登陆注册
15799400000021

第21章 交通科技应用(1)

自从有了汽车、飞机和轮船以后,人类的生活就发生了巨大的变化。人们的视野变得更广了,人们活动的范围变得更大了。而交通工具太过快速发展,使交通秩序混乱不堪。这时,交通信号的发明解决了这个难题,它让混乱的交通变得井然有序。

轮子

轮子是车辆或机械上能够旋转的圆形部件。轮子的发明改变了人类在陆地运动的方式。如今,在汽车、火车和飞机上,在各种机器上,到处都有轮子,车轮转动的速度越来越快。轮子带给人类一种新的运动的方式,这就是由移动到滚动的飞跃。

轮子的发明可以被视为是人类文明的一个重大转折点。最早的轮子——个由实心木块雕刻而来的圆盘于公元前3500年被制造出来。这一工具的早期应用是陶工转轮,这种轮子可以用来旋转灰泥并方便将其塑造成一定形状。约300年后,美索不达米亚人给车子装上了轮子,真正意义上的轮子出现了。轮车很快取代了滑橇的运输方式。而轮轴和轮辐、轮盘的设计也相继出现让轮子变得更加实用而轻巧。

轮子在古代的应用

最早的车轮是马车上的实心木制车轮。它用两三块木板拼在一起,然后切割成圆形。它们约出现于公元前3200年。有轮轴的轮于是公元前2000年左右开始出现的。这种轮子比实心的轮子轻便,转得也比较快,适合用于战车上。

用铁线做轮轴的轮子出现在1800年前后,它们轻便、坚固。这种轮子首先被用在汽车,脚踏车上。到了20世纪50年代汽车上的铁线轮子由金属轮子所取代。

轮子的影响

有时简单的发明却是最重要的。轮子的独特之处,就是它们都是圆的,没有棱角,所以能均匀地滚动或旋转。这就使得汽车,火车等各种陆上交通工具可以在公路、铁轨和崎岖的地面上顺利行走。此外,轮子的圆周运动使它可以不断地把引擎的动能传递出去。之后的许多发明也依靠轮子帮助,例如:起重机就依靠滑轮(有沟槽的轮子槽上绕着带子)来减少搬重物所需要的力。齿轮可增大或降低轮子的速度和力。无数机器,包括引擎和飞机,也都不能没有齿轮。

公路

公路是指连接城市、乡村和工矿基地之间,主要供汽车行驶并具备一定技术标准和设施的道路。公路主要由路基、路面、桥梁、涵洞、渡门码头、隧道、隔离栅、路面标线、护栏、绿化带、通讯、照明以及交通标志等设备及其他沿线设施组成。中国的高速公路还附带隔离栅,服务设施和收费站。

一般来说,修筑公路可以促进社会经济发展。

公路的起源

约公元前3000年,古埃及人为修建金字塔而建设的路,应该算是世界上最早的公路。之后是大约公元前2000年的古巴比伦人的街道。公元前500年左右波斯帝国的大道贯通了东西方,并连接起通往中国的大路形成了世界上最早、最长的“丝绸之路”,这可算是2500年前最伟大的公路了。古罗马帝国的公路曾经显赫一时,它以罗马为中心向四处呈放射型修建了29条公路,在当时号称世界无双。所以产生了至今人们还常用的外国俗语,“条条道路通罗马”。

公路的分类

公路按使用性质可分为国家公路(国道)、省级公路(省道)、县级公路(县道)、乡村道路,以及专用公路五个等级。一般把国道和省道称为干线,县道和乡村道路称为支线。省道是由省、自治区公路主管部门负责修建养护和管理的公路干线。县道是连接县城和县内主要乡(镇)、主要商品生产和集散地的公路,以及不属于国道、省道的县际间公路。乡道(或称乡村道路)是主要为乡(镇)村经济、文化行政服务的公路,以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及多与外部联络的公路。专用公路是指专供或主要供厂矿林区、农场、油田、旅游区、军事要地等与外部联系的公路。

自行车

自行车是一种两轮交通工具,它无需燃料,仅靠人力带动脚踏板产生动力,操纵灵活,是一种便利且无污染的高效能的交通工具。在不同的地区还有脚踏车、单车等名称。如今,自行车已成为人们使用最多,最简单、最实用的交通工具。

