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世界上最小的发动机有多小?国货当自强,自主品牌小排量发动机盘点

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世界上最小的发动机有多小?国货当自强,自主品牌小排量发动机盘点

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  • 世界最小的发动机,12缸这排量应该是多少


一位西班牙工程师,Motores Patelo,他花了2500小时做了一个世界上最小的32缸汽车发动机。

它的长度仅为 1 英尺的 32 缸迷你金属引擎,看着它在桌面上运行的时候,你无法想象这是纯手工打造的作品。

据介绍,这台迷你引擎一共使用了 850 块部件和 632 个螺丝钉,整个制作过程耗时 2520 个小时,可谓是沥血之作。



一台优秀的发动机足以让一个车系立足以强者之林,一台优秀的发动机甚至可以带动一个品牌的兴起。现阶段,降低排量、提高效率是燃油发动机发展的主要趋势,无论是曾经本田的1.5T独霸天下,还是大众号称全球最先进的1.5T机型无论从数据还是表现上看,都已不再是可望不可及的状态。国产动力的不断精进和高速发展,已经得到了市场的验证。而如何判断国产车真的变强了,外观?内饰?还是性价比?其实我们都心知肚明,国产汽车发展真正的壁垒就在于动力。所以今天我们就来一起盘点一下,国内领军品牌在1.5T机型上的建树。

吉利?G-Power?1.5TD?发动机

说到吉利可能离不开沃尔沃和领克这两个品牌。的确不管是领克的强势表现,还是吉利最新的CMA平台全面推行,技术上都离不开与沃尔沃的合作。“师夷长技以制夷”也是吉利收购沃尔沃以后逐步体现出的独有的技术优势。

吉利(包括领克品牌)现有的1.5T发动机可以大致分为三类。超低功的入门版本,搭载的车型主要是在领克系列的02、03产品,最大功率115千瓦,峰值扭矩245牛·米。高功率机型主要搭载在吉利品牌的众多车型中,比如小型运动SUV缤越、紧凑型SUV博越Pro、轿跑SUV星越、MPV嘉际以及入门家轿帝豪GL上。动力数据超群,最大功率达到130千瓦,峰值扭矩255牛米,升功率已经超过了众多1.5T明星机型。这还不算,领克02和03的高功率车型以及最新发布的2020款博瑞上,1.5T发动机的高功率机型又有了小幅提升,最大功率达到132千瓦,最大扭矩265牛米。这样的高功率的机型应该会在吉利今后的产品中应用更加广泛。

这台发动机有着几个备受关注的信息。其一,来源于沃尔沃技术,从沃尔沃的Drive-E开发而来,四缸的2.0T变成了三缸的1.5T,即使在领克品牌上,三缸也不例外。其二,无论功率高低,领克品牌均采用95号标号的汽油,而吉利品牌则采用92号汽油。这点也是吉利根据产品定位和市场需求对发动机做得必要改良,毕竟广大的消费者对一台发动机的要求不简简单单只是性能,还要有超高的性价比。其三,就是从1.5T机型衍生而来的众多混合动力形式,包括:轻混(MHEV)、插电混(PHEV)、油电混(HEV)甚至传出吉利也会在1.5T的机型上开发增程的混合动力形式。可见1.5T机型的确是今后国产市场的重点机型,群雄逐鹿,吉利无疑对这个市场野心勃勃。

长安?蓝鲸NE?1.5T?发动机

2019长安的强势表现是所有业内外人士有目共睹的。既然说到动力是一个汽车企业发展的核心和瓶颈,自然长安在动力方面的投入和突破也是他能在百花争鸣的国内车市保持良好势头的原因之一。长安的“蓝鲸动力”就是长安动力发展的最新旗帜。

蓝鲸动力是长安重新打造的动力品牌,包含了多款发动机和变速箱产品,无论是已经在紧凑级市场有不错口碑的1.4T机型,还是与CS75?PLUS?一同吸粉无数的2.0T机型都是源自蓝鲸的动力平台,可见蓝鲸品牌显然是想在中小排量这个国内最吃香的领域大展身手。

而对于现款的1.5T机型,其实名义上来说不属于蓝鲸动力。低功率版主要搭载在锐程CC以及CS55系列车型上,最大功率115千瓦,峰值扭矩225牛·米。而高功率版本1.5T机型主要搭载在现款的CS75、CS75PLUS以及欧尚X7等系列产品中,最大功率为131千瓦、峰值扭矩265牛·米。这两款发动机其实在蓝鲸品牌正式发布之前就已经存在,而在更高级别的2.0T车型所搭载的高压直喷发动机则是正统的蓝鲸动力。

