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自行车今昔 |
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早期自行车 自行车，南方人叫它脚踏车，或单车，四川省重庆人称为“洋马儿”。它是一种简单的交通工具，仅仅是利用机械力来代步。在社会经济文明发展的初级阶段，拥有广大市场。 然而，自行车的发明也经历了漫长的岁月，经过了几代人的努力才达到今天的这个样子。 1790年，有个法国人名叫西夫拉克，他特别爱动脑筋。有一天，他行走在巴黎的一条街道上，因为前一天下过雨，路上积了许多雨水，很不好走。突然，一辆四轮马车从身后滚滚而来，那条街比较狭窄，马车又很宽，西夫拉克躲来躲去幸而没有被车撞倒，还是被溅了一身泥巴和雨水。别人看见了，替他难过，还气得直骂，想喊那辆马车停下，讲理交涉。西夫拉克却喃喃地说：“别喊了，别喊了，让他们去吧。” 马车走远了，他还呆呆地站在路边。他在想：路这么窄，行人又那么多，为什么不可以把马车的构造改一改呢？应当把马车顺着切掉一半，四个车轮变成前后两个车轮…… 他这样一想，回家就动手进行设计。经过反复试验，于1791年第一架代步的“木马轮”小车造出来了。这辆小车有前后两个木质的车轮子，中间连着横梁，上面安了一个板凳，像一个玩具俱似的。由于车子还没有传动链条，靠骑车人双脚用力蹬地，小车才能慢慢地前进，而且车子上也无转向装置，只能直行，不会拐弯，出门骑一会儿就累得满身大汗。 刚刚出现的新东西总是不那么完善的。西夫拉克并不灰心，他继续想办法加以改进。可惜，不久他因病去世了。 1818年，在德国有个看林人名叫德莱斯，他每天从村东的这一片树林，走到村西的另一片树林，年年如此。他想：如果人坐在车子上，走走停停，随心所欲，不是很潇洒吗？德莱斯开始制作木轮车，样子跟西夫拉克的差不多。不过，在前轮上加了一个控制方向的车把子，可以改变前进的方向。但是骑车对依然要用两只脚，一下一下地蹬踩地面，才能推动车子向前滚动。当德莱斯骑车出门试验的时候，一路上遭到不少人的嘲笑。尽管如此，他还是十分喜欢自己创作的这架“可爱的小马崽”。 1840年，英格兰的铁匠麦克米伦，弄到了一辆破旧的“可爱的小马崽”。他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制的，前轮大，后轮小。当骑车人踩动脚蹬，车子就会自行运动起未，向前跑去。这样一来，就使骑车人的双脚真正离开地面，以双脚的交替踩动变为轮子的滚动，大大地提高了行车速度。1842年，麦克米伦骑上这种车，一天跑了20千米，由于不小心，踩车的速度过快，撞倒了路上的一个小女孩，因此而被警察抓住，并处以罚款。其罪名是野蛮骑车。 1861年，法国的米肖父子，原本职业是马车修理匠，他们在前轮上安装了能转动的脚蹬板；车子的鞍座架在前轮上面，这样除非骑车的技术特别高超，否则就抓不稳车把，会从车子上掉下来。他们把这辆两轮车冠以“自行车”的雅名，并于1867年在巴黎博览会上展出，让观众大开眼界。 1869年，英国的雷诺看了法国的自行车之后，觉得车子太笨重了，开始琢磨如何把自行车做得轻巧一些。他采用钢丝辐条来拉紧车圈作为车轮；同时，利用细钢棒来制成车架，车子的前轮较大，后轮较小。从而使自行车自身的重量减小一些。 从西夫拉克开始，一直到雷诺，他们制作的5种型式的自行车都与现代自行车的差别较大。真正具有现代形式的自行车是在1874年诞生的。英国人罗松在这一年里，别出心裁地在自行车上装上了链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然是前轮大、后轮小，看起来不够协调，不稳定。 1886年，英国的斯塔利，是一位机械工程师，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，为自行车装上了前叉和车闸，前后轮的大小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶的车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产利推广应用开辟了宽阔的前景，因此他被后人称为“自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样子基本一致了。 