超实用汽车指南:爱车,就该懂车-第2章

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首先将充气轮胎应用于汽车。

　　　　轮胎是支撑汽车行驶的重要外衣

　　　　充气橡胶轮胎的出现促使汽车行驶速度极度提高，乘坐舒适度也显著改善。现在的轮胎，其基本构成和最开始没什么不同，但是在细微地方，比如构造和材料以及性能方面都取得了飞跃性的进步。

　　　　轮胎根据使用车型不同而各异，比如斜交轮胎和子午线轮胎、夏用和冬用轮胎。但其基本功能，如支撑汽车重量、缓冲行进过程中受到的冲击、向路面输送驱动力和制动力、改变或保持汽车方向等，是不会改变的。

　　　　轮胎和路面的接触面积平均每个轮胎只有一张明信片大小，尽管如此，它却担任着这么重要的任务，看来轮胎不容轻视。

　　　　现在和以前的轮胎都是黑色、圆形的橡胶轮子。与路面接触的轮胎表面有许多槽沟，当槽沟被磨浅了的时候就需要换新轮胎了。有时我们突然间会好奇磨损掉的橡胶都到哪儿去了。因为槽沟变浅了，这证明橡胶确实是磨损掉了。轮胎不像橡皮一样能看到橡皮屑，那很有可能就是橡胶变成了细小粉末。如果轮胎磨损掉的粉末能被收集起来，数量将会相当惊人。

　　　　制动器随着汽车提速得到改进

　　　　正如〃汽车的历史就是一部提速的历史〃所说，汽车在不断追求高速度的同时得到了升级。然而汽车速度越快，就越难停止，因此制动器的重要性受到了人们的关注。

第一部分　第8节：制动器通过转换能量发挥作用

　　　　制动器的主要作用是让汽车减速、停止，并且像停车制动似的使汽车保持停止状态。听起来似乎很简单，但要使重1吨以上的汽车在100km／h的速度行驶的情况下完全停止，并非一件易事。

　　　　制动器通过转换能量发挥作用

　　　　汽车的制动器分盘式制动器和鼓式制动器两种，它们的工作原理都是通过将机械能转换成热能来降低速度。

　　　　稍加留意我们会发现，这个过程和发动机的作用完全相反。假如汽车靠燃烧汽油得到的能量加速到100km／h，那么制动器就必须将这些机械能转换为热能。

　　　　确切地讲，就是制动器通过作用于车轮来实现功能。首先制动器阻碍车轮转动，由此将机械能转换为热能。另一方面，车轮的转动受到阻碍后，车轮和路面之间会打滑，这也使机械能转换为热能。因此，刚停下来的汽车除了制动器，车轮也会发热。

　　　　制动器通过摩擦将机械能转换为热能。有些人骑摩托车时会用脚使摩托车停下来，这也是种制动器，只不过是通过鞋和地面的摩擦使摩托停下来，当然这么做可能会磨损鞋底，同时鞋底也会发烫。尽管汽车的制动器不像鞋底那样磨损得厉害，但也会产生许多热量。在需要不断制动的山路上，盘式制动器甚至会温度升高到发红。

　　　　汽车车身形式多样

　　　　如果我们让现在的孩子画一辆车，很多孩子画的都是长得跟箱子似的的面包车。大人也一样，家用车就不说了，单身的人在买车时也开始倾向于选择面包车。面包车如此受欢迎，说它已成为乘用车的代名词也不为过。

　　　　面包车的特征说到底就是内部空间大。看它高车身、发动机舱压缩到最小限度等方面也能感受到面包车非常细致地考虑了如何有效节省空间，在这一点上其他车都比不过它。那么面包车是乘用车的最佳选择吗？

第一部分　第9节：车身形状不同，设备也不同

　　　　车身形状不同，设备也不同

　　　　面包车、轿车等是根据汽车车身形状分类的车型，实际上车身形状不同，车辆性能方面也会产生许多差异。

　　　　比如，车顶高的面包车和轿车相比，重心比较高，这影响到它在转弯时的安稳性。为此，面包车在提高行驶安稳性方面下了许多功夫，比如它把悬架系统做得坚固些，但还是无法与重心低的轿车相比。此外，面包车比轿车等重得多，要想达到和轿车一般的行驶性能必须更换发动机。

