汽车文化第一章第二节

28三月2024汽车文化第一章第二节课题第二节蒸汽机汽车的发明授课时间及班级9月24日3.4节7班/9月25日1.2节8班/9月26日3.4节6班9月24日5.6节4班/9月26日1.2节9班/9月26日5.6节5班课时2课型新授课知识目标了解蒸汽机的发明史能力目标区分蒸汽时代教学重点蒸汽机汽车的发展史教学难点蒸汽机汽车的发展史教学过程组织教学请点人数并记录教学内容引入新课见后课堂小结、作业布置见后作业情况3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东引入新课除了动力系统和传动系统以外，马车已具备了早期汽车的基本结构，为汽车的诞生创造了条件。随着机械化大生产和贸易的迅速扩展，马车的速度和装载重量越来越无法适应日益繁重的运输任务。人们渴望着能制造出多拉快跑的自走式车辆。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东讲授新课3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东第一次技术革命也称蒸汽技术革命，是指发生在18世纪中期至19世纪，以纺织机械的革新为起点，以蒸汽机的发明和广泛使用为标志的技术革命。这场革命整个地改变了欧洲资本主义经济的技术基础，实现了从手工业到机器工业的转变。一、蒸汽机的发明3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东18世纪下半叶，以纺织机械变革为发端，以蒸汽机的发明和改进为标志的技术革命是近代以来的第一次技术革命，对资本主义生产的各个领域带来了极其深刻的影响，从而掀起了遍及欧洲资本主义世界的近代产业革命。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东工业革命（也称产业革命）是以生产技术上的革命性变革为核心的，它的发生是近代资本主义生产发展的必然产物，是由政治经济的相关条件所决定的。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东17～18世纪，欧洲各主要国家先后取得了资产阶级革命的胜利。资产阶级革命废除了封建制度，取消了封建割据和等级制度等不利于资本主义发展的种种束缚，为资本主义生产方式的建立开辟了道路。（一）资本主义生产关系的发展为工业革命创造了重要前提3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东对外贸易和海上掠夺是刺激资本主义生产的直接动因之一。早期的资本主义国家，如葡萄牙、西班牙和英国等，热衷于海外扩张、殖民活动和奴隶贸易，并展开了激烈的竞争。资本主义势力扩展带来了世界性的影响，欧洲殖民主义者在亚洲、非洲和美洲占领了大片土地。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东资本主义海外贸易的发展，极大地刺激了英国国内经济和生产，纺织行业首先迅速发展起来。新兴资产阶级为了扩大牧场而增加羊毛的产量，实行“圈地运动”，建立大规模牧场。到18世纪末，英国“圈地运动”结束时，小农经济已基本消灭，资本主义的大租佃农场经营已占统治地位。圈地运动和资本主义的发展打破了昔日绚丽和恬静的乡村生活3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（二）早期资本主义工业为工业革命提供了必要的物质技术条件早期资本主义工场手工业已经具有了生产社会化的资本主义结构关系。分工协作有利于工具改革和专门化，便于建立最佳的生产结构，为以机器操作代替手工操作，以自然力代替人力，扩大生产规模创造了条件，并为机器制造准备了熟练工人。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东水（风）磨和钟表，这是过去传下来的两种机器，他们的发展还在工场手工业时代就已经为机器时期做了准备。

——马克思3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东16世纪，荷兰出现了风磨、行军磨、马车磨等，后来德国工程师又在手磨上安装了飞轮。17世纪末18世纪初，水轮经过不断改进，已成为一般动力机械并广泛应用于矿山、冶炼、锻造、造纸、制革等各个方面。18世纪的水磨体系已经出现了由工作机、传动机和动力机三部分组成的机器系统的雏形。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（三）资本主义自由竞争迫切要求改进技术提高竞争能力18世纪60年代，产业革命首先从英国最早发展起来的工业部门是纺织业，确切地说是棉纺织业。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东17世纪末，英国从荷兰引入棉纺技术。棉纺织业技术基础薄弱，设备简陋，而且在国内被毛纺织业看作是最危险的竞争者，受到种种限制和打击。英国棉纺织业又受到品种优良的印度棉布的强烈竞争，因此，棉纺织业迫切要求革新技术。

18世纪以前欧洲的纺车3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东英国工业革命开始于工作机——纺织机械的发明。

一切发展的机器，都由三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机或工作机构成。工业革命并不是开始于动力，而是开始于英国人称为workingmachine（工作机）的那部分机器。

