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本期主题:电动车


中国自制电动车之构造及缘起

《道路月刊》1922 年第 3 卷第 3 号

作者:胡国光

电动车亦名电卡,或曰蓄电车,因以蓄电池为原动力,故名。夫蓄电与汽车,本有密切之关系,与汽油二者,同一不可缺少,有汽油而无电力,则引擎不能成立,盖汽油自身,不能使引擎发动,而汽缸内混有空气之汽油,必借电力之火花燃着,始发生动力,电力燃烧作用,实为汽车之重要部分也。

汽油无电力,固属不能成立,而电力无汽油,实足以独立而有成。自蓄电池之构造完备以来,欧美学者,早拟以蓄电池代汽油为原动力,屡年试验,结果殊佳,兹则欧美市上,电卡已风行一时,近来我国,亦渐有输入,其驾驶之简易,驰行之安全,维持之便利,费用之节省,将必取各车之地位而代之。

我国自电动车输入,睹之者莫不欲购乘,惟其价值过昂,不无稍阻其用,鄙人不揣绵薄,当以仿制零件及电动车为职业,数年研究,粗有所得,前者曾以所制之蓄电池,供交通部无线电台及海军部军舰之用,成绩甚著,今兹问世,亦颇为社会所欢迎,近复制造电动车一种,因初制,暂从小者入手,渐及五人坐,七人坐之大车,其构造,分为三部:一、蓄电池。二、马达。三、车身。车身与寻常汽车无异,车之前后装蓄电池,外面观之,全无异状,马达装于坐位之下,有地轴一支,由马达接于车轮之轴,坐位之前,有电闸二,一司快慢,一司进退。快慢者,前推则速行,每小时可十五英里,后扳则缓进,每小时可八英里。司进退者,前推则前行,后扳则后退,转弯则有手柄,停车则有是止扳,而电闸于直立时,亦可停车,每充电一次,可行五十英里。鄙人因便利用者起见,复自制充电机一种,购车者于电力用用罄时,仅需一举手之劳,如风扇塞子插入电门,数时后,电力充足,拔去塞子,即可驶行矣,此自制电动车之构造大略情形也。

以实用论,汽车远不及电动车之便利,汽车内装引擎,机件复杂,若发大机(理论派按,可能是发动机,印刷错误写成了发大机),若挞火,若汽缸,以及种种零件,均易损坏,动需修理,而每修理一次,需时费钱,殊足令人生厌,电车则绝无斯弊,实可长年不必注意也。且汽车内加水,于冬季恒有因冻结而致爆裂者,此为一般人所共知,亦为汽车之一大缺憾,至于用费,单汽油一项,每月必须数十元,而同大之电动车,仅需六分之一电费,其节省实有天壤之别,鄙人所制双坐之小式电动车,每月仅续电费数元,较人力车而尤廉也,电动车告成,因志数言于此,海内贤达,幸垂教焉。

作者介绍(理论派按:这是原文附录,作者介绍四个字是站长所加)

胡君国光,字曼云,江苏江都人,本会会员也。毕业于上海留美预备学校,及交通部电报专门学校,历充扬州丹徒旅扬公学,南京上江旅宁实业中学教员,福建镇抚使行署电务员,川粤汉铁路督办总共所电务总管,南京省公署电气审查员,交通部电池厂厂长兼工程师,现任大东电池厂暨中国电动车及蓄电池厂工程师。民国八年,奉交通部派赴日本考察电气事业,发明各种干电、湿电、炭精蓄电池等,供给全国电报电话,以及无线电台之用,得有农业部奖状奖章,上海商品陈列所优等奖章,兹复创造电动车及改流机,其所制自动车图样,刊在图书栏,至制造厂,则在上海北西藏路十四至十五号,注重电气事业及热忱国货人士,欲研究或购车者,可按地址而往也。

——编者附志


电动车

《工业杂志》1922 年第 10 卷第 7 期

美国 Fred M. Kimball 原著/钱凤章译(理论派按:此为外国人作品,描述的是美国的情况)

