汽车文化：燃油汽车革新，实现快速组装，推动车型和技术多样化

(一)生产方式的发展

1.手工装配、单件小批量生产

1887 年,法国庞哈德·莱瓦索马车制造公司获得戴姆勒高速汽油机在法国生产的专利权。 制造公司按买主要求,依靠工匠用手工在装配大厅配制各不相同的轿车。 庞哈德·莱瓦索汽车如图2-15 所示。

1889 年生产的汽车已具有现代汽车的基本结构:发动机放在车前部,乘客分排坐在后面,装备有离合器、变速器和后驱动轴。 当时的法国巴黎道路宽阔,且有奢华风尚,带动了汽车需求,该公司的汽车产量大增。

1894 年,法国庞哈德·莱瓦索马车制造公司每年能生产几百辆汽车,是世界领先的轿车公司。 1900 年前,继德国、法国之后,美国、英国和意大利出现了多间作坊式汽车生产公司。 1900 年,欧美共生产汽车9 504 辆。

图2-15　庞哈德·莱瓦索汽车

图2-16　福特两座带篷船式车身A 型车

2.大批量生产

1896 年,福特试制出第一台汽车,1903 年建立福特汽车公司。 初期,装配两座带篷船式车身A 型车,见图2-16,售价850 美元。 发动机、化油器、变速器、车桥、车身均外购。 后建比凯·阿庇纽新厂,三层式厂房,一层机加工缸体、曲轴等18 个大件,二层机加工小件,三层最后组装,已具备大量生产的基本形态。

图2-17　福特T 型车

1908 年,亨利·福特及其伙伴将奥尔兹、利兰以及其他人的设计和制造思想结合在一起,研制出一种新型汽车——T 型车,一种不加装饰、结实耐用、容易驾驶和维修、可在乡间道路行驶、大众市场需要的低价位车。 T型车装4 缸20 马力汽油机,前置于发动机罩内,有两个前进车挡和一个倒车挡,采用行星齿轮变速器和充气轮胎,双排座带蓬船形车身,如图2-17 所示,当年售价950美元。 该车投放市场后获得好评,接到大量订单。

1914 年,亨利·福特将泰勒的流水生产线技术运用到汽车上,这种技术被后人称为装配线,也称为流水线,如图2-18 所示。 该装配线的生产过程是:用冲床将钢板压成车的外壳→车体倒转进行焊接→加装车门及车盖→除去钢板的毛边→防锈处理及车体喷漆→装配大梁、防震装置、传动装置以及引擎→内部装潢→加装散热器(水箱)、油压系统、燃料系统以及车轮→试验→出厂。

图2-18　汽车生产装配线

装配线便于对制造技能进行分工,把复杂技术简单化、程序化,每一个生产岗位有了标准化和通用性。 工人间的分工更加细致,产品的质量和产量大幅度提高。 组装1 辆汽车由原定置式的750 分钟缩短为93 分钟。 由此,只有少数技术工人才能生产汽车的历史被彻底颠覆。 如今的大量生产企业都采用流水线生产。

与此同时,福特公司调整销售组织,在销售服务子公司基础上开设现地组装厂,把从底特律运来的散件组装成车。 这样就可以用普通货车运输,大量削减了运输费用,且节省了底特律工厂的占库面积。

流水线生产和分装使生产成本逐年下降,1924 年底,T 型车售价下降到290 美元,一个工人工作不到4 个月就可以买一辆T 型车。 1917 年,福特公司市场占有率逾42%,1921 年达55.45%,成为当时美国最大的汽车制造商。 自1909 年开始到1927 年,T 型车停产前共售出1 500 万辆,同一车型连续生产长达19 年,这是T 型车和大批量生产创造的辉煌,这个纪录一直到几十年后才被大众的甲壳虫超过。

