活塞引擎
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
往復式發動機(英語:reciprocating engine)亦稱活塞發動機(piston engine),是一種利用一個或者多個活塞將壓力轉換成旋轉動能的發動機。
最常用的往復式發動機是利用汽油或者柴油燃料產生壓力的。通常都不止一個活塞,每個活塞都在氣缸內,透過進氣口的汽門開啟使燃料-空氣混合物被注入其內,當活塞上升到上止點時再藉由火星塞將其點燃。 熱氣膨脹,推動活塞向後運動。活塞的這種直線運動通過連杆和曲軸轉換成圓周運動。這種發動機經常被通稱為內燃機,儘管內燃機並不必須包括活塞。[1] [2]
歷史
性能指標
排量
排量就是氣缸容積。
排量越大意味着能吸入更多的油氣混合燃氣,單次做功時的爆炸能量就更大。
公式:汽缸半徑2*圓周率*行程長度*缸數
例如:四缸發動機的缸(直)徑80毫米,行程90毫米,那麼其排量是:
40(半径)2 * 3.14 * 90(行程)* 4(缸数)=452160毫米3 * 4=1.8L
行程
行程是活塞運動時上止點和下止點的距離。
行程越大,連桿的運動幅度也就越大,因此曲軸銷到曲軸中心的距離(曲軸臂長度)越大。即:行程越大,則曲軸的力臂越長,發動機輸出的扭矩越大但轉速越低。
曲軸旋轉一周,長行程發動機活塞往復運動的距離比短行程發動機活塞更遠,因此需時間更長,即曲軸轉速相對更低。這造成在單位時間內發動機的做工衝程(油氣混合後爆炸)的次數低,所以發動機的功率會更低。
行程相對較短的發動機注重高轉速大功率,而長行程發動機側重輸出更大扭矩。
汽缸排列型式
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型發動機(U engine)
- V型引擎(V engine)
- W型發動機(W engine)
- X型引擎(X engine)
註釋
- ^ 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]. (原始內容存檔於2021-12-17).
外部連結
- Combustion video (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) - in-cylinder combustion in a optically accessible, 2-stroke engine
- HowStuffWorks: How Car Engines Work (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Reciprocating Engines (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) at Infoplease.
- Piston Engines at the US Centennial of Flight Commission.