此马力非彼马力 千匹动力的漫长之路

2019-10-24 00:12:41 作者:高子健

“加马”没那么简单

  对于我们大众而言,平时接触得最多的当属往复活塞式内燃机,也就是目前的汽车发动机。看完上页的例子之后,想必大家也清楚了“6万匹”是一个什么量级,那么对于我们熟知的发动机而言,它有没有可能达到呢?在此之前,想先简单聊聊发动机输出动力的原理。(以往复活塞式内燃机作为例子)

  引用一段百度百科对内燃机的解释“内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。”从上述描述当中,可以知道,内燃机的输出能量是燃料所提供的,转化为前进动力的是机械结构提供的。

  所以内燃机要想获得更大的动力,燃料提供的能量要更大、燃烧的效率要更高。PS:这里仅对于内燃机输出功率而言,并非指最终体现在车辆的表现,毕竟汽车是一个综合体。

  纵观内燃机所采用的燃料,从一开始的火药、煤气,到后来随着石油的开发而获得的柴油与汽油,再到释放能量更加巨大的混合燃料,人类一直在寻找能提供更多能量的燃料,以供内燃机输出动力。

  正如火药一般,小量的火药提供了子弹的发射能量,数量再往上加,还有大号子弹,弹,导弹等等,在内燃机的燃烧室中,量变等于质变是存在的。

  燃料提供动力推动活塞做往复运动,连带着曲柄连杆机构运动输出动力,这就是一个能量转化的过程。那么当燃料提供的能量变大了,推动活塞的力也就大了,使得往复运动的频率加快,带动机械机构输出就更加多。

  想象一下在健身房骑着健身自行车的你,一开始悠闲的骑着,没用什么力,车轮也没有什么声音,后来教练过来敦促你要认真练习了,你开始加大力度蹬踏板,车轮开始发出呼呼的声音,随着你不断加力的蹬踏,车轮转动的越来越快,呼啸声也越来越大。这就是燃料能量加大后最终得到的结果。

  看到这里,你是否觉得内燃机的动力提升好像挺容易理解的,也挺简单的,其实并不然。上述的说法,是忽略了许多因素,在一个十分理想的前提条件下简单的、大致的把往复活塞式内燃机的转化解释一下。

  就燃料释放能量这一块而言,空燃比、燃点、压力等等一系列的要素是需要经过测试,达到平衡才可以放心使用,当需要提高动力的时候,一个要素的变动,需要重新进行调试才可以达到另一个平衡。

  作为能量转化的另一环节,机械结构的影响更是多样,比如活塞面、缸径、连杆、曲轴、密封等等设计,每一个环节都是影响内燃机正常运转的因素,还有最直接的要素,就是机械结构的材质,目前内燃机大多以单一金属或者合金作为材质,而不同的金属有不同的特性,并且在持续高温、激烈运动的情况下,金属疲劳、膨胀等的都会影响正常运作,从而导致内燃机运转不稳定。

  除了上述这些因素以外,在动力加强的情况下,车辆本身的结构也会受到冲击,像悬架部份能否提供足够支撑,车架刚性是否足以抵抗动力的增强,刹车能否提供足够制动力,还有轮胎冷却系统、电气系统等等板块,都需要根据修改的动力重新调整,所以提升动力并不是那么简单就可以达到的。

四缸改造千匹,可能吗?

  那么回归开头所说,@工匠派-晓彤即将改造一台普通的车,将其打造成千匹怪兽,按照小编的理解,最低的要求起码是一台四缸发动机吧?难不成拿三缸发动机去改造?

四缸发动机要完成千匹的改造,有着非常苛刻的要求。相对于多于四缸的发动机而言,而相比于四缸机,更多气缸的设计意味着更高的表面积与排气量之比。意味着在同等排气量下,甚至于可以成倍乃至数倍的提高燃烧室表面积。从而让同样的热量有成倍的通道可以流通,显著的降低了燃烧室表面温度。这也就是等排气量下,更多气缸数会更适合长时间输出高功率的本质原因。

  另一方面,随着燃烧室内部温度的不断提高。一系列活动部件的运行状态也在发生显著改变,由于缸内燃烧压力的等比例增加,缸体承受的燃烧压力也在等比例增加,所以四缸发动机想要改造千匹,首先是要解决的是整台发动机的承受热负载能力。

  内燃机经历了这么多年的发展,已经是一个十分成熟的技术。在增加气缸的情况下,1000匹这样的动力对于内燃机来说不再是限制的上限。但就四缸发动机而言,这依旧是一个十分困难的操作。(文:太平洋汽车网 高子健)

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