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第6章 汽车时代(2)

这里还应提及的是,1893年德国人狄赛尔首先研制成功一台用柴油作燃料的内燃机。柴油和汽油一样,也是从石油中提炼出来的,但柴油的价钱比汽油便宜。柴油内燃机在工作时,由于柴油的燃烧温度高,当汽缸活塞像打气筒那样将缸内空气压缩使其温度达到500℃以上时(汽油内燃机温度约为400℃),用喷油器向汽缸里喷入柴油。雾状的柴油与高温空气相接触,就会立即自行发生燃烧。所以,柴油内燃机与汽油内燃机相比,一个主要的优点是,它不需要经常出毛病的点火装置和化油器。另外,柴油内燃机能使柴油在汽油里充分燃烧,热量损失少,柴油机的马力一般又较大,加之柴油价格低,所以载重大卡车、重型运货汽车等都使用柴油机。这使汽车大家族中又增加了一些新成员。

发明电车

电车,在现代大都市中扮演着重要的角色。

与汽车相比,电车的优点是可以使我们所居住城市的环境不受污染。正因为如此,世界上许多大城市都愿意用电车作为基本的交通工具。

然而,你知道这种带辫子的车是何时问世的吗?话还得从达维德松的工作说起。

19世纪二三十年代,是令英国人感到骄傲的年代:1825年,英国的斯蒂芬逊发明了蒸汽火车,开创了交通运输的新时代;1831年,英国人法拉第发现了电磁感应现象,开启了电力时代的大门。

将电和交通工具联系在一起,用电来驱动交通工具一直是人们梦想实现的愿望,这个愿望到了这个时候已经有了实现的可能。那么,究竟怎样才能用电来开动车子呢?

这个问题萦绕在许多发明家的脑海里,也同样萦绕在一个叫达维德松的英国人的头脑中。

从19世纪30年代初开始,达维德松就开始接触电的东西了,他广泛收集了当时所能得到的各种有关电的报道、专利和实验资料,并在自己的家里做了很多实验,但未获得实质性的进展。

1836年的一天,达维德松如平日一样,在用早餐时打开了刚刚送来的当天日报。突然,一条消息映入了他的眼帘——“呀!这是什么?蓄电池?噢,是美国人约翰·丹尼尔发明的。这就是说,可以把电蓄在这个东西里,然后再慢慢地释放出来。这对我的电车实在是太合适不过了。”达维德松一边看报,一边自言自语道。

短短的报道,并未说明蓄电池的结构是怎样的?它是怎么制造的?这和以前伏打发明的“伏打堆”有什么不同?

怎么办?达维德松决定给丹尼尔写一封信,将他的想法和要求告诉丹尼尔。然而,当时的邮路并不十分通畅,达维德松的这封信犹如石沉大海,他一直没有收到丹尼尔的回音。

达维德松等不及了,他决定自己做实验。

他根据报上的报道和照片,及以后发表的种种与蓄电池有关的报告,经过几年的摸索,达维德松终于制成了他所需要的蓄电池。与此同时,他又请汽车厂为他特制了一辆车,虽然这辆车很小,但也能坐人。达维德松将蓄电池装了上去,接通电源,嘿!这辆由电驱动的车竟然慢慢地开动了。达维德松成功了。

1841年达维德松发明的这辆电车,虽然没有投入实际应用,但他却揭开了发明电车的序幕,为以后电车的发展奠定了基础。

自达维德松以后,又有许多人想办法改进电车的结构,德国的冯·西门子就是其中之一。

西门子是一个很有才华的发明家、科学家兼工业家。西门子听说了达维德松和他的电车,他想再朝前走一步,能不能用电车来为公众服务呢?经过周密的设计,西门子开始在他自己的工厂里制造电车。