而蓝鲸的1.5T动力也说到就到,2019年末,长安在英国伯明翰的研发中心正式发布了蓝鲸动力NE1.5T高压直喷发动机。这是继1.4T和2.0T机型后的又一力作,支持350bar的高压喷射,最大公里提升至132千瓦,峰值扭矩达到300牛·米,热效率达到40%,是2020年新序列产品的最核心竞争力。而为了进一步满足国家的环保标准,轻混系统也会在改系列机型中使用。虽然说数据并不一定代表实力,但是没有数据更别谈实力,而蓝鲸动力口碑究竟如何,越来越多的长安车主可能更有发言权。

奇瑞?ACTECO?1.6TGDI?发动机

提到奇瑞的发动机,的确在国内,用自主研发发动机的“开拓者”来形容它并不为过。能将动力自主化在那个时代提出并实践需要很大的决心和投入。而奇瑞在2003年就实现了首款自主研发的发动机下线,开发历史和开发经验都是领先于国内诸多厂商的。

奇瑞凭借开发久、研发早的优势,即便来自外部的技术支持偏少,品牌车型也几经更迭,但至少在动力领域,ACTECO这个品牌依旧保有不错的口碑。奇瑞现阶段的1.5T发动机主要搭载在瑞虎系列以及艾瑞泽GX等车型上,高低功率分别能达到115千瓦和108千瓦,不过我们这次可能要绕过1.5T来重点说一下奇瑞现在更具有代表性的1.6T机型。无论是在2019年销量一度破万的“瑞虎8”还是全新的豪华品牌“星途”上,1.6TGDI发动机是最核心的卖点。

奇瑞这款名为ACTECO?1.6TGDI发动机源自于奇瑞在03年就创立的动力品牌,如今已经更新至第三代。主要核心技术包括奇瑞?iHEC?(智效)燃烧系统、快速升温的热管理系统、快速响应的增压技术、降摩擦技术和轻量化技术,而凭借37.1%的热效率,成为了国产自主研发一大突破。1.6TGDI发动机一经发布就凭借“比肩2.0T”等宣传词赚足了大家的眼球。的确最大功率145千瓦,峰值扭矩290牛·米的数据,的确有比肩2.0T的实力。而如今降低排量提升功率已经是大势所趋,奇瑞这样的主攻中低排量也是顺理成章。

而奇瑞在最新旗舰品牌星途的两款车型,LX和TX上都只搭载了1.6T的此款发动机,可见对于这台发动机的综合实力以及市场表现有充足的信心。



现在小排量算是这个时代主流的技术发展趋势了,动力上你放心,日常肯定是够用,要是选比较运动调校的小排量涡轮机,还普遍会“真香”的扔掉之前对动力的担心。涡轮介入恰到好处的给你来一下推背,多香。

前段时间和车友组了个局,大家普遍对小排量化、涡轮化都不再抵触,比如开A45?AMG的哥们,2.0T,381马力,这在十年前你敢想?但席间另外一个话题也挺有趣:小排量涡轮发动机是不是不如自然吸气发动机扛造呢?

然后我发现,真的挺多人对小排量涡轮发动机的耐用度有担心,也是挺多人不愿意坦然接受小排量涡轮发动机的重要原因吧。那么小排量发动机是否可靠呢?说到这个问题可以从汽车研发阶段讲起。

也就是主机厂的整车开发流程(Global?Vehicle?Development?Process),每一家成熟的主机厂,从概念设计到产品设计再到后期工业化,都有它自己的一套模板时间线和节点规划,可以根据项目大小和定义不同进行细节调整,有利于成本控制和项目风险控制,也可以更好的保证每个项目得以顺利进行和最终交付,下面是我随手查的通用最新的Pre-VPI流程图,有兴趣的可以看一下。

一.?汽车是怎么研发出来的?

