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英國NORGREN諾冠氣缸工作原理
氣缸原理源于大炮:
氣缸源于大炮?這并不是聳人聽聞。你車上的氣缸確實(shí)與大炮有關(guān)。
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(qiáng)大力量用來推動(dòng)其它機(jī)械不是挺好嗎?他一開始仍用作燃燒爆炸物,將炮彈改成“活塞”,把炮筒作“氣缸”,并開一個(gè)單向閥。他在氣缸內(nèi)注入火,當(dāng)點(diǎn)燃后,猛烈地爆炸燃燒,推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),并產(chǎn)生動(dòng)力。同時(shí),爆炸氣巨大的壓力還推開單向閥,排出氣。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(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),以準(zhǔn)備進(jìn)行下一次爆炸。當(dāng)然,由于行程過長(zhǎng),效率太低,他zui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(dòng)機(jī)。
早期汽車使用單缸機(jī)
NORGREN氣缸理論出力的計(jì)算公式:
F:氣缸理論輸出力(kgf)
F′:效率為85%時(shí)的輸出力(kgf)--(F′=F×85%)
D:氣缸缸徑(mm)
P:工作壓力(kgf/C㎡)
例:直徑340mm的氣缸,工作壓力為3kgf/cm2時(shí),其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少?
將P、D連接,找出F、F′上的點(diǎn),得:
F=2800kgf;F′=2300kgf
在工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇氣缸缸徑,可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小,從經(jīng)驗(yàn)表1-1中查出。
例:有一氣缸其使用壓力為5kgf/cm2,在氣缸推出時(shí)其推力為132kgf,(氣缸效率為85%)問:該選擇多大的氣缸缸徑?
●由氣缸的推力132kgf和氣缸的效率85%,可計(jì)算出氣缸的理論推力為F=F′/85%=155(kgf)
●由使用壓力5kgf/cm2和氣缸的理論推力,查出選擇缸徑為?63的氣缸便可滿足使用要求。
在相同排量的情況下,增加氣缸數(shù)可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。另外,增加氣缸數(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng),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,zui多者已達(dá)到16缸。
但是,氣缸數(shù)的增加不能無限制。因?yàn)殡S著氣缸數(shù)的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件數(shù)也成比例地增加,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性,增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量,提高制造成本和使用費(fèi)用,增加燃料消耗,并使發(fā)動(dòng)機(jī)的體積變大。因此,氣車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動(dòng)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。
單缸發(fā)動(dòng)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。zui為不能讓人接受的是它的運(yùn)轉(zhuǎn)極不平穩(wěn),轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大,而且單缸發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)上,兩缸機(jī)也不好找了,zui少是3缸發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)一般采用4缸或5缸機(jī)。2升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)大多為6缸,4升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)使用8缸的占絕大多數(shù)。