《小小机械工程师》：第一章 火车（二）

------第一章 火车（二）------



你们看，活塞都在前面，它们位于火车的两侧。

你们看，每个汽缸里有两个活塞。

活塞怎么工作的？

从锅炉里出来的高压蒸汽从蒸汽入口进入汽缸，高压蒸汽膨胀，就会推动活塞。

活塞被推动到汽缸的底部时，阀门就会退开，蒸汽从排气口出去。

同时，阀门也让高压蒸汽从右边进来，蒸汽于是从右边推动活塞，把活塞推向汽缸另一端。

活塞到达另一端底部时，阀门也向前，于是使另一侧的排气口打开，蒸汽出去。整个过程再重复开始。

哇赛，看这些杆。怎么会需要这么多杆？

活塞推动或者拉开主要的连接杆，带动车轮运转，其它的杆连在一起是为了控制阀门。

奶奶，火车哪里坏了？

可能主要是锅炉需要修理。小小的薄弱之处都可能导致整个系统的爆炸！

即便是在20世纪上半叶，这辆火车在运行中，也需要每隔5年修理一下锅炉。

不过，我们差不多快修好了。

那些管子是做什么用的？

它们是过热器管道，把水蒸汽带回来，水蒸汽通过锅炉，吸收更多热。

即便是这样，蒸气机也只把煤的7％的能量传给了车轮，许多能量都浪费了。

这里的管子又是做什么的呢？

从汽缸的排气口出来的那些用过的水蒸汽，通过这些管子释放出来。

这些直冲上来的蒸汽带走了煤烟，因此会发出噗噗的声音。

这个星期末，火车头修好了。

锅炉彻底地大修了一遍。

活塞被清洗一番，重新装了回去。

烟室的门被装了回去。

烟囱也装好了。

所有的连接杆都上了油，然后装回原位。

最后，我们把火车上所有的锈迹都拭去……

锈是从什么地方来的？

这是一种化学反应，叫氧化，潮湿空气中所含的氧会与铁产生氧化反应。

然后重新刷上油漆。

把金属刷上油漆，能够防止它氧化。

第二天早上……

看，烟囱冒烟了！

嗨，孩子们，从这个踏板上来，我们在制造蒸汽，准备试开火车。

彼得，再铲些煤进去。

哔哔哔哔——

安全阀卡住了，一直开着。

如果压力太大，安全阀就会打开一点，释放部分蒸汽。

哐当！

对，这样就没卡住了。

彼得，多铲些煤，别停下。

看，压力计显示我们已经有足够启动的动力了。

好，潘妮，把那个刹车杆松开。

彼得，把那里的节流杆拉开。

拉动节流杆，会打开蒸汽室的节流阀，这样蒸汽就被输送到活塞那里。

我们在动了！

拉一下绳子，汽笛就响了。

噗噗！

哔哔！

一拉绳子，蒸汽就冲出汽笛，就像我们的开水壶发出的声音一样。

噗噗，噗噗，噗噗，噗噗！

一直要添煤，不能停，彼得。

过了半小时……

我们得停下来，然后返回。

怎么掉头？

哐！

不需要掉头，只需要拉一下那根杆，改变轮子的转动方向。

火车头开始倒着开。

回到了火车博物馆的站台……

太酷了！

如果你觉得这就叫酷了，那你们还得看看我新添置的东西。

哇！这是什么？

这是法国产高速电力火车，叫TGV。

我们刚刚修好它。

发动机在哪里？

它用的可不是蒸汽火车的那种发动机。

每对轮子都有一个电动机。

每个负重盘都有2个电动机，带动一系列齿轮，使车轮转动。

电动机怎么工作的？

在电动机里面，有许多线圈，缠绕在一个中心轴上。

线圈的周围是一圈强劲的磁铁。

当电流通过线圈的时候，会造成一个磁场，与周围磁铁形成的磁场相反。

异极相吸，同极相斥。这就导致线圈开始转动，形成了一个强大的转力。

列车从哪里获得的电力？

从它头顶上的电线获得。这列火车上有一个装置叫做集电器，它从顶上的电线里面收集电，电流通过一个变压器输送到电动机上。

什么是变压器？

电线里的电是高压电，电动机使用的却是低压电。列车上有一个变压器，用来把高压电转化成电动机能用的电。这个图表可以告诉你变压器的工作原理。

您什么时候修好它？

很快就好了。我们在等一个新电脑。

为什么它需要电脑？

所有各种系统，从刹车到电力供应，全都需要监视和操控。电脑就是干这个的，这样一来，司机就可以专心开车了。

第二天，彼得和潘妮在火车博物馆里四处参观。

这是历史上第一辆蒸汽火车的复制品。它是特维塞克在1803年制造的。

这一个前面有个排障器，用来赶开走在铁轨上的奶牛。

看这张照片里的这个大家伙。它是有史以来最大的蒸汽火车。

这是"水鸭号"，1938年制造，至今仍保持着世界上最快的蒸汽火车的称号，每小时202千米。