对于整车开发而言,可以主要分为四个阶段:

1.?概念设计

项目组需要在这个阶段中,给出最初始的项目定义和开发需求,两厢车还是三厢车、溜背还是掀背、排量大小、车身尺寸以及诸多其他设计方向,这一部分不事先确定好,工程师团队是没办法顺利工作的。

2.?产品设计

这一部分工作内容主要是工程师团队的任务,从断面设计到3D数据到工艺可行性再到碰撞模拟等等,工程师需要在设计阶段通过设计规范和仿真模拟等手段,在最大程度上保证车辆的安全性和功能性。

3.?生产组装

当产品设计完全交付后,供应商和场内工厂会根据二维图纸和3D模型,对零部件进行机加,在通过焊接、涂装、总装车间加工之后,才会真正的出现量产车辆。

4.?试验阶段

试验主要是对车辆的各种功能进行实测,有些需要在车型量产之前进行,有些试验项在量产之后仍会持续进行,这样可以有效地避免车辆出现安全性或者耐久性的问题,而题主所说的发动机耐久也是测试的一部分,当然是在量产车型应用之前就已经完成试验。

整车研发从来都不是简单的事情,工程师或者项目组可以有自己的想法,但前提是必须满足车辆的基本性能需求,比如一些主机厂的造型部话语权会很大,但这是在没触及到车辆性能的前提下,一旦产品工程师拿出计算数据拍在造型工程师的脸上,话语权再大,造型也需要为此让步。这与一家企业的品牌传统有关,很多以追求工程和性能的企业都是工程师主导开发的,比如本田,通用旗下的别克、雪佛兰这些。整车的开发过程中,小到螺丝,大到零件总成,都是研发团队通过理论、仿真和试验设计而来,各项性能都有保障。

二.?小排量的涡轮增压发动机耐久性到底好不好?

谈完整车开发流程,我们再回头来看题主的问题。

1.?为什么很多小排量车型都采用涡轮增压:

发动机的涡轮增压器简单点理解的话就是一个空气压缩机,利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气....原理有点枯燥,相信大部分人也没有太大兴趣知道,所以只要知道涡轮增压可以压缩空气来增加进气量,空气的压力和密度增大可以增快燃烧速率,从而增加发动机的输出功率就可以了。

2.?车辆交付前,主机厂如何保证发动系统的可靠性?

发动机的开发流程以及耐久性试验属于整车的一部分,但同时发动机也会有独立于整车试验之外的部分,特别是对于更新换代的发动机而言,在正式应用于量产车型之前,就需要通过各种各样的测试标准,这样说,好像有点抽象,我们以通用最新的小排量涡轮增压发动机车型创界为例,来看看发动机系统如何在交付前确保它的可靠性:

拿目前国内小排量涡增发动机用的比较多的主机厂来说,通用旗下雪佛兰和别克都在用,基本是Ecotec系列的,目前已经是第八代。这款发动机就有很多提升耐用度的设计,比如35Mpa直喷系统,从高压油管的材料的更新(材料牌号:304→32304)到油轨壁厚的增加(80%),让油管的耐压等级提高近一倍,燃油效率提升15%,同时保证了原有20Mpa系统的NVH性能,将坚固节能减排和静音舒适。

而搭载它的车型,比较新的像创界,听工程师朋友讲它的的道路实测里程超过450万公里,其中CVT变速箱也进行了4个阶段试验,累计耐久试验里程已超270万公里,整套动力系统的实测以及耐久试验覆盖了高速、直线、弯路、上下坡道等多种极限路况,以及高寒、高原、高热、高湿、高腐蚀等多种环境,在车辆交付前,通过了GCA(全球顾客评审规范)、WEI(卓越汽车计划)和CSR(国家特定质检需求)严格的质量检测,不知道这几个检测认证的同学们,可以去查一下是否足够权威。

3.?关于发动机耐久,需要做哪些测试?

车辆的动力总成系统,需要满足的不仅是耐久性,还有节能减排和驾驶体验的不断升级优化,都是需要考虑的方面,而有底蕴有良心的主机厂会在这三个方面同时进行优化。针对题主的问题,我们主要来了解一下发动机的耐久性试验。耐久性测试每家主机厂的测试内容和标准都不尽相同,以通用为例,基本都要经过以下9种耐久性测试后,才会真正地应用到上市车型当中:

????GED发动机耐久试验:针对所有发动机零件,通过对稳定转速和地板油的加减速交替进行,进行24万公里发动机基本结构耐久性试验,来评价发动机整体磨损情况,并且测试期间,除了更换机油和火花塞等常规保养外,不允许更换其他零件。

????GETC发动机冷热冲击试验:全工况环境下冷却液在23?C与115?C之间循环交替,模拟整车最大加热速率,验证发动机处在反复热冲击工况下的耐久特性。

????GDTS发动机深度热冲击试验:在-25?C与115?C交替情况下,考核当发动机因寒冷环境导致的热交变工况下的密封件耐久性能。

????GEHS发动机热拉伤试验:发动机在最小配缸间隙运行到发动机允许最高水温(120℃)、油温(140℃)时,评估发动机在最差客户使用条件下活塞和汽缸套之间的磨合特性。