大批量流水生产的成功,不仅使T 型车成为有史以来最普遍的车种,而且使家庭轿车的神话变为现实。 福特发明的流水线生产方式的成功,不仅大幅度降低了汽车成本,扩大了汽车生产规模,创造了一个庞大的汽车工业,而且使当时世界上的大部分汽车生产从欧洲移到了美国。 1929 年,美国生产汽车54.5 万辆,出口占10%,占领了美国之外的世界市场的35%。

亨利·福特独创的流水线生产影响了整个社会的生产方式,并使汽车开始普及。 因此,亨利·福特被称为“给世界装上轮子”的人。

3.斯隆模式

1923 年,杜邦启用艾尔弗雷德·P.斯隆任通用汽车公司总裁。 面对新的广阔需求市场,考虑到不同收入的现实与潜在用户需求,斯隆整合公司内部资源,改变福特单一廉价车大量生产的模式,按轿车售价高低分成从凯迪拉克到雪佛兰5 个系列,由5 个独立事业部分别生产,同时组成集中生产5 个车型配套零部件的事业部,如德科部生产发电机、萨吉诺部生产转向器,罗切斯特部生产化油器等。 每个事业部都是利润中心,这就是多品种大量生产的斯隆模式,该模式解决了为降低生产成本而希望产品单一化和满足用户需求多样化的矛盾。

(二)车型种类和技术的发展时期

1.车型的发展

1914 年,第一次世界大战使各国领悟到汽车对实现军队机动化是不可或缺的,战争推进了汽车,尤其是载货汽车的发展,使汽车类型逐渐完善,趋于多样化,同时各种汽车新技术也是层出不穷。

1922 年,英国推出经济型车——奥斯汀7(图2-19)挑战福特T 型车。

1922 年,美国哈得逊公司率先出售封闭式厢型轿车(图2-20)。 1923 年,封闭式厢型轿车在美国市场占有率超过传统的敞篷式轿车,到1929 年,在美国市场占有率高达90%。

德国发明了汽车,美国则把这个行业带入了艺术设计的圣殿,而哈利厄尔则是有史以来最伟大的汽车设计大师,对现代汽车的影响不可估量。

图2-19　奥斯汀7

图2-20　封闭式厢型轿车

图2-21　第一款概念车别克Y job

1927 年,哈利厄尔设计出凯迪拉克lasalle,哈利厄尔时代开始了。 凯迪拉克lasalle 有圆润的线条,锥形的尾部,修长低矮的轮廓。 1928 年,哈利厄尔在汽车设计中加入了镀铬装饰,从20 世纪30 年代开始,他建立的艺术色彩使通用汽车逐渐成为最强大的汽车帝国。 1938 年,他设计出世界上第一款概念车别克Y job(图2-21),其船形车身、复杂曲面构建的流线型车身都是此后几十年厂商模仿的对象。 哈利厄尔在Y job 中还第一次引入黏土模型技术,使汽车外形更加灵活,该技术一直沿用至今。

20 世纪20 年代,美国的杜森伯格、皮尔斯-箭、帕卡德、林肯、施图兹和凯迪拉克等公司按顾客意愿设计车身,服务于经济富裕的买主;欧洲豪华型轿车制造公司劳斯莱斯、苏依莎、佛雷曲尼竞相设计高雅车型,如英国宾利、法国布加迪、意大利阿尔法·罗密欧等供富人享用,另外还有专为赛车手推出的车型,如图2-22 所示。

图2-22　20 世纪20 年代富人的豪车

2.汽车技术的发展

1912 年,凯迪拉克公司推出电子打火启动车,免去了人工启动汽车的技术和体力要求,启动汽车变得简单方便,从而使妇女也开始爱上汽车。

1921 年,美国加州奥克兰法乔尔安全汽车公司造出具有低车架,大轮距、轴距更长、轮胎胎面宽、发动机前置的大客车。 4 年后该公司又造出一辆整体式构架,车顶、侧壁和地板均为承载构件的全承载式车身和底盘完整结合的大客车,发动机置于地板下,空出了车厢内部空间,驾驶室在车辆最前方,便于驾驶且有利于行车安全。

