握住科学钥匙 打开科学之门

首页 > 正文

汽车:科技发展水平的典型代表之一

2017-11-15 10:55  来源: 科普中国-科学原理一点通

史料记载:公元前的大禹时代,有一位管车的大夫奚仲,是中国车子的创造者,也是世界上车子的发明者。另史料记载:公元前1600年的商代,我国的车工技术已能制造出相当高级的两轮车。到西周时期,马车已经很盛行了。春秋战国时期马车便纳入了战争的行列,秦始皇帝陵出土的战车,代表了那时车辆的制造水平。

十六世纪的欧洲,马车制造技术有了相当的提高。中世纪的欧洲,大量地发展了双轴四轮马车,这种马车还安置有转向盘,出现了活动车门和封闭式结构,在车身和车轴之间还使用了弹簧装置,使乘坐者有舒适感。

 

在南极行驶的汽车长着“大脚板”

 

大家知道南极的气候环境是非常恶劣的,那么汽车在南极将如何行使呢?

在南极行使的汽车车轮有着庞大的履带装置,就像是长了“大脚板”。我们知道,南极大陆上95%的地区都覆盖着厚厚的冰层。有些地方看上去冰雪很厚,但下面很可能是巨大的冰缝隙和冰窟窿。普通车轮压上去,就有可能坠入冰窟窿。而履带装置的大脚板,就是为了适应这种情况的。有人会有疑问,改装的车轮体积大而重,这岂不是更易压破冰面吗?有一点物理知识的人就会明白,履带装置大大增加了车身和冰面的接触面积,降低了车辆对冰面的压强。即使汽车重量有增加,但冰面受到的压强还是大大减小了。这样一来,汽车便不会陷入冰层了。行驶在南极的汽车除了有这样的“大脚板”外,还拥有高度保暖的驾驶舱,具备过硬的防冻性能和可靠的能源供应。如此,在南极的科考人员才能抵御严寒,各类车用油也不会被冻住,科考器材设备也不会因为被冻而损坏。

 

在冰雪上行使的履带汽车

 

马力大的汽车不一定跑得快

 

“马力”是功率单位。瓦特于1789年提出了“马力”的概念,目的是为了形象地说明蒸汽机可以代替多少匹马。我们如果要买一部汽车,“马力”大小应该是必须考虑清楚的。汽车的“最大功率”和“最大马力”是一个概念,都是指汽车的发动机在单位时间内能输出的最大能量,它决定着汽车的动力性能。功率越大的汽车,加速越快,能达到的速度越大。但不同的汽车之间,往往有不同的要求。也就是说,马力大的汽车不一定跑得快,还要考虑发动机转速和转矩的问题。汽车的功率与发动机转矩和转速的乘积成正比,在同样的功率下,转矩大的车,转速就会低。比如,越野车和商用车发动机的转矩大,“力气”很大,但车速并不快,因此这些车辆在爬坡或通过崎岖路面的能力比较强,有很大牵引力,越野性好。而运动型汽车转矩小,所以转速高、车速快,在平坦路面的起动和加速快,但承载能力不大,越野能力不够。因此我们说,马力小的汽车不一定就跑得慢,马力大的汽车不一定就跑得快。

 

世界上速度最快的汽车之一 柯尼赛格One-1

 

似黄牛般吼叫的跑车声音

 

跑车在开车时声音那么大,并不一定是为了耍酷,其实开车人是自有苦衷的。与普通轿车相比,跑车的发动机功率特别强大,加速性好,车速很高。跑车设计师在设计时,很注重车辆的可操纵性能,但对于噪声、乘坐是否舒适的要求,就不能像一般轿车那样讲究了。汽车的噪声来自组成汽车的传动系统、发动机、车身和轮胎。发动机一开始工作,燃油就会燃烧发出燃烧噪声,并引起发动机各部件的机械振动;汽车行驶时,传动变速系统也会发出运转噪声;发动机的进气和排气系统,以及冷却风扇还会产生很大的气动噪声;轮胎与地面会产生摩擦声;汽车车身将引发空气动力学噪声;车身其他板件,则会激发出震颤声;而汽车刹车时,制动器更会发出尖叫声。通常情况下,车辆发动机的功率越大,车速越快,噪声就越大。

为了发动机输出功率的提高,技师们往往不装消声器以减少排气阻力。所以,跑车在行使时发出的声音要比一般车辆大得多。

 

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

 

作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]