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    四驱车与混合动力车的鼻祖

    时间:2012-06-02 12:23来源:6维度转载 作者:范鑫 浏览: 次    收藏 挑错 推荐 打印
    摘要:一百多年前,当大多数富人还在伴着马粪的味道或发动机的聒噪轰鸣去体会生活的美好和富足时,有个天赋异禀的年轻人却把更多的时间花在琢磨“电”和“汽车”的关系上。随之而来他的一系列创造让世界看到了“汽车”还可以有另一种诠释。不过,这位年轻人可能想象不到的是,他的创意竟然能够在一个世纪之后仍然保持着活力,并对汽车界造成了如此深远的影响。而这位年

        一百多年前,当大多数富人还在伴着马粪的味道或发动机的聒噪轰鸣去体会生活的美好和富足时,有个天赋异禀的年轻人却把更多的时间花在琢磨“电”和“汽车”的关系上。随之而来他的一系列创造让世界看到了“汽车”还可以有另一种诠释。不过,这位年轻人可能想象不到的是,他的创意竟然能够在一个世纪之后仍然保持着活力,并对汽车界造成了如此深远的影响。而这位年轻人,就是家喻户晓的费迪南德•波尔舍(Ferdinand Porsche)。

    超级创意(一) 四驱车与混合动力车鼻祖 汽车之家

    (注:按照目前的通用习惯,为便于区分,涉及品牌时使用“保时捷”这一音译
    而提及人名时,“porsche”使用“波尔舍”这一音译)

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        看到这里,很多人可能还没有明白,波尔舍在一百多年前到底带来了什么?答案有两个:世界上第一台四轮驱动车,世界上第一台混合动力车。它们都拥有一个共同的名字—“洛纳-保时捷(Lohner-Porsche)”

    ● Lohner-Porsche亮相--电动“马车”轰动巴黎世博会

        这两个“第一台”的诞生要从波尔舍21岁的时候说起,1896年,在维也纳的贝拉爱格电子公司(Bela Egger)工作的波尔舍凭借其发明的轮毂电机得到了英国赋予的专利,这时候的他已经在这家公司工作了三个年头。之后,他结识了当时与贝拉爱格电子公司有合作关系的路德维希•洛纳(Ludwig Lohner)。轮毂电机+洛纳,便是这一切诞生的基础。

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        洛纳是当时维也纳洛纳车身工厂(Lohner-Werke)的经营者,这家公司为挪威、瑞典、罗马尼亚及奥地利的皇室贵族们生产马车车厢,当路德维希•洛纳从父亲雅各布•洛纳(Jacob Lohner)手里接过公司时,他认为能够靠自身行驶的汽车会在未来取代马车成为交通工具的主力,于是他一边继续马车的生产,一边着手汽车的开发和制造,在1896年开始制造汽车。

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        刚刚投入汽车制造业的洛纳开始是与贝拉爱格电子公司进行合作,而波尔舍的出现让洛纳看到了通向未来汽车世界的钥匙。于是,1898年,当路德维希•洛纳与23岁的波尔舍与再次相遇时,洛纳便不失时机的将波尔舍挖到了自己的公司。从这里开始,波尔舍辉煌的汽车生涯即将展开。

        在19世纪末,汽车制造商们对汽车发动机的需求开始猛增,而德国、法国发动机生产商的产量远远供不应求。在这样的背景下,很多地方都开始倾向于替代汽油机动力的研究,电动机便成了当时的一股主要力量。由于已经有轮毂电机专利在手,波尔舍与新的团队便开始着手设计一款可以应用轮毂电机的汽车。

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        在做了诸多尝试之后,他将轮毂电机放在了前轮,于1898年推出了一款前轮驱动的双座电动车,命名为“Lohner-Porsche”(洛纳-保时捷)。这款车的设计还没有脱离当时马车车厢的造型,两个前轮使用轮毂电机驱动车辆前进,每个轮毂电机提供不到3马力(2千瓦左右)的动力输出,为电机供电的铅酸电池装在车厢下方,由于当时的电池能量密度低,因此车辆的行驶里程较短,而且电池又大又笨重。但是轮毂电机的动力输出非常直接,不存在发动机燃烧效率、各种传动机构带来的动力损耗问题,在效率上是无可挑剔的。

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        在1900年的巴黎世博会上,这辆“没有发动机、没有齿轮箱、没有传动轴、没有皮带没有链条没有离合器”的“电动马车”,吸引了全世界的目光。也让不少还在坐着马车的有钱人们睁大了眼睛,对于所有人而言,这都意味着一种全新的前所未有的生活方式。 

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    『波尔舍设计的用来参加塞默林爬坡赛(Semmering-Bergrennen race)的电动车』

