自行车发展史

黎明

一、自行车简介

     自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个车轮的陆地交通车辆，俗称自由车、脚踏车或单车。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。
     1818年，德国的德赖斯发明木制、带车把的两轮自行车,靠双脚蹬地行驶；1839年，苏格兰的麦克米伦制成第一辆由曲柄连杆机构驱动后轮的铁制自行车，用脚蹬踏板行驶；1861年，法国的米肖父子发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车，并于1867年在巴黎博览会上展出，曾一度掀起自行车热。
    1869年，英国的雷诺首先用辐条来拉紧轮辋，用钢管制成车架，并首先在轮辋上装上了实心的橡胶带，使自行车的重量大大减轻；1874年，英国的劳森开始在自行车上采用链条传动结构，但此时自行车仍是前轮大后轮小。
    1886年英国的斯塔利在自行车上装上车闸，使用滚子轴承，又将前轮缩小，使前后轮大小相同，并将钢管组成菱形车架；1888年，英国的邓洛普成功地将充气轮胎应用在自行车上，显著地提高了自行车的骑行性能。
    1925年世界自行车产量已达200万辆，其中英国占50％，成为当时主要的输出国。其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。
    1884年，中国出版的《申江胜景图》首次记载了中国开始出现骑自行车的情景；1897年，中国开始从英国进口自行车；1937年日本人在中国上海、天津和沈阳三地先后开设自行车厂，但产量极微；1949年中国自行车年产量只有1.5万辆；至80年代，中国共有自行车制造厂60余家,自行车零部件厂千余家，基本上形成了完整的生产体系。
    自行车的品种繁多，可以按不同的方法分类，如按用途可分为载重车、普通车、 轻便车，运动车和竞赛车等；按使用对象可分为男车、女车和童车；按车轮直径大小可分为28英寸车、27英寸车、26英寸车等；按车架等主体部件的用材可分为碳钢车、合金钢车、铝合金车等；按车架的结构可分为杆叠车、可拆卸车和整体车等；此外还有双人串列、健身、杂技等特种自行车。
    自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成，根据需要可增加一些附件。四个主要部分又可分解为车架、前叉、前叉合件、车把、前轴、中轴、后轴、曲柄链轮、脚蹬、飞轮、车轮(包括轮辋、车胎、辐条)、链条、鞍座、车闸、车灯、车铃、反射器等部件。装有变速机构的运动车和竞赛车还装备变速控制器、前拨链器和后拨链器等。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、挡泥板等。
    车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等组成。前后轮中心距上、前叉倾斜角和前叉伸距堤自行车的主要参数。
    车架是用普通碳素钢管经钎焊而成的菱形桁架结构，车架具有足够的强度，可以承担骑行者和运载货物的重量，以及来自地面的冲击力；前叉通过有上下两组滚珠轴承的前叉合件与车架相联接，前叉在车架上可以灵活转动；车把通过车把中心的斜楔式螺母，用旋紧把心丝杆的办法固定在前叉的主管内，使之与前叉联接成一刚性的转向机构，以提供良好的操纵性能；鞍座通过一根鞍管与车架刚性联接，以承受人体的全部重量，鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。
    传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动脚蹬，带动曲柄作回转运动，由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。一般自行车的传动速比是固定的，即行程是一个定值。较高级的和特殊需要的自行车都装有不同形式的变速传动机构，常见的有中轴变速、传动链变速和后轴变速三种。
    行动部分由前后车轮，通常由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性；轮辋和轮胎的重量一般尽量减轻，以使骑行轻快；轻质轮辋用铝合金制造，轮辋通过辐条与前后轴联接。
    安全装置主要是指制动器，即车闸，其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸是保证骑行者人身安全的重要装置，车闸的种类繁多，基本上分为轮缘闸和轴闸两类。轮缘闸是通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等，直接将高摩擦系数的闸皮压向轮胎或轮辋，以使车轮制停的机构；轴闸是用各种方式来制停轴壳的机构，这种车闸不受轮缘不正的影响，制动过程柔和平稳。
    照明和反射装置是自行车夜间安全行车的重要装置。照明装置利用蓄电池或发电机为骑行者照亮前方道路，有一定的照明亮度要求；反射装置是一种防护装置。受其他机动车辆的前灯照射时，它能反射出光亮，提醒对方注意。
    自行车正向着轻(重量轻、骑行轻)、新(多品种、新款色、能拆卸、可折叠)、牢(高强度)、廉的方向发展。自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。
    例如：娱乐、体育锻炼和竞技用的越野性自行车，强度高、轮径小、轮胎断面粗、胎面带有大齿爪、不怕撞、不怕摔、越野性能好，已成为广大青少年喜爱的体育用品；成年人野外旅游用的山地式自行车使用条件更为宽广，因此就要求更为轻便、耐用，还要装有变速装置；高速公路竞赛车则向流线型和更轻重量方向发展。

