonders.byethost9.com/e059.html?ckattempt=1

1833年，英国人沃尔特·汉考克发明的企业号蒸汽巴士，在伦敦市内运营，也是世界上最早的自动公交车，最高速度接近20公里/时。

图片来源：http://www.engwonders.byethost9.com/e059.html?ckattempt=1

1860年英国人Thomas Rickett制造的三轮蒸汽机车辆。

图片来源：https://ageofsteam.wordpress.com/2013/07/12/the-rickett-carriage/

然而，新兴的蒸汽汽车却遭到了反对机械化的大众和传统马车运营商势力的双重反对。当时的英国政府对蒸汽车辆征收的过路费是马车的几十倍。而出于对机器可靠性的怀疑，1865年英国政府通过的公路机车法案（也叫做“红旗”法案）进一步将自动车辆在乡下和城市里的限速分别限制到3公里/时和6公里/时（马车并无任何限速）。这彻底阻碍了蒸汽车辆在英国的进一步流行，也使得汽车制造的中心转移到法国。直到1896年，这一法案才被取消，限速增加到20公里/时。

在1870年代，带动汽车产业在法国发展的重要人物是Amédée Bollée。几年间，他在勒芒建造了好几辆不同的蒸汽车辆，不仅奠定了之后汽车的基本机械结构，也为勒芒几十年后成为著名赛车胜地埋下了伏笔。下图中是1875年制成的L'Obéissante（顺从号），专门为公共交通设计，能乘坐12人，巡航速度30公里/时，最高速度40公里/时。图片来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Autobus_amedee-bollee.jpg

1878年，又设计了La Mancelle，它成为成为最早的量产汽车，共生产了50辆。

图片来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Bollee_mancel.jpg

1881年制作的Le Rapide（快速号），最高时速达到60公里/时，成为当时最快的车辆。这辆车也首次把锅炉、发动机和车辆本身的控制都集中在驾驶座，使得汽车的操作容易了许多。

图片来源：http://www.antiqbrocdelatour.com/Les-collections/voitures-anciennes/1-article.php?id_site=453

1883年，世界上第一个量产轻型汽车的厂商——De Dion-Bouto公司在巴黎成立。1894年，该公司参加了世界上第一次汽车竞赛，在巴黎到鲁昂的128公里的赛道中，公司创始人Jules-Albert de Dion驾驶本公司设计的车辆以6小时48分钟在20多辆车中第一个完赛，但因为需要专人管理锅炉，5000法郎的奖金最终被第二名的标致公司赢走。

图片来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/1894_paris-rouen_-_count_albert_de_dion_%28de_dion-bouton_steam_tractor%29_finished_1st%2C_ruled_ineligible_for_prize.jpg

直到此时，蒸汽汽车仍然有一个巨大的弱点，就是锅炉需要很长的时间才能达到工作温度。针对这一问题，法国人Léon Serpollet在1896年发明了闪蒸锅炉，将预热时间缩短到几分钟，从而大大增强了蒸汽汽车的实用性。他后来合伙创立了Gardner-Serpollet公司，并在1902年驾驶本公司生产的蒸汽汽车，创造了陆地速度记录，最高速度高达120.8公里/时。

闪蒸锅炉面世后迅速被De Dion等主流蒸汽车辆公司采用，也使得蒸汽机汽车真正打开了市场。第一款获得较大商业成功的蒸汽车辆，是美国机车公司在1899年基于蒸汽汽车专家史坦利兄弟的专利生产的小敞篷车（这种车体在当年被称为Runabout），这辆车采用两缸发动机加闪蒸锅炉的设计。售价600美元，4年内就销售了4000辆。

图片来源：

https://en.wikipedia.org/wiki/Locomobile_Company_of_America#/media/File:PSM_V57_D425_American_steam_carriage_of_1900.png

事实上，尽管内燃机汽车已经出现，蒸汽机汽车仍然在刚刚出现的美国汽车市场中占据了半壁江山。1902年，美国当年销售的1000辆汽车中就有超过一半是蒸汽机车辆。除了美国机车公司，美国的巨大市场催生了大量生产蒸汽汽车的厂商，美国的新英格兰地区（即纽约以北的美国的东北角）取代法国成为了新的世界汽车产业中心。