——马克思

3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（一）纺纱机的发明与改进——珍妮机、水力纺纱机和骡机棉纺织业分为纺纱和织布两个主要部门，英国初期纺织中心在兰开夏。1733年，兰开夏的织布工兼钟表匠约翰·凯伊（JohnKay）发明飞梭，代替手工投递，使织机效率提高一倍，并使布面加宽。

凯伊和装有飞梭的织布机3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1763年，兰开夏的织布工兼木匠哈格利夫斯（Hargreaves）发明了一种由一个手摇转轮同时带动8个直立纱锭的纺纱机，并以他的妻子珍妮的名字命名为“珍妮纺纱机”。珍妮机是一项重大的技术革新，恩格斯称之为“从根本上改变了英国工人状况的第一个发明”。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1769年，英国理发师阿克莱特（Arkwright）发明了用水力作为动力的水力纺纱机。1771年，阿克莱特在曼彻斯特建立了第一个水力棉纺纱厂。到l779年，该厂拥有几千个纱锭并雇佣了300个工人。1790年，使用阿克莱特水力棉纺机的工厂已达150家之多，大部分工厂拥有七八百工人，资本主义工厂制度取代了家庭手工业。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东标志着纺纱机革新完成的是英国童工出身的发明家克伦普顿（Crompton）发明的走锭精纺机——骡机。1779年，克伦普顿把水力纺纱机和珍妮机的优点结合起来，设计了一种用水力驱动的性能更好的“缪尔”纺纱机（mule，骡机，意即混合机）。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（二）织布机的发明与改进——卡特莱特织布机1785年，英国牧师卡特莱特（Cartwright）发明水力驱动的卧式自动织机，提高效率40倍。1791年，第一座装配卡特莱特织布机的工厂在曼彻斯特建立。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东在纺纱机和织布机的革新过程中，与之配套的一系列机器，如净棉机、梳棉机、自动卷纱机、漂白机、染整机等，也都先后发明出来。整个棉纺织业已经完成了由工场手工业向机器大工业的过渡，实现了棉纺织业整个部门的机械化。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（三）工作机的革新对动力提出了新要求棉纺织业的机械化引起了化工、原料、燃料、运输等各个相应部门加速机械化的连锁反应。机器生产的规模日益扩大，而动力却远远落后于机器大发展对动力日益增长的需求。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东当时的燃料矛盾也对动力提出了要求。随着生产的发展，尤其是肥皂业、冶金业、造纸业、印刷业等高热工业的发展，木材的消耗量急剧增加，出现了燃料危机。寻求新动力，满足日益增长的机器大生产对动力能源的需求，成了当时技术革命的重大课题。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东二、蒸汽机的发明和改进蒸汽机的发明基于人们对蒸汽动力和压力的认识，而人们对蒸汽的认识又可以追溯到古希腊。早在公元100年左右，亚历山大城的希罗（Hero，又译为赫伦）曾制造出一种按照喷射反作用原理动作的雏形蒸汽玩具。17～18世纪，真正把蒸汽动力用于工业生产。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1、蒸汽机的早期发展蒸汽机从科学理论上起源于对真空和大气压力的认识。1643年，意大利物理学家托里拆利（E.Torricelli）通过著名的水银柱实验，发现并测定了大气压力。1647年，法国科学家帕斯卡（B.Pascal）出版《关于真空的新实验》。（一）对真空和大气压力的认识3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1654年，德国物理学家格里凯（O.vonGuerick）在马德堡进行了关于大气压力的半球实验，这个著名的实验使真空和大气压力的概念为世人所接受。