在说明发动机的震动以前,我们需要简单了解发动机的工作原理。
四冲程发动机要连续运转,就必须由吸气、压缩、做功和排气四个行程来完成一个工作循环。这样周而复始的运行,每个气缸的活塞来回往返四次才能完成一个工作循环,也就是说,曲柄要旋转两周才做功一次。其中,导致发动机震动的主要运动部件包括活塞、连杆和曲轴。
在多缸发动机上,有很多震动是可相互抵消的。首先,活塞上下的运动整体是反向的,可以抵消其上下运动的震动;连杆在摆动时,不同缸的连杆摆动方向也在综合计算后正好相反,可以相互抵消。曲轴的震动也是如此,可以通过各个缸之间的运动平衡来抵消。
注意,这些震动的抵消并不是必须要求气缸数为偶数,只不过偶数能做到正好反向,因此我们比较好理解。实际上气缸数是奇数的发动机,在发动机设计时完全可以做到让这些运动部件的综合运动方向相互抵消,这需要从几何角度进行演算、分析,就不展开而谈了。总之,通过计算和精确设计,五缸发动机震动的抵消与汽缸数是偶数的发动机原理是一样的。因此震动的根源与发动机的汽缸数是奇数还是偶数没有关系。
我们知道,发动机的某个气缸在点火做功的时候,其它几个气缸都不可能也同时点火做功。做功的这个缸,它的活塞运动是靠混合气燃烧产生的能力主动运动,而其它几个缸则是跟随曲轴的转动而被动运转。很显然,这个主动运动气缸产生的上下震动要显著大于被动运动的缸。
由于其它部件的运动都是按照相互抵消设计的,那么这个额外的震动显然就无法被抵消,因此会产生一个上下震动的力,而这个力是没有一个与之相反的力来抵消的。注意,这里单指的是直列发动机,对于V型发动机而言,这个力可以抵消一部分,而对于水平对置发动机而言,这个力则可以完全抵消,这里不再详述。
知道了这个基本原理,我们再以4缸和5缸的直列发动机为例来看看到底哪个发动机的震动大。
我们先观察其做功过程.
先说4缸发动机,曲轴每转180度,点火一次,它的点火顺序是1-4-2-3,也就是说先1缸点火做功、曲轴旋转180度,再4缸点火做功、曲轴继续旋转180度,然后2缸点火做功、曲轴再旋转180度,最后3缸点火做功、曲轴旋转180度。而直列5缸发动机的曲轴每转144度,就点火一次。
5缸发动机点火顺序为1-5-2-4-3。从这个角度,我们可以看出,5缸发动机每转144度就做功一次,而4缸发动机则要到180度才做功一次,从做功的频率来看,5缸发动机曲轴每转两周,有5次点火做功(4缸发动机则是4次)。显然,这种间隔更小的点火做功,给整体发动机带来的震动要更小。因此5缸发动机的震动,从技术的角度分析,是会小于4缸发动机的。
当然,发动机的震动不可能这么简单,其消除震动的办法也不是添加缸数这一项。毕竟同样是4缸发动机,设计优秀的震动会比设计不好的震动要小得多得多。实际上,消除震动还有添加平衡块等手段,但这些都是辅助技术手法,因为对于在相邻两缸点火做功时产生的振动是无法消除的。
也就是说,在其它方面的设计都属于同一水平设计的话,缸数更多的直列发动机震动肯定会比缸数更少的要小。从这个角度看,5缸发动机的震动自然会比4缸发动机小。
通过上述实例告诉我们,发动机的震动与气缸是奇数还是偶数关系并不大,振动主要受气缸做功时的点火间隙影响也就是说各缸点火间隙时间越短,发动机的震动也就越小。实际驾驶中,我们能感受到5缸发动机的震动小于4缸发动机。
匿名回答于2021-08-21 09:29:04
匿名回答于2021-08-25 06:07:50