　　　　确实，在宽敞度方面面包车占绝对优势，但它也有称不上最优的方面，即缺乏别致性，而且操作也有一定难度。

　　　　以前轿车的基本设计是顺着立柱（前柱）方向向下延伸便是前轮的中心。这种设计很早前就已出现，有种利用这项设计的车型底盘很宽，就跟富士山似的，看起来很安稳，让人觉得很安全。这种轿车虽然因为能用于各种用途，称得上是万能车，受到人们的喜爱，但随着旅行车和面包车的流行，轿车因装不了大件行李，也无法搭乘很多人因而有点过时。但话说回来，需要装大件行李和一下子载很多人的情况也不是时常有的。

　　　　跟客厅一样豪华的轿车

　　　　汽车说明书里经常有这样的说明：〃车内装饰让您如置身家里的客厅一般惬意。〃光看字面您一定会觉得车内肯定非常舒服，那实际情况是这样的吗？

　　　　汽车内饰和客厅比较大的一点区别就是它的空间是移动的。汽车会时走时停、转弯、在坑坑洼洼的路上行驶，理所应当会不同程度地摇晃，这时车里的人也会跟着晃动。因此，如果汽车的座椅就像客厅里的沙发那样松软，人的身体便会向四处摇晃，人为支撑身体需要用力蹬着脚，这容易使人疲劳，而且不太习惯坐车的人肯定会晕车。

　　　　汽车的舒适性不同于客厅

　　　　考虑汽车的舒适性要以它是移动性的交通工具为前提，也就是说，汽车和客厅的舒适性的含义不同。汽车的车座不能是松软的沙发，而应该坚固一些，以防止身体剧烈摇动，即使表面柔软也必须能够支撑住身体。

　　　　此外，恰当的驾驶环境对于司机来说也是非常重要的。仅仅舒服还不够，这和沙发不适合办公室的道理一样，虽说座位舒服点会减轻疲劳感，但因此影响到驾驶的话就有点本末倒置了。

　　　　以前配有专用司机的高级轿车的驾驶席都是很耐磨的皮椅，这样司机来回坐车座也不会被磨坏，而车主人及其他人坐的后座则铺有高级的天鹅绒或绒毯。当然，用途不同，车座不同，这无可厚非，但现在已经看不到这种车了。可问题是多年用同一辆车的话，很可能只有驾驶席凹陷。因此有人认为驾驶席应该特别制作。然而话说回来，只把驾驶席制成办公椅一样的座位也会产生问题。

第一部分　第10节：汽车的安全与环保

　　　　汽车的安全与环保

　　　　过去，在日本人们都避免提及汽车安全性。欧美汽车都在积极地研究安全对策，而日本人则坚信〃安全驾驶就不会出事故〃。

　　　　这种想法的错误性通过发生的交通事故也可以看得出来。实际情况不容我们大意，但确实，死者人数年年降低，事故本身的发生次数也趋于减少。对此，或许汽车的安全对策起了很大的作用。汽车的安全对策大致可分为两种：一种是防范事故发生的积极对策，一种是在事故发生或发生后保护车内人员安全的消极对策。目前为止研究的侧重点让人感觉好像放在了如何减少死者上，今后人们的关注点可能会转向研究如何防止事故发生的对策上，即所谓的积极对策。

　　　　为防止全球变暖，减少耗油量，开发替代燃料

　　　　1997年，世界各国为防止全球变暖在日本召开过一次京都会议，近些年，日本汽车排放的二氧化碳量减少，人们保护环境的意识也提高了。

　　　　要想减少二氧化碳排放量必须减少使用汽油等燃料，即减少耗油量。为此，汽车制造商都摩拳擦掌，从发动机开始，努力提高效率，研制开发混合动力车等新技术。但是最环保的燃料电池车还需要一段时间才能实用化。在那之前人们关注的焦点是从植物中提炼出来的以生物燃料为代表的替代燃料。