自行车的诞生于发展

1791年,法国人西弗拉克发明了最原始的自行车。它只有两个轮子而没有传动装置,骑上去只能两脚蹬地前进。

1817年,德国人德雷斯在自行车上安装了方向舵使其能改变行使方向,但骑车时依然要用两只脚蹬地。1839年苏格兰人麦克米伦对自行车进行了改进他在后轮的车轴上装上曲柄,再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来,并且前后轮都用铁制,前轮大,后轮小。这样一来,人的双脚就能交替踩动踏板使轮子滚动。1886年,英国人詹姆斯又把自行车的前后轮改为大小相同,并增加了链条,这种车型与现代自行车基本相同。1888年,英国人邓洛普用橡胶制造出内胎,用皮革制造出外胎,以此作为自行车的充气轮胎。至此,现代自行车的轮廓已经初步显现出来了。

自行车的种类

随着自行车工业向舒适、安全、便携高机械性能和多功能方向的发展自行车的种类也越来越多,它不再仅仅是短途代步交通工具,而且能用于休闲、娱乐、健身。自行车的种类包括一般通勤车、公路竞赛车、多功能越野车和技术单车。一般通勤车是平时作为代步通勤用的车种;公路竞赛车是专门设计用来在公路上运动竞速的车种;多功能越野车是适合竞赛及休闲的车种能够轻易地穿梭林道、河床地、公路及上下坡,还可以进行简单的跳跃动作技术单车,技术花式表演用的车种,车身经过特殊设计,稳定性好,但不适合高速行驶,讲究的是让车手能灵活地操控车架,做出不同的特技动作。

摩托车

摩托车是装有内燃发动机的两轮车或三轮车。由于摩托车是由机器驱动前进的,形状和自行车差不多,所以最早的摩托车又被称为“机器脚踏车”。现代摩托车的设计更加合理先进,速度也越来越快。

摩托车的发明

世界上第一辆以蒸汽机为动力的两轮摩托车诞生于1869年,是由法国人皮埃尔马肖发明的。而以汽油机为动力的摩托车是德国人戴姆勒发明的,1885年8月29日,戴姆勒把经过改进的汽油引擎装到木制的两轮车上制成了世界上第一辆摩托车,并获得了专利。这辆摩托车装有两档变速器最高时速可达19千米。同年11月,戴姆勒的长子鲍尔·戴姆勒驾驶着这辆摩托车以每小时12千米的速度试驶了3千米。

摩托车的构造

摩托车有类似自行车的钢架、引擎、变速器、油箱车、座以及其他部分都装配在车驾上。前制动器、油门、离合器、车灯的操控装置都装配在把手上。后制动器由脚踏板控制,也可以用脚换档。不过许多摩托车都有自动换档变速器。前轮和后轮装有弹簧和液压减震器,以免摩托车行驶时上下震动得太厉害。引擎与变速器相连结,一般以铰链带动后轮。小型摩托车一般用气冷式二冲程汽油引擎。较大较贵的摩托车通常用四冲程引擎,这样可以更加充分利用燃料,

摩托车的动力类型

目前,摩托车动力装置一般采用的部是内燃机。人们对使用以柴油为燃料的发动机习惯称为柴油机,而对使用汽油为燃料的发动机就称汽油机。由于汽油机具有重量轻、体积小、噪音小、起动容易和造价低廉等优点,因此摩托车普遍采用汽油机作为其动力装置。还有一些摩托车用电启动器来起动发动机而较小型的摩托车普遍用脚踏起动器。

形形色色的摩托车摩托车既有自行车的灵活性和轻便性,同时又有汽车的机动性和高速性。

现代的摩托车有各种型号,它们的用途也各不相同,普通型的摩托车主要用作城市交通工具,它的性能和速度都比较适中。交警驾驶的摩托速度快,可以在车辆中穿行,应付突发变通事件。越野摩托车的车身很轻,但功率和速度都很高,适用于体育竞赛。

