上回書說到，十九世紀中後期，蒸汽動力汽車的發展迎來了一波小高潮。蒸汽汽車雖然實現了道路機動的能力，但蒸汽機固有的先天缺陷成為汽車進一步發展的桎梏。諸如體積龐大、機身笨重、設備複雜、管理麻煩、啟動緩慢、效率低下等等，這些缺點都源於蒸汽機有一個無法擺脫的鍋爐。蒸汽機其實還有個別名叫“外燃機”。顧名思義，它是在汽缸外完成燃燒的。換言之，煤炭等燃料先將鍋爐內的水加熱產生蒸汽，蒸汽再進入氣缸推動活塞運動，這無疑加大了熱損失，效率低下也就在所難免。能不能開發一種不需要鍋爐，燃料直接在氣缸內燃燒的動力系統呢？於是，“內燃機”這一全新概念成了各國科學家和工程師使出洪荒之力研發的目標。儘管卡爾.本茨成功將內燃機裝上車成為舉世公認的汽車發明者，但他本人並非開發新一代動力系統的始作俑者。我們不得不把話題再次扯遠了。
應該說，蒸汽機的發明和應用，為其它動力機械的發展打開了思路。1824年，法國青年工程師、熱力學的創始人之一尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾出版了《關於火的動力》一書，富有創造性地用“理想實驗”的思維方法，提出了最簡單，但具有重要理論意義的“卡諾熱機”和“卡諾循環”概念及“卡諾原理”。卡諾是第一個把熱和動力聯繫在一起的人，他的研究為提高熱機效率指明瞭方向。然而天妒英才，卡諾年僅三十六歲便感染霍亂撒手人寰，未能親自將理論付諸實踐。遵照當時的防疫條例，霍亂患者的遺物一律燒燬，卡諾生前大量手稿因而付之一炬，僅有極少部分論文得以倖存。此後數十年間，卡諾的熱機理論湮沒在故紙堆中。卡諾生前摯友羅貝林在法國《百科評論》雜誌上曾經慨嘆：卡諾孤獨地生活、淒涼地死去，他的著作無人閱讀，無人承認。
法國英俊少年，熱力學創始人卡諾（圖片源於網絡）
直到1862年，“卡諾循環”的卓越理念被另一位法國科學家阿方斯·博·德羅沙重新發現。德羅沙一直未能弄到卡諾的原著，只是通過別人的論文才瞭解到卡諾理論的精髓。他在卡諾原理的基礎上，天才地提出了四衝程內燃機工作原理：活塞下移、進燃氣；活塞上移，壓縮燃氣；點火，氣體迅速燃燒膨脹，活塞下移做功；活塞上移，排出廢氣。四個衝程週而復始，推動機器不停運轉。這個工作原理提出了取得最高效率和最佳經濟性能所需要的條件：點火前要高壓、燃氣要迅速膨脹，達到最大膨脹比等。然而，德羅沙的研究成果在本國依然不受待見。心灰意冷之際，德羅沙的研究也止步於此。
四衝程內燃機理論的提出者德羅沙（圖片源於網絡）
牆內開花牆外香，雖然卡諾和德羅夏德的研究在法國未能開花結果，卻讓德國發明家尼古拉斯.奧古斯特.奧托深受啟發。奧託1832年出生於德國的霍爾茨豪森，早在1861年，他就產生了製造新型四衝程循環發動機的想法。1862年1月，奧托建造了一個四衝程發動機工作模型。他在設法將這種新發動機實用化時卻遇到了重重困難，一度將其束之高閣。有心栽花花不開無心插柳柳成蔭，奧托與尤金.蘭根合夥研製生產的一種經過改進、用煤氣作燃料的兩衝程發動機卻大獲成功。1867年，他們的這臺兩衝程發動機在巴黎世界博覽會上獲得金獎，此後銷量大增，公司贏利扶搖直上。
內燃機實用化的先驅奧托（圖片源於網絡）
