复制方法。 ICE设计的11个示例


系统中的重复(从法语倍增到两倍)是一种冗余类型,具有最小的冗余性。

文章从90年代初开始就发展了汽车发动机,引起了人们的兴趣,并对发动机行业的变革进行了深入的讨论。 本文将是没有时间框架,而是有一个一般条件的延续-提出的所有示例都具有更高的可靠性,并且内燃机的许多其他特性也有所改善。

一辆汽车中有2台内燃机(全轮驱动,无复杂变速器)


通常,工程师有一个艰难的选择-选择哪种驱动器? 全轮驱动肯定是理想的解决方案,但是除了沿轴的重量分布问题之外,由于传动装置还带来了其他困难。 一个简单的解决方案是决定在汽车上安装两个发动机。

1935年,第一台量产的2电机汽车问世。

德国公司Vidal&Sohn Tempo-Werk GmbH试图赢得军事命令,提供了一种名为Tempo 1200G的简单技术汽车。


数字1200显示了两个二冲程发动机的总容量,功率高达36 hp。 在原始解决方案中,除了电动机外,值得注意的是,两个备用轮胎分别位于前后轴之间。 这种解决方案使汽车可以在道路上行驶而不会损坏底部。

1200G型号的批量生产一直持续到第43年,但即使在满足其他国家(奥地利,土耳其,芬兰,罗马尼亚,保加利亚,丹麦)需求的情况下,仍继续批量生产。

下一个两引擎是雪铁龙撒哈拉沙漠。


该车是在具有传奇色彩的小型雪铁龙2CV的基础上创造的,是非洲石油合同斗争的结果。 一个带有两个电机的简单解决方案受到了客户的欢迎,因此,从1960年到1966年,制造了692辆雪铁龙撒哈拉沙漠。 功率的提高以及机器上三种驱动器之间的选择受到高度赞赏,并且...现在这些稀有品的价格是2CV中最高的(从100,000美元起)。

除了这两辆量产车之外,还有其他双引擎车。



迷你库珀Twini。


大众高尔夫二派克峰


大众尚酷280/4


MTM TT Bimoto

梅赛德斯·奔驰A38 AMG



驼鹿测试不稳定MB A-Class是品牌形象的问题。

事实是,由于电动机安装的特殊性,汽车相对于质量而言有太多的“晃动”。 AMG想出了解决这个问题的方法...从后面安装第二个引擎!

A38安装了A190的两台发动机,总容量为254升。 s 瞬间达到360 Nm 在这样的发电厂的帮助下,A38仅在5.7 s内就开始了100 km / h的速度,最高速度达到了230 km / h。 此外,AMG专家将间隙减少了10毫米。

有趣的是,使用内置在电动车窗控制单元中的特殊开关,后部发动机与前部发动机分开启动。

2个用于内燃机的涡轮机(仅几十年,已经是标准解决方案)



汽车上的两个涡轮机不再令人惊讶(有些汽车已经具有更多),但是从可靠性的角度来看,这是最可接受的解决方案之一。 解决涡轮惯性问题的类似方法(如可变喷嘴涡轮机和电涡轮机)还不是那么简单的解决方案,并且通常并不总是必需的。

在用途和体积完全不同的ICE上,两个涡轮机的优势在于减少了涡轮延迟时间,在各种发动机转速下提高了动力和经济性。

最初,双涡轮增压器(“双涡轮机”)被称为一种技术,其中废气被分为两个相等的流量,并被分配到两个相同的小型涡轮机中。 这样就可以使用便宜的涡轮增压器获得更好的响应时间,有时还可以简化发动机的设计,这对于排气歧管“向下”的V形发动机非常重要。 现在,技术稍微复杂些,两个涡轮机的大小不同,以确保稳定的牵引力而没有“涡轮孔”。

主要优点是与大气版本相比,内燃机尺寸相对较小时功率增加,但是也有其局限性,但是在许多方面,问题都与涡轮机数量的下一个“翻倍”到四个(宝马的“四涡轮增压”)有关。

2模式进气口(可变几何进气口)。 解决了在两个“邪恶”之间进行选择的问题


难怪许多驾驶者将发动机与心脏相提并论。 ICE内部的过程与脉动器官非常相似,因为它们也包含许多脉动。

在发动机运行期间,由于进气过程和废气排放的周期性,在进气歧管中也会发生脉动。 收集器内部的空气波运动会产生一定的共振,这甚至可以帮助填充气缸,但问题是此过程仅在一定的速度范围内有效。 在此杆之上或之下的所有其他脉动都会损害内燃机中混合气的形成过程。

