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气缸的发展历程

气缸的发展历程

 
 

  首先,什么是气缸呢?专业点来说,气缸就是引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。那么气缸又是怎么发展而来的呢?气缸的原理其实源于大炮,你没听错,你车上的气缸战士确实与大炮有关!

  1680年,荷兰科学家霍因斯受到大炮原理的启发,心想如将炮弹的强大力量用来推动其它机械不是挺好吗?他一开始仍用火药作燃烧爆炸物,将炮弹改成“活塞”,把炮筒作“气缸”,并开一个单向阀。他在气缸内注入火药,当点燃火药后,火药猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向上运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀,排出废气。而后,气缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,气缸外部的大气压又推动活塞向下运动,以准备进行下一次爆炸。当然,由于行程过长,效率太低,他最终没有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了“内燃机”的设想,后人在此基础上才发明了汽车用的发动机。

早期汽车使用的是单缸机。

 

  汽车鼻祖卡尔·奔驰和戴姆勒在当年设计制造汽车时,他们不约而同地只用了一个气缸的发动机。就像我们现在认为一辆汽车不可能使用两台或更多台发动机一样,估计当时的人们也不会想象出还会用两个气缸或更多气缸的发动机。然而现在不同了,先别说发达国家,看看国内汽车广告就会发现,不少厂家总拿发动机的气缸数目和排列形式来说事,卖微型车的极力吹鼓他的车用的是四缸机而非三缸,用v6发动机的一定要把v字弄得醒目惹眼,广告宣传确实起到了很大效果,现在不少车迷已认同了 “4缸比3缸好”、“6缸比4缸好”、“v型比直列好”、“v型发动机是高级发动机”等概念。现在国产车中已有近20种车装配了v6或v8型发动机。

  单缸发动机的曲轴每转两周才能产生一次燃烧做功,这样它的声音听起来也不连续顺畅,听一听小排量摩托车的声音就知道了。最为不能让人接受的是它的运转极不平稳,转速波动较大,而且单缸发动机的外形也不适合装在汽车上。为此,现在的气车上已见不到单缸发动机上,两缸机也不好找了,最少是3缸发动机。国内生产的华利面包车、老款夏利车、吉利豪情和奥拓、福莱尔上,装的都是3缸机。

  1升以下的微型车上多用3缸机,1升至2升的发动机一般采用4缸或5缸机。2升以上的发动机大多为6缸,4升以上的发动机使用8缸的占绝大多数。

  在相同排量的情况下,增加气缸数可以提高发动机的转速,从而可以提高发动机的输出功率。另外,增加气缸数可以使发动机运转更平稳,使其输出扭矩和输出功率更加稳定。增加气缸数可以使气车更容易起动,加速响应性更好。为了提高气车的性能,必须增加气缸数。因此,豪华轿车、跑车、赛车等高性能气车的气缸数都在6缸以上,最多者已达到16缸。

  但是,气缸数的增加不能无限制。因为随着气缸数的增加,发动机的零部件数也成比例地增加,从而使发动机结构复杂,降低发动机的可靠性,增加发动机重量,提高制造成本和使用费用,增加燃料消耗,并使发动机的体积变大。因此,气车发动机的气缸数都是根据发动机的用途和性能要求,在权衡各种利弊之后做出的合适选择。

  下面我们来讲讲气缸的种类,气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类。做往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。

 

  气缸的应用领域甚是广泛,可应用于印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人行业等等。

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