往复式发动机
外观
(重定向自往復引擎)
往復式发动机(英語:reciprocating engine)亦稱活塞发动机(piston engine),是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。
最常用的往復式发动机是利用汽油或者柴油燃料产生压力的。通常都不止一个活塞,每个活塞都在气缸内,透過進氣口的汽門開啟使燃料-空气混合物被注入其内,當活塞上升到上止點時再藉由火星塞將其点燃。 热气膨胀,推动活塞向后运动。活塞的这种直线运动通过连杆和曲轴转换成圆周运动。这种发动机经常被通称为内燃机,尽管内燃机并不必须包括活塞。[1] [2]
歷史
[编辑]往复式发动机現今仍為陸地上交通工具,如汽車、機車、非電氣化火車等所主要使用的內燃引擎。
早期的飛機常使用的星型引擎也是往复式发动机,但現今大多數飛機已改用渦輪發動機。
性能指标
[编辑]排量
[编辑]排量就是气缸容积。
排量越大意味着能吸入更多的油气混合燃气,单次做功时的爆炸能量就更大。
公式:汽缸半徑2*圓周率*行程長度*缸數
例如:四缸发动机的缸(直)径80毫米,行程90毫米,那么其排量是:
40(半径)2 * 3.14 * 90(行程)* 4(缸数)=452160毫米3 * 4=1.8L
行程
[编辑]行程是活塞运动时上止点和下止点的距离。
行程越大,連桿的运动幅度也就越大,因此曲軸銷到曲轴中心的距离(曲轴臂长度)越大。即:行程越大,则曲轴的力臂越长,发动机输出的扭矩越大但转速越低。
曲轴旋转一周,长行程发动机活塞往复运动的距离比短行程发动机活塞更远,因此需时间更长,即曲轴转速相对更低。这造成在单位时间内发动机的做工冲程(油气混合后爆炸)的次数低,所以发动机的功率会更低。
行程相对较短的发动机注重高转速大功率,而长行程发动机侧重输出更大扭矩。
汽缸排列型式
[编辑]面對不同的排氣量與載具的容量和性能要求,活塞引擎已有研發多種汽缸排列形式。
- 水平對臥引擎(Boxer/Flat engine)
- H型引擎(H engine)
- 直列型引擎(Inline/Straight engine)
- 三角型引擎(Napier Deltic engine)
- 對置活塞引擎(Opposed-piston engine)
- 星型引擎(Radial engine)
- 單汽缸引擎(Single-cylinder engine)
- 分離式單汽缸引擎(Split-single engine)
- U型发动机(U engine)
- V型引擎(V engine)
- W型发动机(W engine)
- X型引擎(X engine)
註釋
[编辑]- ^ Thermodynamics: An Engineering Approach by Yunus A. Cengal and Michael A. Boles
- ^ 汽車學原理與實務(第二版). [2021-12-17]. (原始内容存档于2021-12-17).
外部連結
[编辑]- Combustion video (页面存档备份,存于互联网档案馆) - in-cylinder combustion in a optically accessible, 2-stroke engine
- HowStuffWorks: How Car Engines Work (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Reciprocating Engines (页面存档备份,存于互联网档案馆) at Infoplease.
- Piston Engines at the US Centennial of Flight Commission.