車輪
車輪是人類在搬運(yùn)東西的勞動(dòng)實(shí)踐中逐漸地發(fā)現(xiàn)的。隨著武器及生產(chǎn)工具的改進(jìn),獵取的東西多了,把他們運(yùn)到目的地就困難了。于是,有人就想出了主意,從地上揀了幾根折斷的粗樹枝,用藤蔓將這些樹枝連接在一起,然后把獵物放在上面,雙手抓住兩根長(zhǎng)樹枝拖著走,這比用肩扛背馱輕快多了。也有想到用一根木棒,一端扛在肩上,另一端在地上,把重物吊在木棍中間拉著走,這也比用手搬運(yùn)省力。還有人把兩根棍并排起來(lái),中間系一塊布,雙手持兩棍端,另一端在地上拖著走。
車輪的起源
上述這些,就是人們最初發(fā)明的一種“輕撬”,它的特點(diǎn)是借助滑桿在地上滑動(dòng)的。當(dāng)時(shí)在幾乎沒有道路的荒原山上拽這種橇仍然是很困難的。有一天,狂風(fēng)大作,有人發(fā)現(xiàn)在風(fēng)的吹動(dòng)下,圓滑的石頭或圓木滾動(dòng)的比別的東西快。這個(gè)自然現(xiàn)象給人們很大啟示,人們用石斧把圓木截短,并把砍下的兩端圓木在中間個(gè)鑿一個(gè)圓洞,再在洞里穿上一根細(xì)一點(diǎn)的木棍把它們連接起來(lái)。這樣,一種滾子橇被制造成功了,用它拖東西比過去那種輕橇又輕快多了,這種滾輪出現(xiàn)于公元前2000年左右。當(dāng)用這種滾輪裝運(yùn)太重的物品時(shí),就會(huì)被壓裂,因此,后來(lái)人們又想到這種輪子套上銅箍或鐵箍。相傳大約在公元前3000年,中亞地區(qū)就已經(jīng)使用帶輪的車,但當(dāng)時(shí)文明發(fā)達(dá)的埃及并不知道,仍是用滾木為輪拖運(yùn)貨物,公元前1600年時(shí),北方的海克索斯人用馬拉戰(zhàn)車進(jìn)攻埃及,使埃及人大吃一驚。從此,埃及人也開始使用帶輪的車。并首先使用了輪輻和輪緣來(lái)加固車輪。不過當(dāng)時(shí)還都是木制的,后來(lái)隨著鋼鐵的出現(xiàn),木輪發(fā)展成為鋼制輪,外加橡膠輪胎,內(nèi)充空氣,車輪日臻完善。
車輪的發(fā)展史
通常輪子被視做人類最古老、最重要的發(fā)明,以至我們經(jīng)常把它和火的使用相提并論。實(shí)際上,人類馴服火的歷史超過150萬(wàn)年,而開始使用輪子只有區(qū)區(qū)六千載光陰。
在掌握鋒利而堅(jiān)固的工具以前,人類是不可能擁有輪式車輛的。用石器工具難以將木頭加工成合適的圓柱形,更不必說復(fù)雜到帶輻條的輪子了。所以,車輪的出現(xiàn)只能是青銅時(shí)代以后的事情。
路威對(duì)輪子起源的觀點(diǎn)也是大多數(shù)考古學(xué)家的觀點(diǎn),但新的考古發(fā)現(xiàn)往往顛覆陳舊的理論。德國(guó)Flintbek巨石墓下的車轍是公元前4800-4700年間留下的。在波蘭Bronocice發(fā)現(xiàn)的帶車形圖案的罐子被定位在公元前4725年以前,但是對(duì)該地層的七次碳-14測(cè)年傾向于公元前4610-4440年的結(jié)論。而近東出現(xiàn)輪式運(yùn)輸工具的最早證據(jù)是美國(guó)考古學(xué)家Baldia在位于敘利亞的晚期Uruk遺址發(fā)現(xiàn)的。那里出土了一個(gè)帶有輪子的模型和“貨車”的壁畫。這些東西是先民在距今6400-6500年前留下的。
所以,輪式車輛很可能是在歐洲與出現(xiàn)的,而后才傳到近東,或是由東方人再次發(fā)明。
車輪的進(jìn)化
讓我們暫且不管考古學(xué)家的爭(zhēng)論,先來(lái)看看他們的共識(shí)有哪些:
車輪的前身是制陶用的輪子,古人用它可以成批制作陶器[01在陶輪上制作陶器],這是人類最早的工藝品和容器。最簡(jiǎn)單的陶輪只需一對(duì)盤形的車輪,輪盤之間裝一根軸,軸直立豎放;陶工一面用腳旋轉(zhuǎn)下面的輪盤,一面用手將柔軟的粘土置于上面的輪盤中,塑捏成形。
美索不達(dá)米亞最早的輪子只是一些圓形的板,和軸牢牢地釘在一起。到公元前3000年時(shí),已將軸裝到手推車上,輪子不直接和車身相連。以后不久,又出現(xiàn)了裝有輪輻的車輪。這種原始的手推車雖然笨拙得很,但比從前一直使用的人的肩膀和馱獸(通常是驢子)要好得多。
車輪還很早就用于制造戰(zhàn)車。這種戰(zhàn)車先是用來(lái)沖入敵陣,迫使敵人潰散;后來(lái)又當(dāng)作戰(zhàn)臺(tái)使用,戰(zhàn)車兵可以站在戰(zhàn)車上朝敵人擲標(biāo)槍,殺死敵人。
