发动机如何使车轮转动（车辆刹车靠摩擦）

任何车辆的安全行驶都少不了制动装置，机动车如此，非机动车也是如此。

不论是什么样的车辆，它们的制动原理本质上都是相同的，就是利用摩擦力。汽车依靠的就是刹车碟片，其原理也比较简单，就是用卡钳夹住刹车盘，从而利用摩擦力使车辆停止运动。既然是利用摩擦力，所以卡钳与刹车盘的接触面积就显得尤为重要，比如F1赛车的卡钳就要比普通汽车大很多，所以制动能力也要强很多，一辆时速为100公里的普通汽车从紧急制动到完全停下大概需要4、5秒钟的时间，而一辆时速400的F1方程式赛车所需要的时间也仅为4秒。汽车依靠摩擦力实现制动，自行车同样如此，也是利用刹车皮与车轮的摩擦来进行刹车的。

在陆地上行驶的车辆都有刹车，那么在大海中航行的巨轮是否也有刹车呢？

很多人也许会认为没有，如果轮船也有刹车的话，泰坦尼克号又怎么会撞上冰山呢？事实上并非如此，轮船还真是有刹车，只不过轮船从紧急制动到完全停下来要花更长的时间。一般而言，一艘集装箱货轮的制动时间大概在10分钟左右，从开始制动到完全停下来还要滑过2公里左右的距离。这制动时间也太长了吧？如果与陆地上行驶的车辆相比，轮船的制动时间确实是长了点，不过这也完全够用了，因为在广阔无边的大海上，几乎不会出现需要紧急制动的情况，所以制动时间长一点也是可以接受的。

轮船的制动时间长，其实也是一件没有办法的事情。

在陆地上，我们只需要让车轮停止转动，地面强大的摩擦力自然就能够让车辆停下来，但是海洋中就不同了。轮船的四周都是水，所以即便轮船的动力装置完全停止运作，轮船依旧可以向前航行很长的时间和很远的距离，由此可见，只是单纯的让螺旋桨停止转动是不行的，想要让轮船停下来，不仅螺旋桨要停止转动，还要与原来的方向反着转，给轮船施加一个相反的动力，如此才能够保证让轮船在十几分钟内刹住船。那么怎样才能够让螺旋桨反着转呢？

如果联系汽车的动力系统来看，让螺旋桨反转似乎也不是什么难事，只需要依靠齿轮箱就可以了。

的确，依靠齿轮箱可以让螺旋桨实现反转，但问题是大型的集装箱货轮通常都不会装备齿轮箱，众所周知，齿轮箱的主要作用就是调速，而大型货轮发动机的转速是很慢的，再装备一个齿轮箱调速是完全没有必要的。既然大型货轮的螺旋桨是直接与发动机相连的，那么想让螺旋桨反转就只有一个方法，那就是让发动机反转。这个事如果放在汽车的身上，那就是个笑话，因为总不能每次倒车都先把发动机熄火再重启吧？但放在轮船身上就很合理了，因为轮船所使用的是两冲程的柴油发动机。

简单来讲，两冲程的柴油发动机工作原理是这样的。

当柴油混合空气发生爆炸后，会将活塞向下推动，当活塞下降过气缸底部的进气口时，经过涡轮加压的空气会进入气缸，同时顶部的排气口会打开，废弃开始排出。接下来活塞会在惯性作用下向上运动，向上运动的活塞不断压缩顶部气体，使温度和压力都不断提升，此时喷油装置会打开向内喷油，于是再次发生爆炸，一次新的循环有开始了。从柴油发动机的工作原理可知，要让其反过来转并不难。首先先要切断燃油供应，然后再从气缸上部注入气体，让活塞运动逐渐停止，此时将负责排气和喷油的凸轮调整到相反的位置，然后再恢复供油，发动机就会按照与之前相反的方向转动了，这个过程可以说是一气呵成。

通过让发动机反转从而实现螺旋桨反转，是大型货轮最常用的制动方式，那么如此之外，是否还有其它方法呢？有，比如使用可变螺距的螺旋桨。

可变螺距螺旋桨的制动原理也很简单，就是在转动方向不变的情况下改变桨叶的角度，从而改变螺旋桨的动力方向。这就类似于我们家里的电风扇，如果将每一个扇叶的角度做一下变化，它就能够从向前吹风变为向后吹风。不过这种螺旋桨构造复杂，由于本身过于厚重，也更容易被腐蚀，所以如果不是过分追求灵活性的船只，是不会采用这种方法的。