1662年，英国化学家波义耳（R.Boyle）发现了气体的体积与压力成反比的定律。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（二）第一部活塞式蒸汽机的设计1690年，法国物理学家、英国皇家学会会员巴本（D.Papin，又译为帕平）设计了第一部活塞式蒸汽机。巴本的设计以《一种获取廉价大动力的新方法》为题发表。巴本是第一个应用蒸汽在汽缸中推动活塞，第一个指出蒸汽机的工作原理，为以后活塞式蒸汽机的发展开辟了道路。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（三）第一部应用于实际的蒸汽机——“矿山之友”1698年，英国军事工程师塞维利（T.Savery，又译为萨弗里）制造了无活塞式蒸汽机——“矿山之友”，直接靠蒸汽冷却造成的真空把水从矿井中吸上来，然后再通过蒸汽将水压到更高的地方。塞维利蒸汽机第一次真正地将蒸汽变成动力，是历史上付之于实际应用的第一部蒸汽机。“矿山之友”3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（四）纽可门蒸汽机1705年，英国锻工纽可门（T.Newcomen）综合了巴本的气缸活塞和塞维利的靠冷凝蒸汽形成真空由大气压力做功的优点，制成了第一台较为实用的大气蒸汽机。纽可门蒸汽机的抽水工作机构和提供动力的蒸汽机已完全分开，这就为把蒸汽机广泛应用于其他工业领域提供了可能性。纽可门蒸汽机3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东纽可门活塞式蒸汽机结构示意图3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1769年，英国土木工程师斯密顿（J.Smeaton）对纽可门蒸汽机进行了全面改进：改造了锅炉，改进了点火、燃烧方法，重新设计了炉壁，加大阀门和管路尺寸。设计制造了一个专用铣床，不断改进零件和制造工艺，尤其是汽缸镗孔方面，使蒸汽机效率几乎提高一倍。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（三）瓦特对蒸汽机的重大改进英国仪器修理工瓦特（J.Watt）对纽可门蒸汽机进行了根本性的变革。瓦特出生于苏格兰诺克镇，没有受过系统的学校教育，18岁时被送到格拉斯哥学习仪器制造术。1763年，瓦特受命修理格拉斯哥大学从伦敦购回的一台运转不灵的纽可门机，得以仔细研究纽可门机的结构。瓦特（1736－1819）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1765年，瓦特发明了分离的冷凝器。1769年，制成装有分离冷凝器的单动式蒸汽机，并取得了专利。1774年，瓦特采用铸铣汽缸和炮筒镗床加工技术，解决了汽缸的精密加工问题，试制成功新的蒸汽机。1776年，第一台实用型瓦特蒸汽机在布鲁姆菲尔德煤矿开始实际使用。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1781年，瓦特设计了利用齿轮机构带动飞轮转动的机械装置，把活塞的直线运动变为圆周运动。1782年，瓦特又获得了两面轮流受蒸汽作用的往复式蒸汽机和利用输入蒸汽的1/2冲程膨胀做功两项重要专利，大大节约了蒸汽的消耗，提高了效率。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1783年，瓦特采用了一套连杆、曲轴传动机构制成了第一台实用的旋转式蒸汽机，同时还采用一套联动装置，造成平行运动，实现了各个进汽阀门随活塞运动的自动启动过程。1784年，瓦特获得新的旋转式蒸汽机专利。同年，英国建立了第一座以蒸汽机为动力的纺纱厂。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东到1790年，瓦特蒸汽机几乎全部取代了老式的纽可门蒸汽机。瓦特蒸汽机对整个工业技术产生了巨大影响，为整个工业提供了一种“万能的原动机”。1801～1804年，蒸汽机在棉纺织业已普遍采用，接着又迅速扩展到其他轻、重工业部门。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东