????LS-GED发动机低速耐久试验(全负荷):发动机全负荷低速运转,进行600-950次的循环测试,验证发动机气门与气门座圈在长期低速全负荷工况下的耐久特性,试验过程历时2个半月。

????GCSD发动机冷起动试验:在水温油温达到?-29?C时起动,运行到油温65?C停机,评估发动机处于十分寒冷状态下经过多次反复启动且经短期运行后所产生的累积影响。

????GLSD发动机低速耐久试验:这部分的实际应用场景比较适用于早晚高峰路况,车辆需要持续低转速轻负荷进行运转,测试内容包括低速、怠速与停机三部分工况,评估发动机的某些零部件在长期低速和低负荷运行工况下所产生的累积效应,测试需要历经2052小时。

????TEDD变速箱发动机动态耐久试验:通过全油门升档,收油门时升档至最高车速,根据不同机型的设计强度而定进行19000~25000?次循环测试,主要考核变速箱齿轮系和传动系,验证变速箱总成的耐久特性,全程历经28万公里。

????Start/Stop发动机起停耐久试验:起动-怠速-2000rpm-怠速-停机历经287500?次循环测试,充分考验发动机在反复起停工况下的耐久特性。

上面的九项耐久性测试只是分享给大家的要点介绍,实际测试环境条件、实际操作以及损耗的时间,都远比文字表达的要精细和困难得多,这也是耐久性测试的最大特点,耗时费力,目的就是希望发动机系统有足够的耐久度。

总的来说无论是整车研发还是动力系统的研发,从设计到生产到试验,每一步都有迹可循,每一个阶段工程师都会尽全力去确保发动机的可靠性和耐久性,而除了工程方面的保障之外,主机厂通常也会对车主提供一个质保里程或者年限,这也是主机厂对车主的额外保障。普遍是三年十万公里,也有些厂商会比较惠民的延长质保。比如国六标准正式启动以后的通用,雪佛兰全系车型延长到8年或16万公里的原厂质保服务(全系国六车型均可享受发动机、变速箱等主要零部件原厂质保)。如果说这一系列小排量涡轮发动机不耐用,类似这样的保修不得赔死?算是厂家给做的信心保障吧。

所以,结论来了,所以,选小排量没有错,会越来越被大家接受。对于小排量车型的动力性和紧急性提升而言,涡轮增压是非常直接有效的手段,而至于小排量涡轮增压发动机耐久性较差这种言论,一笑而过就好。我们无法通过关车门的声音判断车身的刚度,也不能通过“听闻”的言论来断定小排量涡轮增压发动机的耐久性差。有调查才有发言权,正是如此。

主机厂敢把质保给你延长到8年或者16万公里,就证明他们有信心在这段时间或者里程中,不会出现问题,换而言之,就算出现了问题,肯定也是在主机厂的可控范围之内,能保修还怕啥呢。



发动机产生故障。 

车辆在使用过程中仪表盘黄灯亮起,说明车辆发动机需要保养/维护,一般这时要及时检查发动机/就近找车辆维修店进行维护/保养,因为发动机是车辆的心脏,要及时定期保养,以免车辆在使用过程中抛锚路上。  

1,发动机故障灯亮的方式有几种:黄灯常亮,黄灯闪烁;红灯亮,红灯闪烁。如果亮的是红灯,马上去4S店检查、修理,故障很严重。如果是黄灯亮,故障可能不影响行驶,但也要尽快去检查。  

2,车可以通过OBD接口,用电脑读出故障码,如果对车辆机械/电子系统感兴趣,可以去买个OBD接口的蓝牙模块,用笔记本电脑或安卓手机就可以查看和清除故障码了。



网友提问:

想知道小排量涡轮增压是否真的如传闻中说得那么不堪?它有没有哪些独有的优势?

解答:

首先要说明是涡轮增压发动机从一开始就是为了性能服务,同排量的情况下,几乎涡轮增压发动机的绝对动力都要大于自然吸气发动机。涡轮增压发动机本质是将原本自然吸气发动机在做工中所浪费掉的废气重新利用起来,增加进气压力。从而在发动机气缸固定的情况下可以变相增加发动机排量。

虽然小排量涡轮增压发动机诞生的原因最主要便是排放法规以及政策等问题。但它同样也具备了不少优势。首先因为涡轮的存在,其绝对动力可以与更大排量自然吸气发动机抗衡。在涡轮起正压之前,小排量涡轮增压发动机的确可以节省一定的燃油。另外,小排量涡轮增压发动机相较自然吸气发动机,厂家会投入更大的研发成本以及拥有更高的技术要求。