现代摩托车技术的发展

目前世界摩托车技术发展趋势呈现以下特点:电喷化速度加快,电控燃油喷射现代化油器已成为发展必然;发动机追求高速,高功率是其重要的设计目标。为改善其驾驶性、在机身上采用进排气可变技术调谐进排气压力波,使其在全工况下达到调谐状态。可变技术由机械控制向电控方向发展,其控制精度大大提高电喷与排气催化技术组合是摩托车实现超低排放的重要措施。摩托车电喷技术可以优化燃烧过程,达到机内净化的目的,但不可避免地造成一些废气排放量增加,因此必须采用催化器进行机外净化。联合防抱死制动技术也将在摩托车上普及。目前,大排量摩托车普遍采用电子液压防抱死制动系统但对于普通小型摩托车特别是踏板摩托车使用者来说,应该简化制动操作,提高制动安全感。开发可再生燃料使摩托车节约燃油消耗,降低摩托车运行成本;开发研制没有废气排放的电动摩托车,重视环境保护的摩托车技术是今后发展的重要方向。

汽车

车如流水马如龙,这是现代城市的真实写照。汽车在给人们带来方便的同时,也给人们带来了烦恼,但汽车的普及毕竟代表了时代的进步。关于汽车,你知道多少呢?

1867年,德国工程师奥托研制成功世界上第一台往复活塞式四冲程发动机,并于1885年宣布放弃专利,任何人都可以根据需要随意制作。1885年,德国人卡尔·本茨购买了奥托的内燃机制作方法,并将制成的内燃机和加速器安装在一辆三轮马车上。这就是世界上第一辆汽车。1886年1月29日,本茨的单缸三轮汽车获得专利。这一天被认为是现代汽车的诞生日。卡尔·本茨也被认为是“汽车之父”。

汽车的“心脏”

汽车要在道路上行驶必须先有动力,而其动力的来源就是引擎,也就是发动机。引擎的工作原理是先将汽油与空气混合雾化,经过压缩,通过汽油的燃烧膨胀产生动力。这一程序,被称为四行程或四冲程。引擎性能的良好与否是决定汽车行驶性能好坏的最大因素因此引擎被视为“汽车的心脏”。目前,大多数汽车使用的引擎均属内燃机。

汽车底盘的作用是支撑,安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车正常行驶。因此,它被称为汽车的“骨架”。底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成。底盘的安全性在汽车的整体设计中是第一位的。因此设计底盘时要考虑到前后车身的吸能区、中间车身的刚度等因素,以确保碰撞后车内的人能安全逃逸。另外,车子的重心高度、舒适性与底盘也有十分重要的关系。

汽车的“皮肤”

汽车的车身是汽车的“皮肤”。车身既是驾驶员的工作场所,也是容纳乘客或货物的场所。车身应能给驾驶员提供便利的工作条件,给乘坐人员提供舒适的乘坐条件,保护他们免受汽车行驶时振动、噪声、废气以及外界恶劣气候的影响,并保证完好无损地运载货物且装卸方便。所以,车身的设计应保证汽车具有合理的外部形状,以便在行驶时有效引导周围气流,减小空气阻力和燃料消耗。此外,车身还应有助于提高汽车行驶时的稳定性、改善发动机的冷却条件和保持车身内部通风良好。

F1赛车

要问如今什么汽车速度最快,答案非陆地“波音”——F1赛车莫属。F1赛车是世界上花销最高、速度最快、科技含量最高的赛车。很多新的科技都是在F1赛车上得以最初实践的。F1赛车的“F1”缘何而来?方程式又是怎么回事?且看下文。

为什么叫“F1”

“F1”起源于1950年,是“Formula Grand prix”的简称,“Formula”本意是公式,方案,准则“Grand prix”意为大奖赛。由于最初香港的一家杂志将“Formula”翻译成“方程式”,因此,“Formula I Grand prix”也就将错就错被叫做“一级方程式大奖赛”。

若按其原文翻译,则应该是“最高等级规则限制的大奖赛”。而“FormulaI Grand prix”的全名是“FIA Formulaworldchampionship(FIA是国际汽车联合协会的简称)”,意为“国际汽联一级方程式世界锦标赛”。

“方程式”其实就是“规则与限制”的意思,因为F1比赛是在FIA所制订的规格与规则下来制造赛车以及进行比赛的。所有参加的队伍都必须遵守这套如方程式般精准的规则。除了F1之外,还有其他不同等级的方程式比赛,如F3、F3000、福特方程式,雷诺方程式等,它们都属于方程式赛车的一种只是各自的规范不同。FI是FIA所制订的方程式赛车规范中等级最高的,因此以“1”命名。这就是“F1”的由来。

