发动机气缸数量与输出功率的关系---请教

zhangfg · 发表于 2008-12-23 08:22:11

对楼上各位的解释，有不同的看法：
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：
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
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％。
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。
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。
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。
好好学学内燃机原理！

梅羡仙 · 发表于 2008-12-25 14:38:55

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。

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。

所以说，书本要看，不过更要注重实践。

A209 · 发表于 2008-12-25 16:23:31

原帖由 梅羡仙于 2008-12-25 14:38 发表 / C2 L+ Y) `7 `
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

A209 · 发表于 2008-12-25 16:30:27

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

过街蛤蟆 · 发表于 2008-12-25 17:23:39

梅羡仙大虾，很有趣，
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，

zhangfg · 发表于 2008-12-26 08:02:28

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。
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。

梅羡仙 · 发表于 2008-12-27 13:29:58

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
（F-f）t=m(曲轴质量)r^2（曲轴半径的平方）（w—w'），
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。
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），
这里可以形象的给大家描述下多缸的做功过程，
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。

梅羡仙 · 发表于 2008-12-28 16:41:49

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。

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。

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。

[本帖最后由梅羡仙于 2008-12-28 16:43 编辑]

过街蛤蟆 · 发表于 2008-12-29 10:13:43

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，

我愿意陪你探讨下去，但有几点希望你先作一下，

1 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

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，

3 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。

梅羡仙 · 发表于 2008-12-29 15:30:51

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。

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。

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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