第57章 科技巡禮(二)-人類第一輛汽車
- 從手工大佬到科技巨頭
- 花農(nóng)Y
- 3019字
- 2025-06-20 06:55:00
在治沙隊(duì)休整幾天之后,元?dú)饧訚M的牛飛又回到了他忠誠(chéng)的工作室。
經(jīng)過(guò)了先秦戰(zhàn)車的制作,微耕機(jī)以及寶馬530的完全拆卸組裝之后,牛飛對(duì)車輛也有了比較深入的認(rèn)知。正好,之前就有了類似的想法,就是對(duì)人類科技發(fā)展的歷程進(jìn)行巡禮式的回顧和復(fù)刻。
而車這一大品類,就是計(jì)劃中的一個(gè)系列之一,前面的先秦戰(zhàn)車就是系列的第1個(gè)作品。
人類的第1輛汽車就是牛飛接下來(lái)的目標(biāo)。
……
如果說(shuō)到車的發(fā)明,那已經(jīng)是很久很久以前的事情了。比如在華夏的古代傳說(shuō)中,就有黃帝造車的說(shuō)法。
與車的發(fā)明同時(shí)產(chǎn)生的,就有一個(gè)誰(shuí)來(lái)拉車的問(wèn)題,用嚴(yán)謹(jǐn)點(diǎn)的話來(lái)說(shuō),就是要尋找車的驅(qū)動(dòng)力。
最自然的,車可以由人來(lái)推動(dòng)或拉動(dòng)。然而,人的體力、速度有限。于是人們就找到牛、馬來(lái)完成這樣的工作。特別是馬車作為一種主要的交通工具,服務(wù)了人們數(shù)千年之久,確實(shí)可說(shuō)是立下了汗馬功勞。
牛、馬畢竟是有生命的動(dòng)物,同人力相似,它的力量和速度也是有限的,那么能不能發(fā)明一種機(jī)器代替馬拉車呢?也就是能不能發(fā)明一種自走式車輛呢?
……
時(shí)間來(lái)到很久之后,意呆利的達(dá)·芬奇經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的冥思苦想,注意到,發(fā)條既可積蓄能量,又能慢慢地釋放能量的特點(diǎn)。
他根據(jù)這個(gè)道理,繪制出了以發(fā)條為動(dòng)力,并帶有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的車輛草圖,可惜未經(jīng)試制。
直到130多年之后,德意志的鐘表匠在前人啟發(fā)下,制造了一臺(tái)以發(fā)條為動(dòng)力的汽車。
工業(yè)革命中瓦特改良了蒸汽機(jī),為車輛找到代替人畜的原動(dòng)力,提供了真正的可能。當(dāng)時(shí)有很多人都紛紛進(jìn)行了這方面的嘗試。于是之后就有了世界上第一輛無(wú)需人畜推拉、完全依靠自身動(dòng)力行走的蒸汽機(jī)車。
再之后有了“奧托循環(huán)”奠定了內(nèi)燃機(jī)的原理。為汽車制造業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的道路。
……
最終,還是由德意志人最終摘得了桂冠。
世界上第一輛汽油汽車由工程師卡爾·本茨宣告制成的,而戈特利布·戴姆勒差不多和他同時(shí)制成了汽車,只不過(guò)前者制造的是三輪汽車,而后者制造的是四輪汽車。
現(xiàn)在大名鼎鼎的戴姆勒-奔馳汽車公司,創(chuàng)始人就是汽車的這兩位發(fā)明家,本茨和戴姆勒。
……
汽車的演變曲曲折折,而這世界上的各個(gè)國(guó)家發(fā)展自然也有所起伏。
榆市飛牛工作室的老宅里,牛飛已經(jīng)收集和積累了大量關(guān)于汽車的資料,經(jīng)過(guò)大D對(duì)資料的整理,人類第1輛汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件組成自然不在話下。下一步就到了制造的環(huán)節(jié)。
雖然之前在微耕機(jī)的改造為手扶壓草機(jī)的過(guò)程中,牛飛積累了不少的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。但那還是以微耕機(jī)為主體,其它些涉及的都比較粗淺,設(shè)計(jì)制造的零件都比較簡(jiǎn)單。
而現(xiàn)在要從零件開(kāi)始制造一輛汽車,一個(gè)大的挑戰(zhàn)就擺在了牛飛的面前。
之前玩的都是木頭,現(xiàn)在要開(kāi)始進(jìn)化到玩鋼鐵了。
……
擺在牛飛面前的第1個(gè)問(wèn)題就是:鋼鐵零件是如何制造的?