无与伦比的速度

F1赛车从0加速到时速100千米只需2,3秒,由0加速到时速200千米再减速到0,也只要12秒。在一些条件相对较好的高速跑道,F1赛车最高时速可达350千米。F1赛车的刹车碟盘是由碳纤维制成的,超高性能的刹车系统能让F1赛车在2,5秒内由时速240千米刹到停止所需距离只要30米。在历届F1比赛中,赛车在赛道上创造的官方极限速度纪录是372千米/小时而架波音747飞机起飞的时速也不过是280至300千米。

环保汽车

随着汽车尾气污染的日益严重,同时出于未来市场的考虑,如今世界备大汽车公司均把研制废气排放少、污染程度低甚至不排放废气的新型汽车,即“环保汽车”当做产品研制的主攻方向。那么,现在世界上主要有哪些种类的环保汽车呢?

电动汽车

电动汽车是指以车载电源为动力用电动机驱动车轮行驶,符合道路交通,安全法规各项要求的车辆。电动汽车本身不排放有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放量,除硫和微粒外,其他污染物也较少,电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时段富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用。电动汽车的缺点是蓄电池单位重量储存的能量太少,且电池较贵。

混合动力汽车

混合动力汽车是使用多种能源动力的道路车辆这种汽车在使用传统燃料发动机驱动的同时增加了一个电力辅助驱动装置。这是因为遇到红灯和交通堵塞的时候,发动机没必要一直运转着,只需一个功率较小的发电机即可。

这时,使用电力辅助驱动装置就比较经济、现在的混合动力汽车多数以电动机推动能源则来自电池及内燃机。混合动力汽车电动机多数无须从电网上充电,且耗汽油较少,加速性能佳。并且,刹车时可以使用电动机将动能转化成电能为电池充电,充电后又可以用来驱动汽车。

燃料电池汽车

同类推荐
  • 百科知识-科普新课堂:海军之谜

    百科知识-科普新课堂:海军之谜

    本书是针对酷爱军事的青少年编写的一部科普图书,通过海军装备、特种武器、空军装备、陆军装备来向读者介绍军事中的一些基本的常识性的知识。内容既生动有趣又丰富了青少年的头脑。
  • 穿越时空的现代交通(新编科技大博览·B卷)

    穿越时空的现代交通(新编科技大博览·B卷)

    由于全书内容涵量巨大,我们将其拆为A、B两卷。A卷包括:形形色色的现代武器、精彩绚丽的宇宙时空、日新月异的信息科学、握手太空的航天科技、穿越时空的现代交通、蓬勃发展的现代农业、日益重要的环境科学、抗衡衰亡的现代医学、解读自身的人体科学、走向未来的现代工业,共十卷。B卷包括:玄奥神秘的数学王国、透析万物的物理时空、奇异有趣的动物世界、广袤绮丽的地理、生机百态的植物世界、扑朔迷离的化学宫殿、蔚蓝旖旎的海洋、探索神秘的科学未知,共八卷。
  • 怎样做好网络管理员

    怎样做好网络管理员

    本书以问答的形式介绍了网络的相关知识,内容包括:网络管理员的工作内容、网络服务器的管理、网络用户的管理、怎样选择合适的操作系统等。
  • 外星秘密百科(奥秘世界百科)

    外星秘密百科(奥秘世界百科)

    宇宙天地和自然世界真是丰富多彩、纷繁庞杂,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多奥秘还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解奥秘。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个奥秘不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奥秘现象,又不得不向新的问题发起挑战。正如达尔文所说:“我们认识自然界的固有规律越多,这种奇妙对于我们就更加不可思议。”科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 探索未知-中国三大三角洲

    探索未知-中国三大三角洲

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
热门推荐
  • 逸笑闵琴辰

    逸笑闵琴辰

    怀揣这梦想来到这个城市,却在这遇到本该不属于我的你,我们只是擦肩而过,殊不知确早已在你我生命里烙印下只属于你我的那场邂逅,在接下来的时光里,你我差距太大,但我却还是收不回在你身上徘徊的目光,我这样做,真的对吗?
  • 修真狂龙在校园