随着汽车车身结构的演变,出现了薄钢板轧制新技术,为汽车工业供应的薄钢板和一战前比,板厚仅为其数分之一,幅宽增大数十个百分点,板长由不足2.5 米延伸到百米以上,这使车身、车前板和保险杠等薄钢板件得以从一张薄钢板下料。 其次,平板玻璃连续处理技术让汽车用上了安全玻璃。 同时,汽车涂装的快速干燥技术也得到了发展和广泛使用。

在汽车燃油炼制方面,高辛烷值汽油炼制工艺的开发,为提高发动机设计水平提供了有力支撑。

1920 年,杜森伯格公司在4 个车轮上全部采用液压制动器。 在此之前,仅后轮装制动器便可满足当时稀疏交通和低速行车的需要。 随着车速提高,四轮液压制动逐步普及,直到20 世纪30 年代才全部取代拉索连杆式后两轮制动方式。

1927 年,帕卡德公司开始在后驱动桥主传动采用双曲线伞齿轮,使得传动轴、地板和车身高度降低,整车重心下降,提高了高速行车的稳定性。 低压轮胎取代了早期汽车使用的多种硬质、高压胎。 除性能要求最简单的车子,所有汽车都具备了风雨防护结构。

20 世纪30 年代的美国,大众车的性能和造型向中、高级车靠拢。 中、高级车的奇异造型和昂贵的特殊配置竞相出局,更为注重实用。 车型设计开始重视空气动力学效应,整体结构车身备受瞩目,流线型车身就在这样的时期诞生了。 如1933 年皮尔斯-箭公司推出的银箭原型车(图2-23),1934 年克莱斯勒的气流型汽车(Airflow)(图2-24)和迪索多公司的气流型汽车,虽然都是挡泥板和车身分开的传统结构,但其造型与流线却浑然一体。

图2-23　皮尔斯银箭汽车

图2-24　克莱斯勒的气流(Airflow)汽车

这一时期出现了竞赛汽车,如美国克莱斯勒公司的超级战马,其性能开始超过高级车,前轮独立悬架结构几乎普及化;德国奥迪、法国雪铁龙和美国科德公司推出前轮驱动轿车;1934 年,梅塞德斯·奔驰公司制造出首部柴油动力轿车;1936 年,中级车格雷厄姆取得值得称道的汽车动力性和燃料经济性双优;1937 年,美国哈德逊公司创出了免离合器的电动换挡。

图2-25　甲壳虫汽车

1937 年,德国政府成立大众汽车公司,计划生产名为甲壳虫的VW33 型(图2-25)国民车。 1938年,费尔迪南德·波尔舍(又译保时捷)完成车型设计,该车采用风冷发动机,后置后驱动。 在批量投产之前,公司成为吉普车制造厂,使用该车的风冷发动机的德制吉普车,二战中用于北非战场。1942 年初,美国民用轿车暂时停止生产,汽车工厂主要生产从吉普车到大型载货车类军用汽车和某些兵器。 汽车技术进步主要在发动机、燃料、润滑油方面,也促进了合成橡胶的发展,德国从煤中提炼合成燃油,欧、亚许多地区采用发生炉煤气,也有地区使用酒精代替汽油。

进入20 世纪80 年代,汽车逐渐步入电子化、智能化,新兴的电子技术取代了汽车原来单纯的机电液操纵控制系统,以适应对汽车安全、排放、节能日益严格的要求。 最初有电子控制的燃油喷射、点火、排放、防抱死制动、驱动力防滑、灯光、故障诊断及报警系统等。

20 世纪90 年代以后,陆续出现了智能化的发动机控制、自动变速、动力转向、电子稳定程序、主动悬架、座椅位置、空调、刮水器、安全带、安全气囊、防碰撞、防盗、巡航行驶、全球卫星定位等不胜枚举的智能化自动控制系统。 还有车载音频、视频数字多媒体娱乐系统、无线网络和智能交通等车辆辅助信息系统。