最后提到小排量发动机,很多人不自觉会联想到三缸涡轮增压发动机。的确,对于很多厂商及消费者来说,三缸发动机一定是个不能绕过的话题。那么实际上三缸发动机也同样具备着一些特定的优势。首先便是其天然独特的声音,并且其与我们所喜欢的六缸发动机发出的声音类似。其次便是三缸发动机相较四缸涡轮增压理论上能够更快速地响应。因为其排气顺序不会互相干扰。只用一条涡管便可以达到比四缸双涡管更快的增压响应。然而,它本身对于振动、噪音抑制的欠缺以及在消费者心中始终得不到信任的尴尬局面让当前小排量三缸发动机的生存环境确实受到威胁。就像此前通用集团将在一些车型上取消三缸发动机这一措施一般,未来我们更常见的或许还是那些小排量的四缸涡轮增压发动机。总的来说,对于这一类型发动机要更加辩证地看待其优势和劣势。



正所谓“绿水青山就是金山银山“,随着经济的快速增长与可持续性发展思维的深入人心,大家也越来越意识到生态环境的重要性。那么在与咱们息息相关的汽车领域上,面对越来越严苛的减排政策出台和飞涨的油价,无论从汽车行业本身,还是从消费者个人层面,大排量多缸车都显得不合时宜,因此,小排量发动机也就成为了一个趋势。

而何谓小排量发动机,简言之就是排量较小、缸体较少的动力总成,比如目前市场上很多汽车厂商正在采用的三缸发动机。有一些消费者会疑虑三缸发动机较四缸少了一个缸,会产生噪音和抖动。那到底三缸机靠不靠谱呢?下面我们就通过用户的实际使用情况结合目前销售量最大的通用别克、雪佛兰系的三缸机车型,用事实向朋友们阐释个中原委。

满足严苛的国六排放,进一步提升燃油经济性

要说曾经被贴上“廉价“标签的三缸发动机,如今再次重出江湖,很大一部分原因是为了满足史上最严苛的国六排放标准。相比于国五标准,国六排放物的限制更加严苛;增加了加油过程污染物排放监控、引入?OBD?控制要求;连路况测试都调整为了更接近真实行驶工况的WLTC测试循环。严苛的标准下,众多厂家都将节能减排放在了首要研发。

可以拿通用别克和雪佛兰旗下的第八代1.0T、1.3T?两款三缸涡轮增压发动机举例。这两款第八代Ecotec系列发动机,均满足了最严苛的“国六B“标准。除了有DVVT可变正时气门,还配备侧置直喷系统、带电控泄压阀的涡轮等等。其中1.0T的热效率达到了同排量最强的38%,搭载这台1.0T发动机的别克英朗也是获得了5.2L的百公里工信部油耗,同级别搭载1.2T四缸涡轮增压发动机的丰田卡罗拉工信部油耗也需要5.5L,英朗有好表现几乎是不亚于混动车型。

另一款1.3T发动机也同样出色,单缸最优排量下的三缸发动机匹配CVT无级变速箱,做到更宽广的高效区域,如搭载这台发动机的1.3T雪佛兰迈锐宝XL?535T工信部百公里油耗达到了5.8L,比它之前款1.5T迈锐宝XL的6.2L有了很大提升。

三缸照样动力充沛

说完了排放标准和油耗表现,可能有人会猜测,去掉一个气缸又减去部分排量的三缸机动力是否够用。其实对于这一点也完全不用担心,随着造车技术的不断进步,简单的“排量论“、“气缸论“早已不是动力的唯一条件,有限的气缸容积,也能爆发出充沛的动力。

同样可以拿迈锐宝XL来举例,新款1.3T发动机匹配CVT无级变速箱的迈锐宝XL?535T相比老款1.5T匹配7速双离合、6速手自一体变速箱车型,除了油耗表现更佳,破百时间也从老款的8.93秒提升至了8.8秒。同级别公认的标杆车型,搭载1.4T四缸发动机的大众帕萨特,破百时间也需要9.3秒。

除了迈锐宝XL,别克旗下紧凑型SUV昂科拉GX也搭载这台1.3T发动机,破百时间也仅需9.1秒,要知道同级别搭载1.5T三缸发动机的宝马X1也需要9.45秒。搭载四缸L15B发动机的本田CR-V,破百时间也需要9.4秒。成绩在同级别SUV也处于领先地位,可见三缸的动力也是没问题的。

