好奇小孩是一个面向各个年龄段孩子的系列节目。如果你有问题想让专家解答，欢迎发到curiouskidsus@theconversation.com。
为什么小型车辆使用汽油，而大型车辆使用柴油？——Methdini，15岁，斯里兰卡
大多数轻型车辆烧的是汽油，例如轿车和皮卡。重型车辆，如公交车、送货卡车和长途大挂车，通常使用柴油。
这两种燃料都少不了，因为汽油发动机和柴油发动机具有不同的优势。就像我教的汽车工程专业学生学到的那样，这使得它们适用于不同的用途。
先说它们的共同点。汽油发动机和柴油发动机都是靠“内燃”这个过程来运转的。
首先，发动机将燃料与空气混合，因为燃料需要空气中的氧气才能燃烧。
接下来，发动机压缩燃料与空气的混合物，使混合物的温度升高到足以燃烧的程度。
然后发动机燃烧燃料与空气的混合物，释放热量。这会产生高压，推动内部零件运转，从而驱动汽车前进。
最后，汽车通过排气管将废气排放到大气中。这些气体中含有对人体健康有害的污染物，如一氧化碳、氮氧化物和未燃烧的燃料，同时还含有二氧化碳，而二氧化碳会导致地球大气层变暖。
不同用途需要不同的发动机
汽油和柴油都是由原油制成的，原油是一种基于化石的能源。但它们具有不同的化学性质，因此需要不同类型的发动机。
在汽油发动机中，一个叫做火花塞的小装置点燃压缩的燃料-空气混合物。它利用数十万伏特的电压打出电弧来引发燃烧，就像拿燧石去撞另一块石头一样。
柴油比汽油难点燃，烧起来也慢。但如果压缩得足够充分，不用火花也能自己烧起来。而压缩得越充分，效率就越高，因此使用柴油的车辆每加仑油能跑更多英里。这对尽可能省钱地运货载人很重要——这也是大多数公交车、火车和大卡车烧柴油的原因之一。
柴油发动机往往比汽油发动机更昂贵，因为它们需要更结实的零件来承受更高的温度和压力。但它们也比汽油发动机使用寿命更长。这对长途卡车这类跑几十万英里才大修一次的车辆来说是个优点。
那么，乘用车为何使用汽油呢？一个原因是柴油发动机更高的压缩比和温度使其噪音更大，尤其是在人耳觉得刺耳的高频段。柴油发动机还会产生更高水平的细颗粒物污染，即PM 2.5，这种污染已被证实与多种健康风险有关。
正因为有这些取舍，消费者在购买通勤或休闲用的汽车时，通常更青睐更便宜、更安静的汽油发动机。高效、耐用的柴油发动机对运货和载客的公司更有吸引力。
超越内燃机
未来，交通运输可能完全不再使用汽油或柴油。一些被称为混合动力车型的汽车和轻型卡车，已经采用汽油或柴油搭配电池和电动机的方式驱动，甚至完全靠电力行驶。美国各地的城市正在投资电动校车，这种校车比柴油校车污染更低，维护成本也更低。
混合动力、插电式混合动力和纯电动汽车能大幅减少有毒气体和二氧化碳的排放——尤其是用风能、太阳能等可再生能源发的电来充电时。这些车辆将比汽油和柴油车型更安静，而且维护成本更低，因为活动部件更少。汽油和柴油车辆在未来数年内仍将继续使用，但它们已经不再是交通创新的最前沿了。
你好，好奇的孩子们！你有什么问题想让专家来解答吗？请让家长或大人帮忙把你的问题发送到CuriousKidsUS@theconversation.com。请告诉我们你的名字、年龄和你居住的城市。
对了，好奇心可不分年龄——大人们，也欢迎告诉我们你们好奇什么。我们无法回答每一个问题，但我们会尽力而为。
迈克尔·利米的研究获得了美国国家科学基金会、能源部、通用汽车以及其他政府机构和公司的资助。
热门跟贴