这是一种用木头制造的车子,在车的下面装了一个电动机,通过滑轮和钢丝绳将动力传给车轴。这种车是用140伏的直流电供电的,通过互相绝缘的左右轨道将电流输到车上。西门子的这种电车自然比达维德松的进了一步,因为使用蓄电池只能行驶很短的时间就必须拿下来充电了,电车也就开不了多长时间;而西门子的电车是通过轨道把电输送到车上的,于是就克服了这一不足之处。

1881年,当这种有轨电车出现在德国柏林郊外的时候,人们奔走相告,许多人特地从市内和其他地方来到这里,专门是为了乘坐这种在铁轨上行驶的电车,亲身感受一下电气时代所带来的便利。

拉尔廷纽是法国的一名工程师,当时,他在法国的殖民地阿尔及利亚工作。那里早已通了火车,而且还穿越茫茫的沙漠地区。由于沙漠上的铁轨常常被风沙所淹埋,当火车开到那里时,不是出轨,就是翻车。因此,到了大风季节,人们几乎都不敢乘坐火车出门旅行了,害怕万一铁轨被沙湮没,发生车祸。

每当事故发生的消息传到拉尔廷纽的耳朵里,就引起了他深深地思索:

有什么办法可以避免事故的发生呢?绕开沙漠造铁轨?这看来不太现实,唯一的办法就是由铁轨入手。

于是,拉尔廷纽开始了对新铁轨的探索。有一天,拉尔廷纽的脑海里忽然闪过了“沙漠之舟”——骆驼的形象,那些骆驼驮着重物悠悠地行进在沙漠中,多么稳当啊。

“啊,我明白了!这是由于重物分挂在骆驼两边的缘故。对呀,这种方法不是可以用到铁轨设计上来吗?”他兴奋得真有点忘乎所以了。

“你这是怎么啦?”拉尔廷纽的妻子第一次看到他如此高兴,不禁大声问道。

“啊,亲爱的,我告诉你。你肯定也会高兴的。我已经想到了个绝妙的主意,可以避免风沙对铁轨造成的淹埋。”

“什么主意,你倒说出来听听。”他的妻子也来了兴趣。

“是这样的,现在的铁轨由于造在地上,所以容易造成风沙的淹埋,……”

“废话!难道能叫铁轨造到天上去不成?”他的妻子不等他把话说完,就大声嚷开了。

“对,你说得对极了!就是要把铁轨造到天上去。这样风沙就对它没办法了,当然,这样做火车不行,不能用蒸汽机驱动,只能用电。”拉尔廷纽显得十分的得意。

原来,拉尔廷纽想把双道铁轨变成单道铁轨,然后架在空中,车厢横跨悬挂在铁轨的两边,这种情形不是和骆驼驮物一样吗?

就在西门子在柏林郊外开动第一辆实用有轨电车的第二年,拉尔廷纽的单道铁轨电车也首次启动了……到了19世纪80年代,出现了各种各样的“有轨电车”:有的悬挂在铁轨下方称为“悬垂式单轨电车”;有的骑跨在铁轨上面称为“跨座式单轨电车”;有的将好几辆电车连接起来,由一个驾驶员来操纵……真是多种多样!

当然在各城市运行得最多的,还是与火车相似的那种有轨电车。

随着城市的日益繁荣,人们对有轨电车的缺点也逐渐有了认识:那纵横交错的铁轨常常使其他车辆的轮子嵌在里面,不能自拔,尤其是那隆隆的噪音,几乎使人难以承受。

能不能发明一种“无轨的电车”呢?

1884年,美国工程师亨利正为无轨电车伤透脑筋呢:“无轨电车的电从哪里来呢?”