这张照片里是世界上最快的列车，日本的新干线，又叫子弹头列车。它有空气刹车，看起来就像2个耳朵。

这张照片里是磁悬浮列车！它悬在空中运行！

终于到了离别的时间了。奶奶把彼得和潘妮送到火车站。

谢谢你们来帮我，孩子们。等TGV修好了我会再通知你们。

看！跟奶奶的火车一模一样！

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------第二章 赛车（一）------

叔叔的赛车

凯丽想成为一名赛车手，她向阿尔弗雷德叔叔提出帮他一起修复他的旧赛车。这辆赛车已经很久没有上过赛道了，看上去四分五裂的。

此外，似乎还有一些其它的问题……

后翼没有装上去。

前翼没有装上去。

方向盘坏了。

车体没有装上去。

刹车坏了。

方向盘在地上。

排气管残缺不全。

悬挂需要修理。

发动机四分五裂。

这些还仅仅是这辆赛车的一部分故障。

在凯丽和阿尔弗雷德叔叔的儿子埃尔维斯一起修理赛车的时候，你也来探索一下赛车的工作原理吧。

一部分发动机

嗨，我是你的表哥，我叫埃尔维斯。爸爸叫我帮你一起修车。

好啊，你对赛车懂得多吗？

懂一点，但不太熟悉发动机。

我对发动机懂一点。

它在这儿，发动机四分五裂的。我们是不是该先把它组装好？

好主意。

这是什么？

我看是个四缸四冲程发动机。

看，我画给你。

这些是发动机的主体部分。

左：

头部

凸轮

阀门

进口

汽缸

右：

火花塞

凸轮

阀门

排口

活塞

凸轮链

下：

曲轴

它有4个汽缸，你可以看见活塞的头。

在汽缸头部，阀门掩盖着进口和排口。每个口有2个阀门。

这是两个曲轴中的一根上面的凸轮。

看到这儿了吗？这是驱动曲轴的链子。

发动机怎么工作的？

在下面你可以看到曲轴，它连着活塞。

进口的阀门是由这个凸轮打开的。

活塞向下运动，油气混合物就被抽进来了。

凸轮一转动，进口的阀门就被关上。

活塞向上运动，挤压油气混合物。

火花塞产生的火花会"砰"地一声点燃汽油。

爆炸的气体就把活塞向下推。

活塞又向上运动，废气被强制排出。

这个凸轮的转动会打开排气阀门。

然后呢？

过程重复开始。每次点燃都导致活塞向下，向上，向下，向上。每次点燃后就这样产生四次冲程。

所以叫做四冲程发动机。

对。

冷却系统

这些小洞是干什么的？

它们围着发动机，有的里面是润滑油，有的里面是水。

润滑油是为了让运动着的部件保持润滑，帮助降低磨擦，也帮着冷却部件。

呀！我明白了，这些油可真是滑啊。

而水在发动机外壳上的管道里流动，也带走了热气。空气冲进侧面外壳上的散热器，把水冷却。

水是怎么到达散热器那里的？

是被水泵压进管道，带到那里的。冷却后的水再从散热器回到发动机。

我们最好现在把它组装起来。

我想我们需要你爸爸的帮助。

阿尔弗雷德叔叔帮我们把发动机重新组装好，然后装进了赛车的框架中去。

在正后方的这个部件是什么？

是变速箱。它把发动机的动力传递到后轮上。

排档和差速齿轮

变速箱里面是一套齿轮。就像这样。

你们看，这两个齿轮配合得非常完美。

哦，是。

怎么调换齿轮配合？

踩下离合器踏板，你就把动力通过离合器从发动机里分离出来……

从发动机产生的动力

……用排挡杆选择一个齿轮……

……松开离合器，动力就传到了后面的齿轮。

齿轮带动后轮转动。

不同的齿轮组合可以让轮子转得更快或者更慢，就像自行车一样。

变速箱连接着一个有趣的装置，叫差动齿轮。

汽车转弯时，外侧的车轮比内侧的车轮走的距离长。

这就意味着外侧的车轮必须得转得快一点。差动齿轮就是为实现此目的而设计的一套齿轮。

剩下的就留给你们完成了。我走了。

汽化器和驾驶

那个是排气管，安好了，我们现在要把汽化器装上。

你要把油线和节流阀的线都接到汽化器上。

未完待续......欲知下回，请关注微信公众号： xiaoyida_com ，回复 xse93384 获取完整内容！
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本小说内容节选自：人文社科小说 《小小机械工程师》

作者：韦斯特
最后更新于：2016年09月08日
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