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楼主: 梅羡仙

发动机气缸数量与输出功率的关系---请教

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发表于 2008-12-23 08:22:11 | 显示全部楼层
对楼上各位的解释,有不同的看法:& S7 r0 }) j* d# {' w( ?6 \
任何一个能力转换装置都必须遵循能量守恒,拿内燃机为例:& |/ w2 F* M  Z
燃料的化学能=介质带走的热量(排气+冷却水)+曲轴输出功率+发动机振动的能量辐射  c" v6 Y) H3 r3 T/ @
对内燃机而言曲轴输出功率占整个能量的40%左右,发动机振动的能量辐射10%,排气占35%,冷却水15%。/ N: ~/ z5 I( T$ F# t2 G
我之所以说上述的能量守恒,是想告诉上面的各位,在分析上述问题时,你只要能找出能量的源头,能量的去向,以及在此过程中能量的损耗,你就可以找到你的答案。) c( u" i2 {# q( E& T% d& A0 l9 b
就你所提的这个问题,发动机缸数与功率的关系,正常情况下(发动机标定转速一定,发动机平均有效压力不变的情况下),发动机的功率随着缸数的增加而增加,但并不是呈现线性的增加(接近线性,这里所说的都是发动机的标定功率),当中需要考虑热量的损耗(摩擦及排气能量等等)。如果你真是需要非常细致地考虑这个问题,需要详细考虑各个环节。
# P+ j5 f5 x7 a/ H) f发动机最高空车转速的问题也并不是你所说的那样的,首先你要搞清楚发动机最高空车转速到底是为什么要选择这个转速,由什么来决定的,如何去实现的。等你搞清楚这些问题后,也许你就会发现答案了。; p3 u! [9 d* C2 s% M. k
好好学学内燃机原理!
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 楼主| 发表于 2008-12-25 14:38:55 | 显示全部楼层
朋友,没人否认能量守恒,但你对化学能究竟能转化为多大动能却完全是相信书本,气缸里化学能之所以能转化为动能,是因为燃烧后产生的高气压与外界大气压存在巨大的量差(摩擦耗损这里不计),所以能量守不守恒,要看外界压强,不是你说的有多少化学能就有多少动能那么简单。
, l" @' ], l) Z  M
& N, V, L: N5 s8 ?, }      还是骑自行车,你应该见过多人一起骑的那种自行车吧,很简单,找几个人一起骑,找找感觉,之所以说多气缸是在浪费,就是因为第一个人一旦让速度提升上去后,第二个人就是在踏空踩,而且气缸不是人,不会回收能量。
/ E+ f# Q: P* P
9 m6 W; z2 Y' _4 B) t9 s% G( \      所以说,书本要看,不过更要注重实践。
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发表于 2008-12-25 16:23:31 | 显示全部楼层
原帖由 梅羡仙 于 2008-12-25 14:38 发表 " l4 V: x3 }) V* Y7 P' T1 _
朋友,没人否认能量守恒,但你对化学能究竟能转化为多大动能却完全是相信书本,气缸里化学能之所以能转化为动能,是因为燃烧后产生的高气压与外界大气压存在巨大的量差(摩擦耗损这里不计),所以能量守不守恒,要看 ...
好像忽视了负荷的存在
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发表于 2008-12-25 16:30:27 | 显示全部楼层
现在有采用低负荷时不让部分气缸工作的发动机,那仅仅是低负荷时靠几个气缸也可以正常工作的时候
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发表于 2008-12-25 17:23:39 | 显示全部楼层
梅羡仙大虾,很有趣,; S+ K* `. o, x$ _' |
你正在误导大家,我不知道你是否是内燃专业的,假如你是的话,请留言,大家可以详细讨论,现在的话题偏了,可能你自己没有意识到,
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发表于 2008-12-26 08:02:28 | 显示全部楼层
同意16楼的观点,感觉梅羡仙好像是修自行车的,或自行车工程师,哈哈,开玩笑了。
* M  j- @" c. s9 o* H8 B) E8 |如果再这样讨论下去,不会有什么好的结果,还会重复再重复已经说过的话,没有什么意义了,大家就此打住吧。
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 楼主| 发表于 2008-12-27 13:29:58 | 显示全部楼层
呵呵,谢谢各位的关注,我不是修自行车的,当然也不是内燃机的专家,不过本人的物理知识还勉强可以,所以冒昧献丑了,之所以讨论无负荷的情况,是希望大家看清活塞运动的真实过程,加上负荷其实也是一样,只是加上负荷后,作为克服负荷做功的第一气缸的运动速度降低了,而后续气缸在进气进油都不变的情况下,实际是在对有速曲轴做补充做功,其压力释放并不象第一做功气缸一样是全效的,这样说吧,如果第一气缸内部压力F在无负荷状态下做功使曲轴达到转速w,假设负荷f一定,则其在相同时间内使曲轴降低的转速都是定值,设为w',那么第一气缸的做功过程是
- T4 V" D9 W' O0 f8 g7 I7 f(F-f)t=m(曲轴质量)r^2(曲轴半径的平方)(w—w'),
$ v5 ?% p+ E9 I; V而第二气缸的内部压力不变,为F,负荷也不变为f,那么第二气缸的做功过程则明显是在第一气缸的基础上,使曲轴转速由w—w'向w靠近。$ @# J9 l2 ?" G0 p7 ]
而且一气缸在做功时,其余气缸不论是处于什么状态,都只能起阻碍作用(除非同时做功且功量相同,否则也是起阻碍作用,而且同时做功且功量相同的做功行程也不是在倍增转速,而仅仅只起到了一个缸做功的作用),6 X7 K+ ?" O/ g' I* J
这里可以形象的给大家描述下多缸的做功过程,
) t, C  e0 \  M; ~多缸做功也就相当于多个人用绳子拴着,然后一起推着一辆车走,有人慢了就必然拖累其他人。而如果都保持相同的速度用力推车,在达到要求的克服外界阻力所必须的条件后,其余人实际是没有用上力的。
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 楼主| 发表于 2008-12-28 16:41:49 | 显示全部楼层
对了,补充做功是否为压力完全释放,主要看w—w'与w—(w—w')哪个是大值。
2 z7 C" f2 I7 W% ]2 g
  Y2 q* c1 g  w0 w这当中还有一个气体膨胀速度的问题,多缸考虑起来比较复杂,但原理是和无负荷差不多的。" P* ^# Z; C0 V
8 H8 N" u/ s: r! K' ?: ^) s
我当然有兴趣和各位专家交流,不过让大家见笑了,我既不是学院派出生,也非长期从事这方面工作的专业人员,只是机械设计和物理知识稍微好点,所以大家如果愿意不吝赐教,我当然欣然奉陪。
6 W! z6 q$ t. _$ Y: ^- w$ _' z2 z. O" }1 W# {  w8 I9 J
[ 本帖最后由 梅羡仙 于 2008-12-28 16:43 编辑 ]
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发表于 2008-12-29 10:13:43 | 显示全部楼层
首先应该说我非常敬佩梅羡仙大虾的探讨精神,我以前和别人探讨变缸径的结构问题时 也是兴趣非常大,
/ A! w0 V$ C8 x5 W( M: ]7 x6 B0 X4 G; ^) w  p/ f
我愿意陪你探讨下去,但有几点希望你先作一下,4 X, X* S: I5 Z/ U+ l" i