电车的发展史在亨利的眼前一幕幕呈现,当他想到拉尔廷纽的悬挂式电车时,灵感突然来了:

“他既然可以在空中悬挂电车,我为什么不能把电车放到地上?这样,也就不用铁轨,只要用两根电线就可以了,然后再想办法把电引下来……”

亨利顺着这个方向思考下去,终于想出了一个方案,就是通过架空线由远方的电站供给电能,然后再由触线杆连接架空线和电车,使它能在地面上运行。

不久,亨利的方案得到了有关部门的认可,无轨电车诞生了,它使电车更加完善,成了市区主要的公共交通工具。

进入20世纪以后,电车成了人们的“宠儿”。为了与汽车竞争,出现了具有直角方向传动、全电气化和流线形车体的电车,还采用弹性车轮使电车行驶更加平稳;1946年,在美国纽约出现了备有平行方向传动、电磁直接制动的高性能电车作为地铁车辆;1962年还出现了无人驾驶电车;1971年,日本东京地铁千代田线使用了节省能源和无触点装置的可控硅交流变换器控制的电车;1977年,德国柏林地铁还使用了三相换流控制感应电动机的电车……电车成了我们生活中不可缺少的一部分,它的家族中必将还会增添更新的成员,或许不久的将来,电车身上的那2根辫子将会消失,以全新的面貌出现在我们面前,到那时你可不要感到奇怪哦!

不断成长的汽车

如果从1885年本茨发明世界第一辆内燃机汽车算起,那么到现在汽车已有100多岁了。

汽车问世后,随着岁月的流逝,它已逐渐成为人类社会不可缺少的交通工具了。就像电灯、电话一样,与人们息息相关,成为现代生活、工作的必需品。

在汽车的成长过程中,它逐渐成熟起来,本领也大多了,而且出现了各种各样的汽车,形成了一个兴旺发达的汽车大家族。

汽车最初出现时,世界各国的大小城镇还多是为马车行驶修筑的硬质路面。而到今天,为了适应交通发展的需要,仅美国就修筑了600多万公里长的公路,总面积约达120万平方公里,差不多和美国密西西比州的面积一样大。所以说,正是汽车改变了原野和城镇的面貌,也改变了人们的思想。

在20世纪初,汽车对人们来说还十分稀罕。当时,美国一些马戏团在广告栏上曾将汽车作为怪物列入巨人、大象和畸形侏儒模特儿之上,令人对汽车既害怕又想看。那时在纽约,汽车开动时需要一名身强力壮的男子在汽车前面鸣锣开道。他手里拿着小旗,不住地令围观的人群向后退闪,以便给汽车让出道来。

这一时期的汽车经过不断的改进,已逐渐与现代汽车相近了。它们有的装上了车灯,有的加上了遮风挡雨的车棚,有的增加了乘客座位,而且大都已换上了带辐条的橡胶轮胎。然而,从外形来看,它们还没有完全消除马车留下的痕迹。

从20世纪20年代到60年代,是汽车大发展时期,并开始向现代化迈进。

从这些五光十色、令人眼花缭乱的汽车群中,我们可以看到汽车已经多样化和现代化了。这期间汽车的速度提高了,新型的设备如汽车电话、空调、暖气等相继增多了,外形也日益美观大方了。更为引人注目的是,在汽车家族中出现了许多适用于不同需要的新成员,像越野汽车、厢式货车、自卸汽车、冷藏车、旅游车、载重汽车、大客车、赛车和高级小轿车等,广泛适应了人们的工作、生活的需要。

20世纪50年代,在一些工业发达国家里,随着家庭汽车的日益兴盛,使得昔日冷清的城市郊区和偏远的乡村逐渐繁荣兴旺起来。这是因为汽车的大发展使人们方便地来往于城乡之间,而有些人干脆就将家迁往安静、空气新鲜的郊区或乡村,每天驾驶汽车进城上班。这无形中使得住房拥挤、人口过多、环境污染等许多难以解决的城市问题,得到不同程度的缓解。

还应特别提出的是,这一时期,我国的汽车工业得到了迅速的发展。解放前,汽车制造业在我国还是空白,只能制造些汽车零件和进行维修工作。

全国解放后,我国很快建立了汽车制造厂,并于20世纪50年代中期制造出“解放”

