书城童书科普知识百科全书——《交通知识篇》(下)
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第1章 汽车天地(1)

汽车的诞生

汽车,作为现代文明的宠儿,现代交通运输的主角,与人们的生活密切相关。在号称小汽车王国的美国,拥有小汽车12亿辆,有人把小汽车比喻为美国人的鞋,人没有鞋就不能出门,美国人没有小汽车就寸步难行。

然而,汽车在世界正式诞生,才不过100多年的历史。我们所说的汽车,是指有动力装置(发动机)驱动,有4个或4个以上的车轮,在陆地上行驶的车辆。在第一次产业革命即蒸汽机发明之前,人类所用的车的动力不是用人力,就是用畜力,而蒸汽机的出现,才使汽车的雏形得以问世。1769年,法国人居然制造了一辆有三个轮子的蒸汽机车,每小时可行驶36千米,可乘坐4名乘客。此后一些国家先后制成了蒸汽机汽车。

但是蒸汽机汽车的缺点是很突出的,它本身笨重不说,乘坐这种车又热又脏。人们在研究,能不能造一种让燃料在发动机内部燃烧的汽车。1885年,德国人苯茨制成了一辆装汽油发动机的三轮汽车;1886年德国人戴姆勒制成了一辆四轮汽车,每小时可跑18千米。这时真正的汽车才正式诞生。进入20世纪,汽车工业在美国得到快速发展,大规模的流水作业的汽车装配线使汽车产量大幅度地增长,使汽车迅速普及,成为大众化的商品。

日趋漂亮的汽车造型

最早的汽车,看上去和马车差不多,不同的是前面安装了发动机,人们称它为马车型汽车。这种车大多是敞篷的或装有活动布篷,前面和侧面都没有车壁。所以戴上帽子和护目镜的驾驶员也只能避风而已。1908年,美国福特公司开始生产这类汽车的佼佼者——T型车。它结构精巧,结实耐用,容易驾驶,价格低廉。受到人们欢迎,成为最著名的马车型汽车。

接着,福特公司又改进了T型车。新的T型车外形方方正正,就像一个大箱子,有固定的车顶,带有窗子的车壁,这就是“箱型汽车”的开端。此后各大汽车公司都开始生产箱型汽车。但在1920年前后,T型福特车在数量上占有绝对优势。

美国人曾这样形容过福特车数量之多:“你根本无法超过T型车,因为当你超过一辆时,马上眼前又会出现另一辆T型车”。

随着汽车的普及,生活节奏的加快,人们要求不断提高车速。为提高车速,一方面要加大发动机的功率,另一方面要减小行车的阻力。为此,人们首先想到了要降低车身的高度,以减少空气阻力。1900年,一般车高是27米,1910年已降到24米,1920年又降到19米,这个高度一直保持到30年代。

这时人们发现,车身如果降得太低,会影响驾驶员的视野,乘客也会感到憋闷,于是转而致力于增加发动机的功率。从此,先后出现了4缸、6缸,甚至8缸的发动机。由于发动机功率增大,体积也增大,车身的形状亦随之改变,出现了一种“长头”的箱型汽车;这种车在30年代曾风行一时。有趣的是,箱型车有一个“远亲”,就是越野车。这种车的功率大,但它不求高速,有较高的底盘,四轮驱动,能较轻松地在崎岖不平的地形上行驶,所以特别适用于野战,在第二次世界大战时深受军人欢迎。最有名的是美国的吉普车。

福特T型(箱型)汽车

箱型汽车的阻力还是太大,在前面车窗、车顶,特别在车后,都会产生空气涡流,大大影响了汽车的前进速度。为了解决空气阻力问题,人们吸收了飞机设计的经验,开始用风洞试验来研究汽车的造型。结果发现,前圆后尖的形状所产生的空气阻力最小。根据这种气动力学原理,1934年美国克莱斯勒公司研制出崭新的流线型汽车——“气流”牌。1937年福特公司推出了V8型车,其他汽车公司也先后推出了自己的流线型车。最有名的当属德国“大众”牌的甲壳虫型车。德国杰出的汽车设计师波尔舍博士,从甲壳虫的形状受到启发而设计出这种流线型车。由于第二次世界大战的影响,这种车到1949年才投产。甲壳虫车共生产了2000多万辆,至今墨西哥、巴西等国仍有生产。作为一种历史上最畅销的车型,“甲壳虫”在汽车史上留下了光辉的一页。

