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中国古代设计思想研究:先秦独辀马车设计案例

【摘要】:车轮由毂、辐、牙三个部件组成,毂是受力非常集中的部件,对材料要求很高。图5.15烘烤木材的阴面示意图图片来源:胡伟峰摄于淄博古车博物馆辐是支撑重量的承力部件,所以选用性质比较硬的槐木或檀木制作。车轴是古车中重要的承重、受摩擦部件,其要求材料坚硬、耐磨,故先民选用檀木、枣木、梨木等硬木制作车轴。商至秦古车的金属部件多数是起加固和降低部件摩擦损伤的作用,通常采用青铜制成。

车轮由毂、辐、牙三个部件组成,毂是受力非常集中的部件,对材料要求很高。制毂材料要有较高的强度、韧性且不容易开裂,先民就选用杂榆制作车毂。众所周知,榆木纹理不顺,不容易劈裂且强度较高,韧性很好,非常适合制作车毂。轮人在制作车毂之前,先要把车毂所用材料“矩其阴阳”,即将向着太阳和背对太阳的部分分别作记号,然后“以火养其阴,而齐诸其阳”[121]。因为背阴的木材相对潮湿,假如没有经过烘烤预处理直接用来制作车毂,随着阴面木材的水分蒸发,这部分会收缩变形,从而影响车毂的性能。因此制作车毂之前就用火烘烤材料背对太阳的阴面,使它同向阳部分木材的性能一致(见图5.15)。

图5.15 烘烤木材的阴面示意图

图片来源:胡伟峰摄于淄博古博物馆

辐是支撑重量的承力部件,所以选用性质比较硬的槐木或檀木制作。牙的功用是“抱辐”且经常与地面砂石摩擦,所以要求材料的韧性好、材质均匀且容易制成轮子所需要的正圆形,先民就选用“多曲少直,韧如牛筋”的檍木作为牙的材料,“浑全用之,少加斧锯”,自然坚固而圆曲。轮牙制作采用揉木工艺,《考工记·轮人》曰:“凡揉牙,外不廉而内不挫,旁不肿,谓之用火之善”[121]。意思是说,用火烧烤制牙材料制造轮牙时,只有恰当地控制火候,才能使木条外不断绝、内不折裂、旁不弯曲。

车轴是古车中重要的承重、受摩擦部件,其要求材料坚硬、耐磨,故先民选用檀木、枣木、梨木等硬木制作车轴。《考工记·辀人》曰:“轴有三理,一者以为媺也;二者以为久也,三者以为利也”[121]。轴的选材及加工都充分考虑木材的特性,尽量避免使用带节目、虫疤的材料,制作加工时也要尽量保证材料本身色调、质感、花纹、年轮等天然美感不被破坏。车辀基本都选用整根粗壮大木,辀接轴而后,往往逐渐变细,因为轴后承重不大且是木料的梢部,自然细弱。在出而前,也逐渐变细变曲、到前端又转趋肥大。因曲中处须揉治,径粗就不易揉弯;前端是木之根部,肥大更可雕刻装饰以壮观瞻,取辀粗壮,为的是承重,将辀削细,为的是制作方便和减轻车的重量。由于木材容易成型,可以通过冷、热加工方法制成各种各样的形状,木材的强度也足以满足车箱的要求,且质轻的木材可以减少车子的重量,减轻马匹的负担,所以车舆部分大都是用木材加工而成,也有少数用藤条编制或揉制,如春秋战国时期用藤条编制的车箱,既科学又美观(参见图4.36)。

商至秦古车的金属部件多数是起加固和降低部件摩擦损伤的作用,通常采用青铜制成。先秦时期工匠已经能够根据器物功能差异,采用不同的铜锡配比制作对硬度和韧性要求不同的器物,正如《考工记》所载:“金有六齐,六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐”[121]。可以推断制车工匠亦会采用不同的合金配比制作对硬度、韧性要求不同的车马器。战国以来也常用铁制作车马器,如用于加固车毂和轴的、锏,由于这两个部件要经常摩擦,所以、锏选用具有较高耐磨性和较小摩擦阻力的灰口铸铁,既能起到防护作用而且还利于运转。高级别古车上还往往使用由金银等贵重金属制作的车马器,这些金银装饰件本身的颜色和质感就给人一种华丽高贵的感觉,个别还镶嵌有精美的宝石则更加显得富丽堂皇。