轮子上的科学

轮子上的科学 如果没有汽车和摩托车，世界将会怎样这一点很难想象，其实这 些机器在我们人类历史上存在的时间并不长。今天，我们想要启动一辆汽 车或摩托车，只要拧一下钥匙就可以办到。可是，汽车是怎么发动起来的 呢如何让上百个机器零件一起工作，带动着轮子转动呢 内燃发动机 内燃发动机相当于汽车的心脏，是它制造出热能，使车辆运行起来。 在发动机内部，燃料和氧气会发生燃烧反应。在19世纪，那个蒸汽发动 机的时代里，这是一门新的科学。与内燃发动机相比，蒸汽发动机相当于 “外燃发动机”，因为它是利用外火点燃时释放的热量而产生动力的。 1886年德国人戈特利布戴姆勒18341900年制造了世界上第 一台汽油动力摩托车。他当时将一个内燃机安置在一台木制自行车上。 为了给汽车和摩托车提供驱动力，发动机要释放能量。内燃发动机从 燃烧燃料的过程中获取能量。这些燃料包括汽油、柴油、生物油从植物 或动物废物中提取而制成的。发动机“点火”后，燃料先被喷进发动机 内，然后被电子火花“噫”的一声点燃，内燃机每秒钟要发生几百次小型 的爆炸，并不断向下推动连接着杠杆的活塞，杠杆又推动曲柄，曲柄与发 动机连接汽车轮子的部分相连，就这样汽车开始运动了。 这一过程通常分四个阶段 1. 活塞向下推动燃料和空气的混合物，使之进入气缸（发动机筒状的 部分）。 2. 混合物被活塞来回压缩（挤压）。 3. 火花点燃（爆炸）燃料，推动活塞向下作用。 4. 活塞再次向上运动，将燃烧的气体推出。这称作排出气体。 这种发动机叫四冲程发动机。这里的“四”指的是活塞上下运动完成 一个循环的运动次数。 冷却 所有的内燃过程发生时，发动机都会变得非常热。有时它们的温度能 够达到大约2000C。这时必须进行冷却处理，否则发动机会融化或者着火。 有三种方法可以冷却发动机 液体冷却一一水通过发动机的连接管将热量带走，再由散热器将其冷 却。 气体冷却一一气缸外经常会有风扇，空气吹动这些风扇使发动机冷 却。 润滑剂冷却一一油可以让发动机的零件运行更加流畅从而降低摩擦 热量。 如果没有水冷却、气体冷却或油冷却，内燃发动机会很快过热，甚至 会发生爆炸。 当赛车冷却系统出现问题的时候，赛车会着火。 吉普车要爬上这样的坡，需要很大的扭力。 扭力 你可能听到司机或工程师谈到过扭力。什么是扭力呢扭力是一种 “转动的力量”。扭力的大小直接影响汽车的性能（提速的能力）和推动 力。 这些都是扭力 如果你用一个扳子，去拧紧一个螺栓，那么你就是在使用扭力。 扳子越长，扭力越大。 发动机的扭力越大，它加在轮子上的转动力就越大。 挡位调节 你是否曾想过为什么驾驶员总是更换车排挡当然，除非他们驾驶的 是全自动汽车，不需要来回更换车排挡。汽车的排挡可以增大或减小发动 机的扭力。这就意味着改变车挡就会改变扭力。因此，当汽车或摩托车爬 一个比较陡峭的山坡时，驾驶员会把车挡调到较低的挡位（1挡或2挡）。 这样就增大了扭力，并且使轮子转动得更慢，车子就容易爬上山了。 要让车启动需要很大的力。车挡可以大大增强汽车运行的扭力。车挡 能够降低发动机的速度，但同时增大它的“转动力”，这样汽车就开动了。 一旦汽车行驶起来，驾驶员就将车排挡换到高位。因为让汽车保持运行状 态要比发动状态更省力，所以发动机将扭力调到一个相对小的挡位，汽车 以平稳的速度前进，并且扭力很小，燃料消耗得就更少。 （选摘自辽宁少年儿童出版社我们身边的高科技极速行驶） 挡位就是边缘带齿的轮子。这些齿与其他轮子上的齿传递动力和改变 速度。