超高清的機械發動機動圖!秒懂發動機原理!

以下幾張動圖是加拿大安大略省3D視覺設計師蓋瑞斯·福勒的一部分新作品,蓋瑞斯·福勒新作的這些發動機系列的動圖,直觀的向大家展示了各種發動機的工作原理,看過之後,你是否也能秒懂呢呢?

1、星型發動機

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星型發動機是一種氣缸環繞曲軸呈星型排列的一種活塞式發動機,氣缸數多為奇數。在噴氣發動機出現之前,活塞式飛機發動機大多采用星型設計,因其曲軸短戰場生存性強,再因其結構緊湊佔用飛機空間小而被艦載機廣泛使用。

星型發動機可靠性高,重量輕,功率提升潛力大,維修性和生存性也不錯,一般星型發動機的汽缸組數是奇數個,有5缸,7缸,9缸,上圖就是5缸的一組汽缸組。為了增加功率還可以將其多排疊加,將多個汽缸組排成好幾排,最多竟然能到4排×7缸(普·惠公司的巨黃蜂 R-4360),達到28個汽缸。

2、V型發動機

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V型發動機就是將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定夾角佈置一起,使兩組汽缸形成有一個夾角的平面,從側面看汽缸呈V字形的發動機。V型發動機的高度和長度尺寸小,在汽車上佈置起來較為方便。它便於通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率並且適合於較高的汽缸數。目前國產的中高檔車型中,不少採用V型6缸發動機,比如君威,帕薩特及奧迪A6等等。

現代汽車比較重視空氣動力學,要求汽車迎風面越小越好,也就要求發動機蓋越低越好。另外,如果將發動機長度縮短,便能為駕乘艙留出更大的空間。由於汽缸之間已相互錯開佈置,這便於通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率並且適合於較高的汽缸數。此外,V型發動機汽缸對向佈置,還可抵消一部分振動,使發動機運轉更平順。

V型發動機的缺點則是必須使用兩個汽缸蓋,結構較為複雜、成本較高。另外其寬度加大後,發動機兩側空間較小,不易再安排其它裝置。

經典實例:歐洲的豪華轎車往往採用8缸以上的V型發動機設計,比如勞斯萊斯的、奔馳頂級的S600轎車等都是V12發動機,而目前V型發動機最高可達到16缸,排量在10升以上。

3、雙缸發動機

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雙缸發動機,是指有兩個氣缸的發動機,它是由兩個相同的單缸排列在一個機體上共用一根曲軸輸出動力所組成。既適用於動力發生裝置,也可指包括動力裝置的整個機器,比如汽油發動機,航空發動機。發動機總的主要部分就是氣缸,這裡就是整個汽車的動力源泉。雙缸發動機多用於轎車的發動機、摩托車、油鋸和其他小功率動力機械中。

4、轉子發動機

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轉子發動機是依靠混合氣燃燒產生的膨脹壓力以獲得轉動力,轉子發動機的膨脹壓力作用在轉子的側面, 從而將三角形轉子的三個面之一推向偏心軸的中心,這一運動在兩個分力的力作用下進行,一個是指向輸出軸中心的向心力,另一個是使輸出軸轉動的切線力。轉子發動機取消了無用的直線運動,因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小,重量較輕,而且振動和噪聲較低,具有較大優勢。

5、槽型傳動機構

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槽型傳動機構由槽型零件和圓柱銷組成的單向間歇運動機構,它常被用來將主動件的連續轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向週期性轉動。

6、圓柱凸輪機構

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圓柱凸輪機構是一個在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上作出曲線輪廓的構件,它可以看做是將移動凸輪捲成圓柱體演化而成的。

7、曲線錐齒齒輪傳動

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曲線齒錐齒輪傳動又稱螺旋錐齒輪傳動,具有斜齒漸進接觸的齧合特點,且重合度較大,故傳動平穩,噪聲小,承載能力強;最少齒數可到5,因而可獲得較大的傳動比(可達10)和較小的機構尺寸。但是加工曲線齒圓錐齒輪的機床比較複雜。曲線齒圓錐齒輪傳動通常用於vm>5米/秒的場合,用經過磨齒的齒輪,vm可大於40米/秒。這種傳動應用廣泛,尤其是高速重載的場合如汽車、機床的差速齒輪。

8、齒輪系傳動

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在機械設備中,為了獲得較大的傳動比、或變速和換向,常常要採用多對齒輪進行傳動,如機床、汽車上使用的變速箱、差速器,工程上廣泛應用的齒輪減速器等,這種由多對齒輪所組成的傳動系統稱為齒輪系,簡稱輪系。

輪系分為兩大類:定軸齒輪系(定軸線輪系或定軸輪系)和行星齒輪系(動軸線輪系或週轉輪系)。

定軸輪系

當齒輪系運轉時,若其中各齒輪的軸線相對於機架的位置始終固定不變,則該齒輪系稱為定軸輪系。

定軸輪系分為平面定軸輪系、空間定軸輪系。

週轉輪系

當齒輪運轉時,其中存在齒輪的軸線相對於某一固定軸線或平面轉動,則此輪系稱為週轉輪系。

週轉輪系分為差動輪系、行星輪系。


雲智圖

——專注於工業設計的互聯網外包平臺(產品設計、機械設計、程序設計、界面設計)


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