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第28章 不用“吃”水的火车

乘火车对大家来说,几乎是家常便饭了。古老的火车是用蒸汽机推动的。它每小时要烧掉两三吨煤,蒸发一二十吨水。这煤和水是从哪儿来的?是从起发站加上来的。但是,这些煤和水远远不够它走长途。

怎么办?过去的办法是在火车车厢后面再挂一节专门装煤和水的煤水车厢。后来改为在中间站加煤、加水,这样就要停很长的时间,耽误旅程。

火车不吃“水”行不行?自从出现内燃机之后,有人就有用内燃机来代替蒸汽机推动火车的想法。内燃机不用“吃”水,但必须“吃”油。

一般汽车用的内燃机是烧汽油。如果用这种内燃机去开火车,那消耗的汽油就太多了。要知道,火车可不像汽车那样小巧玲珑,叫火车这个大家伙吃“汽油”可供不起。

怎么办?人们想起了柴油,柴油比汽油可便宜得多啊!不过柴油比煤油还难点燃,怎么让它在内燃机里燃烧起来呢?

科学家分析,柴油在高温的空气中还是容易点燃的,而且一旦点燃起来,效果并不比汽油差多少。关键是要有高温的空气。

于是,科学家将一般烧汽油的内燃机加以改造,让汽缸先吸入空气,再加以压缩,这样一来,空气的温度就会急剧升高。这时,再将柴油通过细孔喷进高温空气中。柴油在高温空气中形成细雾,就会很快点着而燃烧起来。这种加压空气而使柴油燃烧的内燃机,有别于汽车上的用电火花点燃的内燃机,叫“压燃式内燃机”。而一般人则通称它为柴油机。

柴油机因为有一套使空气加压的装置,而且加的压力又比较大,所以比起一般内燃机来,要笨重一些。另外,因为它要加很大的压力,所以噪声比较大。要加压得需一定的时间,所以它起动速度也比较慢。这些都是柴油机的缺点。

柴油机这些缺点,和它用油便宜的优点相比,在许多地方用起来还是合算的。比如说,用柴油机来作火车头就较理想。因为火车本身就很宠大,笨一点没关系。再说它再笨也比带着大锅炉的蒸汽机车轻巧呀!火车在很宽敞的火车站上起动,不比在热闹的马路上,起动速度慢一点没有关系,噪声大点也影响不大。

在世界上,用柴油机作火车头的历史大约有70多年,这种火车头后来就叫内燃机车。我国于1958年开始试制内燃机车。我国第一批内燃机车有“东风”、“东方红”等型号,一节机车马力为2000~4000。现在我国绝大部分铁路上都用内燃机车取代蒸汽机车了。

目前,内燃机车的推进方式有多种。一种是用柴油燃烧产生高温高压燃气推动活塞往复运动,经过连杆使曲柄旋转,带动车辆前进;另一种是通过柴油机带动发电机,再由发电机带动电动机使车轮旋转;还有一种是用柴油机通过液压装置带动车轮旋转。

柴油机由于不用水作介质,不用使水蒸发,它直接烧油汽化而工作,所以热效率高。一般内燃机车的总效率接近30%,这要比蒸汽机车大3倍。它热效率高,所以消耗燃料较少,加足一次油可以走行500~800千米,所以可以把油直接存在车上,不必到车站上去加油。柴油机不必消耗大量的水,所以可以在沙漠和干旱缺水地区工作,这样就为我国边远地区开通火车提供方便。柴油机也是一种内燃机,燃料在汽缸内燃烧,所以司机室内比较清洁干净。

柴油机不只用在火车上,现在许多机器都相中了它。比如轮船、拖拉机、坦克、军舰、抽水机、小型发电机等。柴油这种曾被人称作石油兄弟中的“丑小鸭”,已变成“白天鹅”了,它在铁路上和江河湖海上,以及许多岗位上大都在大显身手。

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