1897年 柴油机车

鲁道夫·迪塞尔(Rudolf Diesel,1858—1913)

圣达菲的“超级首席”柴油流线型火车在洛杉矶到芝加哥线路上经过弯道。

机械增压器和涡轮增压器（1885年），二冲程柴油发动机（1893年），普锐斯混合动力汽车（1997年）

想象一下，如果你是一位生活在20世纪30年代的工程师，你想基于柴油发动机创造一种新型的机车，第一次成功的尝试来自于1897年的鲁道夫·迪塞尔。蒸汽机在过去的一百年间为人类做出了巨大的贡献，但是柴油发动机是一个完全不同的巨兽。如果人们想要拉动一列由一百辆汽车组成的那么长的火车，其荷载可能会有上千吨。如果再将其推过一座山峰，那对发动机的要求就更高。但你依然希望它的工作效率尽可能高。

你的第一感觉可能是做一个像柴油汽车一样的机车。这辆车可以拉动很重的荷载。但问题是变速器。汽车需要四速或五速的变速器，而卡车可能需要九个齿轮、十三个齿轮，甚至是十八个齿轮，因为其荷载更大。因此，从卡车到机车，我们需要加更多的齿轮，更大的尺寸，变速器的复杂程度可能会超出我们的想象。火车头不用变速器，通过二冲程柴油机来带动。发动机非常巨大，有12～20个汽缸，还有一个增压器提高其效率。

这个发动机与发电机或交流发电机连接，而不是变速器。如果其功率在4 000马力，交流发电机可以达到300万瓦特。这就是说，柴油机车事实上是一个小型发电厂，电流流入电机内。如果机车有六个车轴，就有六个电机。

这一工程发明的优势巨大。首先，电动机省去了一个大而复杂的传动过程。其次，驱动具有六个电动机的六轴要比通过轴的传动将它们连在一起还要简单得多。第三，如果电动机发生故障，火车依然可以正常工作。第四，发动机在一个独立的速度下运行，提高了工作效率，也能够使得多个机车捆绑在一起成为了可能。

内燃机车的小型化，再加上电池的使用，使得混合动力汽车成为了可能。工程师们在关于效率的问题上有了重大的突破。■