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理解冯卡门： 发动机的故事（四）
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内燃机汽车真正走向实用，要到19世纪的7、80年代。1870年，奥地利发明家Siegfried Marcus制成了世界上第一台液体燃料的内燃机，并把它安装在一辆小手推车上。而这辆车使用的燃料正是后来主宰了20世纪能源的汽油，不过遗憾的是，因为这个工程产品实在也只是一个玩具，并不认为标志着内燃机汽车的发明。到了1883年，他又发明了一套基于磁力电机的点火系统，并在1888年制成了一辆真正的汽车。这辆汽车目前被收藏在维也纳技术博物馆中。
gordon 注：这么古朴，真是屌炸天。
不过就在Marcus改进他的汽车的几年中。发明汽车——或者更准确的说是内燃机汽车——的荣誉就已经被另一个说德语的人捷足先登。而他就是我们都熟悉的卡尔奔驰。
1878年，卡尔奔驰研制成功了一款两冲程汽油内燃机，之后又很快独立完成了电点火系统，火花塞，化油器，离合器和变速箱的设计。1885年，在他妻子贝尔塔·奔驰嫁妆的支持下，卡尔奔驰研制成功了世界上第一辆实用的内燃机汽车。也被称为奔驰专利机动车一号，它使用一台四冲程发动机，在250转时可以输出0.5千瓦的最大马力。奔驰后来又对他的汽车设计进行了持续改进，3号车已经能够输出1.5千瓦的最大马力。
在1886年，他的妻子贝尔塔奔驰为了能够让社会认知到卡尔奔驰取得的技术进步，在丈夫并不知情的情况下，带着两个儿子，把3号车从曼海姆开到了200公里外的娘家，普福尔茨海姆。她在一路上成功解决了很多技术问题，同时用皮革制造了最早的刹车片，而且在途中在一家海德堡的药店添加了石油醚，成为了人类历史上第一次汽车加油。这既是最早的自驾车长途公路旅行，让卡尔奔驰设计的汽车一下子引起了公众的广泛注意，也开创了最早的汽车测试，为之后卡尔奔驰的进一步改进提供了非常多的经验，直到1894年终于定型量产。
注：奔驰的老板娘就是当年的 “网红” ，呵呵
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在这样的一大批先驱的努力下，1890年代时，内燃机技术已经足够实用。但它却并没有立即取代历史更长的蒸汽机和电动机作为汽车的主流动力。虽然内燃机的最高效率比蒸汽机更高，既不需要像电动汽车一样频繁充电，也不需要像蒸汽机汽车一样频繁加水，在三者之中可谓最为皮实耐用，但它的两个突出弱点却阻碍了它拿下全部汽车市场。
首先，当年的内燃机还没有装备启动器，像最低档的手扶拖拉机一样，需要人工转动摇柄才能启动。这不但对驾驶员的体力是一个挑战，而且更糟的是，因为没有及时抽出摇柄，发动机启动后带动摇柄旋转而伤人的事故时有发生。其次，因为内燃机的最大动力输出区间和最优效率区间都比较狭窄，是三者之中唯一需要装备变速箱的。而早期的变速箱不但操作十分困难，顿挫也非常严重。因为这两条原因，早期的内燃机汽车的受众或者十分富有，能够雇得起一个专职司机。或者同时兼具勇气和驾驶天赋。
但在接下去的十几年中，内燃机汽车技术不断取得重大突破，渐渐超越了两个老前辈。
1896年，英国电气工程师H. J. Dowsing发明了电启动器，并将它安装在一辆Arnold公司出产的改装奔驰Velo上。同时期也有利用气压和弹簧启动的装置被研发出来，但最后得以推广的，仍然是电启动器。1912年，豪华汽车凯迪拉克Model 30首次装备了电启动机，这个电机同时也作为一个发电机，给车载电池充电。从此以后，电力系统也成为内燃机汽车的一部分，而不再为电动汽车所独有。而有了电力以后，很多舒适性配置也都成为可能，内燃机在人们心目中的形象也不再是以前那个脏小子了。
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真正带领内燃机汽车一统天下的，则是那辆讲汽车史永远绕不过去的福特T型车。
1908年推出的T型车的第一大亮点，是首次采用了基于行星齿轮组的手动变速箱。尽管T型车仍然需要用三个踏板加一个手柄才能操作，但却已经比同时期大部分没有同步器的手动变速箱要容易操作。
1919年以后，T型车也开始普遍装备电启动器，这之后市面上的内燃机汽车也都纷纷普及了这一配置。在这之后，售价仍然昂贵的电动汽车和蒸汽机汽车的最主要优势也不复存在，彻底输掉了这场竞争。1940年，最早的现代自动变速箱出现在凯迪拉克上，人们已经找不到任何理由去购买电动汽车。这场“三国演义”的大戏也就此落下帷幕。
（完）