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        对于波尔舍来说,有了前驱的电动车,为剩下的两个轮子同样装上轮毂电机自然不是难事,为了参加比赛冲击速度记录,他也确实这么做了。于是,四个车轮都装备有轮毂电机的“洛纳-保时捷”电动车便光荣的成为了世界上第一辆四轮驱动的汽车,也是世界上第一辆拥有四轮制动系统的汽车,这辆车子据说打破了一些速度记录,在一百年前被人们用“飞快”来形容。不过“四驱”并没在性能上给这辆车带来更多优点,为了给四个轮毂电机提供电力并保证足够的行驶里程,这辆车仅仅是电池组的重量就有1.8吨,相当于一辆奥迪A6L的整备质量了…

        根据现有的资料来看,一位叫做E. W. Hart的英国客户也许就是全世界第一批拥有四轮驱动汽车的车主(1900-1901年间购买),当然四驱版本的价格也高的吓人,据说E.W.Hart先生购买标准两驱版本时的价格为7950奥地利克朗,而四驱版本至少需要15000奥地利克朗,这个价格在当时可以买到两辆普通汽车。价格、重量可能都是当时制约四驱车型的因素,总之,之后除了一些电动公交车之外,几乎没有再生产过四驱版本的车型。

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    『单纯从原理上看,BRABUS版的纯电动四驱奔驰E级算是100年前电动四驱的后继者』

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        而回到我们身处的100年后,新材料和新电子技术的应用,使乘用车轮毂电机的重量大幅度减小,对簧下质量的影响也渐渐淡化,应用轮毂电机的“四轮驱动”这一百年前的创新思路又将轮回到我们的生活中(之前在矿山车辆和商用车上应用较多)。

     

    ● Semper Vivus:混合动力车始祖诞生!串联混合动力!

        虽然电动车引起了空前的关注,但是电池过于笨重,行驶里程短的问题成了它最大的软肋,如何能让电动车跑得更远又不用增加电池重量呢?指望当时的电池技术是不可能了。在洛纳-保时捷电动车引起轰动的同一年,波尔舍想出了“自产自销”的办法:给电动车装上一台发电机!而用普通的汽油发动机来驱动发电机,这样一来,就不需要再携带过多的电池组了!这就是最早的串联混合动力车!

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        以塞默林爬坡赛的电动车为基础,波尔舍在1900年秋天推出了混合动力的第一台原型车,它的名字叫做Lohner-Porsche Semper Vivus。在具体的细节上,波尔舍将两台水冷的DeDion Bouton汽油机(每台3.5马力/2.6千瓦)装在车身中间,分别用它们驱动两台发电机,构成两套发电单元。功率2.5马力/1.84千瓦的发电机能够在90伏特电压下输出20安培的电流,发电机输出的电能直接驱动外转子轮毂电机,而剩余的电能则流入电池组储存起来。而发电机反过来可以用做发动机的起动机,一举两得。

        虽然,装上了发动机-发电机单元的Semper Vivus使用的电池组从原来电动车的74块电池减少到了44块,但是因为发动机和发电机带来的额外重量,使得Semper Vivus的重量仍然较原先的电动版本重了仅70公斤,但近1.7吨的体重对于当时的充气橡胶轮胎来说仍是个沉重的负担-----你可以想象一下用两台自行车扛着一头河马是个什么感觉…

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        不管怎么说,Semper Vivus在1901年的巴黎车展上又一次让“洛纳-保时捷(Lohner-Porsche)”这个名字给人们留下了深刻的印象,不过,在新鲜之余,这辆车并没有像去年世博会上的那台电动车一样那么打动人心,没有车身的底盘、裸露的发动机等等让这辆原型车看起来还没法让人们涌出购买的念头。而在这个时候,无论是发动机,还是电池和控制系统的发展都还不过是“嗷嗷待哺”的阶段,应该说周边技术的发展还远远跟不上波尔舍的创新的步伐。

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        这辆“世界第一台”混合动力车并没有留下过多的资料,不过保时捷博物馆却在一百多年以后根据当年的图片和原有的技术图纸复刻了一台Semper Vivus。

     

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         这是一项艰难的工程,来自保时捷工程(Porsche engineering)的工程师和Karosseriebau Drescher(一家德国的车身公司)的专家自2007年开始花了近3年时间来完成这台传奇车型的重生。工程师按照当年的参数和图纸做出了100年前的轮毂电机,而车身的尺寸和材料也都遵照原作,复刻的Semper Vivus并不是一具模型,而是一台能够真正行驶起来的混合动力车。

     

    Semper Vivus 部分参数
    发动机 2台单缸DeDion Bouton内燃机
    输出 每台2.5马力(1.85千瓦)
    电机输出 单个轮毂电机2.7马力(2千瓦)
    最高时速 35公里/小时(22英里每小时)
    行驶里程 200公里(124英里)
    长×宽×高 3390×1880×1850毫米
    轴距 2310毫米
    总重量 1.7吨
    前轮重量(单个车轮) 含轮毂电机272公斤
    前后轮距 前1350/后1540毫米