車輪的作用
也許車輪的最偉大作用是使人可以搬動(dòng)大大超過自身重量的物體。
在陶輪上制作陶器輪子最普遍的用途是運(yùn)輸。在車輪發(fā)明以前,古人要借助滑撬搬運(yùn)重物。最簡(jiǎn)單的滑撬就是一個(gè)斜面,復(fù)雜一些的還會(huì)在重物下墊幾根滾杠——古埃及人就是用這種方法把巨大的石料堆成金字塔的。雖然古埃及人更應(yīng)該受滾杠的啟發(fā)而發(fā)明車輪,但最早使用車輪的卻不是古埃及人。
車輪的影響
車輪使用促成的技術(shù)進(jìn)步與相應(yīng)的影響深遠(yuǎn)的制度變革相伴而行。人口的增長(zhǎng)使某些村落得以發(fā)展為由新的宗教顯貴及后來(lái)的軍事首領(lǐng)和行政首腦統(tǒng)治的城市。城市的出現(xiàn)之所以可能,是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率增長(zhǎng)使食物有了剩余,能夠供養(yǎng)新產(chǎn)生的祭司階級(jí)、士兵和官吏。這一發(fā)展過程不是突然的或單方面的。近來(lái)有不少人展開爭(zhēng)論:究竟是技術(shù)變革決定制度變革,還是制度變革決定技術(shù)變革?這使人聯(lián)想起關(guān)于人類進(jìn)化的一個(gè)早期階段的爭(zhēng)論:是否先有了人的大腦,然后才創(chuàng)造出人類文化,包括語(yǔ)言和工具制造?現(xiàn)在大家已一致同意,前者與后者相互作用,語(yǔ)言和工具制造是大腦發(fā)展的原因,也是大腦發(fā)展的結(jié)果。看來(lái)技術(shù)變革和社會(huì)變革也是如此,先是相互作用,最后促使城市革命和文明到來(lái)。新石器時(shí)代的耕種者向居統(tǒng)治地位的顯貴們提供剩余物品,從而由部落成員轉(zhuǎn)為農(nóng)民,并不是由于他們從某個(gè)時(shí)候起同意這樣做,或被迫這樣做;相反,這是一個(gè)逐步發(fā)展的過程,在這一發(fā)展過程中,原因和結(jié)果相互作用、密切關(guān)聯(lián)。
輪子概念的出現(xiàn)
任何簡(jiǎn)單而意義深遠(yuǎn)的發(fā)明都不是憑空出現(xiàn)在人們的腦海中的,必然有什么現(xiàn)象觸發(fā)了靈感。正如古人見到水里漂著的木頭而想到獨(dú)木舟一樣,車輪的發(fā)明也可能是受到了一些自然物的啟發(fā)。《淮南子》中說我們的祖先“見飛蓬轉(zhuǎn)而知為車”。“飛蓬”是一種草,其莖高尺許,葉片大,根系入土淺。一有大風(fēng),很容易被連根拔起,隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)。古人可能就是受到這個(gè)現(xiàn)象的啟發(fā),發(fā)明了車輪和車軸。與魯班受鋸齒草的啟發(fā)而發(fā)明鋸子的傳說一樣,這種說法很可能也是一個(gè)傳說而已。因?yàn)檩喿釉谧匀唤缡怯性偷摹?/font>
原始民族曾經(jīng)普遍地崇拜過天空中的日月。古人一定認(rèn)為它們擁有最完美的外形——直到古希臘時(shí)代,哲學(xué)家柏拉圖也還認(rèn)為球體是最完美的形式。也許新石器時(shí)代的先民在制作器具時(shí)很自然地會(huì)模仿太陽(yáng)和月亮的形狀。當(dāng)他們偶然發(fā)現(xiàn)制成的圓盤狀物體可以在轉(zhuǎn)動(dòng)中保持形狀不變時(shí),他們就有興趣進(jìn)一步發(fā)掘它的用途。
車輪與自然環(huán)境
車輪之所以是一個(gè)相對(duì)晚出現(xiàn)的發(fā)明,是與先民身處的自然環(huán)境分不開的。距今一萬(wàn)年前,陸地的大部分都被冰川覆蓋。如果那時(shí)有什么東西能稱得上是“交通工具”的話,這個(gè)殊榮非雪橇莫屬。在叢林和沙漠中,車輪毫無(wú)實(shí)用價(jià)值——即便出現(xiàn)過,也被密林遮掩下的羊腸小路和滾滾流沙淘汰了。中美洲的阿茲特克人就沒有使用過輪式車輛,有趣的是,他們卻制作了大量的有四個(gè)輪子的動(dòng)物泥塑。
再如愛斯基摩人。他們生活在冰天雪地中,不但沒有無(wú)合適道路,連木材也缺乏。車輪顯然沒法再這種環(huán)境中出現(xiàn)。
在其它地區(qū),輪子最先也不是以運(yùn)輸工具的面目出現(xiàn)的。從公元前2900年的一座匈牙利墓穴中出土的車形陶杯和世界其它地區(qū)的文物顯示,有輪車輛最早只在儀式和禮儀場(chǎng)合使用。