1888年，爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，他把家中花园里用来浇水的橡胶管粘成圆形，打足了气，装在自行车轮子上，前往参加骑自行车比赛，居然名列前茅，引起了人们极大的兴趣。充气轮胎是自行车发展史上一个划时代的创举，它增加了自行车的弹性，不会因路面不平而震动；同时大大地提高了行车速度，减少了车轮与路面的摩擦力。这样，就根本上改变了自行车的骑行性能，完善了自行车的使用功能。 由此可知，从18世纪末叶起，一直到20世纪初期，自行车的发明和改进，经历了大约200年的时光，有许多人为之奋斗不息，才演变成现在这种骑行自如的样式。一个发明从构想到实现，使梦想成真，只有坚持不懈、顽强努力，最终一定会成功！ 现代自行车 随着社会生产的发展和人民生活的提高，自行车也在不断地改变面貌，更新换代，出现了许多式样新颖、功能多样的各种类型的现代自行车，形成了一个五光十色的现代自行车王国。 本世纪50年代以前，那种颜色单调有着菱形车架的男式自行车和具有弯梁的女式自行车还长期处于统治地位。可是，到了60年代，轻便型的旅游自行车逐渐兴起，向老一代自行车提出了有力的挑战。70年代，小轮自行车以其玲珑轻巧的身姿风靡一时。70年代中期以后，各种变速车又成了世界市场上的紧俏货。与此同时，越野自行车、竞赛自行车、多轮自行车、电动自行车、多人骑自行车、太阳能自行车、客货两用自行车、踏板式自行车等竞相问世，展现了新一代自行车绚丽多采的风姿。 在这些一代更比一代强的现代自行车中，有几位佼佼者更引人注目： 越野自行车 就是能在山区或农村的土路上行驶的自行车。国外在这方面发展较快，已经生产了不少这类自行车，其中以美国70年代制成的BMX（它是英文Bicycle Moto Cr-oss的缩写名字，意思是“仿摩托越野自行车”）越野自行车最为有名。 这种BMX越野自行车，是根据越野摩托车的要求，对普通越野车加以改进而制成的。它使用了铬钼高强度钢管，以手工焊制车架和前叉，从而保证车子在飞越陡坡落地时，接头部位不致破裂散开。在车把上还焊有加强横杆，并在横杆上装有防撞胶套，以保证行驶安全。另外，它还像摩托车那样，在前叉上安装了减震器，又将后叉改为摆动式。在减震器的帮助下，后叉可以相对车架作上下减震摆动。这些措施大大提高了自行车的越野本领，使它成为广大青年喜爱的体育用车。 普通越野自行车大都采用直径约50厘米的小轮和减震器。由于车轮较小，它的车座可以在较大范围内升降，适合于男女老幼骑用。它和一般自行车不同之处还在于，它的后叉将后轮独立悬挂在车架上，在横梁上的减震器的作用下，可以在车架上摆动，以减轻车体的震动。我国天津自行车厂，曾经生产过这种自行车。 电动自行车 不用人蹬而使用电池驱动的一种自行车。它的长处在于，可以节省能源，而且不产生噪音和污染环境。 70年代，曾出现了一种用普通自行车改装的电行车。它是用一种不需减速器的高效率的盘式电动机直接装在前轮上驱动的。这种车最大的时速为24公里。我国重庆市的“电动自行车公司”生产了一种中华牌电动自行车，是将盘式电动机直接装在后轮上，结构简单，使用方便。 多人骑自行车 这种车多作为旅游和体育用。一般为两人用两轮车，骑车人前后骑坐于车上，一起用脚蹬踏，以带动后轮上的飞轮转动，使车子前进。 现在我国城市中出现的一些小轮三轮车，也可说是一种多人骑自行车。不过，这和国外的多人骑自行车不同，它实际上是一人蹬车，其他人坐车。这种车适合送儿童上学或老人就医，还可以作为3口之家的旅游车，以及供残疾人骑用，因而颇受人们的欢迎。 另外，现在还研制成一种圆盘车轮（也叫碟形车轮）的新型自行车。这种车轮重量轻，阻力小，强度高，特别适于赛车使用。它是采用新型混合材料整体铸造而成的，不易产生弯曲变形。 21世纪的自行车 现在，世界上不少国家为燃料供应、交通车辆拥挤和环境污染等问题所困扰，加之人们对旅游和健身的兴趣日益浓厚，因而把目光集中在构造简单、使用方便，不消耗能源、无污染而又到处可骑行的自行车身上，对它寄予很大希望，并下大力气设计试制适合各种不同需要的新型自行车。 