第二次世界大战后,汽车制造业有了很大发展。美国福特公司于1949年再次推出了具有历史意义的新型V8小轿车。这种车把车轮罩、发动机罩和行李舱罩合为一个整体,车灯不再单独安置在车轮罩上,而与散热器罩连在一起,与发动机罩结合成美观、平滑过渡的一个整体,后面就是驾驶室。由于整个造型像一只船,所以采用这类设计风格的汽车,称为“船型汽车”。由于发动机位于驾驶室之前,车的重心前移,汽车就不会在行驶中因横向风而晃动。40多年来,世界上生产的轿车大多属于船型车。1960年前后,有的汽车公司曾给船型车加上尾翼。这仅使人感到美观而已,随审美观点的改变,尾翼已消失了。还有一种后窗为反倾斜式的车型,以便后排乘客可以坐得更舒适。但汽车在高速行驶时,这种后窗会产生强烈的涡流和噪声,所以也被淘汰了。现代的船型车又恢复了简洁的风格,像我国在80年代引进的奥迪100型,就是成功的一例。它是船型车中空气阻力最小的一种。

美国别克牌鱼型车

但船型车的车尾较长,在高速行驶时还是会产生较强的空气涡流。人们对此加以改进,设计出“鱼型轿车”。这种车在船型车基础上,将后车窗逐渐倾斜,与同样倾斜的车后厢相接,形成斜背式的后部,由于与鱼的背脊相似,所以也叫“鱼型轿车”。美国1952年生产的别克牌小轿车,是最早的鱼型车。

由于在鱼型车内乘客舒适,司机视野广阔,车的正、侧面阻力小等优点,鱼型车便成了一种重要的车型而受到人们的喜爱。

但鱼型车的侧面,类似放大了的机翼横断面,在高速行驶时像机翼那样会产生一种使车子离开地面的升力,虽然一般不会发生危险,但如果有侧向风吹来,会影响汽车行驶中的稳定性,于是又给鱼型车的尾部加一翘起的尾巴,以克服一部分升力,于是便产生了鱼型鸭尾式车。解决鱼型车产生升力问题的彻底办法是采用楔型外型。这种楔型车的车身很低,车头尖尖的,车尾逐渐升高后徒然下切。现在很多跑车就是这种楔型车的代表。但完全按楔型设计汽车,乘坐的舒适性会受到影响,所以在传统的船型车后部设计中采用一些楔性效果,就会得到实用、美观相结合,受用户欢迎的车型,现在宝马系列的小汽车就是这种车型的代表。

经过近100年的发展,轿车的外形发生了不少变化,将来的汽车造型会进一步减少阻力,而且更加美观。

安全守护神

现在,有很多汽车上都配备了安全气囊。有气囊的汽车,也要系安全带。有人统计过,只用安全气囊不用安全带,发生撞车事故,保护率下降20%。如果安全气囊与安全带配合使用,在事故中可以保护乘员安全,保护率达46%,若是只系安全带,保护率为41%。

安全气囊是安装在汽车上的一种高技术安全装置。装上气囊后,当汽车受到大于16千米/小时~32千米/小时的速度撞击时,由一种叫传感器的装置感觉出这一撞击,并发出信号,使点火装置点火,而氮气团体粒子释放出氮气,并立即充满原来折叠着的气袋,这个过程在千分之55秒~65秒内完成,保证汽车在还没有被撞瘪之前,膨胀起来的气囊能够垫在方向盘和司机之间,防止伤害司机。