二、自行车发展史

      马匹是最早一批被人类降服的动物。人一旦跨上它那宽阔的脊背，就能以最省力最舒适的方式走遍大地。但马又是需要相当的技巧才能被驾驶的动物之一，而人很快便发现让马拉动的方式比爬到马背上去驾驭要轻松省力得多，于是，便有了轮子，而后出现了四轮马车。四轮马车的确是个不小的发明，但人类的智慧自然远不止这些，于是，使有了人类历史上两轮的诞生——— 法国人西夫拉克在一个下雨天，在街头浸步时 被经过的四轮马车溅了一身泥，这一溅使他突发奇想：四轮马车这么宽，应当把马车顺着切掉一半，四个车轮变成前后两个车轮……于是，1791年第一架代步的“木马轮”小车诞生了。
      这辆小车有前后两个木质的车轮，中间连着横梁，上面 安了一条板凳，像一个 玩具。(如图1) 刚刚出现的新东西肯定不是那么完善。这辆“木马轮“既没有 传动链条，又无转向 装置，自然需要改进。
      到1818年，一个德国看林人叫德莱斯的，也是偶尔的一个想法，也制做了一辆木轮车，样子跟西夫拉克的差不多，不过，他在前轮上加上了一个控制方向的车把，可以改变前进的方向。但是骑车时依然要用两只脚蹬地，才能推动车子向前滚动。当时的德莱斯骑着他的”小马崽”上路试验时，遭到不少人的嘲笑。新东西的出现总会被这样或那样的传统势力所嘲笑，但人类的发明者永远不会因这些嘲笑而停止。1840年，英格兰的铁匠麦克米伦，在德莱斯发明的“小马崽”的基础上，进行了改进。他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制．前轮大，后轮小。这样一来，人的双脚真正离开了地面，由双脚的交替踩动变为轮子的滚动。1842年，麦克米伦骑上这种车，一天跑了20千米(如图2)。
     到1861年，法国的米肖父子．在前轮上安装了 能转动的脚蹬板，车子的鞍座架在前轮上面。他们把这辆车冠以“自行车“的雅名，并1867年在巴黎博览会上层出，让观众大开眼界。(如图3)
     再后来便有英国的雷诺采用钢丝辐条来拉紧车圈 作为车轮(见图4)。
     从西夫拉克一直到雷诺，他们制做的自行车与现代自行车差别较大，真正具有现代化形式的自行车是在1874年诞生。英国人罗松在自行车上别出心裁地装上链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然不够协调与稳定。(如图5)1886年英国的机械工程师斯塔利，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，前后轮大小同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路，因此他被后人称为“自行车之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了(如图6)
     人类的智慧真是无所不在。1888年，爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，将自家花园用来浇水的橡胶管粘成圆形并打足气装在自行车上，这是充气轮胎的开端。充气轮胎是自行车发展史上的一个划时代的创举不但从根本上改变了自行车的骑行性能，而且完善了自行车的使用功能。从1791年到1888年，摩托车的始祖——自行车的发明和改进，经历了近100年中这些发明者的不懈奋斗。我们不得不为人类的发明创造所感动。

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