汽车工作原理
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图解发动机运行原理
将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定的夹角布置在一起,使两组汽缸形成两个有一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。
V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车的迎风面越小越好,也就是要求发动机盖越低越好。另外,如果将发动机的长度缩短,便能为驾乘舱留出更大的空间,从而提高舒适性。将汽缸分成两排然后“打斜”,便能缩小发动机的高度和长度,从而迎合车身设计的要求。
由于汽缸之间已相互错开布置,因此在汽缸之间有较大的空间,这样便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率。V型发动机的汽缸均成一角度对向布置,还可以抵消一部分振动。
V型发动机的缺点是必须使用两个汽缸盖,结构较为复杂。另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其它装置。V型发动机的汽缸数一般为5、6、8、10、12、16。
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直列发动机(Line Engine),它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面,它的缸体和曲轴结构简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,稳定性高,低速扭矩特性好,燃*******************************************************************************
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料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。其缺点是功率较低。“直列”可用L代表,后面加上汽缸数就是发动机代号,现代汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发动机。
直列3缸(L3)
3缸机一般用在1升以下的微型车上。它结构简单,维修方便,制造成本也低,重量轻,比较省油。如果一台直列3台机能达到一台直列4缸机的动力性能,那当然是3缸机要好些。
直列4缸(L4)
直列4缸发动机俨然已成了现代汽车的一种标准选择。它的适用范围极广,小到微型车,大到2升多的车型,均有四汽缸机为汽车前进提供源源不断的动力。与6缸机相比,4缸机的体积小,结构简单,重量轻,但它的动力性和平稳性与同排量6缸机的差别并不十分显著;现代轿车大多为前置发动机前轮驱动方式,需要发动机横放在车头,要求发动机的体积不能太大,直列4缸机的体积尺寸正好,因而直列4缸机获得了广泛应用。
直列5缸(L5)
直列4缸发动机外形尺寸小巧,直列6缸机则运转平稳,如把它们二者进行折衷,发动机的排量不大不小,如在2升出头,用直列5缸应是不错的选择,我国长春一汽曾生产过的奥迪100也是用直5发动机。由于直列5缸机存在很难解决的平衡问题,容易引起振动,因此直列5缸发动机现已不多见,笔者只知道现在沃尔沃S60、S80还在用直5发动机。
直列6缸(L6)
直列6缸发动机现在主要用在前置发动机后驱方式的汽车上。从平衡角度来讲,直6比直4、直5,甚至V6的平衡性都要好。出于此原因,当你的机盖子下面的空间足够大时,就可以考虑采用直6发动机,这也是宝马、沃尔沃、凌志等中高级车仍固执地使用直6发动机的主要原因之一,现在宝马的每个系列几乎都有直6发动机。
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气缸夹角180度的V型发动机就是水平对置发动机,它的特点之一是其产生的横向震动容易为支架吸收、能有效地将全车较重的发动机重心降低,使得在设计全车配重时更容易达到整体平衡。特点之二是活塞运动的平衡良好(180度左右抵消)。相比直列式在曲轴方面所需的平衡配重因素减少,从而有助于转速的提升。保时捷的水平对置6缸发动机多少年来为人们津津乐道,富士SUBARU的力狮、翼豹、森林人也都搭载自己的水平对置发动机,产品特色独树一帜。缺点是易磨损。
06-11-09 00:18
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汽车运行的原理
我们知道汽车要运动,就必须有克服各种阻力的驱动力,也就是说,汽车在行驶中所需要的功率和能量是取决于它的行驶阻力。
因此,我们首先要了解的就是阻力。有些人大概会问了,我们只要给汽车装个大功率的发动机就好了,还用得着管它什么阻力么?如果是这样就会面临几个*******************************************************************************
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问题:1、究竟多大功率的发动机才可以呢?没有一个对比参照物,我们如何确定我们需要多大功率呢;2、汽车的设计是先设计了汽车的总成,比如底盘,车体等等的部分之后,才设计和选用发动机的,如果不知道这部汽车将面对的阻力,那么我们根本没办法设计出实用的汽车;3、就算有了非常大功率的发动机(足够可否任何在地面行驶时的阻力),并且已经装上了合适的车体,在使用中也会因为行驶性、油耗,排放,保养,维修等问题而使你无法正常使用它。由此可见,我们要了解汽车的动力性,首先就是要知道我们所遇阻力有哪些。
一般,汽车的行驶阻力可以分为稳定行驶阻力和动态行驶阻力。
稳定行驶阻力包括了车轮阻力、空气阻力以及坡度阻力。
1、车轮阻力
我们所说的车轮阻力其实是由轮胎的滚动阻力、路面阻力还有轮胎侧偏引起的阻力所构成。
当汽车在行驶时会使得轮胎变形,而不是一直保持静止时的圆形,而由于轮胎本身的橡胶和内部的空气都具有弹性,因此在轮胎滚动是会使得轮胎反复经历压缩和伸展的过程,由此产生了阻尼功,即变形阻力。经过试验表明,当汽车超过45m/s(162km/h)时轮胎变形阻力就会急剧增加,这不仅要求有更高的动力,对轮胎本身也是极大的考验。而轮胎在路面行驶时,胎面与地面之间存在着纵向和横向的相对局部滑动,还有车轮轴承内部也会有相对运动,因此又会有摩擦阻力产生。由于我们是被空气所包围的,只要是运动的物体就会受到空气阻力的影响。这三种阻力:变形阻力、摩擦阻力还有轮胎空气阻力的总和便是轮胎的滚动阻力了。在40m/s(144km/h)以下的速度范围内,变形阻力占了轮胎的滚动阻力的90%-95%,摩擦阻力占2%-10%,而轮胎空气阻力所占的比率极小。
而路面阻力就是轮胎在各种路面上的滚动阻力,由于各种路面不同,而产生的阻力也不同,在这里就不详细研究了。还有便是轮胎侧偏引起的阻力,这是由于车轮的运动方向与受到的侧向力产生了夹角而产生的。
2、空气阻力
汽车在行驶时,需要挤开周围的空气,汽车前面受气流压力并且形成真空,产生压力差,此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦,再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等,就形成了空气阻力。它包括有压差阻力(又称形状阻力),诱导阻力,表明阻力(又称摩擦阻力),内部阻力(又称内循环阻力)以及干扰阻力组成。空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关,特别时与汽车——空气的相对速度的平方成正比。当汽车高速行驶时,空气阻力的数值将显著增加。我们在汽车指标中经常见得的风阻就是计算空气阻力时的空气阻力系数。这个系数是越小越好。
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3、坡度阻力
即汽车上坡时,其总重量沿路面方向的分力形成的阻力。
在动态行驶阻力方面,主要就是惯性力了,它包括平移质量引起的惯性力,也包括旋转质量引起的惯性力矩。
现在我们知道,汽车要能够运动起来就必须克服以上所介绍的总阻力,当阻力增加时,汽车的驱动力也必须跟着增加,与阻力达到一定范围内的平衡,我们知道,驱动力的最大值取决于发动机最大的转矩和传动系的传动比,但实际发出的驱动力还受到轮胎与路面之间的附着性能(即包括各种条件的路面情况)的限制。汽车只有在这些综合条件的限制中与各个因素达到平衡,才能够顺利的运动起来,成为我们所需要的工具。
以上我们已经基本了解了汽车行驶的一些基本原理。在以后的专题中,我们将深入汽车的结构,真正开始了解汽车。