汽车发动机有几种类型(汽车传动系有几种布置形式)
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一、火箭发动机都有哪些
上世纪70年代,随着美国阿波罗登月计划的成功,苏联的N-1载人登月火箭计划并没有因为对手的土星V号火箭的成功而奋起,这里我们简单介绍下苏联的载人登月火箭N-1。
N-1运载火箭是苏联研发的用来将苏联宇航员送到月球的火箭。也就是被西方人称为G-1e或SL-15的火箭。N1就是俄语(运载器)的缩写。火箭研发工作比土星五号晚,不仅资金短缺、未测试、四次发射试验都失败了,于是苏联在1976年正式取消这项工程。N1载人登月计划的的登月方式基本和美国的阿波罗计划类似,但所不同的是其单台火箭发动机推力却很小,火箭共分五级,第一级推力最大,总推力超过4500吨,但却捆绑了30台NK15发动机,二级火箭也有类似问题,捆绑了八台NK-15V发动机,其总推力超过1400吨,而太多火箭的捆绑并没有产生1+1等于2的效果,而是因为数量的累积,在工程中出现了很多复杂问题,就系统工程来说的一个最终目的是把复杂问题简单,虽然苏联人在二战中及之后的工程设计中,一直秉承着这个原则,但这次,苏联人的科罗廖夫设计局却没有这样做,原因之一是更大单发推力的火箭发动机尚待完善,而基于美苏竞争的原则,在登月计划上已经落后于美方进度的苏联,不得不抄近路来尽量快的达到载人登月的目标,而美方的成功是得益于级数较少的三级火箭级数,和一级火箭的发动机则采用五台F1氢氧火箭发动机,单台推力超过700吨,这也是美方所依托的最大资本,而看俄罗斯当时的NK15和NK15V发动机,单台均没有超过200吨。
基于N1火箭的教训,前苏联痛定思痛,开始锐意进取,虽然登月项目下马,但NK-15和NK-15V的改进还在继续,库兹涅佐夫设计局将两种发动机分别改造为NK-33和NK-43。改造后的N1就是N1F,而采用的发动机就是NK-33和NK-43。由于在登月竞赛上失利,苏联不得不重新设计新的重型运载火箭能源号,由此,N1F从未试飞。这两款发动机属于分级燃烧循环双元液体推进剂火箭发动机,采用富氧预燃室技术驱动涡轮泵。由于富氧排气可能烧穿燃烧室臂,因而这种类型的发动机是比较少见的。美国从未在富氧发动机领域有过成功经验,而苏联在冶金方面的优势使之有制造这种发动机的基础。由于NK-33使用了两种密度近似的推进剂液氧和煤油,所以可以用一个转轴来驱动两者的供料涡轮泵。这使NK-33有着最高的真空推重比----136.66:1。即便是更重的NK-43,其真空推重比也达到了120:1。富氧技术还用在了RD-170和RD-180以及RD-174/-191上。然而由于这些发动机都采用了多燃烧室和多喷嘴设计,以致它们无法再达到NK-33的高推重比。NK33的发动机单台推力达到150吨,而NK43则达到了175吨,美国的金牛座II级火箭(后改名为安塔瑞斯火箭)的一级发动机就采用库存的两台NK33发动机,极高的推重比,使该火箭获得了极佳的性能。但由于轨道科学公司的民营性质和从国家主抓火箭到民营化的转型不力,安塔瑞斯屡遭失败,目前还处于前途未卜中。
除了库兹涅佐夫设计局的痛定思痛,基于N1的教训,苏联在1973年开始设计RD170火箭发动机,并将之形成了一个庞大的火箭家族,其中推力最大的当属RD170和RD171,其真空推力均达到806吨,用于前苏联的能源号重型火箭和俄罗斯的天顶号火箭,其均属于高压补燃循环煤油/液氧火箭发动机,由俄罗斯动力机械科研生产联合体研制,而中国于上世纪90年代初引进了较小推力的RD120发动机,基于此基础,完善了高压补燃循环煤油液氧发动机,自行研制出了YF100发动机和较小推力的YF115发动机,而YF100则达到了120吨推力,并完善了长征五和长征七及长征六等新一代火箭家族,而之后的情景令人瞩目,随着新一代火箭发动机的完善,中国开始下一代YF460(500吨级液氧煤油发动机的研制)的研制,去年8月1日,由航天六院负责研制的重型运载火箭500吨级液氧煤油发动机首次燃气发生器-涡轮泵联动试验取得成功,标志着该型发动机研制工作取得首个里程碑式胜利,这也标志着重型载人登月火箭的主发动机逐步进入落实阶段,而YF220氢氧发动机也在进行紧张研制中,该发动机的推力将达到或接近200吨。而就俄罗斯来说其液氧煤油火箭发动机家族中最叫座的当属RD180火箭发动机,其真空推力达到415吨,由俄罗斯和美国普惠公司联合研制,用于美国的阿塔拉斯III火箭和阿塔拉斯V火箭。
而就现在看,RD180火箭发动机和中方传出绯闻,无疑中方有加速长征九系列重型火箭进度的目的,采用了两条腿走路的方案,达到保证型号顺利进行的目的,不管引进成功与否,也不论其真假,但就看现在的中国载人登月进程,长征九号登月的日子不再是遥不可及了!End!
