《汽车是怎样跑起来的》书评
(苏州大学, 苏州215000)
摘要: 《汽车是怎么跑起来的》是一本为汽车爱好者和普通读者设计的科普书籍。通过深入浅出的语言和图解, 作者详细解读了汽车的工作原理, 涵盖了发动机、变速器、转向系统、制动系统等各个重要部件的功能及其协同作用。书中不仅讲述了传统汽油动力汽车的结构和原理, 还扩展到电动汽车和混合动力汽车等新一代汽车的技术。全书将复杂的物理和工程原理与日常驾驶相结合, 使读者能够深入理解汽车如何利用基本的物理原理如作用力与反作用力、热能等实现行驶、转向、停车等功能。
DOI: 10.48014/fcmet.20241206003
引用格式: 张骥闽. 《汽车是怎样跑起来的》书评[J]. 中国机械工程技术学报, 2024, 3(4): 58-60.
文章类型: 书评
收稿日期: 2024-11-06
接收日期: 2024-12-06
出版日期: 2024-12-28
0 引言
《汽车是怎么跑起来的》[1]不仅是一本汽车技术科普书籍，更是一本通过通俗易懂的方式帮助普通读者理解复杂汽车技术的读物。对于许多没有工程背景的读者来说，汽车的内部工作机制往往显得神秘而复杂。然而，作者通过精心设计的结构和清晰的阐述，成功将汽车的运作原理解释得简明易懂。书中的内容涵盖了汽车从启动车辆到加速、转向、停车等全过程中的物理原理应用，并结合实际实例让读者轻松理解这些技术背后的复杂系统。
1 内容解读
书的第一部分介绍了汽车的五大要素，首先通过物理学原理揭示了汽车如何利用热能、摩擦力以及作用力与反作用力等基本物理原理实现行驶、转向和停车等功能。作者不仅对动力系统(包括发动机、离合器、变速器、差速器等)做了详细的介绍，还详细解释了如何通过这些系统将发动机的输出转化为车辆的运动。通过对发动机的逐步解构，书中解释了四冲程发动机的基本工作原理:进气、压缩、膨胀和排气。每个过程都通过图示和通俗的语言被清晰地展现出来，帮助读者更好地理解。
在讲解发动机的工作原理后，书中进一步探讨了变速器如何将发动机的旋转力传递给车轮，改变汽车的速度和力量。通过对手动变速器和自动变速器(如液力变扭器式、自动离合式和CVT无级变速器式)等多种类型的详细解说，书中不仅阐述了变速器的基本工作原理，还讨论了现代汽车中普遍应用的自动化技术如何提高驾驶的便捷性和效率。
书中的转向系统和制动系统章节同样详尽，重点介绍了如何利用方向盘、转向轴、转向齿轮箱、差速器等部件帮助车辆顺利转向，以及通过刹车系统将汽车的速度转化为摩擦热实现停车。特别是在制动系统中，书中详细讲解了盘式制动器与鼓式制动器的工作原理，帮助读者理解不同类型制动器的差异与适用场景。
在现代汽车技术部分，书中详细分析了电动汽车和混合动力汽车的原理，介绍了电动机、变频器、轮毂电机、锂电池等关键部件的工作原理，并探讨了它们与传统汽油动力汽车的不同之处。这部分内容不仅让读者了解新一代汽车的工作机制，也展示了环保型汽车如何通过技术创新减少对环境的负面影响。
2 研究发现和主要贡献
《汽车是怎么跑起来的》的最大研究价值在于，它并不仅仅是一部汽车技术的科普书，而是一部将复杂的机械原理、物理学知识与汽车技术结合的系统化探索。书中通过对动力系统、转向系统、制动系统及其他关键部件的详细分析，揭示了汽车各个组成部分之间的协同关系。这种分析方式帮助读者从整体上理解汽车如何实现行驶、转向和停车等功能，而非将其简化为各部件的单独运作。同时，本书还重点关注了各系统的优化与进化，例如发动机的高效能设计、变速器的多种形式，以及转向与悬架系统的舒适性提升，充分展现了汽车技术在现代工程中的多样化和精细化发展。
在传统汽车部分，书中特别贡献在于通过物理学原理剖析复杂的机械系统。作者以清晰的语言解释了“作用力与反作用力”“摩擦力”“热能”等基础物理定律在汽车运行中的应用。例如，通过对发动机四冲程(进气、压缩、膨胀、排气)的解析，读者不仅能理解发动机的工作原理，还能看到压缩比、燃料喷射技术等如何优化燃烧效率并直接影响车辆性能。通过对动力系统如离合器、变速器、差速器的功能解读，书中也帮助读者直观理解动力如何从发动机传递到轮胎，从而驱动车辆的整个过程。
在现代汽车部分，书中探讨了电动汽车和混合动力汽车的技术原理，其研究贡献显得尤为重要。特别是对变频器、电动机、轮毂电机等关键技术的解读，展示了新一代汽车如何以高效、环保的方式替代传统燃油车。本书不仅指出电动车在减少能源浪费和排放上的显著优势，也清晰地分析了其存在的技术挑战，如蓄电池的续航能力限制和充电基础设施的不足。同时，对于混合动力汽车的多种模式(如串联、并联、插电式)的对比分析，书中也提供了非常详尽的技术说明，为理解新一代汽车提供了全面的知识框架。
