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又全部输给了波音平台 - 四缸机改造成千匹动力 可能吗?小编给你扒一扒

地区:综合 浏览:1760 日期:2020-01-11 17:14:26

又全部输给了波音平台 - 四缸机改造成千匹动力 可能吗?小编给你扒一扒

又全部输给了波音平台,汽车工业自19世纪末诞生以来,人类就一直没有停止过对速度、对动力的追求,这也使得人们对作为汽车唯一动力输出的发动机有了更多的研发投入。发动机发展至今日,成熟的内燃机技术早已普及人类社会,同样也给一些执着的匠人提供了追逐机械工艺极限的机会。

最近一部名叫《极速风云》的作品,让一些观众对动力产生了极大的兴趣。在微博上,一位观众便私信了@工匠派-晓彤,目的只有一个,13万预算买车上6万匹,看到这里小编也挺好奇这一部《极速风云》究竟说了什么,能让一位还在考虑买车的用户如此自信喊出“6万匹”这个数字。因为这个私信,@工匠派-晓彤也希望可以尝试挑战一下改造出千匹马力的车型,不过在此之前,还是有必要去聊聊内燃机产生动力的一些关键点。

同一屋檐下的三兄弟—kw、hp、ps

内燃机是发动机其中的一种,其动力是通过燃料在内燃机内部燃烧产生热能,并推动机械结构做功产生的。所以kw(千瓦)这一个国际通用功率单位肯定是绕不开的,那么我们平时说的发动机动力hp(housepower英制马力)与ps(pferdestarke公制马力)与kw(千瓦)又有什么关系呢?

首先说说平时大家最常听到的一个词汇——马力,马力是根据英国物理学家瓦特为了测定新制造出来的蒸汽机的功率而定义的单位。瓦特根据马在一分钟里,把1000磅重(约合453.59千克)的重物提高33英尺(约10米),规定这匹马的功率为1马力,所以一马力,其实指的并不是一匹马的拉力,而是功率单位。而hp这个单位也就是horse power马力的简称了。

(英制马力 一马力示意图)

马力(hp)是英国科学家对数据量化的指定的一个单位,但这个量化单位的计算是使用英制单位(磅、英尺)来定义和计算的,与国际标准单位之间的换算很麻烦,因此人们就用国际标准单位(米、千克)定义了在数值上与英制马力大体相当的“马力(ps)”,而ps这个单位最早是在德国使用,即德语的pferde(马) starke(力)两个单词的简称。

(公制马力 一马力示意图)

尽管使用了国际认可的标准单位进行计算,但hp、ps这两个功率单位依然被不同的组织所使用着,不过随着世界全球化的开始,有越来越多的厂家开始提供毫无争议的国际标准单位千瓦kw作为发动机的输出功率单位,这也大大方便了不同车企之间所需要的数据换算。

如果对这些单位数据还没有一个很清晰的概念,且往下看,小编准备了一些机械工业的大作,以供大家参考。ps:这里展示的例子只看其产生的功率,其余数据不计入参考范围。

波音777是目前大家所熟知的民航客机之一,它搭载了通用电气公司为其开发的ge90涡轮风扇发动机,干重8.3吨。每秒喷气1.4吨,制造极限推力57吨,转换成功率大约是11万马力左右。

辽宁号航空母舰是中国第一艘服役的航空母舰,4台蒸汽轮机、8台增压锅炉、4轴推进、总功率20万马力。

德国利勃海尔矿山卡车t282满载600吨,装备一台德国mtu柴油发动机,20缸,排量90升,极限功率3650马力。

目前全球最顶尖的赛车赛事世界一级方程式锦标赛,其赛车所采用的引擎是1.6t v6涡轮增压发动机,最大功率可达1000马力

号称具有地表最强动力的布加迪divo,采用了chiron上的8.0t w16四涡轮增压发动机,最大功率1087kw(1479马力)。

看完上述几个例子,想必各位对马力也有一个实际的理解了,“6万匹”这一个词并不是随随便便就可以说出口的。马力对于内燃机这类机械结构而言,要想提升并不只是动动某些因素就可以得到的,还需要多方面的配合。

“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,炮弹,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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