結(jié)合之前在維修廠的經(jīng)歷和各種工具的使用,牛飛還是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了一遍梳理。
金屬零件的加工方式主要有:鑄造、鍛造/沖壓、切削、特種加工等等。
對(duì)于個(gè)人和小型機(jī)械加工廠來(lái)說(shuō),切削是最主要的手段。而切削所需要用到的機(jī)械設(shè)備如車床、銑床、鉆床、砂輪機(jī)等,煤礦集團(tuán)下屬的汽車及機(jī)械維修廠內(nèi)正好都有,其他相關(guān)工具也基本齊全。
再輔以國(guó)內(nèi)齊全的進(jìn)貨渠道,加上網(wǎng)購(gòu)的補(bǔ)充,牛飛制造人類第1輛汽車的各種條件如原材料、通用零件、制造設(shè)備等就基本齊備了。真要遇到自己搞不定的零件,再去尋找相關(guān)資源就是了,這種渠道也不會(huì)缺。
至于其他的譬如組裝、焊接等,對(duì)于牛飛來(lái)說(shuō)自然不在話下。
……
很快,在維修廠內(nèi),牛飛又開(kāi)辟了一個(gè)自己的專屬空間,金屬加工的聲音又開(kāi)始連綿不絕的斷響起。而旁邊基本不會(huì)缺席的阿城,則忠實(shí)地記錄著一切。
維修廠的燈光在深夜里依然明亮,牛飛站在車床前,手指拂過(guò)冰涼的金屬。切削液的味道和鋼鐵被研磨的氣息彌漫在空氣中。
他看著虛擬屏上的三維結(jié)構(gòu)圖——那是大D根據(jù)歷史資料還原的1886年本茨三輪汽車結(jié)構(gòu)圖,每一根線條都標(biāo)注著精確的尺寸,齒輪的齒數(shù)、曲軸的弧度、氣缸的壁厚……
“從木頭到鋼鐵,這才是真正的進(jìn)化。”牛飛低聲自語(yǔ),戴上護(hù)目鏡,啟動(dòng)了車床。
第一件需要制作的零件是變速箱的斜齒輪。牛飛將一根合金鋼棒夾緊在車床卡盤上,調(diào)整刀具角度,按下啟動(dòng)鍵。隨著電機(jī)轟鳴,鋼棒開(kāi)始旋轉(zhuǎn),刀尖碰上金屬濺起火星,就像一場(chǎng)微型的煙火表演一樣。
他的雙手穩(wěn)定,眼睛緊盯著刻度盤,每一次進(jìn)刀都精確到毫米以下的精度,而這也是齒輪咬合的關(guān)鍵。
……
“轉(zhuǎn)速太高了!”阿城在一旁舉著攝像機(jī)提醒道。牛飛沒(méi)有回答,只是微微調(diào)低轉(zhuǎn)速,刀刃下的鋼屑從橙紅變?yōu)榱算y藍(lán)色。很快,一枚齒輪的雛形漸漸成型。
接下來(lái)是銑削齒槽。牛飛換上萬(wàn)能銑床,安裝齒輪銑刀,將半成品固定在分度頭上。他必須手動(dòng)旋轉(zhuǎn)分度盤,每銑完一齒就精確分度18度(20齒齒輪)。
阿城屏住呼吸記錄著這一幕:牛飛的手腕像鐘表匠般穩(wěn)定,每轉(zhuǎn)一次,銑刀就“嘶啦”一聲啃下金屬,碎屑像雪片般堆積。
“誤差不能超過(guò)0.05毫米,否則傳動(dòng)時(shí)會(huì)打齒。”牛飛抹去額頭的汗水。雖然有大D實(shí)時(shí)測(cè)量,但牛飛還是反復(fù)校驗(yàn),直到齒輪全部完成。
……
本茨汽車的靈魂是一臺(tái)954cc的單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。牛飛決定從最復(fù)雜的曲軸開(kāi)始。
他選用40Cr合金鋼,先用鍛錘粗打出L形輪廓,再上磨床精加工主軸頸和連桿頸。
火花飛濺中,阿城忍不住問(wèn)道:“飛哥,這比造木戰(zhàn)車難多了吧?”