随着汽车电子技术的发展,汽车智能化技术正在逐步得到应用,苹果于2014 年3 月3日宣布推出车载系统Carplay,此系统是将用户的iOS 设备以及iOS 使用体验与仪表盘系统无缝结合。 如果用户的汽车配备了CarPlay,就能连接iPhone 等设备,并使用汽车的内置显示屏和控制键或Siri 免视功能与之互动。 用户可以轻松、安全地拨打电话、听音乐、收发信息、使用导航等,也再次点燃了大家对车载智能的热情。 如果将汽车电子化定义为“功能机”时代,那汽车智能化将步入“智能机”时代。 汽车网络化,即车联网,将依托汽车制造商、经销商与运营商,汽车电子化与智能化实现“人—车”互动,车联网实现“人—车—网络”互动,而智能交通将实现“人—车—网络—路”互动。 可以预见,汽车的电子化、智能化还将出现许多新系统、新成果,使驾乘汽车变得更加安全、环保、节能、舒适和愉悦。

3.汽车产品多样化时期

第二次世界大战后,世界进入汽车时代,汽车无论是在外形、性能还是颜色上,都有很大变化,汽车外形演变的每一个时期都在不断地开拓着汽车新的造型,除了使汽车性能得以提升,同时也是汽车美学的发展。

汽车产品的多样化时期从20 世纪50 年代开始至70 年代,到1973 年是世界汽车发展的黄金时段。 20 世纪50 年代,美国汽车业界已形成“通用”“福特”“克莱斯勒”三大公司鼎立的局面,并且以压倒的优势雄居世界汽车市场。 同时期的欧洲厂商也开始实行“量产化”。 另外,欧洲厂商具有卓越的产品设计性能,生产出各式各样的跑车,转而销往美国,从而出现欧美两霸并存的局面。

1948 年,大量石油使汽车燃料和生产汽车所需电力及各类材料得到低价充分供应,美国不但有充足的汽油供燃用,且有低价格和低汽油税。 厂家生产高档车利润丰厚,促进了美国轿车的大型与豪华,小型发动机达到3.2 升,大者超过7 升。 自动变速、助力制动、动力转向和车身与底盘成一体的结构已普及,大型尾翼、多款镀铬件和优质涂料把汽车打造得光亮夺目。 汽车耐用期已增到10 年,但崇尚消费的美国平均3 年换新车成为社会规范,各厂家纷纷以产品换型、变更式样,用大型、大马力、高操纵性形成的高价格化获取最大限度利润。 这一时期,出现了搭载大排量V8 发动机,具有强劲马力,外形富有肌肉感的各式跑车——美国肌肉车型,美国人称其为“Muscle Car”,如雪佛兰科迈罗(Camaro)、道奇挑战者(Dodge Challenger)(图2-26)以及福特野马(Mustang)(图2-27),在20 世纪60年代的美国极其盛行并受到人们的追捧。

图2-26　道奇挑战者

图2-27　福特野马汽车

欧洲燃油紧缺,油税也高,战后经济复兴中重点发展了小型车。 欧洲汽车厂商改进国内生产的产品,以适宜各国大不相同的市场情况。 如意大利,国民收入低,燃料税率高,人们集中在街道狭窄、停车条件受限制的古老城市。 这些条件结合起来导致消费者需求集中在小型汽车上。 在瑞典,燃料税低,国民收入高,城市人口密度小,冬天的驾驶条件恶劣,消费者要求大而耐寒的车辆,耗费更多的燃料也在所不惜。 当时的欧洲,许多制造商也在寻求对不同设计要求的多样化技术:有的偏爱功率大的发动机,有的设计别出心裁的汽缸结构,有的使用后置式发动机,也有的集中研究前悬挂式发动机和后轮驱动。 竞争的领域不仅表现在组合车身的设计上,柴油发动机和汽油发动机也包括在里面。

