氣缸原理源于大炮。
1680年,,荷蘭科學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,,他最終沒有取得成功。但是,,正是霍因斯首先提出了“內(nèi)燃機"的設想,,后人在此基礎上才發(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,最少是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,、等高性能氣車的氣缸數(shù)都在6缸以上,最多者已達到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,。
引導活塞在缸內(nèi)進行直線往復運動的圓筒形金屬機件??諝庠诎l(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,;氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。
渦輪機,、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸",。氣缸的應用領域:印刷(張力控制),、半導體(點焊機、芯片研磨),、自動化控制,、機器人等等。