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往复式发动机
文明引擎将燃气压力通过活塞连杆转化为旋转运动
动力机械发动机工业
黑科技级:理论简单但实现难度极高,一旦成功将开启工业时代。
适用时代
近代
难度
困难
风险等级
高
制作周期
数周
前置条件
气缸、活塞、连杆、曲轴、配气机构、点火/供油系统
原理
四冲程发动机循环:进气、压缩、做功、排气。活塞下行吸入混合气,上行压缩,火花点燃后燃气膨胀推动活塞下行做功,活塞再次上行排出废气。曲轴每两转完成一个工作循环。二冲程则每转完成一次做功。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 铸铁/钢 | 1 个 | 气缸体 |
| 铝合金/铸铁 | 1 个 | 活塞 |
| 钢 | 1 根 | 连杆 |
| 钢 | 1 根 | 曲轴 |
| 钢 | 若干 | 气门、凸轮轴 |
| 燃料 | 若干 | 汽油/柴油/煤气 |
工具
- 车床
- 镗床
- 磨床
- 钻床
- 焊接设备
操作步骤
- 制气缸:内孔精镗,保证圆度、直线度,装气门座。
- 制活塞:车制活塞,开活塞环槽,装气环和油环。
- 制连杆和曲轴:连杆大头、小头中心距精确;曲轴做动平衡。
- 配气机构:凸轮轴相位与曲轴对应,气门定时准确。
- 点火/喷油系统:汽油机用电火花塞;柴油机高压喷油。
- 冷却系统:气缸水套或散热片,防止过热。
- 润滑系统:油泵、油道、滤清器。
- 组装调试:按规定扭矩紧固,盘车检查,逐步启动并调整点火/喷油提前角。
注意事项
- 压缩比不可过高,否则爆震。
- 气门间隙要准确。
- 曲轴动平衡必须做。
- 排气有毒,注意通风。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 启动不了 | 无油、无火、压缩不足 | 检查油路、电路、气缸密封 |
| 功率不足 | 进气不足或点火不正 | 清气道,调正时 |
| 过热 | 冷却不足或润滑差 | 修水泵,加机油 |
| 敲缸 | 爆震或间隙大 | 降压缩比,换活塞销套 |
升级方向
- 多缸发动机:功率大、运转平稳。
- 增压:提高进气密度。
- 电子点火:提高可靠性。
参考来源
- 内燃机原理
- 机械设计
- 发动机制造