瓦特的伟大天才表现在1784年4月他所取得的专利的说明书中，他没有把自己的蒸汽机说成是一种用于特殊目的的发明，而把它说成是大工业普遍应用的发动机。

——马克思

3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1800年，瓦特入选英国皇家学会。曾经工作过的格拉斯哥大学授予瓦特名誉博士学位。1819年，瓦特在伯明翰逝世。随着生产的发展，往复式蒸汽机已经不能适应需要。19世纪后期，热力学、材料力学和冶金工业等都有了一定的发展，因而汽轮机得到了相应的发展。瓦特旋转式蒸汽机3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东三、蒸汽机时代技术的发展工作机的革新和发展，要求蒸汽机为它提供动力；蒸汽机的发明又为工作机的普遍推广创造了有利条件。工作机和蒸汽机的普遍使用，对机械的需要量迅速增长，导致机器制造工业的同步发展。工业革命是由蒸汽机和与之紧密联系在一起的其他技术的发展共同促成的。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1、迅速发展的机器制造业近代机器的产生和发展是从18世纪开始的。在近代机器产生之前，工场手工业已经培育和造就了一批熟练的手工工人，为机器制造工业提供了必要的技术基础。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东工具机和动力机的制造和改进已经为机器制造工业大发展创造必要的条件：（1）蒸汽机为机器制造业提供了强大的动力机；（2）创造了能够直接代替手工操作的机械装置。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1797年，英国机械师亨利·莫兹利（H.Maudsley）在制造带有移动刀架的车床方面，迈出了决定性的一步。刀架的发明在机床发展史上占有重要的地位，标志着金属切削加工技术发生了质的飞跃，从而为机床的全面发展创造了条件。亨利·莫兹利（1771－1831）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东19世纪初，各种锻压设备和金属加工车床、铣床、磨床、刨床、钻床、齿轮及螺纹加工机床等陆续出现。英国工程师惠特沃斯（J.Whitworth）倡导机器零件螺纹标准化，改进螺纹切削方法，制造的标准螺纹规可以测出百分之一的误差。龙门刨床、牛头刨床、钻床、锯床等相继出现，还出现了使用蒸汽动力的冲孔床、切板床等冷加工机器。惠特沃斯（1803－1887）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东2、钢铁工业的诞生与发展机器制造业的基础是钢铁业。日益发展的工业对钢铁的需要也日益增大，机器制造业的发展壮大，大大推动了钢铁工业的发展。17世纪以后，英国的冶铁业迅速发展。到1719年，冶铁业约占英国工业总产值的1/3。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1735年，英国人亚伯拉罕·达比（A.Darbey）父子发明焦炭炼铁法，将煤先炼成焦炭，降低燃料消耗。1750年，英国钟表匠亨兹曼（B.Huntsman）发明了坩埚炼钢法，炼出的钢相当纯净，被称为“坩埚钢”。1784年，英国工程师亨利·考特（H.Cort）发明了搅拌法，使用搅炼炉在铁熔化后将其搅拌成团，冷却后锻压即成熟铁。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1856年，英国工程师贝塞默（H.Bessemer）发明转炉炼钢法，约10分钟时间即可炼出10～15吨钢，大大提高了钢的产量和质量。1864年，德国工程师西门子（W.Siemens）和法国工程师马丁（Martin）发明平炉炼钢法。1879年，英国工程师托马斯（S.G.Thomas）创制碱性衬里的平炉，解决矿砂冶炼问题。贝塞默（1813－1898）西门子（1823－1883）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东3、蓬勃发展的交通运输业产业革命不仅引起社会生产方式的巨大变革，而且给社会经济结构带来深刻影响。生产日益社会化，商品经济蓬勃发展，国内外市场不断扩大，资本主义扩张和掠夺战争，成了推动交通运输业迅速发展的重要因素，同时蒸汽机的发明也为交通运输业提供了新的动力。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（一）蒸汽船1790～1794年，英国兴起开挖运河热，力图组成国内水道运输网。蒸汽机发明以后，很多人曾试图将它应用到交通运输业中去。18世纪末，首先出现的蒸汽船是以蒸汽机为辅助动力的帆船，然后出现的是以风帆为辅助动力的汽船。英国“运河之父”布里奇沃特公爵3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1786年，美国发明家罗伯特·富尔顿（R.Fulton）东渡伦敦，结识了瓦特，激发了他用蒸汽机推动船舶的热情。1807年，富尔顿在美国建造了“克莱蒙特”（Clermont）号明轮船，在纽约市的哈德逊河下水，作为往返于纽约和奥尔巴尼之间的定期班轮。“克莱蒙特”号的试航成功，标志着蒸汽动力船取代帆船的新时代的开始。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东富尔顿建造的“克莱蒙特”（Clermont）号轮船3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东在汽船的推进方式方面，一种是桨轮，另一种是螺旋桨。1843年，第一条螺旋桨蒸汽船“大不列颠”号横渡大西洋，证明了螺旋桨推进器的可靠性。1845年，英国海军部在装有螺旋桨推进器的巡洋舰“响尾蛇”号和明轮汽船“爱里克托”号之间进行比赛，结果“响尾蛇”号将“爱里克托”号倒拖过来以2.5节速度前进。