从轮子到汽车

为了克服有轨电车的缺点，40年代又出现了无轨电车，从外形上看，它与公共汽车差不多，只是在车顶上多出2根像辫子似的接触臂，由于取消了钢轨，无轨电车必须同时使用2条架空导线才能与电车上的驱动电机构成回路。【图1】

我国最早使用电车的城市是香港，1904年7月30日电车正式在香港投入营运，当时的电车是有轨电车，车厢不设车门，由于车速很慢，乘客可以随时上下车。1912年香港又出现了敞篷双层电车，到1925年以后改成了有顶篷的双层电车。天津市也是我国较早使用电车的城市，1906年建成了有轨电车线路。1906年3月由英商开办的上海电气公司取得了上海公共租界的电车专营权，1907年成立了上海电车有限公司，并建成一条有轨电车线路，1908年3月5日上海市的有轨电车正式投入营运。以后我国的一些城市也陆续开始使用有轨电车，到了60年代以后，许多城市开始将有轨电车改成了无轨电车。

电车的配套设施虽复杂，但它不污染空气，在被冷落了许多年之后，近些年来又重新受到人们重视。尽管有轨电车显得有些陈旧落伍，然而，在世界上仍然有20多个国家的60多个城市还在使用，如我国的香港、意大利的米兰(Milano)、澳大利亚的墨尔本(Melbourne)、日本的熊本(Kumamoto)、美国的孟菲斯(Memphis)、德国的柏林(Berlin)、卡塞尔(Kassel)、奥地利的维也纳(Wien)、瑞士的伯尔尼(Bern)和芬兰的赫尔辛基(Helsinki)等，这些城市的人们并不认为有轨电车已经落伍。许多城市还对电车的轨道、电缆、电机、车身等进行了一番改造，使有轨电车的性能和乘坐的舒适性都有了很大的提高，行驶的速度可达100公里/时，一改从前那种慢慢吞吞的邋遢形象。

城市的发展使得地面交通变得越来越拥挤，严重地困扰着城市里的人们。19世纪中叶，英国法官查理斯在处理一桩城市交通纠纷案时，提出了铺设地下铁路的设想，受到政府的重视，指派专人对地下铁路的可行性进行了认真的研究。1863年1月10日，世界上第一条浅层地下铁路在伦敦建成投入营运，线路全长6公里，从威廉王街到斯托克威尔。最初使用蒸气机车来作牵引车，结果弄得地下隧道空气浑浊，甚至还熏死了乘客。从1890年起改用电力机车牵引，成为电气化地下铁路。

以后美国及欧洲的其它一些大城市也都开始兴建地下铁路线，我们今天所看到的“地铁”都是由电力机车来牵引的。它的载客量大，起动速度快，噪音小，并且没有污染，保持了地下通道的洁净，是一种很有发展前途的城市交通工具。为了降低地下隧道的净空高度，减少土石方工程，地铁采用了第三轨来实现对电力牵引车的供电，所以在地铁站台上都有醒目的标志警告旅客不要跳下站台进入轨道，以免发生触电的危险。【图2】

现在世界上已有90多个城市建有地铁线路，总里程达6000多公里。其中美国的纽约以及地铁发源地的英国伦敦是世界上地铁网最发达的城市，其线路的总长度都在400公里以上，每天运送乘客达100多万人次。今天的地铁已成为现代都市中一种最为便捷的公共交通工具，全世界每年有几十亿人次在地铁中流动，为缓解城市交通的拥挤，分散地面客流起到了十分重要的作用。

由于地铁的快捷准点，载客量大，所以深受大众欢迎，但是地铁的建设投资规模庞大，工程技术要求高，施工难度大、周期长，令许多中、小城市望而怯步。我国的北京、上海、天津和广州4大城市都修建了地下铁路，已建成的地铁线路总长度约70公里，还有一些城市正在积极筹备投资开发地铁。

前面所谈到的对电能的利用，靠的是发电厂从电缆中输送来的电能，还有一种获得电能的重要途径，这就是可以贮存电能的蓄电池。蓄电池曾对汽车的发展产生过重大的影响，并且直至今天还在扮演着重要角色。

1796年意大利著名物理学家阿纳桑多・伏特(Anesandro Volta)做了一个试验，他将铜片和锌片用浸透了盐水的纸隔开，再用导线联接2块金属片，便会有电流流出，这套试验装置被称为“伏特电池”。由于伏特在电工学方面有许多重要的贡献，后人为纪念这位伟大的科学家，便将电压的单位用“伏特”来命名，以字母“V”表示。

不过当时伏特发明的那种电池是一次性电池，只能放电，不能再充电，电放完了电池也就没用了。现在我们汽车上广泛使用的铅―酸蓄电池最初是由法国化学家加斯顿・普兰特(Gaston Plante)在1859年发明的，后来经过了许多人的不断改进后，铅―酸蓄电池才最终成为一种效率较高，而价格低廉的实用型可充电电池。

铅―酸蓄电池的负极板采用纯铅板制作，正极板的外部附有二氧化铅，在放电时发生化学反应，极板转化成硫酸铅。充电时则是逆反应，硫酸铅重新还原成多孔铅和二氧化铅，这种循环可以多次反复进行。

铅―酸电池的出现，为汽车开辟了新的动力源，立刻受到了人们的重视，许多人把注意力集中在研究电动汽车上。1873年英国的罗伯特・戴维逊(Robert Davidson)首先利用蓄电池组试制出了电动汽车，1890年美国的安德鲁・里克(Andrew L. Riker)也造出了一辆三轮电动汽车，时速可达13公里，能连续行驶48公里。此后电动汽车十分迅速地发展起来，制造技术也有了很大提高。在1898年法国举行的汽车爬坡比赛中，由美国人驾驶的电动汽车竟把蒸气汽车和刚出现不久的汽油汽车都抛在了后面，一举夺魁。1899年电动汽车创下了106公里/时的汽车速度纪录，在一个时期内，创汽车速度纪录的几乎都是电动汽车，这使电动汽车的名声大振。 【图3】

从19世纪后期到20世纪的前10年，是马车、蒸气汽车、电动汽车和汽油汽车并存的时期，汽车代替马车的趋势逐渐明朗，但3种不同动力的汽车仍在进行着一番较量，一些汽车制造商对三者的前景也无法估计，只好同时生产装有不同动力装置的汽车。(待续)