为了解决这个问题,他们有时会放一个“长”进气歧管(如果需要在低转速时需要良好的牵引力)或“短”进气歧管(对于高转速)。 当然,随着时间的流逝,工程师们考虑在一个设备中“组合功能”,并创建了可变几何形状的进气歧管。


来自生物学的类比。

最好的例子是“为什么要这样做?” 一个人跑步时呼吸。 在轻负载下,我们更喜欢通过鼻子呼吸,但是当空气不足时,我们通过嘴和鼻子“吸入”空气(在极高的负载下,只能通过我们的嘴)。
现在,可变长度进气口已用于柴油和汽油发动机。 即使在世界卫生大会上也这样做了 。 在充气式发动机中,不使用可变长度的进气歧管,因为 机械增压器或涡轮增压器可提供燃烧室内所需的空气量。

2至4个阀门(加倍)



通过每个气缸的气门数量,现在很少有人感到惊讶,但是尽管如此,这个指标曾经引起了90年代驾驶员的兴趣。 像当时的任何新技术一样,它获得了在我们时代已经过时的一系列神话(当然,很难想象将活动部件翻倍而没有伴随的问题,但事实证明是这样)。

气门数量的增加减少了每个气门的质量,这意味着气门可以移动得更快,从而在弹簧和阀座上产生的应力较小。 因此,很奇怪的是,乍一看似乎更复杂的发动机通常比类似的2气门发动机更可靠。

增加气门数量的话题也总是与另一种“分叉”相关联-在发动机的气缸盖中安装两个凸轮轴。

2个凸轮轴(DOHC)




具有2个凸轮轴的发动机被命名为DOHC(双顶置凸轮轴),字面意思是“双顶置凸轮轴”。 由于先前在内燃机中进行了转换(速度的提高直接决定了引入更多的气门,电子喷射等),因此该设计得到了广泛的应用。 对于这样的操作条件,操作的简单性和可靠性起着决定性的作用。 同样,“双凸轮轴”使得可以更精确地设置正时,这大大提高了功率指标,这是由于从质上改善了ICE气缸中混合气的混合。


因此,现在用16的8气门更换气缸盖不会带来任何特殊问题。

2线时序链




引入DOHC之后,逻辑上的问题就变成了-如何将凸轮轴设置在气缸盖中? 由于较早的驱动是通过推动器进行的(这是限制最大发动机转速的原因),现在类似的方法将使两个凸轮轴和多气门的所有优势失效。 解决方案很简单-使用皮带或链条,从可靠性的角度来看,在这种情况下,链条的选择是最佳的。

最可靠的驱动器仍然被认为是双排链。 链条的使用寿命与发动机本身的使用寿命相吻合,并且由于明显的原因,两排在运行过程中具有更高的耐磨性。 但是,随着时间的流逝,对高可靠性的需求已消失,目前,正时皮带和可靠性较差的单行链成为更受欢迎的选择。


如今,以在Niva上安装2行链的形式出现了“调整”家用设备的示例。

2质量飞轮





乍一看,两质量飞轮一词仍然不符合重复的定义,但就像可变长度入口一样,它实质上是两个矛盾的组合。

DMM(两个质量的飞轮),ZMS(两个质量的飞轮)和DMF(双质量的飞轮)的缩写用三种语言表示相同的产品-一个带有两个钢制外壳的飞轮,它们可在一个轴上相对移动。 其中一种情况是机械装置的心脏-阻尼装置和轴承。

质量分离思想的基础是消除在某些发动机转速下发生的共振,以及摆脱扭转振动阻尼器的需求,而扭转振动阻尼器根本没有空间。 如果没有阻尼器,共振仍然会在带有传统飞轮的轻型电动机上显现出来。 将扭转振动的阻尼功能转移到两个质量的飞轮上,不仅可以消除发动机共振的危险,而且可以消除变速箱中的相同问题。

这种操作组合的缺点在于,由于两个单元的寿命大致相同,因此需要在使用寿命结束时将DMM与离合器套件一起更换。 结果,对于消费者而言,不像需要更换汽车中这种传统的“外部”零件这样的事实那样,增加的可靠性和传递DMM更高峰值负载的能力就不那么吸引消费者了。

实际上,此处的可靠性概念不应视为飞轮资源增加的因素,而应视为使用DMM对发动机和变速器整体可靠性的影响。

2个用于圆形活塞的连杆比2个用于椭圆形本田的连杆好……


内燃机中带有两个连杆的非常奇怪的设计使人们感到惊讶两次。


通常情况下,第一个感到非常惊讶,但是并没有“起飞”,第二个变得更加成功。 两次都是摩托车引擎!

