發(fā)動(dòng)機(jī)配有活塞,活塞在氣缸中上下移動(dòng)?;钊麖捻敳肯虻撞恳苿?dòng)時(shí),會(huì)吸入一定量的空氣。 活塞可吸入的空氣量取決于活塞的橫截面積以及它從頂部向底部的移動(dòng)距離。
假設(shè)汽車中活塞的直徑(也稱為缸徑)為10.16cm,且活塞從頂部向底部移動(dòng)了10.16cm(也稱為沖程),表明發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)活塞可吸入的氣體為:
半徑2×π×高度=氣缸的容積
5.08cm2(缸徑/2)×3.14×10.16cm(行程)=823.3cm3
如果汽車有4個(gè)氣缸,則其總排量為:
4×823.3cm3=3292.1cm3(或3.292L)
對(duì)上面的數(shù)字進(jìn)行四舍五入,稱汽車配有3.3 升的發(fā)動(dòng)機(jī)。 這表明這種特定發(fā)動(dòng)機(jī)的排量為3.3 升。 如果將該發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸完整旋轉(zhuǎn)兩圈,則這四個(gè)活塞將總共吸入3.3 升的空氣。
那么,為什么應(yīng)該關(guān)心排量?為什么在許多汽車的后面都有一個(gè)標(biāo)明發(fā)動(dòng)機(jī)排量的標(biāo)簽?通過發(fā)動(dòng)機(jī)排量,能夠大致估算出發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生的最大功率。
在將汽油與空氣混合并在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒時(shí),輸入的汽油量是有限制的。 汽油量受氧氣量的限制,即使混入更多汽油,也不會(huì)起作用,因?yàn)闅飧字袥]有來燃燒它的氧氣。 這一比率大約是15:1——從重量上來說,是將15 份空氣與1 份汽油混合。 通過排量,可以知道發(fā)動(dòng)機(jī)可燃燒的最大汽油量,這將決定發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生的最大功率。
當(dāng)然,可能會(huì)生產(chǎn)出性能很差但排量為10 升的發(fā)動(dòng)機(jī)。 另外,也有可能會(huì)生產(chǎn)出這樣的發(fā)動(dòng)機(jī):排量?jī)H為1 升,但由于設(shè)計(jì)精巧,能夠利用所吸入的汽油提供絕佳的性能。 盡管其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量是另一個(gè)的10 倍,但這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可能具有相同的額定馬力。 但一般而言,如果所有其他條件都相同,10升發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率應(yīng)該是1 升發(fā)動(dòng)機(jī)的10 倍。
排氣集管是如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的?
排氣集管是一種用來提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的附件,它使用非常方便,用螺栓擰緊即可。使用集管的目的是讓發(fā)動(dòng)機(jī)可以更輕松地將廢氣排出氣缸。
發(fā)動(dòng)機(jī)是在作功沖程中產(chǎn)生所有動(dòng)力的。在此沖程中,氣缸中的汽油燃燒并膨脹,從而產(chǎn)生能量。 另外三個(gè)沖程是實(shí)現(xiàn)作功沖程所必需的。 如果這三個(gè)沖程消耗了能量,則它們將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成消耗。
在排氣沖程過程中,通過背壓來釋放能量是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 排氣門在排氣沖程開始時(shí)打開,然后活塞將廢氣壓出氣缸。 如果在活塞將廢氣壓出氣缸時(shí)遇到任何阻力,都會(huì)消耗能量。 使用兩個(gè)排氣門而不是使用一個(gè),就可以通過使廢氣經(jīng)過的孔變大而提高氣體的流動(dòng)性。
在普通發(fā)動(dòng)機(jī)中,一旦廢氣排出氣缸,它們最終將進(jìn)入排氣集管。 在四缸或八缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中,四個(gè)氣缸共用一根集管。 通過集管,廢氣將流入一條通往催化轉(zhuǎn)化器和消音器的管道。 事實(shí)上,集管可能是背壓的重要來源,因?yàn)閬碜阅骋粴飧椎膹U氣會(huì)在集管中形成氣壓,而這將影響下一個(gè)氣缸使用該集管。
使用排氣集管的目的就是消除集管的背壓。不是讓所有氣缸都共享一個(gè)公共集管,而是每個(gè)氣缸都擁有自己的排氣管道。這些管道集中在一個(gè)較大的管中,稱為收集器。每個(gè)管道都進(jìn)行了剪切和彎曲,以便與其他管道等長(zhǎng)。這樣可確保到達(dá)收集器的各個(gè)氣缸的廢氣占據(jù)相同的空間,因此,這些共享收集器的氣缸將不再產(chǎn)生背壓。