     

    ● Lohner-Porsche Mixte:再进化的产物

        波尔舍先生在混合动力的路上继续前进着,1901年,他就推出了Mixte车型,采用了完全不同与Semper Vivus的布置方式和结构。他将发动机前置,将座椅和操纵机构相应后移,这样他就能在车头安放一台更大的5.5升、25马力(18千瓦)的戴姆勒四缸发动机,通过传动轴直接驱动发电机,发动机以恒定转速工作,带动发电机为轮毂电机和电池提供恒定电压。发电机可以像Semper Vivus那样通过反转电流方向来用作起动机。

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        Mixte的电池组被进一步精简以减少体积和重量,以至于精简后的电池组的电能只能支撑Mixte行驶几公里,但是这也帮助四座的Mixte得以将体重控制在 1.2吨以下。混合动力系统的电能流向等控制就依靠方向盘右侧的两根控制杆实现,操作起来也是一件很简单的事情。

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        换装4缸大排量发动机的Mixte用现在的话来说可谓“电力十足”,它以56公里/小时(该数据准确性一般,仅供参考)的成绩刷新了多个奥地利的速度记录,并在1901年的Exelberg拉力赛(由奥地利汽车俱乐部举办的比赛,1899年首次举行)中一举拿下冠军。

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        虽然斯图加特的戴姆勒总代理商埃米尔•耶利内克(Emil Jellinek)也是Mixte车型的头一批买主,但是戴姆勒和洛纳-保时捷似乎有缘无分,装备戴姆勒发动机的Mixte 车型只制造了7台就没了下文,从1903年起,Mixed开始使用来自Panhard & Levassor的发动机,作为交换条件,这家法国汽车制造商得到了洛纳-保时捷在法国、英国、意大利地区的品牌授权。

        与此同时,波尔舍并没有停步,自Mixte推出以来他便一直在做持续性的改进,为了更好地控制重量,他干脆将电池组减小到仅能用来起动发动机的水平,而不再赋予Mixte依靠电池行驶的能力,并为发电机配备了拥有专利的转速调节装置使之更加稳定。波尔舍还从轮毂电机下手做了更多优化,他将轮毂电机外壳重新设计,使车轮主销与车轮中心位置更加靠近,改善车轮的运动轨迹,并且缩小了轮毂电机尺寸以减轻簧下质量,而对减小电机直径造成的影响则通过更宽的绕组来进行补偿。将这一些改进充分吸收的Mixte以更加惊艳的姿态出现在1902年的Exelberg拉力赛当中,轻松摘走冠军。

        从世博会到巴黎车展,再加上赛事上胜利的光环都让洛纳-保时捷的名头更加发扬光大,在1902年秋天波尔舍还驾驶着洛纳-波尔舍客串了弗朗茨•费迪南德大公Franz Ferdinand的司机,车辆优雅舒适的性能得到了贵族们的认可并被迅速传开。也成为了波尔舍和洛纳意料之外的有力宣传。

        如果想到这些光环和他伟大的创意,那么波尔舍作为“奥地利最优秀汽车工程师”得到“Potting Prize”奖就完全是意料中的事情了,这个时候,波尔舍才30岁。

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        不过,同样的光环并没有为Mixte换来多少销量,从1901到1905年该车型总共卖出了11台,较高的费用决定了它需要超过14000克朗的价格,两倍于当时普通汽车的售价让它成了奢侈品。在维护保养方面的难度以及此时普通汽油机车型在产量和可靠性上的提升使Mixte性价比大打折扣。相比之下,更安静的洛纳-保时捷电动车在同一时期取得了65台的销量。截止1906年,洛纳-保时捷总计销售300余台,其中还有诸多消防车、卡车以及公交车。表现杰出的波尔舍这一年被戴姆勒在奥地利的公司Austro-Daimler招致麾下,洛纳-保时捷的名称也随之消隐,成为100年前混合动力史上先驱的符号。

    创意点评:

    创意指数:★★★★★

    编辑观点:我想了很多词,“五体投地”、“景仰”、“敬若神明”...我不知道用什么词来表达对这种杰出创造力的感慨和仰慕,尤其是对这样一个自学成才的大师而言。

        如果波尔舍大师能看到汽车行业今天的样子,这个曾经一直忙碌着的老人不知道会不会感到欣慰。我想,100多年前就已经拿出“串联混合动力”这种解决方案的他,现在完全有资格对着那些“增程电动车”微笑,然后轻描淡写地说:“那已经是我一个世纪以前做过的事啦。”

    文章来源:汽车之家

    (责任编辑:孙菁)

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