不同于老三缸,新三缸早已不抖

也许是受早期奥拓、夏利等车型的影响,三缸机总能让人们联想到抖动、噪音。的确,由于先天无力缺陷,早期的三缸机很难达到四缸的平顺性,特别是启动、怠速情况下,震动尤为明显,从而影响行驶品质。其实这些“通病“在当下也能得到优化。

通用旗下三缸发动机为了抑制这些不必要的震动,在发电机的一侧安装了橡胶减振器,还增加了曲轴配重块,能有效减少发动机过大震动。同时加上双层的油底壳,橡胶减振轮和静音链条,又让噪音得到了改善,满足很好的NVH。试驾过雪佛兰迈锐宝XL和别克昂科拉GX就能感受到行驶品质,车内已几乎察觉不出它们与同级别四缸车型有什么不同了。

三缸机不可阻挡的成为了未来市场趋势

虽然“饱受诟病“,但三缸发动机也有自身优点。如较小的机身体积能节约机仓内的空间,为后期混合动力的研发做铺垫。理论上加入混动技术的三缸,行驶品质还将达到更高的水准。

同时随着环保法规的日发严苛,顺应节能减排的趋势,三缸机也会逐渐成为主流。如今也已经有越来越多的消费者接受了新的三缸机,在车市寒冬下今年别克英朗还能获得比较稳定销量就是很好的证明。同时除了别克、雪佛兰等通用旗下品牌,大众、福特、宝马、本田、丰田等品牌也逐渐将三缸机用在主流车型当中。

写在最后

技术在进步,三缸发动机也一样。通过上汽通用全新的1.0T、1.3T发动机和所搭载的几款车型的表现可以看出,通用充分利用了三缸发动机的先天优势,同时也将三缸发动机先天的物理缺陷做到了最大程度的避免和优化。最后的缺陷,可能就只剩部分消费者内心过不去的“门槛“了。最后还想补充一句:“不要再用古老的固有认知去看待现在的三缸机了!“

注:配图来自网络,权利归原作者所有,一并感谢!



用小电动机做发电机(不是发动机),办法如下:
1、准备材料:玩具用直流电动机1只(带一个塑料的小滑轮),废旧光盘2大、1小,橡皮筋1个(做传动皮带用),:木制底座、支架,金属螺杆和螺母2套,缝纫机线盘,1只,胶带若干(填满缝纫机线盘用),502胶水,固定电机用铁皮,自攻螺丝2只,发光二极管1只,两根导线。
2、制作:
a、手轮制作,将2大废光盘夹住1小光盘对齐粘牢,中心孔位置用绕满胶带的缝纫机线盘卡紧粘牢,在三层光盘处打孔,拧上金属螺杆和螺母成手柄,
b、座架制作,用木料制成如图座架,在适当位置打孔,拧上金属螺杆和螺母成转轴,
c、电机焊接好导线,在座架适当位置安装小电机,
d、整体装配完成,接通LED发光二极管。
3、试验调整,以一定转速转动手柄,正反转观察LED是否点亮;反接LED,再次试验,挑选LED最亮的接法和旋转方向,作为最佳方法。


第一章如何设计自己的发动机
设计参数:

1. 油气比
喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,
燃油与空气重量比,一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。

2. 喷气频率,
喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。

3. 机身直径与长度比 L/D
发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。
4.计算公式
发动机的推力是由许多因素决定的,如下公式可说明:m*va=F*t
V = 发动机体积 (dm^3.)
f = 喷气频率. (Hz)
va = 喷气速度. (m/s)
F = 推力 (N, Newton)
fc = 油耗 (gram/second)
m = 空气质量 kg
t =时间s秒.
以时间一秒,m=实际进入发动机的油气量X换算得出
m*v=F*t. m = mass = X %
实际推力:F (Newton) = (X * D^2 * 3.1415 * L * v^2 )/(L * 8)
由以上公式可以得出尾喷管直径越大,发动机的推力越大,同时进入的油气X越多就能产生更大的推力。

5.尾喷管长度
根据国外爱好者的实际经验,尾喷长度与对推力的影响较小,而对发动机工作的可靠性有较大影响。
发动机的尾喷管较长,阀片的工作频率f 较低,但每次吸入油气较多,使每次做功增大。长的喷管可以使发动机接近最大理论推力。同时空气吸入性能较好,使发动机容易发动。
短的尾喷会使发动机喷气频率f 加大,,同时间吸入的油气较少,因此,推力并没增加。并会使发动机不易发动,工作不稳定。
(提示:为了调节发动机方便起见,实际制作长度要比理论设计长些,因为长一些可以锯短。当短了要加长可就麻烦些,但不要太长,太长了结果会一样不工作)
计算公式是:
Y = 0.152 * X + 470 (mm) ,公制单位
(或Y = 3.88* X + 18,66 (inc)-英制单位

参考数据:
发动机名

Y=总长

X=尾喷管截面积
Brauner

490

907
Alpha

485

531
B-12

600

531
Aerojet

610

1075
PAM

810

907
Sov faa

670

1195
6.喷气速度
由于高温高压下喷气发动机喷气速度计算是一个复杂的过程,对于爱好者来说可用一个简化公式计算
va=2*L*f
p90的计算为例:
喷气速度为:150*2*0.86= 258 m/s.