即便有了車輛,沒有合適的畜力也是枉然。缺乏牽動(dòng)車輛的馬匹也是制約阿茲特克人發(fā)明車輪的因素之一。遠(yuǎn)在公元前15000年以前,石器時(shí)代的狩獵者就給馬匹套上了籠頭。那時(shí)人類剛剛馴化馬不久。
車輪在中國(guó)
據(jù)英國(guó)科學(xué)史家李約瑟考證的結(jié)論,約在四千五百年到三千五百年前,中國(guó)出現(xiàn)了第一輛車 子。而《左傳》中提到,車是夏代初年的奚仲發(fā)明的,如果記載屬實(shí),那是四千年前的事情。在殷代(距今三千多年前)文物中,考古學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了殉葬用的車,當(dāng)時(shí)的車子由車廂、車轅和兩個(gè)輪子構(gòu)成,已經(jīng)是比較成熟的交通工具了。
中國(guó)古代有傳說是軒轅黃帝把木頭插在圓輪子中央,使它運(yùn)轉(zhuǎn),因而造成車輛。但鑒于歸功于黃帝的發(fā)明實(shí)在太多,我們也不能輕易把這個(gè)說法當(dāng)真。
古代的輪子如何工作
以埃及的戰(zhàn)車為例。這些戰(zhàn)車具有帶輻條的車輪,輪上裝有堅(jiān)固的箍,并且車輪用鍥子緊緊釘在軸上。車箱、車轅和兩副挽具證明了同樣的技術(shù)。
如果我們想從在埃及戰(zhàn)車或羅馬戰(zhàn)車的創(chuàng)造者那里所看到的那種精細(xì)活計(jì)探求人類發(fā)明帶輪車的過程,那是沒有什么益處的。但是,常常有這種情況:能夠找到一些制作粗糙的物品,而這些物品就好像是技術(shù)之早期階段的再現(xiàn)。古代最簡(jiǎn)陋的鄉(xiāng)村大車,用兩個(gè)幾乎一英尺厚的圓形木作車輪,是用橫斷的樹干做成的,同時(shí),這些圓形物,或者叫車輪,不是在軸上旋轉(zhuǎn),而是固定在軸上。車軸安放在特制的木框內(nèi),或者是在兩塊窄木板內(nèi),或者是穿在車底上的環(huán)孔里,同它的一對(duì)輪子一起轉(zhuǎn)動(dòng),就像小孩兒的玩具車那樣。有趣的是,在條件已經(jīng)改變的情況下,鐵路車輛的制造者們又恢復(fù)了這種構(gòu)造。
在像葡萄牙這樣一些國(guó)家里,到現(xiàn)在還可以看到軸和車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的古典車子。于是可以設(shè)想:類似的大車說明,帶輪的車是怎樣發(fā)明的。最初用的是軸,或滾子,是用它們來(lái)滾動(dòng)大石頭或其他巨大的重物。我們可以想象,用光滑的樹干或圓木做的這類滾子,起初是這樣完成的:把它的中間部分削細(xì)一些。于是,它就變成了一個(gè)兩端帶著寬圓滾的軸。我們猜想,軸是處在某一種最簡(jiǎn)陋的梁木架下,并在架下轉(zhuǎn)動(dòng)的。于是我們就有了一輛最簡(jiǎn)單的想象中的帶輪車。完全可能,類似關(guān)于車的第一個(gè)概念出現(xiàn)之后,輪就開始單獨(dú)制造,并把它固定在一個(gè)活動(dòng)的軸上,裝上了輪箍。后來(lái),有了輕便的車輪和光滑的輪座,于是車輪就在不動(dòng)的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)了。當(dāng)然,所有這些,無(wú)非是一種想象,但是,無(wú)論如何,它使我們的頭腦完全清楚了車的本質(zhì)。
汽車車輪的組成和構(gòu)造
車輪是介于輪胎和和車軸之間所承受負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)組件,通常由兩個(gè)主要部件輪輞和輪輻組成(GB/T2933―1995)。輪輞是在車輪上安裝和支承輪胎的部件,輪輻是在車輪上介于車軸和輪輞之間的支承部件。車輪除上述部件外,有時(shí)還包含輪轂。
分類:
1.按輪輻的構(gòu)造:車輪可分為輻板式車輪和輻條式車輪
。
2.按車輪材質(zhì):可分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車輪。
3.按車軸一端安裝一個(gè)或兩個(gè)輪胎:可分為單式車輪和雙式車輪。
現(xiàn)在,轎車和貨車上廣泛采用輻板式車輪。此外,還有對(duì)開式車輪、組裝輪輞式車輪、可反裝式車輪、和可調(diào)式車輪。
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