6)氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。
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",并開一個單向閥。他在氣缸內(nèi)注入,當點燃后,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,以準備進行下一次爆炸。當然,由于行程過長,效率太低,他終沒有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了“內(nèi)燃機"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。
早期汽車使用單缸機
汽車*卡爾·奔馳和戴姆勒在當年設(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。就像我們認為一輛汽車不可能使用兩臺或更多臺發(fā)動機一樣,估計當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。然而現(xiàn)在不同了,先別說發(fā)達國家,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而非三缸,用v6發(fā)動機的一定要把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)動機是高級發(fā)動機"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。
單缸發(fā)動機的曲軸每轉(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。較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)動機上,兩缸機也不好找了,少是3缸發(fā)動機。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。
1升以下的微型車上多用3缸機,1升至2升的發(fā)動機一般采用4缸或5缸機。2升以上的發(fā)動機大多為6缸,4升以上的發(fā)動機使用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)動機的轉(zhuǎn)速,從而可以提高發(fā)動機的輸出功率。另外,增加氣缸數(shù)可以使發(fā)動機運轉(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、S車等高性能氣車的氣缸數(shù)都在6缸以上,多者已達到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)動機的零部件數(shù)也成比例地增加,從而使發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降低發(fā)動機的可靠性,增加發(fā)動機重量,提高制造成本和使用費用,增加燃料消耗,并使發(fā)動機的體積變大。因此,氣車發(fā)動機的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動機的用途和性能要求,在權(quán)衡各種利弊之后做出的合適選擇。
直列發(fā)動機(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?!爸绷?可用l代表,后面加上氣缸數(shù)就是發(fā)動機代號,現(xiàn)代汽車上主要有l(wèi)3、l4、l5、l6型發(fā)動機。
汽缸是鑄造而成的,汽缸出廠后都要經(jīng)過時效處理,使汽缸在住鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力*消除。如果時效時間短,那么加工好的汽缸在以后的運行中還會變形。
汽缸在運行時受力的情況很復(fù)雜,除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外,還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力,以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對汽缸的作用力,在這些力的相互作用下,汽缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。
汽缸的負荷增減過快,特別是快速的啟動、停機和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機檢修時打開保溫層過早等,在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。
汽缸在機械加工的過程中或經(jīng)過補焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,但沒有對汽缸進行回火處理加以消除,致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力,在運行中產(chǎn)生*的變形。
在安裝或檢修的過程中,由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因,使內(nèi)缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適,或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適,運行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。
使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好、雜質(zhì)過多或是型號不對;汽缸密封劑內(nèi)若有堅硬的雜質(zhì)顆粒就會使密封面難以緊密的結(jié)合。
汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。汽缸結(jié)合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機組的起停或是增減負荷時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會造成螺栓的應(yīng)力松弛,如果應(yīng)力不足,螺栓的預(yù)緊力就會逐漸減小
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