二、汽车启动机分几种类型
通常叫起动机,发动机的起动需要外力的支持,汽车起动机就是在扮演着这个角色。在起动机的三个组成部分中,电动机部分一般没有本质的差别,按照所用直流电动机的形式可分为普通起动机和永磁起动机;控制装置和传动机构则有很大差异,因此一般是按控制装置和传动机构的不同来分类的。
(1)按控制装置分类直接操纵式起动机:它是由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机的主电路开关来接通或切断主电路,也称机械式起动机。
这种方式虽然结构简单、工作可靠,但由于要求起动机、蓄电池靠近驾驶室,而受安装布局的限制,而且操作不便,已很少采用;电磁操纵式起动机:它是由按钮或点火开关控制继电器,再由继电器控制起动机的主开关来接通或切断主电路,也称电磁控制式起动机。
这种方式可实现远距离控制,工作方便,在现代汽车上广泛采用。
(2)按传动机构的啮合方式分类:惯性啮合式:已淘汰;强制啮合式:工作可靠、操纵方便、广泛应用;电枢移动式:结构较复杂,大功率柴油车;齿轮移动式:电磁开关推动啮合杆;减速式:质量体积小,结构工艺复杂。
三、电动机和发动机有什么区别和联系
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
由此看出,前者利用多种能量带动来做功,实现人类的某些操作,而后者仅仅利用电能实现做功,所以发动机和电动机的区别就是电动机是发动机的一种。
四、发动机是怎么驱动的
发动机其实也叫内燃机。
内燃机是通过燃烧汽油通过发热膨胀来推动活塞--->活塞来带动曲轴--->然后曲轴带动飞轮--->飞轮带动离合器--->离合器带动变速箱--->变速箱带动传动轴--->传动轴经过主减速器和差速器传递到半轴--->半轴带动轮胎。经历这个过程实现了汽车的行驶。
今天有时间我就来和大家详细讲讲发动机的运行原理,如果有什么疑问和见解可以在评论区讨论。先看一个发动机运行原理图。
1.燃烧过程
发动机通过燃烧做功,需要4个过程:进气、压缩、做功、排气。
进气:活塞下行进气门打开吸收外部空气和喷射燃油进入。
压缩:活塞上行进气门关闭压缩空气。
做功:火花塞点火燃烧汽油和空气的混合气体活塞下行。
排气:活塞上行排气门打开排出废气,然后进入下一个循环。
点火之前活塞是没有外力的所以就需要起动机来启动发动机,启动机是靠蓄电池的电来带动的说白了就是一个电动机。所以没电了是不能点火的。
2.飞轮
最左边那个就是飞轮,飞轮是一个惯量很大的物体,边缘厚中间薄。具体的作用就是为了让活塞和连杆在一条直线的时候能够通过飞轮的惯性甩过去,因为活塞和连杆在一条直线上是没有旋转惯性的,所以需要外力带动。
3.活塞、连杆、曲轴
汽油在气缸体燃烧然后推动活塞,活塞带动连杆,连杆带动下面拿一根很粗就是曲轴旋转。上面图片有4个缸体,并且是直列的,所以就是直列4缸发动机。这个也是我们日常生活中见到的最多的汽车发动机类型。
另外的还有比如:直列3缸、直列6缸、V型6缸、水平对置6缸、V型8缸、V型12缸、W12缸、W16缸(布加迪用的发动机)
V型发动机
水平对置发动机
后面还有很多变速箱知识、主减速器和半轴等等,你们不懂的可以问我。这里一时半会讲不完,先讲讲基础的知识。
五、汽车传动系有几种布置形式***各有什么特点
汽车传动系统的布置形式与发动机的位置及驱动形式有关,分为以下四种类型。
1、前置前驱(FF)是指发动机放置在车的前部,并采用前轮作为驱动轮。现在大部分轿车都采取这种布置方式。由于发动机布置在车的前部,所以整车的重心集中在车身前段,会有点“头重尾轻”。但由于车体会被前轮拉着走的,所以前置前驱汽车的直线行驶稳定性非常好。
2、前置后驱(FR)是指发动机放置在车前部,并采用后轮作为驱动轮。FR整车的前后重量比较均衡,拥有较好的操控性能和行驶稳定性。不过传动部件多、传动系统质量大,贯穿乘坐舱的传动轴占据了舱内的地台空间。FR汽车拥有较好的操控性、稳定性、制动性,现在的高性能汽车依然喜欢采用这种布置行形式。
3、后置后驱(RR)是指将发动机放置在后轴的后部,并采用后轮作为驱动轮。由于全车的重量大部分集中在后方,且又是后轮驱动,所以起步、加速性能都非常好,因此超级跑车一般都采用RR方式。
4、中置后驱(MR)中置后驱的全称是发动机中置后轮驱动,发动机放置在前、后轴之间,同时采用后轮驱动,类似F1赛车的布置形式。还有一种“前中置发动机”,即发动机置于前轴之后、乘员之前,类似于FR,但能达到与MR一样的理想轴荷分配,从而提高操控性。MR的优点是:轴荷分配均匀,具有很中性的操控特性。
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