汽车在行驶过程中,如果需要紧急制动,特别是在高速行驶时,若是踩急刹车,轮胎被抱死不转或打滑,轮胎与地面呈现滑动摩擦,这样,几乎没有抓地力,制动性能很差。若是制动中轮子是滚动的,制动效果反而好。当制动时,若是把前轮抱死,汽车会失去转向能力;若是后轮被抱死了,会出现甩尾或调头,也就是跑偏侧滑。特别是在路面湿滑的情况下,更是危险。这时司机的驾驶方向盘也不能控制车的方向。资料表明,汽车侧滑造成事故占交通事故的10%以上。

为了防止制动时把车轮抱死,而失去制动力甚至发生事故,汽车上采用了防抱死制动系统(ARS)。防抱死是1932年由一名叫维柰发明的。先是用在飞机上,后来才引用到汽车上。它的作用是,检查出车轮有锁死现象,立即就“点放”刹车片,消除锁死现象,保持轮胎与地面抓地力,并把抓地力保持最大;而且能保证驾驶员控制行车方向。

防抱死制动系统,有电子式和机械式的,电子式防抱死制动系统效果好。这种系统是由转速传感器、电脑和调制器组成的。当汽车轮子转动时,传感器能产生交变的信号,信号变化频率与车速成正比。刹车时,电脑从传感器获得轮子转速的信号,若是信号频率降低太快,这说明刹车中轮子即将被抱死。于是电脑发出命令,使制动器油压不增加,之后再使油压减小点,接着再加点油压。一秒钟内多次重复这一系列动作,结果就能使轮子不被抱死。最好的防抱死制动系统是每个轮子各有一个。

德国的汉诺威交通事故研究组(由汉诺威教学医院和柏林技术大学组成),分析182起交通事故,得出结论,若是采用防抱死制动系统,可避免71%的交通事故;若是发生交通事故,也可减少139%的物资损失和减少174%的人员伤亡。

汽车上的防抱死制动系统,技术完善、成本低,美国的小汽车,1990年仅有2%-5%上装有防抱死制动系统。

预计到2000年,90%的汽车会装上防抱死制动系统。从1992年开始,德国斯图加特市,ABS已成为轿车上的基本装置。

汽车上的防抱死制动系统,从1975年在汽车上使用,到现在仅20多年,但已发展到第五代。现在的防抱死制动系统,结构紧凑、质量轻、成本只有原来的2/3。现在的防抱死制动系统还有许多其它的性能,比如保证汽车稳定性、防侧滑、防止加速打滑等。

防抱死制动系统的发展与应用将大大提高汽车的价值和功能。

轿车贵族

在1993年北京举办的国际轿车展览会上,美国通用汽车公司展出了一辆超长豪华型凯迪拉克轿车,吸引了众多的参观者。这辆轿车极尽奢华,车内设有酒吧、冰箱、席梦思、浴池、闭路电视等。

凯迪拉克元首轿车

通用汽车公司早在1902年就推出了第一辆凯迪拉克A1903型小轿车。当时这辆轿车并不豪华,发动机为单缸,有两个前进挡、一个倒挡。这辆汽车诞生之时,正逢底特律市创建200周年,于是便以底特律市创始人凯迪拉克的名字命名这辆车。凯迪拉克车从此诞生。

经过后来的发展,凯迪拉克名气越来越大,成为多位美国总统的座驾:罗斯福、杜鲁门、艾森豪威尔、尼克松、里根,直至克林顿,于是凯迪拉克就成了身份高贵的象征。

轿车,一般是指装有轿式车身,坐位在8座以下的小型客车。轿车车身一般为封闭式,设4个车门,也有设2个车门的敞篷式轿车。轿车的发动机一般放在前面,行李仓在后面。

轿车的分级是按发动机的排量来分的。发动机的总排量是全部汽缸的工作容积之和。单位是升。各国分级标准不尽相同。我国规定:发动机排量小于或等于1升,属微型轿车。这种汽车很轻巧,一般重量在500千克左右,乘坐空间紧凑,价格低廉,油耗低,如我国贵州生产的“云雀”轿车就属于此类。发动机排量在10~16升的,属于普通级轿车。此种车价格不高,油耗不大,因而使用广泛。排量在16~25升的,属于中级轿车。排量在25~4升的,属中高级轿车。排量大于4升的,属于高级轿车。一般排量越大,功率就越大,加速性能越好,车内装饰就越高级、越豪华。