那么，未来的自行车是什么样的呢？让我们先来看看设计师们构思的蓝图和试制的样车吧！ 用新技术、新材料全副装备的赛车现在很多国家自行车运动颇为兴盛，经常进行自行车比赛，大大促进了赛车的生产和发展。设计师们采用最先进的技术和最好的材料设计和试制出21世纪赛车的样车，很引人注目。美国的新型赛车采用了无辐条的碟形轮，这样可大大减弱快速行驶时的空气阻力。车轮里面是轻质材料制成的蜂窝结构，外面覆以碳纤维材料的蒙皮，既轻又结实。车轮上装的是充氦气的很窄的轮胎。用钛合金制的脚蹬，比一般的脚蹬重量轻一半。车架是以铝管外包玻璃纤维材料制成的。甚至运动员穿的运动衣和骑车戴的头盔都采用了宇航技术和材料。日本富士公司的赛车，车架下梁采用铝蜂窝结构外包合金板材料，强度高重量轻，价格也较低。这种车的设计在成本上有一定优势，因而具有竞争的能力。意大利设计的赛车，由于使用轻质宇航材料和具有减少空气阻力的良好外形，使它跻身于21世纪赛车之列。它的像飞机翅膀似的车把，可减少风的阻力。在车把中部还加装了里程速度表。所使用的碟形车轮可大大减轻骑行时的空气阻力。 封闭或半封闭的坐式自行车未来的自行车将由现在的“骑”式蹬踏改为 “坐”式蹬踏。这是因为“坐”式比“骑”式优越：首先，“坐”着蹬踏比 “骑”着蹬踏迎风的面积小，所受的阻力也就小，蹬踏起来轻松省力；第二， “骑”着蹬踏主要是人的臀部受力，长途骑行臀部会感到疼痛。而“坐”着蹬车时，人的臀部、腰部甚至背部都能承受身体重量，受力面积比“骑”着增大5倍以上，从而使人感到坐在车上像坐在沙发里一样舒适；第三，坐着蹬车比骑着蹬车使出来的劲大得多。据实际测量可知，人在坐着蹬车时，右腿最大蹬力为262公斤，左腿为241公斤。而骑着蹬车时，每条腿最大的蹬力不超过70～80公斤（骑车人的体重），两者相比，坐着比骑着的蹬力几乎增大了两倍之多，因而车的速度也就快多了；第四，坐着蹬车人体的重心下降了约30～40厘米，行驶起来更安全，不会因车子碰到障碍或急刹车时，使车向前翻倒。国外正在研制的坐式自行车，多为封闭或半封闭型的，也有敞开型的。封闭的坐式自行车比半封闭或敞式的优越。这种车在风雨天或在泥泞的路上行驶时，像坐在小汽车里一样使骑车人不受雨淋和保持身上干净。由于车子全封闭，又呈流线型，所以可大大减少空气阻力。车身上部可以制成类似飞机上装的气泡式透明座舱盖，外形光滑，看起来大方、美观。车内还可设置一个小的放行李的车舱。在车身两侧装有两个小型的支撑轮，在遇到侧风或停车时可将支撑轮放下着地，保持车子稳定。不用时，可将支撑轮收起来。 当然，未来的坐式自行车多是杠杆型或杠杆踏板型的新结构，与现在的自行车大不一样了。 便携式折叠自行车折叠化、小型化是未来自行车追求的目标之一。这种车携带方便，是你出外旅游或短途出差的好帮手。旅游或出差时，可随身将折叠起来的自行车带上，到达目的地后，随时可将它打开骑用。另外，今后住高层楼房的人日益增多，折叠自行车更现适合这些人使用，它搬动存放都十分方便，解决了人们的后顾之忧。 有一种剪刀式折叠自行车，折叠后加上货框就是一个小型手推车。无论是地铁列车上，或是电梯间里，携带它都很简便。 还有一种可变速的轻便自行车，虽然它不能折叠，但结构简单，重量很轻，而且安装了先进的变速器，骑行和搬运起来都很轻便省力。 这种轻便车采用的是杠杆式踏板装置，式样新颖。车的闸线由手柄和车把中穿过，就使车子显得紧凑简练。它的车座是固定在车架后斜梁上，这样车座不仅能在弹簧支持下上下运动，而且还可以左右摆动，以适应骑车时人的臀部的运动，减少臀部与车座之间的摩擦。更重要的是，它有一个巧妙的变速器，在人踏动脚踏杠杆遇到车子上坡时，变速器能自动增大驱动力，所以车子上坡或逆风行驶时也不费力。 从自行车到摩托车 如果追根溯源的话，摩托车的祖先就是自行车。 早在100多年前，当自行车刚刚在一些城市街道上出现的时候，人们就想着为它配上发动机，使它成为能自行行驶的车子。这是因为当时的技术已经发展到一定水平，特别是蒸汽机已经出世，人们越来越需要一种使用动力的自行交通工具了。 1869年，美国人鲁佩尔制成了一辆蒸汽自行车，是将一台双缸蒸汽机安装在自行车上，并用两根长长的连杆带动后轮旋转。而用煤加热的小型蒸汽锅炉悬挂在车子前后轮之间，锅炉上的小烟囱则伸在车座的后面。