儘管兩衝程發動機獲利豐厚，但奧托並未就此裹足不前，他念茲在茲的依然是心目中的理想型內燃機——四衝程發動機。經過不懈努力，1876年，奧托終於設計出一種經過改進的點火系統，用它製造了一臺實用化的四衝程發動機，並於翌年獲得專利。這種四衝程發動機效率高、運轉良好，因而在商業上獲得了巨大成功，此後十七年間共售出5萬餘臺。
四衝程內燃機原理示意圖（圖片源於網絡）
值得一提的是，1886年，奧托因一項專利權爭議放棄了發明四衝程發動機而獲得的德國專利權。原來，德羅沙在1862年設計的四衝程內燃機雖然僅停留於紙面，但卻申請並獲得了專利權。雖然放棄了專利，奧托的胸懷卻得到世人的廣泛認可，並未影響他走上人生巔峰。奧托的公司通過生產內燃機賺得盆滿缽滿，而他本人也作為首位研製出實用化內燃機的人名垂青史，人們仍然將四衝程循環稱為奧托循環原理。1952年和1964年，德國兩次發行有關奧托和奧托循環的郵票，以紀念這位劃時代的先驅。在美國人編著的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》一書中，奧托名列第61位。
德國發行的奧托紀念郵票（圖片源於網絡）
奧托的功績不僅在於將內燃機從理論變為現實。在汽車發明過程中舉足輕重的兩位偉大發明家卡爾.本茨和戈特利葉博·戴姆勒也與其有著千絲萬縷的聯繫。可以說，沒有奧托，很可能就沒有日後本茨與戴姆勒所取得的偉大成就。
奧托研製的四衝程內燃機（圖片源於網絡）
內燃機的誕生，使得汽車有可能擁有一套比蒸汽機更輕便、更高效的動力系統。而卡爾本茨嘗試將內燃機安裝於三輪車架之上，則引領人類文明進入了嶄新而輝煌的汽車時代。下一章我們終於可以聊聊卡爾.本茨發明汽車的故事了。
再補充一段題外話。蒸汽機固然有諸多先天缺陷，但在內燃機汽車粉墨登場之初，蒸汽汽車並沒有立刻偃旗息鼓敗下陣來，而是與一度與內燃機汽車、電動汽車三足鼎立。英國汽車作家尼基.蓋奧諾在1985年出版的《汽車：早期與復古，1886-1930》一書中指出：從1898年到1905年中有數不清的汽車廠家湧現。1902年美國共有909輛新車登記，其中485輛都是蒸汽汽車，佔據半壁江山。
您說什麼？電動汽車是新能源汽車？拜託您多讀點兒書，沒文化真可怕。關於電動車這個話題，咱們以後找機會再好好掰扯掰扯。
1900年代電動汽車就與內燃機、蒸汽機汽車分庭抗禮。你確定電能在21世紀還算新能源？（圖片來源於網絡）
20世紀初期，隨著技術進步，蒸汽動力汽車已經沒有那麼笨重，動力系統甚至比當時的同功率汽油發動機還輕巧，由於不需要變速箱，蒸汽汽車的傳動系統結構簡單，發動機的噪音和震動都比內燃機小。採用了快速鍋爐後啟動時間也縮短了很多。當然，蒸汽動力的主要缺陷還是無法根治，它的結構相對複雜且散熱系統體積大，出發前依然需要給鍋爐燒開水。
美國蒸汽車製造商斯坦利的海報（圖片源於網絡）
最知名的蒸汽汽車製造商當屬斯坦利摩托馬車製造公司，這家公司由美國緬因州的弗朗西斯·斯坦利和弗裡蘭·斯坦利兄弟在1902年創辦。兄弟倆設計生產的斯坦利蒸汽汽車，曾經是美國最為流行的汽車。
被戲稱為“棺材鼻”的斯坦利蒸汽汽車（圖片源於網絡）
1906年，藝高人膽大的賽車手佛瑞德·馬里奧特手駕駛一輛由斯坦利兄弟製造的蒸汽汽車，在戴通納海灘創造了保持一百餘年的蒸汽汽車速度世界紀錄。這倆蒸汽動力超級汽車名為“斯坦利火箭”，時速達到令人震驚的127.659英里(約合每小時205.447公里)。“斯坦利火箭”也成為當時世界上速度最快的汽車，輕鬆擊敗眾多使用內燃機的對手。
