当您查看汽车配置表时,您会发现上面有一个参数“缸径行程”,很多人不知道这在某种程度上预示着什么。我们来谈谈这两个参数的意义及其对发动机的意义。
首先,让我们一起看看“缸径”是什么。所谓“缸”是指,他是发动机的核心部件,他与活塞气缸盖一起形成燃烧室,可燃混合物在燃烧室内燃烧爆炸,产生巨大的向下压力,推动活塞向下产生扭矩,通过曲轴输出。其工作环境极为恶劣,温度、压力变化剧烈,需要承受大量的热负荷和机械负荷,并具有一定的抗侵蚀的能力。因此缸套一般都会采用优质铸铁铸造。需要注意的是,即使是所谓的“全铝发动机气缸套也是铸铁,而不是铝合金。所谓“径”是指圆柱截面圆的直径。“缸径”是圆柱体的直径,通常称为圆柱体的尺寸。
那么“缸径”的大小是多少?很多人可能不知道中国汽车引擎的编号规则是“气缸数量+缸径”。例如解放号发动机,编号为CA6102,表示发动机有6个气缸气缸直径为102mm;对于东风EQ6100发动机,表示发动机有6个气缸气缸直径为100mm;对其他发动机,如6135、6120、492、495、376、185等,第一个数字代表数字第二个数字代表圆柱直径,我了解这一个规则,你可以看很多国产发动机型号。当然,有些发动机型号并不是这样标记的,比如CA6DL-2,WD615,67,14N4S1,CA4GB1,依此类推,国外的发动机号是另一个规则,各国不同,比如著名的三菱4G15系列发动机,UZ-FE,1RZ引擎,宝马引擎,B58引擎,EA888引擎等等。
经过仔仔细细地观察,我们会发现一个问题,那就是柴油机的气缸直径可以做得很大,一般在100mm以上,有些船用发动机还可以超过一米,然而汽油机的气缸直径一般较小,一般在70到90mm,很少超过100mm,为何会这样?
这主要与汽油和柴油的燃烧特性有关。众所周知,使用火花塞点火来点燃混合气,如果气缸直径过大,气缸中的端部混合物会在火焰前锋到达之前燃烧,即爆燃,气缸直径越大,发动机压缩比就不能很大,例如,普拉多2.7四缸发动机气缸直径为95mm,压缩比只有10.2:1,但许多小压缩比是11:1左右;柴油机采用压缩点火的方式点燃混合物,这将产生多个火焰中心同时燃烧,因此即使气缸直径变大,也不可能会发生爆燃。
让我们看看引擎的“行程”。所谓的“行程”也叫“冲程”,活塞从上止点到下止点的移动距离,等于曲轴曲柄半径的两倍。一般来说,活塞行程越大,发动机扭矩越大,发动机转速越低。以柴油机为例,由于柴油机燃烧速度较慢,柴油机一般倾向于长冲程、低转速;而汽油机燃烧速度较快,所以汽油机倾向于短冲程、高转速。这也是怎么回事柴油发动机大的原因之一。
现在我们来谈谈气缸直径和冲程发动机的意义,哪些参数和性能可以决定发动机。
1、气缸直径和冲程直接决定发动机排量。所谓是指活塞从上止点到下止点的工作容积,如果发动机有几个气缸,所有气缸的工作容积之和称为=π*气缸半径的平方*冲程气缸数,显然,气缸直径和冲程越大,气缸越多,越大。例如,如果四缸发动机缸径是80mm,冲程是90mm,那么他的排量是:40x3,14x90x4=1808640mm≈1.8L。
排量是最重要发动机的结构参数之一。发动机功率和扭矩与之直接相关。一般来说,排量越大,扭矩越大。当然,这是在同类型发动机的比较中,咱们不可以用自然吸气发动机来比较。此外,消费税和车船税按征收,排水量越大,税收就越高,这也是大居高不下的重要原因。
此外,活塞行程与气缸直径的组合方法不一样,可以很容易地改变压缩比排量等参数,进而改变发动机功率、扭矩和大量的输出特性。例如,如果曲轴半径增大,相应的活塞行程也会变长,从而使发动机排量压缩比增大。一个典型的例子是丰田的确定,2.5L和3.0L型号的发动机缸体相同,只更换了内部曲轴活塞连杆等附件,从而改变了排量压缩比和输出功率。
2、气缸直径和冲程直接决定了发动机的动力输出特性。在发动机中,缸径活塞行程之比称为缸径行程比,他有三种模式:缸径大于行程的发动机称为短缸径行程比大于1;气缸直径等于冲程发动机称为等气缸直径行程比等于1;气缸直径小于冲程发动机称为长气缸直径行程比小于1。这三种发动机的动力输出特性是不同的。
(1)气缸直径大于冲程的短:这种发动机的特点是只有在非常高的转速下才具有高功率和高扭矩,他也被称为高速发动机,他的极限转速还可以达到15000转/分,常用的转速在6000到10000转/分之间。这些发动机通常用于赛车发动机和摩托车发动机,如F1赛车发动机法拉利兰博基尼等,然而由于低速时扭矩差,在民用车辆中的应用相对较少。这种发动机的技术上的含金量和制造成本最高,因为发动机转速高,发动机的内耗损失也很大,材料和技术方面的要求都很高。一般来说,短缸径冲程之比不大于1.3:1,除此之外,他是一款追求极高转速性能的增强型高速发动机。
(3)缸径小于冲程的长:这种发动机的特点是低速时高扭矩,更适合民用,因此市场上大多数发动机都是长,许多越野车和柴油发动机都是这样设计的。相对而言,汽油机转速较高,因此其缸内行程比比较大,一般小于1且大于1:1.3;而柴油机转速较低,且低速扭矩要求比较高,因此其缸径比小于汽油机,有些甚至更高小于1:1.3。
3、气缸直径和冲程直接决定了发动机的外观尺寸。显然,气缸直径越大,活塞行程越大,气缸越多,发动机的整体尺寸就越大。气缸直径越大,发动机的长度就越大,这对于横置发动机和前驱动的车辆来说就越困难,因此在这种车型中,发动机气缸直径比较大,而发动机的纵向直径则比较大,活塞行程越大,发动机就越高,汽车的重心就会越高,进而影响操控。你看,有很多车型都有卧式发动机和前驱,而且发动机是倾斜的,很大一部分原因是为降低发动机的高度。
一般来说,气缸直径和行程是发动机的重要结构参数,他直接决定发动机排量压缩比、动力输出特性与发动机尺寸。缸径行程比越大,发动机倾向于越高,发动机转速爬升越快,一般适用于汽油机;缸径行程比越小,发动机越倾向于低速,这一般适用于追求低转速、大扭矩的柴油机。
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