7.单向阀通风孔面积
单向阀通风孔面积是发动设计最关键部,因为它关系到进入发动机的油与空气比.
计算公式
Y = 0.4922*X – 37 (平方mm)
在这里(X=尾喷管截面积,Y=单向阀通风孔面积,如果是大的发动机可不减37) .
另在设计中要考虑到阀片安装后会使通风孔面积减小10-20%,因此要留一定的余量。
计算结果大约是尾喷管截面积的50-60%,一般设计可取55%
(提示,稍大的通风面积可以让发动机更易点火)。

外国发动机设计参考:
发动机名

阀通风面积Y

尾喷截面积X
Brauner

452

907
Alpha

381

531
B-12

221

531
Aerojet

603

1075
PAM

506

907
Sov faa

661

1195
也可以已手册加工图自己验算一下,一般误差5%之间

8.进气口面积
位于发动机前端的进气孔最小面积不能小于单向阀通风孔面积。
为了雾化燃料,空气在缩小部速度加大,因此进气通道被设计为喇叭状,也称为空气节流阀。

9.如何设计自己的发动机
一、首先确定发动机的推力,
根据上述公式,以实际油气进入系数X=0.75计算简化得到
发动机推力与尾喷截面积的关系,设计公式为
F(磅)=4.2磅*平方英寸(喷管面积)
或者是:
F(牛顿)=2.65牛*平方厘米
(一千克力=9.8牛顿)

根据外国的设计为列:
如果要制作产生25磅推力的发动机,25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾喷管直径约2.75英寸。
阀孔的面积为5.95*0.6552=3.9平方英寸。(这里系数0.6552设计者计算是取经验值)
由于阀加工形状的限制,那么单向阀的截面积可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc,,以阀上开十个孔计算每个孔的面积为0.39 sqr inc,燃烧室截面积与单向阀的面积大致相同,能装进单向阀。
喷管长度可简化计算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8,留余量,可取50英寸,如果喷管尾部采用扩张部分,长度为0.2*41=8,总长50的情况下,那么实际尾喷管长为50-8=42英寸.
最小空气入口面积为阀孔面积,即3.9平方英寸

国外P-90发动机实验数据(供参考)
各参数如下
V = 2.9 litre
fc = 6.7 gram/sec
f = 150 Hz
va = 258 m/s
F = 85 Newton
第二章喷气发动机制作

1.材料选择
由于发动机在高温下工作,所以不能用铝,等低熔点金属。
一般对于爱好者来说,可使用碳钢,铝合金。不锈钢管是最佳的材料,你可以在五金店找到,各种规格都有,还可以用的材料是摩托车或汽车的排气管,是由碳钢组成,外表镀铝,不易生锈,但由于管比较厚显得稍重一些。价钱也不贵,40元一个左右,在摩托修理部能找到,用过的旧的更便宜10元一个都有得卖。你也可以按图加工锥形部分。
铝合金只可以用来做发动机最前部的进气节流罩,。
3.
如何制作进气单向阀
发动的关键在于单向阀的加工,阀的加工需要有车床作整体加工才行,如果没车床也可以采用另一种设计,如从蓝图可以看到,在一块厚3-10mm圆铁板上自己钻出需要的孔了可用来代替,然后装上阀片。
梅花型的阀片是发动机的关键,必须用弹性强,耐高温的,厚0.1-0.3mm左右薄钢片来作,否则将使发动机无法工作下去。阀片的加工可以剪出需要的形状,也可用电解法,像做印刷电路板那样,先在板上涂油漆,干后画出所要的样式,用钢针沿线条刻掉油漆,放入食盐水中,用6-12v的直流电电解。
4. 发动机的装配
喷气发动机的安装较简单,按图加工好部件,装上就可。在装单向阀片时,要注意将梅花阀片内弯10度到30度。使阀通气孔打开。另外注意发动机接点要不透气。

