赛车引擎和普通车辆有什么区别?
这要从一些最基本的东西讲起。对于一个引擎来讲,随着油门的增大,节气门的开度也逐渐增大,因此引擎吸入的空气也就越多,同时配合的引擎的供油就越大。更多的空气和更多的汽油在气缸中燃烧,当然也就爆发出更大的动力,更快地推动活塞向下运动,引擎的转速也就越高,输出的动力也更强。
但引擎的转速和动力也不是无限增加的,由于引擎的各个运动部件,包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、图轮轴、气门,它们都是有质量和惯性的,随着引擎转速的升高,它们自身也会消耗更多的引擎动力。同时,进气和排气也会消耗一部分引擎的能量。因而,当油门到底,也就是节气门全开,引擎达到了一定的转速后(其实这个转速也就是最大扭矩输出的转速),由于汽缸每次动作吸入的空气量是基本固定的,供给的燃油也是固定的,因而爆发出的能量也是固定的。在这个时候转速若继续上升,引擎自身消耗的能量也不断上升,从而每次动作输出的总能量反而不断下降。因此当转速上升到一定程度后,输出的能量反而越来越小,在输出小到一定程度后,ECU便不再供给燃油了,转速便不能再上升了。
对于普通的引擎来说,大约在四五千转之后,扭力输出就开始明显下降,功率在继续上升一段时间后也开始减小,因此这时候再继续提高转速并不能带来实际的输出增加,只是白白增加油耗而已,因此我们普通汽车的引擎最高转速一般都不会超过7000转。另外,转速越高,对于自身内部构件的强度要求也越高,这同样又会带来部件质量和成本的增加。但对于F1赛车引擎来说,它的冲程极短(也就是活塞上下运动的距离极短),先天就适合获得极高的转速,此外,F1的活塞、连杆、曲轴、图轮轴等运动部件都是采用了非常轻量化的合金材料锻造而成,配合超高的压缩比,特殊的燃油和几乎没有阻碍的进排气,从而获得了近2万的超高转速和超过300马力的功率。不过,在基本原理上,F1引擎和普通引擎并无太多不同,由于设计上更注重马力表现,因而扭力反而不是很强,尤其是低转扭力很弱。
有人把引擎称为发动机,其实,发动机是一整套动力输出设备,包括变速齿轮、引擎和传动轴等等,可见引擎是只是整个发动机的一个部分,但是却是整个发动机的核心部分,因此把引擎称为发动机也不为过。
对于引擎,大家都应该不陌生,引擎的主要部分就是气缸,这里就是整个汽车的动力源泉。气缸的工作原理我在这里简单介绍一下,汽缸包括缸体、进气孔、输油孔、出气孔、火花塞和活塞。汽缸通过进气孔和输油孔注入汽油和空气,在汽缸内充分混合,当火花塞点燃混合物后,混合物猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向下运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀的出气孔,排出废气。而后,汽缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,汽缸外部的大气压又推动活塞向上运动,以准备进行下一次爆炸。这就是简单的原理。
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