19世纪美国的火轮船3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（二）蒸汽机车1800年，英国工程师特里威席克（R.Trevithick）首先研制了铁路机车，并于1800年获得专利。特里威席克研制成功适合交通运输需要的高压双发动机，还发明了烟斗排气从而可以获得充分的牵引力。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1814年，英国发明家史蒂芬逊（G.Stephenson）在继承前人成果的基础上，制造了第一台可以实际运行的铁路蒸汽机车，时速6.5公里，牵引30吨货物。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1815年，他针对第一台机车的缺点，又制造了第二台蒸汽机车“旅行者”号，速度提高了一倍。1825年，由史蒂芬逊负责勘测和修建的斯托克顿—达林顿铁路建成，“旅行者”号列车进行试车表演。1830年，另一条更重要的铁路曼彻斯特—利物浦铁路建成。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1830年，史蒂芬逊和他儿子共同制造的“火箭”号机车参加了举行的蒸汽机车大赛。此列车第一次完全采用火车头牵引，时速29公里，载重17吨，运行全程112.6公里，比赛结果荣获冠军。这预示着一个新的“铁路时代”的到来。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1834～1836年间，英国政府投入铁路修筑的资金高达7000万英镑。19世纪40年代，美、法、德、俄等国政府也着手兴建铁路。19世纪末，世界铁路里程已达65万公里，到20世纪20年代又几乎翻了一番，达到127万公里，形成了工业化时代陆路交通运输网，用力地促进了资本主义的发展。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东4、化学工业早期用酸牛奶和草木灰漂白纺织品，蒸汽纺织机产生后，迫切需要高效率的制酸和制碱技术。1746年，英国医生罗巴克（J.Roebuck）发明铅室制硫酸法，经改进后投入连续生产，由此开始了硫酸的工业化生产。1831年，英国人菲利浦（Philips）创造了铂催化剂接触制酸法。（一）制酸与制碱技术罗巴克（1718－1794）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1788年，法国医生勒布兰（N.Leblane）提出以氯化钠为原料的制碱法。1862年，比利时化学家索尔维（E.Solvey）发明了制造纯碱的氨碱法，实现了制碱工业生产连续化。到20世纪20年代，索尔维法取代了勒布兰法，成为19世纪下半叶的主要制碱法。勒布兰（1742－1806）索尔维（1838－1922）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1845年，德国化学家霍夫曼（A.W.VonHfmann）研究煤焦油染料化工技术问题，首先在煤焦油中发现了苯胺，先后合成了多种染料、香料、杀菌剂、解毒剂等，促进了德国煤化学工业迅速发展。（二）有机化学工业霍夫曼（1818－1892）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东1856年，霍夫曼的学生、英国青年化学家帕金（W.H.Perkin）在研究利用煤焦油中提炼出来的苯胺合成奎宁的过程中，意外地发现了一种自然界中没有的优良染料——苯胺紫。帕金获得专利以后，在英国建造了世界上第一个合成煤焦油染料工厂，从煤焦油中提取了大量的芳香族化合物，制成种类繁多的香料、杀菌剂、炸药、药品等。帕金（1838－1907）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东工业革命前，农业肥料主要是粪肥、种子饼等有机肥料；工业革命后，人工合成肥料也发展起来。1837年，德国化学家李比希（J.V.Hiebig）分析了土壤的化学成分，提出合成肥料理论。19世纪50年代，氮、磷、钾肥的生产技术有了很大进展。（三）农业化学李比希（1803－1873）3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东四、第一次技术革命的历史意义18～19世纪，以蒸汽机的产生和发展为主要标志的产业革命，是近代以来的一场深刻的技术革命，给社会经济、政治、思想带来了极其深刻的影响，资本主义生产方式取得了统治地位，资本主义制度在欧美先进国家取得普遍胜利。同时，资本主义生产方式的固有矛盾也日益明显地表现出来了。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（一）工业革命带来了社会生产力的巨大发展，促进了资本主

义经济的迅速增长。18世纪蒸汽机的发明，人类第一次实现了把热能转化为机械能，并且还把它扩大到电能、化学能等多种多样的能量形式，成为人类征服自然和改造自然的强大力量。蒸汽动力的广泛应用，带动了纺织工业、机器制造业、冶金工业、煤炭工业、交通运输业的飞跃发展。3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切世代创造的全部生产力还要多，还要大。自然力的征服，机器的采用，化学在工业和农业中的应用，轮船的行驶，铁路的通行，电报的使用，整个整个大陆的开垦，河川的通航，仿佛用法术从地下呼唤出来的大量人口，——过去哪一个世纪能够料想到有这样的生产力潜伏在社会劳动里呢？

——《共产党宣言》3/28/2024交通系《汽车文化》课件顾晓东（二）工业革命进一步摧毁了旧的生产关系，使资本主义制度最终确立。蒸汽机的发明和工业革命的兴起，资本主义机器大工业代替了旧的工场手工业，一系列新的生产部门相继产生，社会经济结构发生