Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 飛機引擎與汽車引擎的差異

2007年6月10日 星期日

飛機引擎與汽車引擎的差異


B94611036 黃君席

老師您好,很抱歉我6/3貼的兩篇文章忘了要留學號姓名
ㄧ篇是"直列引擎、V型引擎、水平引擎的差異"
ㄧ篇是"推薦matlab好書!! "

飛機引擎是以壓縮空氣向後排出造成向後的反作用力.使飛機前進,而飛機的推進系統常見的有「往復式內燃機」和「渦輪引擎」二類。

 「往復式內燃機」是最傳統的飛機動力源,萊特兄弟的第一架飛機就是採用四衝程的內燃機。通常是使用螺旋槳把往復式內燃機的輸出馬力轉變成推進力。「渦輪引擎」可分為
:「渦輪噴射」、「渦輪扇噴射」和「渦輪軸引擎」三大類。

  往復式內燃機和汽車、機車使用者的原理相同,除了模型飛機之外,絕少使用二衝程引擎者。四衝程引擎分為進氣、壓縮、爆炸、排氣四個衝程,其原理在今日已成常識,不多說明。「渦輪引擎」由前面吸入空氣,經由壓縮器增壓之後,即將油與氣混合並於燃燒室引燃。燃燒後的高溫排氣流經渦輪產生轉動的力量,此力量經過傳動軸去驅動壓縮器。此時排氣仍含有甚多熱能,即經由噴嘴高速噴出,依反作用定律產生推力。上述為「渦輪噴射引擎」。

  扇式噴射是把壓縮器或渦輪葉片延長成為類似較短的螺旋槳葉片。壓縮器葉片延長者叫作前扇式,渦輪葉片延長者叫作後扇式。

汽車引擎是使用輪軸轉動使車子前進,而引擎是汽車的動力來源,汽車四行程引擎必需先將適當比例的燃料與空氣之混合汽(柴油引擎為定量純空氣)吸入汽缸中(進氣行程),然後將其壓縮為高溫、高密度的混合汽或噴射高壓柴油後(壓縮行程),經火星塞點燃,燃燒的氣體急劇膨脹,推動活塞在汽缸中做往復式的直線運動,產生動力(動力行程),最後將燃燒後的無用廢氣自汽缸排出(排氣行程)此一由進氣、壓縮、動力到排氣的行程週而復始且連續不斷,形成循環(cycle),其所產生的動力經連桿傳遞到曲軸,配合方向控制系統,即可帶動汽車前進或後退。

往復式引擎的基本構造除前述活塞(piston)、連桿(connecting)及曲軸(crank
shaft)外,最主要的是汽缸和汽門。汽缸本體為正圓筒形,因其中有活塞高速往復運動,故通常採用鎳鉻合金鑄鐵以離心澆鑄法內外精密加工,使其耐磨且耐高溫,又可分為乾式及濕式二種,一般來說,汽油引擎大多使用乾式缸套,磨損時經由搪缸即可再使用;但使用於大型柴油引擎車輛或少部份小型車輛(如標緻及雷諾等)的濕式缸套一旦汽缸磨損,通常不搪缸,而直接更換新品。雖然三缸(汽缸)引擎在大慶、大發等小馬力汽車上仍然可見,但多數小型汽車均採用四缸式引擎,至於汽缸的排列方式又可分為直列、水平相對及V型三種,而以直線排列最為常見,少數進口車(如通用及雪佛蘭等)則採用水平對臥方式;
V-6及V-8車輛的汽缸則採V型排列方式。整體來看,汽車的汽缸數愈多則引擎動力輸出愈平順,馬力及扭力也更為提昇,故V-6引擎已漸為小型車輛採用。

凸輪軸的主要功用除控制進、排汽門之開閉外,並可藉由軸上的齒輪驅動汽油泵、分電盤、機油泵等。早期引擎的凸輪軸通常裝在汽缸體內,使用汽門推桿來控制汽門之開閉,稱為OHV(Over Head Valve汽門頂上式)引擎,但因其有噪音較大的缺點,其後推出的OHC(Over Head Cam凸輪軸頂上式)引擎乃將凸輪軸裝在汽缸蓋上,由凸輪經搖臂控制汽門開閉,改善引擎性能;近年則更進一步省略搖臂,改用二根凸輪軸分別控制進、排氣門,使進氣更充份,排氣更順暢,此即所謂雙凸輪軸引擎(簡稱雙凸引擎或DOHC),也有汽車業者稱之為TWIN
CAM(雙凸輪)。

汽門是引擎機件中任務最艱鉅的,不但其本身最高溫度將近攝氏八百度(排氣閥門更需承受高達攝氏二千二百度以上的溫度),並需控制約三○至四○匹馬力和約五百公斤的氣體壓力,每小時進行數萬次的啟閉作用,因此通常使用  為材質,早期四缸引擎車輛為八汽門(進、排氣閥門各半),近年來則以十六汽門為設計主流;多汽門引擎不但可提高進氣效率及促進排氣順暢,其與雙凸輪軸配合,更使引擎性能大幅提昇,而使駕駛人更能得心應手,享受駕駛的樂趣。

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