朔自潭文保(Thomas Davenport)于一八三七年创制电车,潘祺(Benjamen Page)继之,其形状之粗陋,电力之薄弱,不适于用,今则形同汽车,美丽悦目,稳固,且速,偶于夕阳斜射之时,出设公园路上,光耀夺目,犹足令人愉快,运货电车,增用日多,其运费之低廉,效用之广阔,裨益于商业,前途甚多也。

此车之计划,非当时潭文保个人之心思,远识之士,富于科学智识者,见此十九世纪初页之新事业,希望无穷,莫不起而谋划,思造成一种电车,行动无声,清洁美丽,易于构造,而亦易于驾驭,苟能御马车者,必能御此新奇之车,然许多电气路车,继潭文保与潘祺而造,其试验结果,皆不能使之实现于市上,迨蓄电池(Storage Battery)之进步。而电力供给问题始解,盖前此吾人所用者,普通电池(Primary Battery),其中量与价格,均甚浩大,而其能力(Capacity)与效率(Efficiency)均甚低小,此失败之原因也,蓄电池已进步,新工作复起矣,务使电动车,构造简易,功用可靠,而经常费可与马车争胜,载客运货均当一概论之。于是工程师与发明家如 Morris and Salone, Riber, Maxim and Woods 各致力以制造。彼等之车,大抵计划精确,构造完美,各得一时之盛,由此经验,吾人断定电动车必能实现于世,惜时期未成熟耳,困难之点,如构造、价格、重量、功用与贮电于蓄电池,各各限制电动车之发展也。

至最近九十次之试验,此等车辆,日渐坚固可靠,而其经常费可与马车相较,公众始注意之,当时电气公司,见贮电于电车蓄电池之进欤,渐有希望,与国中贮电器之不敷所用,彼等谋扩张其企商与进欤,渐行试用电动车,而贮电器,有时亦备贮电所,然彼等对于此新事业之趣味与工作尚未起色,至千九百年,国中三四大电气公司,如纽约(New york),波斯敦(Boston),支加哥(Chicago)与菲城(Philadelphia)更加注意。而此新事业始有兴旺之望矣,当此新工业日渐企发,机车制造家竭力计划,谋其出品之精良,而制造蓄电池者,见彼之出品可供电动车之原力,竭力革除其弱点,以求应用,至千九百〇一年,爱迪生(Thomas A. Edison)于新式蓄电池之工作闻于世,而电动车又得别开生面,重振旗鼓矣。

时汽油(Gasoline)客车与运货车,发达已极,足证马车将不适于今日世界,盖汽车非特运载重大货物,并速率效固俱能增高,其最显之利益,则汽车占据较小之地位,无论行于道路,停于货场或船坞,而运载货物于极小地位中,准确多矣,然电动车之所以不能企发,其故惟何?(一)贮电器之希少与不便。(二)制造太少,价格较高。(三)欲表显此车之效用,而使其销路广阔,为费太大。(四)此车功用之范围未能精确明了。换言之,此车适合于何次用途,未能确切断定。昔年之错误,则在商人滥售此车,不论其能否适合此次用途。更进而言之,适宜而便利之贮车所殊为缺乏。盖汽车可任意停于仓廪之中,而电动车则不可不停于贮电器易得之地,苟只有一车而不能得公共之贮车所,其自备贮车所之费用甚大,则完全置备费中将增此较大之一项矣。有此原因,人皆不愿购此电车,即备车甚多之商人,亦不愿自造贮车所,以其费用太大也。然此十年中,情形大变,电动车之功用,日渐表彰,其限制日渐消减,构造费与售价减低数次,而公共贮车所已经建筑,可供公私电动车之停贮,可移动之贮所则置于市中,备有较廉之贮电器,故目今停贮与管理电动车已形简单而低廉矣。由此经验,吾人了然知此车之用途矣。苟欲计划而制造一电动车,与汽车之速率相拮抗,殊为易事,但因哩数之限制,商用之不适,故常途车辆与速率者留与汽车制造家,但平常速度,在每时二十哩至二十五哩,路程不过每次贮电六十哩,而时多停顿者,则电动车得其用矣。在此范围中,此车有下项数种利益:电动车较相称之之(理论派按:此处两个之为原文如此,按说文理不通,不过实录如此)汽车能省费百分之二十五或三十,其机械与构造简单,不易损坏,而免火警,审察,加油,清理等,易为而价廉,而于狂风暴雨中,此车更为可靠,要之此车不需十分留意,而维持费较少也。