1977年,本田决定从根本上改变其在赛车运动中的位置,方法是在摩托车上安装四冲程发动机,每个汽缸有8个气门,两个连杆。 从技术上来说,这个决定非常困难,但是您能怎么赢得比赛?

测试结果表明,该设计没有取得成功,并且不断损坏。

第二台成功的两活塞发动机是NEANDER 1400 TURBODIESEL摩托车上的双缸涡轮柴油发动机。




发动机的创新数量巨大,因为它最初是为在MotoGP上的性能而设计的,但是后来出了点问题...我们得到了独特的柴油巡洋舰。 简而言之,听起来像是-在沿着活塞的两个气缸中,该气缸将扭矩传递到连接到两个曲轴的连杆上。 曲轴通过齿轮连接并沿不同方向旋转。 这种设计冲动使得可以平衡作用在活塞上的侧向力,并在没有“裙边”的情况下安装活塞。

电机的主要问题-在这种情况下的摩擦和磨损损失已通过平衡方法解决,该方法在MotoGP(使用汽油)的实验设计中达到了1.2万转。 因此,柴油机4-4千转不会对发动机产生负面影响。

每个气缸2个活塞,或者相反。



现代的营销原型相反,具有往复运动活塞的电动机或具有反向运动活塞的发动机(MAP)不仅存在,而且仍能成功运行。

该方案的发动机用于柴油机车,油箱,飞机和造船业。
第一个MAP由Gobron-Brillié于1900年建造,1903年已经装有这种发动机的汽车达到了每小时100英里的速度! 此外,容克斯(Junkers)已将稍作重做的法国构造用于航空领域。

MAP的柴油版本由工程师R.A.在俄罗斯制造。 Korevo,并于1907年在法国获得专利。


摩托车上也采用了与RAP变体相似的理念。

每个气缸2个喷嘴。 为什么使它复杂化?





传统上,当谈论发动机中的气缸数时,可以相信喷嘴的数量等于该数量。 为什么要安装更多?

当然,涉及一氧化二氮,气体甚至空气的注入,过量注入的复杂性会极大地影响可靠性。 但是,并非所有事情都那么简单,事实证明,每个气缸的气门数量增加有其自身的负面影响...

在具有双喷射器系统的内燃机中,不是每个气缸一个喷嘴,而是每个阀两个喷嘴。 因此,日产专家解释说,进入汽缸的油滴直径减小了60%,因此汽油平稳平稳地燃烧,特别是与自动气门正时控制系统结合使用时。 与直喷发动机相比,可节省4%的燃油。

从各个角度来看,新技术都是经济的:生产更便宜(不需要高压泵),重量更轻,设计简单并且可以减少向大气中的二氧化碳排放。 正如Nissan所指出的,该系统非常适合小型发动机,在这些发动机上直接喷射过于昂贵并且在技术上难以安装。


日产的竞争对手在朝阳之地也创造了自己的版本“每缸2个​​喷嘴”,但设计更为复杂。

因此雷克萨斯在串行引擎上开始安装D-4S系统-直喷四冲程汽油高级版,它结合了直喷和常规喷射的优点。

由于各种喷射算法,混合喷射要么通过使用两个喷射器进行喷射,要么仅使用一个(以高于平均负载的速度)进行喷射。 因此,节省了直接喷射喷嘴的资源,甚至实现了燃油经济性-环境友好性。

每瓶2支蜡烛。 地球的天空技术





当他们说每缸2支蜡烛时,是指阿尔法罗密欧的Twin Spark。

第一次,“两支蜡烛”出现在阿尔法罗密欧战后赛车发动机上,以适应航空技术在汽车发动机上的应用。 除了明显的优点外,该解决方案在其使用的头几年还带来了意想不到的问题。 问题在于,由于更好的燃烧而导致的动力增加增加了汽​​车的动力,这给操纵带来了麻烦。 结果,由于电动机的改进,在30年代中期的意大利人被迫在底盘改进领域进行认真的研究。

目前,阿尔法罗密欧是唯一一家为其所有电机提供这项技术的公司。

PS-汽车中有很多重复的例子。 这在汽车的电子设备中尤为明显,随着无人驾驶技术的出现,这种例子将变得越来越大。 我只列出了最基本的引擎,这些引擎以与引入重复处理器对计算机的计算能力增长相同的方式影响了引擎构建的发展。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN471360/


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