佛瑞德·馬里奧特與“斯坦利火箭”（圖片源於網絡）
順便再說一句，這一紀錄直至2009年才被一輛英國製造的名為“世界最快水壺”的蒸汽汽車打破。你沒看錯，時至今日英國機械粉仍在深挖蒸汽機的潛能，不得不讓我們對腐國人民的閒情逸致和腦回路另眼相看。這輛車長7.6米、寬1.7米、重達3頓。兩級渦輪由12個蒸汽發生器推動，使用液化石油氣作為燃料，動力系統功率360馬力，每分鐘消耗40升純淨水。試驗在美國加州愛德華茲空軍基地進行，“世界最快水壺”創造了時速242公里的驚人紀錄。
打破紀錄的“世界最快水壺”（圖片源於網絡）
“世界最快水壺”如今在英國的汽車博物館中頤養天年（圖片源於網絡）
直至1908年，裝備內燃機的福特T型轎車問世，低廉的價格和出色的可靠性使汽車開始從土豪專享向一般民眾普及。在1924年購買一輛斯坦利740D蒸汽汽車要花費3950美元，這個價格足以買到一棟心儀的房子；而僅需500美元就可以買到一輛時尚的福特 T型車，內燃機汽車的成本優勢令蒸汽汽車望塵莫及。1912年，啟動電機開始在汽車中運用，以往內燃機汽車啟動困難的問題也迎刃而解，再加上動力傳動系統的進步，使得內燃機汽車終於後來居上，逐漸贏得統治地位。而一件意外災難則成為壓斷駱駝脊背的最後一根稻草。1914年，北美洲爆發了口蹄疫，這種疾病導致馬匹飲水槽被棄用，而飲水槽恰恰也是蒸汽汽車加水的來源，這無疑殃及了蒸汽汽車。雖然斯坦利兄弟後來研製了一種冷凝器和供熱系統，使得蒸汽汽車不必每走三四十里就加一次水，但也無濟於事，蒸汽汽車終究是無可奈何花落去。1924年，曾經叱吒風雲的斯坦利汽車公司永久歇業，成了蒸汽汽車時代落幕的一個縮影。
雖然蒸汽汽車日薄西山，但仍有極少數擁躉堅守蒸汽機路線。他們之中的佼佼者當屬美國多布爾兄弟研發的蒸汽汽車。1906年，多布爾兄弟開始涉足蒸汽動力汽車設計，1914年成立了Doble Steam汽車製造公司。多布爾兄弟設計的蒸汽發動機，採用了蒸汽冷凝器，減少了水的消耗，車輛行駛2400公里才需要加水。另一個亮點是操作簡便，車輛0-96公里/小時加速時間只需15秒，這在當時更堪稱神速。
Doble Model E型蒸汽動力車底盤與動力系統（圖片源於網絡）
1922年，多布爾兄弟研製的Doble Model E型蒸汽動力車在性能指標上又有了很大的提升。即使在寒冷氣候下發動機僅需30秒鐘就可啟動，最高車速達140公里/小時，燃料消耗量為18.8升煤油/ 100公里，這些技術指標與當時的內燃機汽車相比毫不遜色。不過Model E型車的製造成本高昂，僅生產了25輛。1929年席捲全球的經濟危機爆發，最後的蒸汽汽車製造商Doble Steam汽車製造公司宣告倒閉，蒸汽動力汽車終於被時代徹底淘汰，從此陽關道上只留紅塵滾滾，再無蒸汽嫋嫋。
Doble Model E24蒸汽轎跑車，除了尾部豎立的煙囪，外形與當時的內燃機汽車並無太大區別（圖片來源於網絡）
蒸汽汽車黯然謝幕，卡爾本茨引領的內燃機汽車潮流崛起。但是，推動汽車在歷史舞臺上大放異彩的力量是內燃機嗎？
並不是，真正推動汽車走上巔峰的，是愛情的力量！
欲知詳情，且聽下回分解。
