要想设计一台功率达标的发动机,首先需要了解一台发动机的功率主要是由什么来决定的。决定一台发动机的功率的参数主要有三个:排气量、转速、平均有效压力。
排气量是指活塞在上下止点间运动时所通过的空间容积。对于多缸发动机来说,其排气量是由单缸容积(由缸径和活塞行程决定)乘以汽缸数量决定的。排气量越大,发动机每次旋转吸入和排出的气体体积就越大。
转速是发动机曲轴每分钟的旋转次数,对于四冲程发动机来说,曲轴每转两周会有一个做工冲程(两冲程发动机是每转一周做一次功)。所以转速越高,发动机每分钟能做工的次数就越多。
平均有效压力则是单位排量每个循环所能发出的有效功。平均有效压力是平均指示压力和机械效率的乘积,其中平均指示压力可视为工质对活塞顶部的平均压力。由于机械效率的提升比较困难和缓慢,所以提高发动机平均有效压力主要靠提高平均指示压力即工质对活塞顶部的平均压力来实现。提高发动机的压缩比和增压比,是实现这一目标的最有效手段。
由于发动机的功率和排气量、转速、平均有效压力三者的乘积成正比。当你削弱其中一个参数时,想要保证功率不下降,就必须通过加强另外两个参数来补偿。一台内燃机的设计,其实就是要求设计师在排气量、转速、平均有效压力这三个球上跳舞并且保证不掉下来。
知道了以上这些,让我们来看看迈巴赫的发动机设计。二战期间,迈巴赫是一号、二号、三号、四号、虎式、豹式、虎王等坦克发动机的生产商,可谓几乎垄断了第三帝国的战车发动机研发生产,由于迈巴赫旗下的战车发动机种类较多,我们就来选一款有代表性管窥一下迈巴赫的战车发动机设计思路。
最大功率高达*********,主要改进是将气缸体从铸铝换成了铸铁并稍微增大排气量,是二战中德军虎式坦克、黑豹坦克和虎王坦克的动力来源。
前面讲到,发动机的功率主要由排量、转速、平均有效压力三个指标决定。俗话说魔鬼总是藏在细节中,我们在惊叹力输出之外,也需要深究一下这个*********达到的,以及迈巴赫达成这个功率的技术路线潜藏着哪些隐患。
让我们先看,为升,以当时的技术水平看,是一款妥妥的小排量发动机。其升功率不仅远远高于苏联排气量升,功率500马力的B-2柴油机,也高于同为小排量汽油机的福特(,功率500马力,排量18升)。
再看平均有效压力,作为自然吸气式发动机,提升平均有效压力的主要手段就是提高压缩比,但是汽油机的固有特性让汽油机的压缩比无法和柴油机媲美
请收藏:https://m.edtzi.cc
(温馨提示:请关闭畅读或阅读模式,否则内容无法正常显示)