更为重要的是，书中对“汽车技术与环境保护”之间关系的思考赋予了其额外的社会价值。在解释环保汽车技术时，书中提出了如何在油耗降低与排放控制之间找到平衡这一关键问题，展示了现代汽车技术面临的两难选择。通过讨论燃料电池汽车、清洁柴油汽车、生物燃料汽车的优劣势，书中不仅为读者科普了各种绿色技术，也启发了关于未来交通工具发展的思考。
此外，本书的另一重要贡献在于普及了汽车安全技术的演变和意义。书中详细分析了ABS(防抱死制动系统)、ESC(电子稳定控制系统)、SRS(安全气囊系统)等主动与被动安全技术的工作原理，以及它们如何通过感知、控制与缓冲减少驾驶风险。这一部分内容尤其重要，因为它不仅让读者理解这些技术的工作原理，还增强了他们对安全驾驶的重视和对汽车技术进步的认可。
3 结束语
《汽车是怎么跑起来的》是一本充满教育意义的汽车科普书籍，成功地将汽车的复杂技术呈现给普通读者，既能满足汽车爱好者的求知欲，也能帮助没有技术背景的读者更好地理解汽车的工作原理。作者通过丰富的图解和易懂的语言，系统地讲解了汽车如何通过物理学原理运作。对于希望了解汽车技术的读者来说，这本书是一个理想的选择。同时，随着电动汽车和混合动力汽车的崛起，这本书也为读者提供了对新一代汽车技术的深入了解，是一本跨越时代的汽车科普佳作。
利益冲突: 作者声明无利益冲突。
[①] 通讯作者 Corresponding author:张骥闽，zhangjm2003@126.com
收稿日期:2024-11-06; 录用日期:2024-12-06; 发表日期:2024-12-28
基金项目:华北水利水电大学创新训练项目(2023XB177)
参考文献(References)
[1] 御堀直嗣. 汽车是怎样跑起来的[M]. 卢扬, 译. 北京: 人民邮电出版社, 2013.
Book Review of How Cars Work: The Basics of Automobile Mechanics
(Soochow University, Suzhou 215000, China)
Abstract: “How Cars Work: The Basics of Automobile Mechanics” is a popular science book designed for car enthusiasts and ordinary readers. Through detailed explanations and clear illustrations, the author provides a detailed explanation of the working principles of automobiles, covering the functions and synergistic effects of various important components, such as the engine, transmission, steering, and braking systems. The book not only discusses the structure and principles of traditional gasoline powered vehicles, but also extends to the technology of new generation vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles. . The book combines complex physics and engineering principles with daily driving, enabling readers to gain a deeper understanding of how cars utilize basic physical principles such as forces and reactions, thermal energy, etc. to achieve functions such as driving, steering, and parking.
Keywords: Automobile principles, engine, transmission, powertrain system
DOI: 10.48014/fcmet.20241206003
Citation: ZHANG Jimin. Book review of How Cars Work: The Basics of Automobile Mechanics[J]. Frontiers of Chinese Mechanical Engineering and Technology, 2024, 3(4): 58-60.