　　　　燃料电池车凭氢和氧产生的电行驶，人们都期待它能成为人类的环境对策、资源对策的王牌。不过也正因为是王牌，开发才不会像预计的那样顺利。

　　　　专栏1

　　　　生物燃料可以彻底解除资源枯竭之担忧吗？

　　　　化石燃料的枯竭对于汽车来说是一个非常严重的问题。最近成为谈论热点的是生物燃料可以减少二氧化碳的排放量，而且也不用担心会像化石燃料那样枯竭。但是，在这里我想说说我的忧虑——生物燃料也会枯竭。

　　　　生物燃料的原料主要是农作物，有时也用废弃木材等原料，但现在还不到实用阶段。现在主要是用玉米、甘蔗等制造生物燃料，而这些作物生长所必须的磷元素却面临枯竭。磷矿不断涨价，已经开始影响到正常的农业生产。因此，最近对迄今为止没被二次利用过的磷的回收成为关注焦点，并且从下水污泥等地方提取磷的试验计划也已制定完成。

第一部分　第11节：主流汽车发动机汽油机和柴油机

　　　　主流汽车发动机——

　　　　汽油机和柴油机

　　　　大约近100年间，内燃机逐渐成为汽车的主要动力来源。发动机刚诞生之时，从现在看来，就像无线电控的发动机一般，马力非常小，随着人们对更大马力的追求，发动机不断得到改进。

　　　　现在，汽车发动机主要是往复式发动机。这种发动机要将活塞的直线运动转变为旋转运动，除此之外，还有借助燃烧产生的力而直接运转的转缸式发动机。

　　　　往复式发动机大致有汽油发动机和柴油发动机两种。汽油发动机又分为四冲程发动机和二冲程发动机。

　　　　现在，四冲程汽油机的汽车成为主流。之所以称它为〃四冲程发动机〃是因为〃进气、压缩，点火、排气〃这四个过程，活塞要做两个循环来产生动力。而二冲程汽油发动机的话，〃进气、压缩，点火、排气〃这两个过程，活塞只需做一个循环。后者构造简单，多用于小型车或摩托车等，但最近已不怎么见到了。

　　　　柴油发动机以它的发明者鲁道夫·狄塞尔而命名。其工作原理是首先使空气在汽缸内受挤压升温，然后通入燃料使其燃烧。这点和利用火花塞点火的汽油发动机有很大不同。汽车多使用四冲程发动机，而大型船舶也使用二冲程的柴油发动机。

　　　　发动机的心脏——活塞和汽缸

　　　　汽油发动机和柴油发动机的主角是四冲程发动机，它属于往复式发动机的一种，其工作原理是活塞凭借燃料燃烧产生的能量在汽缸内做直线运动。ResiPuro来自英文单词ReciProcing，意思是指〃往复运动〃。

　　　　我们来看看发动机的代表——四冲程发动机——的内部构造。首先是筒状汽缸以及其中短小、圆筒形的活塞，这两者是最基本的部件。汽缸上方就像碗一样被遮盖着，形成一个密闭空间燃烧室。在燃烧室内有各种装置，比如负责吸入混合气体（燃料和空气的混合体）的进气门、排放燃烧废气的排气门、引燃混合气体的点火管等。

　　　　再来看看活塞。活塞的下方连着棒状的连杆，连杆另一侧和曲柄相连。连杆就相当于人蹬自行车脚蹬的脚，活塞的直线运动转换为驱动曲柄旋转的动力，最终带动曲柄轴转动。

第一部分　第12节：以惊人的速度做往复运动的活塞

　　　　从外部来看发动机，其组成由上至下依次为：茶碗盖似的汽缸盖、装着汽缸的汽缸体、装有曲柄轴的曲轴箱。汽缸盖的上面有缸前盖，曲轴箱的下面是油盘，它里面装的是在发动机内部循环的汽油。这些发动机的零件大都由铁或铝制成。

　　　　■以惊人的速度做往复运动的活塞

　　　　发动机一分钟要旋转几千次，活塞也以一样的速度做往复运动，活塞的运动速度平均为20m/秒以上。活塞的上下直线运动一旦停止，它就会非常激烈地加减速度。因此如果活塞比较重的话，它的转速就不会那么快，所以活塞一般都是铝制的，并且内部要挖空成为空心筒，总之要使其减轻分量。此外，活塞与汽缸的摩擦也会影响速度，因此工程师们在最大限度减少摩擦方面也下了不少功夫。