第三章如何启动发动机
概述
脉冲式发动机启动起比较困难吗?其实不然。从发动机原理可知要发动机燃烧发动需要满足以下条件:
1. 燃油
2. 空气
3. 点火源
燃料
脉冲式发动机可以使用多种日常燃料,家用的液化气,汽油,柴油,煤油,甲醇(工业酒精)等,一般选择为汽油做为燃料,对普通的爱好者来说可用任何牌号车用汽油即可。如果气温较低而可能会使燃料难以挥发,也可以向油中加入不超过25%的乙醚组分,使点火更容易。最好的燃料是甲醇,因为燃烧生成的是水,且易挥发,爆炸点范围宽。

空气
在喷气发动机没发动起来前,空气无法自动吸入燃烧室,这时,需要用一个小风箱或打气筒在发动机入口处输入空气来帮助发动机输入油气混合物,注意,空气需要有一定的压力与流速,才能使燃料充分雾化成油气。

点火方法
最好的办法是在机身燃烧室上装一个火花塞,如果没有也没关系,可以铁丝头缠棉球浸汽油点着后伸尾喷管同样也可点火。多种点火方式如图所示
点火步骤:
1. 接好油管,注意油箱液面与发动机喷油出口之间的高度不能大于20mm.
2. 打开电火花塞或点燃料小火把从尾喷管口伸入。
3. 手压风箱,或打气筒朝发动机入口吹风,注意观察看,要使单向阀片被吹开,油被吸入并雾化才行。

调节油阀针控制好油门大小,寻找最佳吹风角度使油能完全雾化。如果发动机还是不能点火,可以拆开机身,调节阀片的角度,与固定螺丝的松紧度。然后再试,直到找到最佳工作点,喷气发动机就会发动起来,撤走风箱及点火源也能持续运行了。
另外也可先用罐装火机用气体,从入口吹入,点火,步骤同上述一样,只是要调节好气体量。

第四章制作问题解答
一.为何发动机不工作
由于设计,加工中选材的问题,许多发动机不能正常工作,其实可以从燃烧条件来看主要原因是如下几点:
1. 空气不足与过量
由于阀片制作中材料不一样,阀片太硬了,会使外面空气无法吸入,因此要事先将阀片的间隙调好,要选适合的材料来做。另外实际由于阀片的阻力,使空气实际进入量减小约20%以上。
2. 空气过量是由于进气口设计太大,导致燃烧室火星被吹走,吸入的油气混合物无法被点然。
3. 喷管太短,太短的喷管使发动极不稳定。因为频率太高,吸入的油气来不及完全混合,会导致发动机熄火。
4. 油雾化不好,过重的油不易气化,因此不建议用比汽油重的油如柴油做燃料,最好是甲醇,因为易气化,爆炸浓度范围宽。
5. 进油液位低,由于油箱液位底,油无法被吸入,这时要抬高油箱位置。
二.为何发动机阀片工作寿命较短
由于阀片工作在高温下,加上在工作中振动频率大,因此阀片工作寿命成了发动机的弱点,如果制作材料易鎔的话,高温下用不了几分钟就会完完。因此如何设计单向阀,使阀片工作寿命加大,就成了发动机制作者们的研究的课题。

一是选择耐高温的村料,二是采用无阀设计,现有的无阀脉冲发动机设计来看,机身制作较复杂,且推力较小。
   脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期,曾用它来推动V-1导弹,轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示,它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。


V6一般是2.5-4.0排量,但是也有低于2.5排量的多为老车,比如老阳光就是V6 2.0的发动机,红旗世纪星也用过2.0的V6
汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、l2缸。排量1L以下的发动机常用3缸;(1-2.5)L一般为4缸发动机;3L左右的发动机一般为6缸;4L左右为8缸;5.5L以上用12缸发动机。二般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
气缸的排列形式主要有直列、V形、W形等。
一般5缸以下发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6缸发动机也有直列方式的,过去也有过直列8缸发动机。直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,应用比较广泛,缺点是功率较低。一般1L以下的汽油机多采用3缸直列,(1-2.5)L汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施。直列6缸的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高极轿车采用。 (6-12)缸发动机一般采用V形排列,其中VIO发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,而且一般认为,V形发动机是比较高级的发动机,也成为轿车级别的标志之一。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用得较少。V12,发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。
目前最常见的发动机主要是直列4缸(14)与V型6缸(V6)发动机。一般来说,V6发动机的排量较14的为高,V6机比14—运行平稳、安静。U主要装在普通级轿车上,而V6机则装在中高档轿车上。

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