氣缸原理發(fā)展歷程
2021-03-01 14:30:44
返回列表氣缸原理源于大炮。
1680年,荷蘭科學(xué)家霍因斯受到大炮原理的啟發(fā),心想如將炮彈的強大力量用來推動其它機(jī)械不是挺好嗎?他一開始仍用火藥作燃燒爆炸物,將炮彈改成"活塞",把炮筒作"氣缸",并開一個單向閥。他在氣缸內(nèi)注入火藥,當(dāng)點燃火藥后,火藥猛烈地爆炸燃燒,推動活塞向上運動,并產(chǎn)生動力。同時,爆炸氣巨大的壓力還推開單向閥,排出廢氣。而后,氣缸內(nèi)殘余廢氣逐漸變冷,氣壓變低,氣缸外部的大氣壓又推動活塞向下運動,以準(zhǔn)備進(jìn)行下一次爆炸。當(dāng)然,由于行程過長,效率太低,他最終沒有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了"內(nèi)燃機(jī)"的設(shè)想,后人在此基礎(chǔ)上才發(fā)明了汽車用的發(fā)動機(jī)。
早期汽車使用單缸機(jī)
汽車鼻祖卡爾·奔馳和戴姆勒在當(dāng)年設(shè)計制造汽車時,他們不約而同地只用了一個氣缸的發(fā)動機(jī)。就像我們認(rèn)為一輛汽車不可能使用兩臺或更多臺發(fā)動機(jī)一樣,估計當(dāng)時的人們也不會想象出還會用兩個氣缸或更多氣缸的發(fā)動機(jī)。然而現(xiàn)在不同了,先別說發(fā)達(dá)國家,看看國內(nèi)汽車廣告就會發(fā)現(xiàn),不少廠家總拿發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)目和排列形式來說事,賣微型車的極力吹鼓他的車用的是四缸機(jī)而非三缸,用v6發(fā)動機(jī)的一定要把v字弄得醒目惹眼,廣告宣傳確實起到了很大效果,不少車迷已認(rèn)同了 "4缸比3缸好"、"6缸比4缸好"、"v型比直列好"、"v型發(fā)動機(jī)是高級發(fā)動機(jī)"等概念。國產(chǎn)車中已有近20種車裝配了v6或v8型發(fā)動機(jī)。
單缸發(fā)動機(jī)的曲軸每轉(zhuǎn)兩周才能產(chǎn)生一次燃燒做功,這樣它的聲音聽起來也不連續(xù)順暢,聽一聽小排量摩托車的聲音就知道了。最為不能讓人接受的是它的運轉(zhuǎn)極不平穩(wěn),轉(zhuǎn)速波動較大,而且單缸發(fā)動機(jī)的外形也不適合裝在汽車上。為此,汽車上已見不到單缸發(fā)動機(jī)上,兩缸機(jī)也不好找了,最少是3缸發(fā)動機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)的華利面包車、老款夏利車、吉利豪情和奧拓、福萊爾上,裝的都是3缸機(jī)。
1升以下的微型車上多用3缸機(jī),1升至2升的發(fā)動機(jī)一般采用4缸或5缸機(jī)。2升以上的發(fā)動機(jī)大多為6缸,4升以上的發(fā)動機(jī)使用8缸的占絕大多數(shù)。
在相同排量的情況下,增加氣缸數(shù)可以提高發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而可以提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。另外,增加氣缸數(shù)可以使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)更平穩(wěn),使其輸出扭矩和輸出功率更加穩(wěn)定。增加氣缸數(shù)可以使氣車更容易起動,加速響應(yīng)性更好。為了提高氣車的性能,必須增加氣缸數(shù)。因此,豪華轎車、跑車、賽車等高性能氣車的氣缸數(shù)都在6缸以上,最多者已達(dá)到16缸。
但是,氣缸數(shù)的增加不能無限制。因為隨著氣缸數(shù)的增加,發(fā)動機(jī)的零部件數(shù)也成比例地增加,從而使發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降低發(fā)動機(jī)的可靠性,增加發(fā)動機(jī)重量,提高制造成本和使用費用,增加燃料消耗,并使發(fā)動機(jī)的體積變大。因此,氣車發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動機(jī)的用途和性能要求,在權(quán)衡各種利弊之后做出的合適選擇。
直列發(fā)動機(jī)(line engine),它的所有氣缸均肩并肩排成一個平面,它的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單,而且使用一個氣缸蓋,制造成本較低,穩(wěn)定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應(yīng)用比較廣泛。其缺點是功率較低。"直列"可用l代表,后面加上氣缸數(shù)就是發(fā)動機(jī)代號,現(xiàn)代汽車上主要有l(wèi)3、l4、l5、l6型發(fā)動機(jī)。