你可能从未想过要问这个问题,但一旦听到,它就会在你的脑海中挥之不去。汽车制造商已经生产出了配备三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十缸、十二缸和十六缸发动机的汽车,但为何没有幸运数字七呢?事实上,七缸发动机确实存在,只不过你不会在任何量产车的引擎盖下找到它。汽车不采用七缸发动机,主要原因在于——平衡性。
发动机是一个充满激烈活动的地方,活塞不断喷射,金属曲轴高速旋转,油泵和冷却液泵循环工作以保持运转。所有这些运动都会产生大量振动,这就需要发动机平衡技术来发挥作用。在工程和制造过程中,这部分工作确保了发动机所受的每一分离轴力,都有相应的力来抵消它。对于直列发动机而言,偶数气缸比奇数气缸更容易实现平衡,而V型发动机则可以在两个气缸组之间实现平衡。简而言之,制造直列七缸汽车发动机将引入制造商认为不值得投入精力的复杂性和尴尬性。
为了更好地理解为何七缸发动机不可行,我们不妨看看现有的奇数气缸发动机。例如,三缸发动机常被描述为直列六缸发动机被一分为二。这种配置揭示了一个固有问题在发动机旋转过程中,总会有一些时刻,没有一个活塞处于压缩、燃烧或动力传递的正确位置。此时,不对称曲轴仍在移动的死重会使发动机在运行时产生摇晃和扭曲。为了解决这个问题,工程师们安装了反旋转平衡轴,这增加了发动机的复杂性和重量。五缸发动机也存在类似的失衡问题,尽管额外的两个气缸增加了质量,但问题反而变得更糟。
这种平衡问题也是汽车制造商不生产许多五缸发动机的原因之一,尽管你可以在某些沃尔沃、奥迪、菲亚特和路虎车型中找到直列五缸发动机。工程师们还必须考虑一种称为点火重叠的现象。典型的直列三缸发动机在360度旋转中有60度没有气缸点火,这会导致大量摇晃和振动。然而,五缸发动机在每次曲轴旋转中都有更多的燃烧事件。这导致了一个36度的弧度,其中动力冲程合并,大大平滑了运行过程。
人们自然会想,再增加两个气缸是否会进一步增加重叠度,但将直列七缸发动机应用于汽车还面临其他工程障碍。增加两个气缸意味着要制造一个足够坚硬和沉重的曲轴,以抵抗旋转过程中的弯曲,这既昂贵又低效。此外,将如此长的发动机装入现有的底盘设计也是一个挑战。简而言之,七缸发动机只是放大了奇数气缸发动机的问题,以至于任何工程解决方案对于乘用车来说都显得过于笨重。对于大多数汽车制造商来说,制造V型发动机要容易得多。
七缸发动机确实存在,但它们仅限于重型工业用途,如农业设备和大型船用发动机。例如,一家名为AGCO Power的公司为拖拉机和联合收割机生产了一款9.8升的直列七缸柴油发动机。这款发动机设计用于低速运行,但可以产生超过489马力的功率和超过1400磅英尺的扭矩。一个关键因素是,这些工业发动机以稳定且相对较低的转速运行。
这使得工程师们更容易实现平衡,因为他们不必考虑汽车发动机所经历的突然加速和减速。老式飞机也经常使用奇数气缸数的星形发动机,如五缸、七缸或九缸。在这种格式中,气缸呈圆形排列,允许一个大型配重块在发动机运行时保持整个组件的平衡。然而,星形发动机有许多缺点,使得这种格式对于汽车来说不切实际。
本网通过AI自动登载内容,本文转载自MSN,【提供者:十轮网科技资讯 | 作者:佚名】,仅代表原作者个人观点。本站旨在传播优质文章,无商业用途。如不想在本站展示可联系删除。