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V2EX 提问指南
wangxiang
V2EX  ›  问与答

内燃机为啥最终被设计成了活塞往复这种形态

  •  1
     
  •   wangxiang · 82 天前 · 2387 次点击
    这是一个创建于 82 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    直觉上 这种往复形式不是浪费能量么,一个活塞做功,还要被另一个活塞拉回来。

    能不能设计成那种类似于转子的,中间一个转盘,转盘边上点火推着转盘一直转的那种
    21 条回复    2022-11-08 09:31:00 +08:00
    x86
        1
    x86  
       82 天前   ❤️ 1
    你指的是转子发动机?
    8zip
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    8zip  
       82 天前 via Android
    内燃机四冲程好像没啥问题
    涡轮的也有,飞机就在用
    qsmd42
        3
    qsmd42  
       82 天前
    因为内燃机不是只需要考虑做功形式这一个维度 吸气排气点火都要考虑 制造难度维护成本也要考虑
    其他形式当然存在过 但是都竞争不过活塞这种形式被淘汰掉了 就这么简单
    你都知道转子发动机了 那你也应该知道转子发动机的缺陷吧
    Tumblr
        4
    Tumblr  
       82 天前
    @x86 #1 我怎么感觉他说的像是星型汽缸排列的内燃机呢? 🤔

    另外,我觉得 OP 对这种活塞式内燃机的工作原理和过程还需要进一步了解一下。
    OP 是否想过,如果你理解的活塞是“被另一个活塞拉回来”的话,那单缸的发动机是如何工作的呢?
    MonoLogueChi
        5
    MonoLogueChi  
       82 天前 via Android
    @x86 转子发动机也是有吸气压缩排气冲程的,依旧是在消耗能力,楼主说的应该是一种只有做功冲程的机器。
    singerll
        6
    singerll  
       82 天前
    根据我的有限的物理知识,我觉得活塞从来都不需要拉回来,相反的来说,活塞“拉回来”才是在做工,压缩进去是需要外力的。。。
    dlsflh
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    dlsflh  
       82 天前 via Android
    飞机上的涡轮喷气发动机?或者火箭用的煤油发动机?
    softtwilight
        8
    softtwilight  
       82 天前
    > 直觉上 这种往复形式不是浪费能量么,一个活塞做功,还要被另一个活塞拉回来。
    softtwilight
        9
    softtwilight  
       82 天前
    确实并不是每个冲程都做功,因为还需要进气,压缩,排气,这些都要给燃烧做准备。实际上内燃机是燃烧效率最高的机械了(不知道现在准确不,我上学的时候是这样教的)
    brucecao
        10
    brucecao  
       82 天前
    燃气轮机了解一下
    kop1989smurf
        11
    kop1989smurf  
       82 天前 via iPhone   ❤️ 1
    首先,活塞式发动机并不存在“拉回来”的概念,他靠曲轴连杆会把纵向上下的力转换为曲轴的扭矩。

    其次,工程学追求的是最优性价比,或者说最平衡解,不是最优解。求最优解每辆车脑袋上都应该顶一个涡扇引擎。

    最后,如果想排除吸气和压缩两个冲程,需要燃料自带氧化剂。比如固体推进火箭。或者猎户座计划里往屁股后面扔核弹的推进技术。
    kop1989smurf
        12
    kop1989smurf  
       82 天前 via iPhone
    比如可以给内燃机通汽油的同时通液氧。这样就可以被抛弃吸气和压缩冲程。

    或者每次气缸运动到顶点,在缸体里触发一次小型核爆。
    nightwitch
        13
    nightwitch  
       82 天前 via Android
    @softtwilight 之前看到一个说法是用柴油发电机发电驱动电机的能量转换效率比内燃机直接驱动更高。略有点反直觉,不知道是不是真的
    kop1989smurf
        14
    kop1989smurf  
       82 天前 via iPhone   ❤️ 2
    @nightwitch 这是因为引擎有一个最佳燃效比(也就是最优工况)区间。城市通勤很大程度上都是处在引擎的最低能效比状态。

    而电池与发电机,正好可以结合当前的动力请求,给发动机增加额外负载,从而让发动机长时间工作在最佳能效比区间中。

    这也是两田轻混的立身之本。
    Numbcoder
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    Numbcoder  
       82 天前
    如果一种能量液体,能在五分钟内充满汽车并且续航达到 600 多公里
    akira
        16
    akira  
       82 天前
    物理上, 最缺的就是直觉 ,最不缺的也是直觉...
    Damn
        17
    Damn  
       82 天前 via iPhone
    @Numbcoder 增程式电动车
    min
        18
    min  
       82 天前
    热机若要高效工作需压缩工质,工质的压力越大、燃烧后温度越高则热机效率越高。

    活塞在气缸里面往复动作实现工质压缩的方式是热机中结构比较简单、可靠、小型、低成本的一个,因此很适合在车辆上使用。

    蒸汽机通过锅炉加热的方式压缩蒸汽,难以小型化;
    转子发动机结构复杂加工难度会大一点,而且不耐用;
    燃气轮机通过离心压气机或者轴流式压气机压缩空气,转速高、难以小型化、制造成本也很高;

    常温常压下点燃燃料,得到的是普通的火焰,无法高效做功,是垃圾热能,是对化石燃料的巨大浪费。

    综上。。。
    msg7086
        19
    msg7086  
       82 天前
    @Damn 懂了,是汽油驱动的特斯拉(
    putaosi
        20
    putaosi  
       81 天前 via iPhone
    活塞往复运动本身不消耗能量
    julyclyde
        21
    julyclyde  
       79 天前
    如果没拉回来的话,下次动作用什么部件来做呢?
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