雪地车（Snowmobile）的工作原理
与GPS接收器和喷雾罐一样，雪地车也起源于军事技术。 军用越野车使用的橡胶履带经过验证能够抵抗严寒的冬天，加拿大魁北克省的Joseph-Armand Bombardier最初改造此设计来生产大型多功能商务车。 随着时间的推移，Bombardier 不断对设计进行改良。1959年，他的第一部Ski-Doo在市场上正式亮相。如今，Bombardier Industries在雪地车行业中已处于领先地位。
Sweet Light Photography 网站供图
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在本文中，我们将了解雪地车的工作原理，以及它们如何在严冬充当人们的娱乐和交通工具。
雪地车的动力与驱动力直接源于四大组件：
类似于汽车发动机的发动机
离合器系统
履带
滑雪板
雪地车还配有前照灯、座位和防风罩，这些都与摩托车上的装置类似。
雪地车发动机非常类似于私人摩托艇上的发动机。 较重的旅行车倾向于使用四冲程发动机，而较轻的休闲运动车使用二冲程发动机。
汽车发动机通过驱动轴传输动力，驱动轴会直接推动汽车车轮转动。 然而，雪地车发动机与转动履带的履带牵引装置相连。 雪地车的履带基本上由较大的齿轮组成，轮齿均匀分布，履带上有对应的孔。 齿轮每次转动都会向履带提供动力，从而驱动雪地车前进。 发动机转得越快，齿轮就旋转得越快，履带也就移动得越快。
雪地车还安装了离合器系统，这是一种最基本的基于皮带轮的CVT（无级变速器）。 此系统包括两个皮带轮或离合器，由驱动皮带连接在一起。 主离合器位于发动机曲轴上。 压力弹簧控制主离合器，当发动机处于低转速状态时会对半分开。 当发动机开始加速时，离合器的重量会产生足够的离心力来关闭离合器，从而允许皮带自由移动并传输动力。
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辅助离合器与履带牵引装置相连，帮助履带转向，并为履带提供动力。 辅助离合器中的弹簧负责操纵凸轮（楔块），这些凸轮对扭矩的变化非常敏感。 当发动机转速增加，且主离合器开始传输动力时，这些凸轮将挤到一块，从而勒紧皮带。 这一过程将随着雪地车的加速继续进行。 一旦雪地车达到最高速度，主离合器就会关闭，将皮带移至更高“挡位”。 由于雪地车此时用于加速的动力比刚起步时要少，因此辅助离合器将打开。
Snowmobile Land Sapporo 网站供图
在深雪里爬坡时，离合器系统将使发动机转速达到最大，而无需换到更高“挡位”。
与手动或自动变速器不同，此系统是无级传动，可以根据所需的速度和动力大小顺利地在无数个“挡位”之间来回移动。 要了解更多信息，请阅读 CVT（无级变速器）工作原理一文。
接下来，我们将了解更多有关履带和雪地车如何转向的内容。
雪地车的履带类似于坦克车的履带，但也有一些差异。 雪地车的履带由质地较轻的橡胶制成，这可以增加移动性和速度，而坦克车履带由刚性材料制成，因为它们必须在运载重物时经得起冲击和爆炸。 坦克车履带通常可以转向和驱动车辆，而雪地车转向由把手和滑雪板来控制。
在一些情况下，履带会转向成功，而轮子经常会失败，比如在松软、光滑或不牢固的地面上，履带可以将车辆的重量分散到更大的表面，从而顺利行驶，而轮式汽车在这些地面上根本无法获得牵引力。 履带可以防止重型雪地车陷入松软的雪中，就像滑雪板和雪鞋将人的重量分散到更大的范围一样。
National Park Service 网站供图
这些大型巨轮雪车形象地解释了雪地车与坦克车之间的相似之处。它们其实是可供多人乘坐的雪地车，只不过用方向盘代替了把手。
雪地车履带还提供了对雪地和冰这样光滑表面的牵引力，而普通的轮式汽车在这些地方则会打滑。 面积宽大和纹路粗糙的轮胎面会在雪地车和表面之间产生摩擦，从而为雪地车提供更大的抓地力。 大多数雪地车在其履带上都增加了尖形螺栓，其作用相当于运动鞋上的楔子，会少许渗入冰或硬雪中，在表面切割出一些小孔，以保证履带在特别光滑的地方能更紧地抓住冰面。
可以通过转动把手对雪地车进行转向，这与操纵自行车或摩托车的方法相同。 把手与靠近雪地车前端的连杆相连，而连杆又与安装在雪地车底部支架上的滑雪板相连。 转动把手时，就会以相同的方向转动滑雪板。
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雪地车滑雪板的宽度和尺寸因地形而异，并且还分单轨或双轨滑雪板。 较宽的滑雪板会将雪地车的重量转移到较大的范围，从而“漂浮”得离雪面更高，而较窄的滑雪板则用于急速转向。
Building Industry Association of Southeastern Michigan 网站供图
图中的雪地车驾驶者侧身急转，避免翻倒。