这种车一般有三排坐位,车速可达160~200千米,价格昂贵。如前面提到的凯迪拉克、英国的罗尔斯·罗伊斯(又译劳斯莱斯)、美国的林肯牌轿车都属于高级轿车。

罗尔斯·罗伊斯轿车的名贵之处,在于其高超的手工工艺、优质的材料和精湛的工程设计。罗尔斯·罗伊斯公司创立于1904年,该公司至今还拥有几十名高级工匠和制造车头标志的能工巧匠。罗尔斯·罗伊斯轿车车厢采用仔细挑选的桃木,用手工打磨得光亮无比,其真皮座椅系人工用整张真皮精心缝制的。据说,每辆罗尔所·罗伊斯轿车竟有8万个以上零件是手工装配的。1907年,一辆车身各凸出部分全部用银包裹的罗尔斯·罗伊斯轿车,取名“银灵”,该车被选为英国女王的检阅车,由于做工精细与材料坚固耐用,至今“银灵”仍在全世界出尽风头。

罗尔斯·罗伊斯汽车公司于90年代推出的大陆R型新款轿车,车长5342米,宽2044米,高1462米,重25吨。该车4门4座,装有675升8汽缸和16气门发动机,具有涡轮增压和数车式电子喷油控制装置,最大功率达2646千瓦。最高时速可达250千米。最可贵的一点是其加速性能极好,从0到100千米的时速加速时间仅为66秒。

林肯牌轿车是美国第二大汽车公司福特公司生产的,原美国总统布什选它作为专用轿车。车身用特别装甲钢板和超强化的防弹玻璃制成,以保证总统安全。车内装有通往各国首脑的电话,车体上还装有吊钩,能够空运到各地,为总统外出活动时使用。

领袖座车

历代各国国家元首和政府首脑座车多数是当时的最好的车。

美国历届总统自威尔逊后,多乘坐林肯牌轿车,并把其作为国宾车。前美国总统布什乘坐的林肯特级豪华防弹车,重75吨,价值60万美元。不仅宽敞舒适、安全可靠,而且有两套双向无线电通话设备和先进的信息控制中心,可随时处理公务。

德国梅塞德斯一奔驰高级轿车,性能极佳,设备也属世界一流,许多国家元首和政府首脑都选用这种车作为座车。德国总统魏茨曼·魏茨泽克、前总理科尔以及纳粹德国元首、第二次世界大战主要战犯希特勒都是乘坐这种车,希特勒的座车挡风玻璃有5厘米厚,车门装有25厘米厚的防弹钢板,轮胎中有装有特种钢丝编织的防弹网。

汽车的底盘是经过加强处理的,地雷都炸不坏。座车内多处装有子弹上膛的手枪,车重59吨。

前苏联的领导人多乘坐吉斯牌轿车。苏联最后一位领导人戈尔巴乔夫的座车是“吉尔”牌轿车改装的,重5吨,驾驶室两侧和车顶防弹钢板厚达66厘米,汽车装有8缸发动机,是一个实实在在的油老虎,每百千米耗油2728升,是一般轿车耗油量的几十倍。

我国开国领袖毛泽东及刘少奇、朱德、周恩来是乘坐前苏联生产的防弹“吉斯”车,后来乘坐国产的红旗牌轿车。我国新一代领导人则乘坐长春一汽生产的奥迪—100和上海生产的桑塔纳轿车。

日本天皇的座车,是1965年日产车厂研制的日产型总统型轿车。1965年在东京车展上亮相,只生产了7辆。