　　　　四冲程式发动机

　　　　的工作过程分为四个阶段

　　　　汽油发动机（四冲程式）通过燃烧然料汽油获得机械能要经过进气、压缩、点火、排气四个过程。在这四个过程中，活塞在汽缸内下降、上升、下降、上升，来回做两次运动。

　　　　首先在吸入阶段，活塞在汽缸内下降的同时打开的进气管吸入混合气体。活塞上升到最高点再下降到最低点，进气工作便完成了。接下来是压缩阶段，这时打开着的进气门会闭上，汽缸成为一个密闭的空间，活塞从最低点上升，压缩汽缸内的混合气体。

　　　　活塞上升到最高点时就进入了点火阶段。通过火花塞使混合气体燃烧，废气急速膨胀，向下挤压活塞，能量由此产生。活塞下降到最低点便进入排气阶段，这时排气门被打开，随着活塞的上升燃烧产生的废气被排出。活塞达到最高点时，第二轮吸气开始。

　　　　发动机就是这样输出功的，它的过程很有意思，就像文章的起承转接似的。最开始吸入材料混合气体，并将其压缩做好准备。然后迎来扣人心弦的高潮燃烧，最后将混合气体变成的废气排出。只是发动机的起承转接转瞬结束，一分钟内要做几千回，这一点和文章的机构有相当大的差别。

第一部分　第13节：大汽缸，小汽缸

　　　　■大汽缸，小汽缸

　　　　活塞、汽缸的大小根据排气量不同而各不相同，即使排气量相同，其型号也有大有小。排气量指的是汽缸内的容量，即〃汽缸内径×活塞运动距离〃。既有大缸径短冲程发动机，又有小缸径长冲程发动机，前者叫做短冲程发动机，后者叫做长冲程发动机。短冲程发动机运动量小，运转速度快；长冲程发动机速度低，扭矩大。

　　　　为什么发动机分

　　　　8汽缸、12汽缸等多种类型

　　　　汽车的发动机，一般乘用车大多是4汽缸或6汽缸，此外还有其他类型。根据排气量由小到大依次分为8汽缸、12汽缸、甚至难以想象的16汽缸发动机。另外还有小型汽车的小排量发动机，一般都是2汽缸、3汽缸。有的摩托车也用只有1个汽缸的单汽缸发动机。

　　　　人们容易误认为要增大排气量只要提高汽缸容积就可以了。但气缸容积太大的话，活塞重量便会增加，燃烧率会降低，最终影响功的顺利输出。因此，2汽缸的汽缸容积最高规定为2。5升，6汽缸的为2～3。4升。

　　　　关于单汽缸发动机，曲轴每旋转两次而发动机内只燃烧一次，运转很不均匀。如果能增加汽缸数，依次少量燃烧的话运转就会匀称得多，而且活塞也会变得更小，运动更便捷，发动机的转动也会更灵活。此外，要想提高转速，需要增加动力，但因为要保证持久性和效率的平衡，旋转次数的上限无法改变。

　　　　总之，汽缸增加，发动机的运转会更加灵活，噪音也会变小。但是，另一方面，零件个数也会增多，这使发动机变重，再加上摩擦等引起的损耗，发动机的动力效果会大打折扣，比如耗油量增大，扭矩减小。因此，我们不能笼统地说：〃汽缸越多性能越高。〃

　　　　为什么6汽缸

　　　　发动机分为直6和V6

　　　　如果发动机汽缸不止一个，那设计者必须考虑它们应该怎样组合。比如一般4汽缸发动机的汽缸大多排成一列，称为〃直4〃。至于6汽缸发动机，以前较多见的是直6（汽缸并列排放），现在较流行的是将汽缸呈V型排列，汽缸分成两列的V6（V型6汽缸）发动机。

　　　　直列发动机的汽缸呈一字型排列，因此汽缸数目越多发动机越长。假如按6汽缸比4汽缸长2个汽