* }9 d1 I4 g( b& ~: N1  对于多缸机,你可以先作一个循环关系图,对应各缸的最大压力和平均有效压力作循环图,有了循环图,你会发现和你以前的说法有矛盾的地方5 {. Y! `1 k# T) u- A8 v$ ]7 B' ~
6 s. j; ]' m' `
2  无论对于二冲程或四冲程,在其非做功冲程,都需要有外界的辅助才能完成整个循环,假如你只看到作功循环而希望忽略掉非做功循环,这个的循环就无法实现,
/ a, ?, R$ s) V5 B% F
8 \4 L8 Q$ X& Z1 |' Y; E4 O3  你对卡诺循环有什么见解,我以前遇到一个人,他希望在否定卡诺循环的条件下讨论一个话题,这就是另外的问题了。
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 楼主| 发表于 2008-12-29 15:30:51 | 显示全部楼层
对于蛤蟆兄的第一个问题,我有时间的时候一定会把它做出来的,还是那句话,补充做功是否为压力完全释放,主要看w—w'与w—(w—w')哪个是大值。
2 h8 I; d) q& s( w9 K- [$ U( }. l
9 ~( r# v' D; ^" B) K1 a对于第二个问题,这里简单说下,我并没有忘记其余冲程,其实 W‘  就包含了非做功行程的能量损耗,我只是把它简单化了而已。5 L, j0 }0 y5 O* T
4 S( @0 ~, f  W
至于第三个问题,我觉得卡诺循环分析问题的方法是可取的,其实等温膨胀(压缩)和等熵膨胀(压缩)和微积分的分析方法是一样的,都用的是矩形法,就是假定X不变,Y变,后又X变,Y不变。作为解决问题的方法是可取的,但作为传热的实质来说,就欠妥,因为压强和温度是一体的,他们不可能一个变化而另一个不变,往往都是由于一个变化而引起另一个变化。其实压强和温度也可以辨证地看作(膨胀)速度和温度,它们是对等的,当然也可以由分子力学把温度的变化看着是分子运动速度的变化,那么就可以把两个自变量看着是一个自变量了,不过这要解起问题来难度可不是一般的大。
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