型载重汽车,从此结束了我们只会修车而不能造汽车的历史。随后,我国又设计制造了“红旗”牌高级轿车,以及大型载重汽车、旅行车、铰接式公共汽车等。除了供应国内需要外,有一部分汽车还出口到国外,并得到了用户的好评。

随着经济的发展和生活水平的提高,人们对汽车的需要量愈来愈大。在这种情况下,美国人亨利·福特发明了汽车生产线,从而使汽车能大规模地投入工业生产,而且能根据市场上的需要,及时改变品种,生产人们喜爱的新型汽车。美国的福特汽车公司就利用这种技术上的优势,接连设计、制造了多种类型的汽车。

西方一些资本主义国家的汽车公司,为了能大量销售汽车,想出了各种办法。美国雪佛莱汽车公司就推出了“人为商品废弃”的办法,也就是故意制造不耐用的汽车,使用户没用多久就不得不将汽车抛弃,再去购买新车。

有的汽车公司还对放弃旧车而购买新车的顾客给予优惠,而且劝导买主说:

“大锤和镐是拆车的理想工具。”后来,汽车在一些国家销售量大增,并得到了普及。这可能与上面所说的刺激销售的办法有关。像美国,约有1亿多至2亿人口,却拥有1.3亿辆汽车。每辆车每年平均行驶达12500公里。由此可见,汽车和人们的关系越来越密切了。

20世纪60年代以来,随着科学技术特别是高新技术的发展,以及电脑、激光、新能源的应用,使汽车在现代化发展的道路上更上一层楼,出现了一些跑得快、省燃料、自动化程度高的新型汽车,如新型赛车、节油汽车、太阳能汽车、电动汽车、氢气汽车、新型高速长途汽车,以及无人驾驶的智能汽车等。使我们感到高兴和自豪的是,我国年轻的汽车制造业得到了飞速发展,在全国大多数省、自治区建立了汽车制造厂,生产适合于本地区的各种类型汽车,如东北各省生产高寒地区用的汽车,青海省则制造适合于山地使用的载重汽车等。我国还制成了太阳能汽车以及用于汽车上的陶瓷发动机。

使用这种陶瓷发动机的优点很多,比如它比金属发动机可节省燃料30%~50%,而重量又可减轻一半,使用寿命则长两倍等。

21世纪,将是汽车大显身手的时代。它将在高新科技的武装下,沿着现代化的道路快速地向前飞奔!

太阳能汽车

汽车用的燃料是汽油和柴油等,它们都是从石油中提炼出来的。然而,石油这种矿物燃料是不能再生的,用一点就少一点,总有一天要用完。据科学家们预计,目前世界上已探明的石油储量将于2020年左右被采尽。因此,汽车将会出现挨受“饥饿”的危险,人类将面临着能源的挑战。

从另一方面来说,石油本身就是一种宝贵的化工原料,可以用来制造塑料、合成橡胶和合成纤维等。把石油作为燃料烧掉了,不但十分可惜,而且还污染了人类赖以生存的环境。

解决这个难题的唯一可行办法,就是加紧开发新能源。而太阳能就是这些新开发能源中的佼佼者。

火焰四射的太阳,其表面是一片烈焰翻腾的火海,温度为6000℃左右。

在太阳内部,温度高达两千万度以上。所以,太阳能一刻不停地发出大量的光和热,为人类送来光明和温暖,它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。

将太阳光变成电能,是利用太阳能的一条重要途径。人们早在20世纪50年代就制成了第一个光电池。将光电池装在汽车上,用它将太阳光不断地变成电能,使汽车开动起来。这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。

你看,在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置,它就是太阳能电池板。平常我们看到的人造卫星上的铁翅膀,也是一种供卫星用电的太阳能电池板。

太阳能电池依据所用半导体材料不同,通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等,其中最常用的是硅太阳能电池。

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