汽车成长史

绘知堂科普馆

很久以前，交通工具还没有出现，人们只能依靠两条腿跋山涉水，走上一整天最多也只能翻过一两座山到达隔壁的村庄。

四千年前，人类驯化了马，自此人们就可以骑在马背上去远的城市了。马比我们人类更擅长跑步，人们走上一整天的路程，马两三个小时就能走完。

古代美索不达米亚的苏美尔人在漫长的劳动中逐渐总结出一个规律：一个推不动的重物，如果让它滚起来，人们就能轻而易举地将它运走。相比之下，圆形的东西滚起来更快更省力。

苏美尔人逐渐学会用砍断的树干垫在重物的下面来搬运，这种工具慢慢演变成了 “轮子”。在轮子的帮助下，人们可以完成超越人类力量极限的运输工作。

为了让马在一趟旅程中能运载更多的人和货物，人们将古老而伟大的发明——轮子与马联想到了一起：把轮子装在木板上，再让马去拉动这个木板，由此演变成了马车。

但是，人们很快发现一个问题：马奔跑一整天会极度疲惫。古代的官府如果有八百里加急的战报，想要第一时间传送到总指挥部怎么办？他们想出一个好办法：修建驿站。

人们在重要路段修建多个驿站，信使带着信件骑马出发，抵达一个驿站后，可以换乘在驿站休整好的马匹继续赶路。这样换马不换人，风雨兼程，就能将信快速送达。

马车一直是古代主要的交通工具之一，直到1886年，德国工程师卡尔·本茨卸掉马缰，将一个 “钢铁心脏”（内燃机）安在了车架上，成功发明了世界上第一辆内燃机汽车。

这辆车虽然靠三只“脚”走路，但是速度很快，日行百里;它性格很“温顺”，不会像马一样偶尔尥蹶子、发小脾气;与马相比它最大的优点在于：只要给够燃料，就永远不会累。

目前，汽车发动机的“主食”是燃油，只要“咕嘟咕嘟”地喝下一罐，燃料就能在汽车的“肚子”（发动机的气缸）里燃烧，最终带动车轮转动。

那么，汽车行驶时，发动机里到底发生了什么呢？发动机首先打开进气门，向下推动活塞，让混在一起的燃料和空气跑进大大的肚子里。

直到不能更擠的时候，火花塞大吼一声，瞬间点燃所有燃料的“怒火”，让它们燃烧起来并迅速膨胀，狠狠向下推动活塞。

接着，活塞会被向上推动，让空气和燃料分子们挨得越来越紧密。

随后，排气门就会“开门送客”，活塞也会在惯性的作用下往上运动，把释放完能量的气体顺着排气门赶出发动机的“大肚子”。

这4个行程周而复始，燃料在发动机肚子（气缸）里一次一次地燃烧并产生巨大压力，一下一下地推动活塞上下运动，最后通过连杆把力传给曲轴，实现旋转运动，最终让车轮转起来。

就这样，燃油中的能量（化学能）转变成了曲轴转动起来的能量（机械能），进而让车跑起来。也正是因此，汽车发动机也叫作“内燃机”。

在加油站，你一定还见过“柴油”的标志 。其实，除了“喝”汽油的内燃机，还有一种 “喝”柴油的内燃机——柴油机。二者最大的区别就是“主食”不同。

相比于汽油而言，柴油更容易“暴走”，它感受到强烈的压力就会直接燃烧，不需要火花塞点火。同时，柴油也很不随和，很难将它与空气混合起来。但是柴油的能量密度更高，适合货车、拖拉机这样的大型车辆。

而通常情况下，一台内燃机同时拥有好几个肚 子，每个肚子的活塞最终都连向同一根旋转的曲轴 。它们有的排成一排，组成直列发动机;有的排成V 字，组成V型发动机;有的面对面，组成对置发动机 ;有的围成一圈，组成星形发动机。

而利用同样的原理，人们还发明出来了转子发动机。它同样拥有进气口、排气口、火花塞和气缸等结构，没有活塞、连杆和曲轴，而是将三者合体成一个三角形的转子。