减振器在提供舒适稳定的驾乘体验方面起到了重要作用。 弹簧和减振器的用途与山地自行车中的类似，从而使驾驶者能够利用滑雪板的移动性和履带车辆的稳定性来驾驶他们的车辆。
在下一节，我们将了解一些与雪地车有关的环境问题。
如今的高速路和马路通常都用围墙和栅栏围住，以保护野生植物免受汽车伤害，反之亦然。 但雪地车因为根据地形的变化而设计，通常可以进入其他车辆无法进入的地方。这就出现了一些亟待雪地车行业和环境机构解决的问题。
发动机废气排放是人们关心的首要问题。 与汽车一样，雪地车也会将废气排放到空气中。 由于雪地车通常行驶在风景区或自然保护区（这些地区很少出现机动车辆），因此随着休闲娱乐业的发展，废气对环境造成的影响也一直受到人们的关注。
很多地方（如美国国家公园）都限制雪地车通行，它们只能按指定线路行驶。 这样就可以确保车辆尽可能不影响野生动植物和植被。 雪地车的线路通常是预先存在的道路或河床，因此对大自然的改变较少。 公共场所的指示牌可帮助确保其遵守相关规定。
噪音是另一个问题。 早些时候，雪地车产生的发动机噪音约为100分贝，与柴油货车相当，会干扰邻近地区人们和动物的生活。 与其他机动车辆类似，雪地车也采用了减少噪音的技术，如在发动机和发动机盖之间填充泡沫以及在废气排放和吸气机构中安装调节器。
National Park Service 网站供图
2005年2月，17名雪地车驾驶者被逮捕，原因包括在美国黄石国家公园不按指定线路行驶和驾驶雪地车非法闯入公园。
雪地车对环境影响的研究远远落后于汽车对环境影响的研究，原因很简单，汽车使用的人数较多、范围较广。 整个北美寒冷地区估计有400万辆雪地车，即使与这一地区庞大的汽车数量相比（仅美国就达近2亿辆），其所占的比例也相当大。 不过，雪地车的流行也使它们担负起了保护环境及驾驶者安全的责任。
在下一节，我们将了解雪地车必须采取的安全防范措施。
清洁雪地车挑战赛
美国汽车工程学会 (Society of Automotive Engineers) 发起了“清洁雪地车挑战赛”，这是一项年度竞赛，引导工程系学生改进现有设计，制造更加清洁、经济的高性能雪地车。 该竞赛最近还包括美国犹他州和麦吉尔大学学生设计的电子发动机模型。
现在的雪地车都由质地更轻、更耐用的材料和转速更快、更省油的发动机制成。 所有这些都为驾驶者提供了更令人兴奋的驾驶体验，但同时也增加了事故发生的可能性。
雪地车的重量可超过272千克（不包括驾驶者的体重）。 发动机的体积可达到1,000立方厘米，与中型摩托车相当，当它安装在重量轻而性能高的雪地车上时，最高时速将接近145公里。 雪地车在结构上拥有比摩托车更低和更宽的优势，减少了倾侧的危险，但由于其开放式的设计，驾驶者很容易被甩出车外。 由于潮湿地面上牵引力的减小，在雪地和冰上的刹车距离也比在柏油路上长。
National Park Service 网站供图
图中雪地车驾驶者的衣服和安全帽能帮助他们很好地抵御严寒。
有保护作用的衣服对雪地车驾驶者有双重作用：不仅保护他们免受因速度和噪音而造成的伤害，还能帮他们抵御寒风。 雪地车驾驶者户外穿戴的防水尼龙夹克和裤子与滑雪者所穿的衣服非常类似。 其主要作用是保持驾驶者温暖、干爽。衣服内层具有防潮功能。
同样，雪地车安全帽基本上模仿摩托车安全帽的设计。 许多著名制造商都为雪地车驾驶者、摩托车驾驶者和各种地形车辆驾驶者设计了安全帽。 （有关安全帽的基本设计，请参见摩托车工作原理一文中的侧边栏）。 雪地车安全帽在护目镜上增加了防雾涂层，当外面寒冷而潮湿的空气遇到呼出的温暖气体时，就不会出现凝聚现象了。 许多安全帽还包括嘴和鼻子上的呼吸保护用具，当从护目镜上呼出温暖气体时，它们会使从外部进入的空气变暖。
手套和靴子都是重要的辅助装备，因为手指和脚趾在寒冷的环境中特别容易冻伤。 雪地车手套一般包括厚实的手掌部分（握住车把需要耐磨损）和由关节连接的手指手腕部分（刹车和转向时需要活动灵活）。 厚橡胶底抓地牢固，而带有可拆卸衬套的靴子可在驾驶间隙快速变干，这些设计都非常受欢迎。 当然，这些装备还必须防水。
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-->驾驶雪地车时，使用公认的手势信号是另一种保证安全的方法。
但从根本上说，雪地车的安全掌握在驾驶者自己手中。 在美国，每个州都可自行制定有关安全帽及生产销售许可的法规。国家公园和专用线路通常要对驾驶者强制实施附加规定。
Canadian Council of Snowmobile Organizations和American Council of Snowmobile Associations这样的组织代表了本地和地区驾驶者俱乐部和协会，它们通常会作为代表参加有关安全和立法的讨论。 这些组织还着手研究统一的线路标志和雪地车线路网，并促进加拿大、美国以及欧洲雪地车爱好者之间的交流。