今日电动车之精确调查表均未完满,而车之注册者亦寥寥无几,然留意计算各种纪录,如路局执照,电动车,蓄电池,马达与各种机械制造厂,统计国中现有九,三〇〇至九,六〇〇商用电车,一九,五〇〇至二〇,〇〇〇电气客车,二,三〇〇至二,四〇〇蓄电池车头(Storage Battery Locomotive)与八,五〇〇至八,五〇〇实业运货车而此二九,〇〇〇之电气路车每年需电八〇,〇〇〇,〇〇〇至八五,〇〇〇,〇〇〇基罗瓦特时(Kilowatt-hours),苟吾人以乘为嬉,则电动车平稳无声,美丽可观,非他车之所能及,苟于范围内而商用之,亦甚可靠,夫汽油与火油之供给有限,而电气之供给无穷,吾人年得电力于瀑布与煤炭之燃烧,其量则年有增进,要之,电动车有此利益,并其功用之可靠,构造之简单,驾驭便利,坚固耐用,及经常费与行驶费之低廉,均足证其将来无穷之发达。此车已得世人之信仰,必能日增其效用,但非谓必能应用于各种事业,乃断定此车必为运输最优之车也。


运到电动卡车

《首都电厂月刊》1932 年第 14 期

本厂外线工程颇忙,区域又广,致旧有卡车二辆,不敷调遣,惟汽油逐步涨价,卡车费用加贵,殊不经济。本厂乃决定购置电动卡车,不用汽油,用蓄电池及电马达,蓄电池可于夜间充电,足供明日一日之行程,驾驶开动极便利,震动亦减少。此种电动卡车,英美德国均有制造,本厂系向英国 ELEOTRICAR 厂订购一辆,可载重量一吨半,于上月运到京,刻正在装配车身。除该车外,又有充电用之马达发电机一座,另备蓄电池一套,综共计英金一千余磅,约合国币一万六千元,惟汽油一项节省每年可五千元,亦减少漏卮之一道也。


灵便的电动自行车

《导光》1936 年第 4 卷第 10 期

这种电动的自行车,动作灵便,费用经济,每行一百英里,只用汽油一加仑。它按装着一件半匹马力的马达。每小时行二十五英里,长八十英寸。右面的脚踏板,节制着停止机关,左面的脚踏板,节制着发动机关。车轮虽然略小,座位却极适宜。


装设风车的电动汽车

《新科学》1941 年第 4 卷第 4 期

作者:平

最近美国发明一种装设风车的电动汽车,这种汽车在前面装设风车,当风车转动就能把发电机回转,使蓄电池充电,更从蓄电池发出电来转动电动机而供给汽车的动力,使汽车能行驶。汽车即在停止时,只须微微的风就可使风车转动,连带使蓄电池充电。据发明者说,这种汽车行驶一哩所费的钱只要四分之一分。行驶的速度每小时可达五十哩。


电动汽车

《建设》1944 年第 4 卷第 2 期

作者:许庆潼

甲、电动汽车之总说

电动汽车,系将汽油汽车之汽油引擎,换以直流电动机(D.C.Moter)。车中备有蓄电池,供行驶之电力。

电动汽车之原力,均能适用于各式车乘,甚至机关车中亦能实用。

欧战之后,我国始由美德诸国输入电动汽车,初作试用,当时对于该项车辆,尚无充分之研究,致有蓄电池管理之失慎,构造之欠佳,或因道路之▵劣(理论派按,此处出现▵,说明在原始资料及相关影印档案中,该处文字缺失或者无法辨认,当然依据逻辑推断,可以认为此处▵文字,当是“粗”字,今后本周刊中可能会继续有这类文字出现,在一般出版中,我们常用□形作为缺失字样的代替,但本系列周刊想做一些区分,所以以▵代替,并且▵在输入法中较易获得,特此说明),致电动汽车,未能充分发挥其性能,遂于无形中废弃之。德国输入之小型电动汽车,因其价廉型新,故曾一度风行全国,但因当时路面粗劣,且电动机之功率过小,即进驶于稍有坡度之道路上,亦辄有破损;或因蓄电池容量太小,致连续行走之距离甚短,若不加注意,常因远驶之后,电量不足,中途停顿,而不能驶归,此于电动汽车之发展,受碍非浅也。