    修真狂龙在校园

    学生偶得华夏真龙传承,自此一飞冲天!翻掌为云、覆手为雨,恣意花丛,纵横校园!他会古武、会修真,通晓五行、能辨阴阳,能毒人、能医人,甚至还习得无上化龙秘术!从他手中,奇门遁甲、阴阳术法、中医巫蛊、古武修真等等华夏失传已久的技艺开始一一重现人间!书友群:487903982
  • 千年之恋—只为与你相遇

    千年之恋—只为与你相遇

    “我一定会在三生石上刻下我们的名字,无论在哪我都会找到你。”说完一颗晶莹的泪珠就滴落在罗一的肩膀上。罗一:“你也要记住你说的话。我没想过会遇到你,遇到了你更没想过会爱上你,可是我爱了。”无食鬼是一个经常找不到属于自己食物的女鬼,在一个风雨交加的夜晚她晕倒在“天下第一栈”的门口。拥有阴阳的罗一发现了她给她吃的东西,并收留了她。在出行之时会把无食鬼收进一个水壶里,方便携带。在不远处的桃花村出现了一个妖狐,无食鬼协同罗一前往桃花村。桃花村有一个美丽的桃花园,罗一在这个美丽妖娆的地方启动咒语,使无食鬼变得不再狼狈,伴随着桃花纷飞无食鬼变得美丽妖娆,其实她本来就很美。
  • 夏家兄妹的欢笑故事

    夏家兄妹的欢笑故事

    他和她是一对活宝兄妹,他喜欢她,而她喜欢他。
  • 餐饮运营与管理

    餐饮运营与管理

    本书主要论述了餐饮管理的理论基础、餐饮经营计划、餐饮经营策略,以及餐饮运营中的预算与菜肴价格、菜单设计、餐饮原材料供应链、厨房布局与餐饮制品生产、中餐生产原理、西餐生产原理、餐饮服务与餐饮成本等各方面的管理理论、方法及案例,阐明了餐饮企业管理的全过程。本书论述简明扼要,结构合理,理论体系完整,图文并茂,定性分析与定量分析相结合,理论联系实际。本书出可作为高等职业教育及自学考试相关专业教材外,也可作为高等教育旅游类专业教材,还可作为餐饮企业中、高级管理人员的业务用书。
  • 系统,求放过

    系统,求放过

    末世中因被女配逆袭而惨死的原女主叶莜萱在死亡的瞬间被一号系统选中。为了拯救原世界,她不断的攻略男主完成任务任务。霸道的竹马少爷,蛇精病的重生哥哥,有特殊癖好的影帝……好不容易攒了点积分回到末世“探亲”——她盯着眼前这具睡在水晶棺中的男人默默问道:“小一,他是谁?”小一:……“怎么觉得他长的这么脸熟啊衰!”莜萱默默吐槽。脸盲少女不知道里面躺着的是她每个任务世界的攻略对象……
  • 末世之返祖战争

    末世之返祖战争

    兄弟年上,神算脑神哥哥VS天才机甲师弟弟。地心巨变,导致生物出现返祖现象,到底是因为什么才导致地心之变?隐藏在地底下的十六颗紫色晶石又是何物?兄弟俩又能否冲破危机,寻找出真相?将局面扭转乾坤?
  • 72变

    72变

    旧京城的天桥,三教九流杂陈,能人异士倍出,从来都是一个卧虎藏龙的地方。在清末这个灾难重重处处绝望的时代,一个重生的灵魂在热闹的天桥唱出了一幕空前绝后的传奇。这是一个关于天桥传奇,关于古彩戏法的故事。
  • 情霸香江

    情霸香江

    一对至般配的精英男女一对至强悍的世家子弟一段至世俗的豪门婚姻一个至坚定的爱情传奇一句话简介:这是两个不婚主义者先是玩玩,然后不小心玩大了的悲惨故事
  • 数据化的我眼中不一样的现实世界

    数据化的我眼中不一样的现实世界

    游戏?不,这是现实,你以为我们来自游戏,岂不知你们自身身在游戏中。这是一个看似从游戏走到现实的NPC,绝对真实现实人生,一个游戏人物编造的现实梦境。