在车把上分别安装着用来控制车速和车间的手柄。它的车速可达每小时60千米，比人力自行车可快多了。制造这辆最原始“摩托车”的鲁佩尔曾自豪地说：“这辆自行车可以爬上任何一道坡，可以把任何一匹马甩在自己的后面。”这辆蒸汽自行车现珍藏在美国斯米措尼安学院博物馆内。 就在鲁佩尔制成蒸汽自行车的同时，法国人贝洛也制成了一辆蒸汽自行车。车上装的是贝洛自己设计制造的单缸蒸汽机。这台蒸汽机小巧玲珑，配有烧酒精的多管道锅炉。由锅炉产生的蒸汽由蒸汽机转换成动力，通过皮带传动来带动自行车后轮转动。这辆车的速度较低，每小时仅15千米。 后来到了1884年，有个叫科普兰的美国人也制成了一种蒸汽自行车。他将蒸汽机安装在大小轮之间，配用了一台单缸立式锅炉。由蒸汽机产生的动力通过皮带传送给后轮，使车子向前行驶，车速约为每小时24千米。当时，美国一家公司根据科普兰的设计图纸生产了200辆两轮和三轮蒸汽自行车。 上面这些蒸汽自行车虽然比一般自行车进了一步，但由于它们都存在着行驶时烟尘滚滚、炉渣难以清除和锅炉易爆炸等缺点，因而未得到普及和推广。于是，人们转而去寻找那些既无烟尘，又无噪声，而且不会烧灼人的发动机。 1893年，美国人莱布制造了一辆弹簧自行车，它上面的弹簧上满弦后所储存的能量，车子只以每小时48千米的速度行驶了700米的路程。显然，这种弹簧自行车无法实际使用。接着，法国人瓦列在一辆三轮车上安装了一台气压发动机，并增加了减速器，采用链式传动来带动后面的两个轮子。但是，由于它所储存的压缩气体有限，仅够车子行驶较短的路程。如果增加储气量，必然会使车于的重量大大增加。结果，这种气压自行车也只好束之高阁了。 人们从失败中发现，那些笨重的发动机、大而沉重的弹簧箱和庞大的储气罐，与“瘦小”的自行车架是极不般配的，而且往往还会使自行车因不堪重负而摇摇晃晃，或者行驶不了多远就翻倒。因此，需要继续寻找更适合自行车使用的发动机。 山重水复疑无路，柳暗花明又一村。就在人们为自行车寻求新的发动机而又无着落时，1885年在德国莱茵河畔的一个小村庄里，一辆木车架、铁箍木轮的十分粗笨的内燃机自行车呱呱落地诞生了，它就是人们所说的“第一号机动车”。由于在自行车上装的是内燃机，而内燃机的英文词是motor，读出音就是“摩托”。所以，这辆装有内燃发动机的自行车，可说是世界上第一辆摩托车了。 实际上，这辆摩托车的发明和创造者——德国工程师戈特利希·戴姆勒，在车上装的是一台四冲程汽油发动机。当初，他并没有明确地想要研制摩托车，只不过是想利用骨架简单的自行车试验一下汽油发动机的性能，并看看能否将它作为这类车子的动力。然而，这一具有划时代意义的试验，却成功地发明了摩托车。 令人感到惊奇的是，戴姆勒这辆“第一号机动车”已经具有现代摩托车的某些结构特点，如在汽油发动机中装有自动进气阀和机械式排气阀，采用了加热管点火装置，以及使用了较简单的离合器等。它的时速12千米，发动机功率为0.5马力。 世界上第一辆摩托车问世之后，各种各样的摩托车便相继涌现出来，使摩托车的面貌不断改观，与现代摩托车越来越接近了。 时过两年，即1887年，英国人爱德华·巴特勒就制成了三轮汽油机摩托车。它用链条传动，发动机为旋转进气阀汽油发动机。这辆三轮摩托车的双缸内燃发动机气缸是横卧在车上的，发动机的两根连杆从两边与车子后轮直接相连，没有离合器和传动箱，因而车子行驶起来难以控制，特别是在车速较高时，车子就更不好操作了。后来，巴特勒发现了自己设计上的锗误，就在车上增加了行星齿轮减速装置。这种减速器在当时来说，是很先进实用的。 另外，巴特勒还率先在摩托车上使用了二冲程双缸内燃机（戴姆勒使用的是四冲程内燃机），并在发动机上配有电点火系统和带浮子室的化油器。 到了1894年，德国人希尔登布兰德兄弟对内燃机自行车进行了改进，并第一次使用了充气轮胎。他们在车上安装了一台二冲程双缸发动机。车子后轮上方像挡泥板一样的拱形箱，是用来作为发动机水冷却系统的散热器。从外形上可以看出，这种车与现代摩托车已比较近似了。他们兄弟俩还为自己的车起了个“摩托车”的名字。从此，摩托车这个名字在世界各地流传开来，并一直沿用至今。 |
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