1899年成立的Mobile（移动）公司在几年内已经在美国拥有58家经销商，下图为一款1900年Mobile公司生产的车型。

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_Company_of_America

1900年，开始生产汽车的美国自行车公司推出Toledo蒸汽车，最大输出6.25马力，被认为是当时最好的汽车之一。

图片来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Toledo_Steam_dos-à-dos_1902_%282996646839%29.jpg

另一个知名厂商怀特蒸汽车在1898年成立。1909年美国总统西奥多·罗斯福将白宫的马厩改建为车库时，就购买了一辆1907年款的怀特G型车，成为最早的总统座驾。1911年，White的M型车又被继任的塔夫特总统选为四辆总统专车之一（另外三辆中1辆是Baker Electric的电动汽车，另两辆是Pierce Arrow公司的内燃机汽车）。在转产内燃机汽车之前，怀特蒸汽车公司总共生产了一万辆蒸汽机车。

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/White_Motor_Company

相比内燃机，蒸汽机（也称为外燃机）的工作转速要低得多，设计良好的蒸汽汽车即使以110公里时速行驶时，转速也只有900RPM，因而噪音要小得多。而且扭矩输出要宽广很多，在各个转速有即时扭矩，所以不需要离合器和变速箱。同时尾气排放也容易控制得更低。

然而蒸汽机也具有很多问题。蒸汽机的最高效率大概只有内燃机一半，同时虽然发动机比较小，但锅炉太大太重，而且需要驾驶员额外付出精力看管，跑不了几十公里又需要加水。最致命的问题则是热机时间太长，即使是闪蒸锅炉发明以后仍然远不如内燃机方便。因此，从1900年代初期，蒸汽机汽车逐渐开始在与内燃机的竞争中落雨下风。

1901年，认为内燃机更有希望的美国机车公司把Stanley兄弟的专利连带其工厂都卖回兄弟二人。次年，美国自行车公司停产蒸汽车。而Mobile公司则在1903年破产。1911年，怀特蒸汽车公司也转产内燃机车。在这之后，当时的美国只剩下Doble和Stanley Steamer两家公司还在生产蒸汽汽车。

终于拥有了属于自己的工厂的史坦利兄弟在1902年成立了史坦利蒸汽机动车公司，也常被称为Stanley Steamer（史坦利蒸汽），后来成为历史上知名度最高的蒸汽汽车生产商。1906年史坦利兄弟以204公里/时打破了陆地速度记录，这一记录直到1924年才被打破，是世界上保持时间最长的汽车速度记录，也使得史坦利蒸汽车的品牌在美国几乎尽人皆知。

图片来源：http://www.newenglandhistoricalsociety.com/flashback-photo-fred-marriott-sets-the-steam-speed-record/

下图为1912年的Stanley汽车公司产品
图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Stanley_Motor_Carriage_Company#/media/File:Stanley_steam_car.jpg

下图为1921年推出的735型。定价2750美元。这辆车采用双燃料系统，汽油的前导燃烧器负责持续提供动力，煤油的主燃烧器则在急加速时才介入。

图片来源：http://www.stanleymotorcarriage.com/GeneralTechnical/GeneralTechnical.htm

尽管史坦利兄弟名气一直很响，但却仍然在内燃机的巨大冲击下，不得不在1924年关门大吉。

蒸汽汽车的最后堡垒是Doble蒸汽车公司。这家1909年才成立的公司的创始人兼核心工程师Abner Doble为蒸汽汽车在技术上的进步做出了巨大贡献，也大大延缓了内燃机对蒸汽机的全面超越。他发明了蒸汽压缩机，使得加水的里程间隔从30-80公里增加到2400公里之多。他还发明了蒸汽机使用的火花塞和柴油加热器，使得热车时间大大缩短到40秒，而且启动过程完全自动化。Doble公司的蒸汽车发动机不仅可以烧之前蒸汽汽车的主流燃料——汽油，还可以烧煤油，它的热值比汽油更高，而且更安全、更便宜。Doble公司的车辆尽管重达2268kg，百公里油耗却能够控制在18.8升百公里，而且百公里加速只要15秒。相比之下，福特T型车当时要40秒才能加速到80公里。

下图为1924年的Doble E型车。