其后历经技术家及企业家多年之苦心研究,蓄电池之性能已大加改进,而其充电之法,亦臻简便。自汽油统制以来,各界对此益加关心,对于运输及载客,盖已有相当之成绩焉。

公共汽车之速度,甚为适当,凡充电之后,载以规定重量时,约可连续行驶七十公里,若且行且止者,则亦可行四〇至五〇公里,以适当之方法驾驶之,则可达六〇公里。电动汽车之运货者,因货物种类及大小之不同,有大型与小型之别。

小型电动汽车之载重量,约办公吨,普通速度每小时可达二十公里至二十五公里,用作商品,食料,或小件行李之运输。

兹将电动汽车与汽油汽车之利害得失,比较如下:构造之上各有得失,至于性能使用及管理之上,则可分述如下,电动汽车构造既简,障碍亦少;而汽油汽车引擎之构造,繁复多多,先因汽缸内混合瓦斯之爆发,推动活塞(Pistion),使其上下运动,因而回转▵地轴(Crank-shaft),即而此论,所生之障碍亦已不少,余若传力之部分(Transmission),及其他构造精密之处,所生之障碍尤不为少也。

电动汽车,并无汽油汽车中所备之离合器(Clutch),及变速杆(Gear)等,只须调节制御器之杆(Controllor handle),即能缓速进退,驾驶如意矣。

汽油汽车之动力,借汽油与空气之混合瓦斯,经电火花(Spark)之爆发,因而产生者,故爆发之音颇大,且有激烈之振动,此易使驾驶者厌疲,电动汽车则不然,因电动机回转之圆滑,绝无杂音及振动,乘客亦觉舒快,且可减少驾驶者之疲劳,汽油汽车之排出废气中,含有毒性之一氧化碳(Co),且有恶臭,电动汽车则无之,且无汽油汽车易引起火险,故虽搬运危险之爆发物,亦能确保安全者。

汽油汽车在短时间停车中,并不停止引擎之回转,故停车次数愈多,燃油愈不经济,电动汽车停车时,则毫不消耗电力,故于经济上亦极合理。

电动汽车,既具有以上诸优点矣,然就其缺点而论,则尽由蓄电池一身当之矣。汽油汽车行程范围十分自由,电动汽车则因受蓄电池容量之限制,行程有定,至愈不便,普通充电一次能行七十公里。汽油汽车其动力之源为汽油,故可随时随地取以补给者,至于电动汽车,则蓄电池之充电,必须有特别之设备,势不能随时随地求得者,且充电之时间亦长。

电动汽车适宜于低速度之行驶,若以汽油汽车之高速度行驶,则感困难,蓄电池虽可加多,电动机之设计及传导之机构,虽可加强,以增高行驶之速率,然于经济之原则上殊不合算,普通电动汽车之最高速度,每小时约四十五公里,其经济而适宜之速度,则每小时仅三十公里左右。电动汽车需载以笨重之蓄电池,故其自重每有过于载货者,此亦一大弊也。

以上所述者,均为电动汽车性能之优劣,夫其采用之标准,亦必求于适应其性能,扬其长而抑其短;若远程之运输,固不相宜,而道路之平▵,与夫低速之行驶,亦为适应性能之必要条例也。

乙、电动汽车之构造

(一)构造机能概要

电动汽车者,系将直流电动机替代汽油汽车中之汽油引擎,车体之下部,备有蓄电池,供给电力,因而产生动力,电动汽车,因用途积载及使用地域之不同,其形状及构造亦异。

电动汽车与汽油汽车之最大不同点,厥为动力之来源,汽油汽车使用汽油,电动汽车则用蓄电池。

汽油汽车因气缸(Cylinder)内混合瓦斯之爆发,产生压力,使活塞(Piston)上下运动,回转地轴(Crank-shaft)复经各种传导之装置,将动力传至车轮(Wheel),电动汽车既无汽油汽车之离合器,(Clucth)与变速机(Gear box),故只须移动制御器之杆,(Controller handle)即可使车前进后退矣。