欧洲汽车设计轻巧,各具特色又省油,这成为主要的出口工业品,名品有德国的甲壳虫,英国的希尔曼、莫利斯,法国的雷诺(图2-28),意大利的菲亚特。 各国普遍实行大量生产方式。 20 世纪60 年代,英国奥斯汀迷你牌小型车采用发动机前横置,前轮驱动结构,使之占用空间更小,车子更紧凑,这一开山之作几乎成为当代轿车的标准布置方式。图2-29 为英国的迷你型轿车。

图2-28　雷诺

图2-29　英国迷你微型轿车

欧洲还发展了许多款跑车,如英国的捷豹和奥斯汀·希利(图2-30),德国的保时捷和奔驰,意大利的菲亚特和阿尔法·罗密欧(图2-31)。 这类车行驶性能优越,采用了许多新技术,如奔驰300SL 为更好地参加比赛,采用了如柴油机供油式的汽油喷射,捷豹C型跑车采用了盘式制动器。 到20 世纪70 年代,前轮盘式制动器成为轿车的标准配置,欧洲的跑车主要出口美国。

图2-30　奥斯汀·希利

图2-31　阿尔法·罗密欧

4.汽车全球化

各汽车工业集团以其技术和资本优势,在产品、生产成本、信息技术、电子商务、销售及各类售后服务和资本运作等领域展开了全方位激烈竞争。 一方面向发展中国家输出剩余资本、技术;另一方而相互兼并、重组、吸纳全球资源,扩大全球市场份额,谋求利益最大化,进一步推进了汽车全球化。

1998 年,德国戴姆勒-奔驰公司和美国克莱斯勒汽车公司合组成立戴-克集团;1999年,美国福特汽车公司收购瑞典沃尔沃公司轿车事业部;法国雷诺集团向日本日产汽车公司出资36.8%,向日产柴油机工业公司出资22.5%。 至此,全球形成“6 +3”汽车集团格局,即通用、福特、戴-克、丰田、大众和雷诺6 个集团化程度高的大集团以及本田、宝马和标致-雪铁龙3 个集团化程度小的公司。

金融危机加速了全球汽车版图调整的速度,主要体现在北美三巨头的变化上:克莱斯勒分立两年后无法独立生存,重新被菲亚特整合;而通用汽车和福特汽车不断分拆出售自己的下属子品牌或资产以自保。 一系列变化导致全球汽车产业出现新的“6 +3” +X 的格局。 新的六大集团包括日本丰田集团、德国大众集团、新通用和福特,日欧联合车企雷诺-日产联盟及新的菲亚特-克莱斯勒联盟。 新的三小集团包括现代-起亚、本田和标志-雪铁龙。 另外,戴姆勒、宝马和包括铃木在内的多家日本车企业、不断成长的中国和印度新兴市场的汽车公司成为全球汽车版图中不可忽视的力量。

5.汽车节能、环保和安全

在汽车保有量快速增长的背景下,1960 年以后突显汽车排气污染环境和交通事故等社会问题,还出现了“反汽车论”。 1966 年,美国实施汽车排气污染防止法,1967 年实施联邦汽车安全标准(FMVSS);1966 年,日本实施汽车排气标准,1968 年实施汽车安全标准。标准随时间推移日益严格,实施的国家和区域逐渐增多。 从此,汽车环保和安全成为引领汽车技术发展的重要课题,推动了如发动机稀薄燃烧、高能点火、尾气催化转化等环保技术和ABS、安全气囊等汽车安全技术的出现与发展。

汽车新技术的推出并不能完全避免汽车使用过程中对环境的污染,所以绿色能源将会是汽车的首选,新能源汽车和电动汽车将是汽车发展的一个主要方向。 其中,电动汽车在全球范围内正逐渐被消费者广泛接受。 就目前世界范围内的整个形势来看,日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车发展方面,日本居世界领先地位。 目前,世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,只有日本的丰田和本田两家汽车公司。 如今汽车产业链各个层面都在研发节能技术,通用、福特、大众、戴姆勒-克莱斯勒、丰田、本田等汽车制造商都在积极研制可以利用无线电技术充电的小型电动汽车。