“各有優(yōu)劣!木頭會(huì)寬容你的錯(cuò)誤,但鋼鐵只認(rèn)絕對(duì)精度。”牛飛舉起淬火后的曲軸,將它插入臨時(shí)組裝的缸體測(cè)試。曲軸嚴(yán)絲合縫地旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
……
排氣閥需要耐高溫的鎢鋼。牛飛沒(méi)有專業(yè)鍛壓設(shè)備,各種查詢參考之后,決定使用土法上馬:將鋼坯固定在臺(tái)鉗上,用氧炔焰加熱至白熾,然后掄起小錘反復(fù)敲打。
他敲打的節(jié)奏就像一首工業(yè)搖滾一樣,重?fù)羲苄巍⑤p敲修邊,最后用絲錐攻出螺紋。
阿城拍下他通紅的雙手特寫:“這簡(jiǎn)直是鐵匠鋪般的行為藝術(shù)!”
……
車架需要將20mm鋼管彎成U形。牛飛自制了簡(jiǎn)易彎管器:用千斤頂頂住鋼管中部,兩側(cè)用滑輪固定弧度。當(dāng)鋼管在火焰中逐漸屈服時(shí),他忽然想起父親煤礦井下的支護(hù)架,
“鋼鐵的溫柔,在于它愿意為你改變形狀。”
不過(guò)牛飛還是決定以后還是老老實(shí)實(shí)添加設(shè)備來(lái)制作吧,這個(gè)實(shí)在太麻煩了!
……
轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用1886年的原始設(shè)計(jì)。沒(méi)有焊接,全靠鉚釘和螺栓連接。牛飛在臺(tái)鉆上打出精準(zhǔn)的孔位,用銅錘將燒紅的鉚釘一顆顆砸平。
阿城調(diào)侃道:“這手藝都能去修埃菲爾鐵塔了!”
牛飛卻盯著鉚接處泛起的氧化色:“這是鋼鐵的印記。”
單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的組裝是整輛汽車的核心。牛飛將加工好的氣缸體固定在臺(tái)鉗上,用絲錐小心翼翼地攻出螺紋。阿城舉著攝像機(jī),鏡頭對(duì)準(zhǔn)牛飛沾滿機(jī)油的手指,那些細(xì)微的抖動(dòng)在特寫下顯得格外清晰。
“飛哥,這氣缸壁的精度要求多少?”阿城忍不住問(wèn)。
“0.02毫米。”牛飛頭也不抬,“本茨當(dāng)年用的是鑄鐵氣缸,我們用合金鋼,耐磨性更好。”他校驗(yàn)著氣缸內(nèi)徑,汗珠滴在金屬表面,瞬間被高溫蒸發(fā)。
活塞環(huán)的安裝需要極大的耐心。牛飛用專用卡鉗將三道活塞環(huán)逐一嵌入活塞槽,每一道環(huán)的開(kāi)口必須錯(cuò)開(kāi)120度,否則密封性會(huì)大打折扣。
阿城看著牛飛用木槌輕輕敲擊活塞,將它推入氣缸,忍不住屏住呼吸,直到活塞順暢地滑到底部,牛飛才長(zhǎng)舒一口氣。
……
“點(diǎn)火系統(tǒng)才是真正的挑戰(zhàn)。”牛飛從工具箱里取出自制的白金觸點(diǎn)式分電器,這是參考了1886年原始設(shè)計(jì)的改良版。他用砂紙打磨觸點(diǎn),在大D的輔助下調(diào)整間隙至0.4毫米,然后連接高壓線圈。
“早期的汽車連蓄電池都沒(méi)有,靠搖柄啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)電流點(diǎn)火。”
阿城卻指著工作臺(tái)角落:“這銅管是干嘛的?”
“冷卻水套。”牛飛拿起彎曲成蛇形的銅管,“蒸汽時(shí)代遺留的設(shè)計(jì)。本茨怕發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱,干脆把鍋爐那套搬了過(guò)來(lái)。”
他咧嘴一笑,銅管在燈光下泛著暖光。
……