汽油汽车系将汽油与空气之混合瓦斯,压缩后经电火之燃烧爆发,复因爆发之压力,而生动力,电动汽车则借电动机之回转而生动力,其机构已述如前,盖由蓄电池,电动机及制御器等三项主要部分及其附属品等组合而成。

车体由铁板底盘(Beam),填板(Gusset plate)等之配合熔接而成,并欲其富于弹性,置有钢板弹簧四个,支持前后车轴,蓄电池置于车体底部中央下之电箱内,箱之两旁,易于开启,以便调换蓄电池,电动机之动力经减压器,差动器后,传达于后地轴。

驾驶台位于车之后部,设有驾驶所必要之转向盘(Steering gear),制御杆等,以便驾驶。

公共汽车中蓄电池重量,约一,一〇〇公斤。

电动汽车因种类而异,今按乘载二十五人之公共汽车调查之结果说明之。车架重量为一三〇〇公斤,车台重量为二二一〇公斤,蓄电池装置之重量为一一五〇公斤,其进退速度之变化,前进时可置第五挡,后退时可置第二挡,在平道上载以规定货量时其速度如下:

制御第一挡第二挡第三挡第四挡第五挡
速度一二公里/时二二公里/时二八公里/时三五公里/时四五公里/时

(二)电动机

车中所用之电动机,采用直流直卷式,全闭自动通风型电动机,空气之吸口,装有滤尘器,以防尘埃。

(三)制御器

备有三面手动式制御器,与足踏式补助制御器,主制御器等,变换之范围前进五挡,后退二挡,补助制御器者,用以减弱电动机起动时之电流,其减弱之作用全赖电阻之插入、理与变阻器同。

(四)蓄电池

蓄电池之装置,乃以放电率六小时三一二安培时之蓄电池二组,每组二十个,直联或并联而成者,蓄电池之箱,备有滑轮(Pulley),以便调换,其装于车中者,有特制之固定装置,以防行走时,脱落之虞。

方向制御电压磁界线轮抵抗
前进第一挡四〇伏特直列
第二挡四〇直列
第三挡四〇并列
第四挡八〇直列
第五挡八〇并列
后退第一挡四〇直列
第二挡四〇直列

(五)传导装置及减速装置

电动机之回转,经过旋转式(Spiral gear),角锥式(Baval gear)及斜齿式(Helical gear)诸齿轮二次减速后,再经角锥式差动装置,达于车轮。

(六)操向装置

操向装置与汽油汽车相同,根据雌雄螺旋(Screw and nut)之机构,转动驾驶台上之操向器,而操纵之。

(七)煞车装置

煞车制动器,有足踏式及手动式两种:足踏式者备于前后各车轮,借油压内涨之力而制动者,手动式制动器则为杠杆(Lever)式,借外缩之力而制动者,装备于电动机轴上。

(八)附属品

电动汽车之各项附属品列述如下:

电流计;电压计;主开闭器;速度计;前照灯;点灯开关;警报器;电动机用炭精刷之预备品;修理工具等。

丙、电动汽车之管理法

(一)正当驾驶法

一、乘车前精检汽车之各部,且测定车胎内空气压力,而后起动。

二、检查方向盘及制动器,有无障碍。

三、制御器之变速杆先置于「零」▵,而后开启「开关」,向转动方向旋动,同时放松手制动器。

四、踏下遮断器之踏板,将制御器之变速杆,移往第一挡,注意前方,徐徐放松踏下之遮断器踏板,同时车亦开始前进矣。

五、配电盘上电流计之指针下降时,陆续换用第二挡,第三挡,第四挡,每五分钟换一挡,此时时速可达三〇公里矣,于是再将变速杆由第四挡换至第三挡行走,俟时速降至二四至二五公里时,再将变速杆进至第四挡,若时速复达三〇公里时,再用第三挡,如是反复操纵之。

六、制御器之第一挡至第三挡,连接于蓄电池之四〇伏特处,其第四挡及第五挡则连接于八〇伏特处。

七、根据前述蓄电池之连接方法,第四挡时速达三〇公里,退至第三挡时,不均速度约在二七至二八公里左右,就速度而言,已不过缓,而电量之消耗亦颇经济。

八、蓄电池放出大量电流时,能较连续放出小量电流时,远驶若干距程故较经济。

九、前项连转操作中为经济起见,踏下遮断器之踏板,在可能范围中利用惰力,尤以行驶之中接近前方障碍物时或于岔路处,宜切断电流利用惰力。

十、停车及下车时须切断电流,煞紧手制动器。

(二)驾驶上之注意

一、检验制动器及方向盘视其准确与否,车胎内之空气是否充足,制御器,遮断器等之接续良好否。

二、发车时,若以第一挡起动,则乘客舒适,若以第二挡起动,则车辆出动太速,乘客感受不适,故非在不得已时,勿以第二挡起动。

三、起动时或行驶过速时,应注意电表指针,不得超过五〇〇安培以上,其防止方法如下:

第一在加速时勿忘调「挡」,调「挡」前须踏下遮断器之踏板,最后,即行放起,动作宜求简捷,否则接触片上,即生火化。

四、电动机之各种故障及烧毁之主因如下:

  1. 炭精刷子磨损或调节不佳,致压力不足而接触不紧。
  2. 制御器之接触片磨损或调节不良,致压力不足。
  3. 刷子松动或装置位置之不良。
  4. 载重过多或上坡过急。
  5. 接线之一部松脱或断绝。
  6. 装置于磁场线圈(Field Coil)之螺钉(Bolt)松脱。
  7. 整流子(Commutator)磨损或焦黑致生火花。
  8. 行驶制动器紧压未松。
  9. 炭精刷子与螺钉(Bolt)之内部接合过紧时。
  10. 刷子或整流子(Commutator)上附有机油。
  11. 常用第五挡行驶。
  12. 电动机过热时勉强行驶。

五、此外整流子焦黑时须磨亮之;炭刷松动时须调整之;又电动机马力减退时须扫净其内部之灰尘。

六、运转中保险丝(Fuse)时或烧断,不宜以较粗者换入。

七、勉强转动电动机必致烧毁机件及其配线,为保护起见装有保险丝(Fuse);若此丝常断,则驾驶之咎也。

八、进行中或有倒退 Controller 以代煞车者,此驾驶者之通病也,盖当是时也,电流过强,保险丝致或被熔,且以车辆前进之余势,致有毁齿轮之虞,危险颇烈,宜予禁绝。

九、第一挡之使用时间不宜过长,否则电阻线圈将被烧毁,而电流则多耗损。

(三)经济驾驶法

一、电动汽车,行走之距离,因蓄电池电量所限制;若滥费电流,足使运转经费增高二三成,故运转时之费电务宜节约,以时常利用惰力,不使速度过高为准。巧妙之驾驶法,能节省车之经费,故驾驶者须以了解车机之构造或理论为先务。

二、惰力之利用,不宜于短距离之间以及交通频繁之处,否则煞车过多反见其病矣,在此情形之下宜用第三挡行驶,借以避免煞车。

三、若用充电所中比重厚密之蓄电池,以第三挡行驶,迨速度减至每时二〇至二五公里,宜以最高速度二五公里以上行走,总之在常用煞车时,宜取第三挡,在连续不停行走时,宜取第四挡,并利用惰力,节省电力。例若甲处至乙处相距不远,在加速至第四挡时,已达其目的,于是须用煞车,是则不特未能利用惰力,并易损坏煞车,震动车身。

四、车胎中空气不足,或煞车绞紧未松,若继续行驶,则势必多费电流,是宜注意。

(四)制御器

为便利操纵起见,设平置之杆,电枢(Drum)之回转有齿轮传导之,其▵换速度之范围,前进有五挡,后▵有二挡。

电枢之轴有星状之凸轮(Cam),借压力与转子(Roller)接触前进五挡,后退三挡,电动机回转之速度,与电枢(Aramture)之电压成正比例,与磁场(Feild)磁力之强弱成反比例,故电动汽车之速度与电枢电压之高低及磁场磁力之强弱有密切之关系,电压与磁力有变,汽车之速率,随亦应变也。