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曲轴装歪了?是新技术还是有问题?解析曲轴偏置技术

曲轴装歪了?是新技术还是有问题?解析曲轴偏置技术

野生科学家

2023-03-22

【卡车之家 原创】前两天,我看论坛的时候,看到了一条讨论选装发动机的帖子,而这让我想起了一项最近非常热门的技术:曲轴偏置。

大家都知道,发动机上曲轴是放在汽缸下方的,这曲轴偏置是什么意思呢?是不是装歪了呢?今天咱们就来聊聊。

在咱们看到一些大马力发动机的时候,不知道卡友们有没有发现一个问题,有一些新发动机装“歪了”。

以下面这台发动机为例,正常发动机的曲轴应该是装在汽缸正下方的,而这台车的曲轴却装在了汽缸的斜下方。

而且这件事不仅仅是出现在这一台发动机上,有消息显示:解放动力、潍柴动力、玉柴动力等等都在进行这样的尝试。

其实这是故意做出的一种设计,其名称叫做“曲轴偏置”技术,百度百科对该词的描述是:“用于高发动机的动力性和经济性的产品”。

说白了曲轴偏置,就是把正常在汽缸下面的曲轴往边上挪了一点点,那么为什么要这么做呢?咱们慢慢聊。

我们在之前讲解5缸发动机的时候《为什么超牛的5缸机 现在却越来越少了?》,聊到过发动机的基本工作原理。

曲轴装歪了?是新技术还是有问题?解析曲轴偏置技术为什么超牛的5缸机 现在却越来越少了?

以现在的4缸或者6缸直列发动机为例,发动机在工作的时候,每次活塞往复运动,曲轴都旋转了180°,也就是半圈。

如果曲轴放置在发动机汽缸的正下方,那么每转半圈,曲轴和活塞连杆,就必然有一次连在一条线上的机会。

这里咱们要聊一下小时候骑自行车的经历,我相信大多数人小时候骑自行车为了快一些,都站起来骑过。

但是在骑行的过程中,咱们两只脚一前一后什么事没有,但如果要是一只在上一只在下,那就很难发力了。

对发动机也是一样的,当活塞运行达到顶点的时候,与曲轴连成一条直线的活塞连杆,就会顶住活塞,让活塞无法发力。而这样的两个点,被称之为“死点”。

但恰恰这时候发动机汽缸内的压力是最大的,是发动机动力最强的时候,这时候不发力不仅仅浪费,还让人一点办法没有。

而曲轴偏置这项设计,就是为了解决这个问题而诞生的。偏置的曲轴,给了活塞连杆一点角度,使其不能连成一条线,这种情况自然也就避免了。

可以说,这就是曲轴偏置所带来的最大用处。当然,这种设计所带来的好处远不止这一点点。

除了消除死点之外,曲轴偏置技术还让发动机发生了一个改变。原本活塞上下运行时,无论是上行还是下行,曲轴都是一样的转,时间一样、路程一样。

但曲轴现在移位了,活塞连杆虽然还是绕着一样的曲轴转动,但是里面的几何数据变了,所以活塞行程也就变了,甚至还会出现活塞上行变快,下行变慢的情况。

而活塞运行时间、快慢的变化,又会进一步的影响发动机的工作。

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咱们来举个例子:发动机在进气这一冲程的时候,活塞受到曲轴偏置的影响,下行速度变慢了,这时候进气的时间是不是就增加了呢?

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咱们打个比方,原本涡轮有0.1秒的时间往汽缸里面灌气,现在有0.15秒了,如果配气机构设计合理的话能灌进去的气是不是更多了呢?

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同样的,在发动机的压缩冲程,活塞上行变快了,油气混合物的压缩是不是更猛了?更猛的压缩,是不是能让油气混合更充分?漏气漏得更少?

既然迅猛的压缩,能够带来高温、高压和更充分的油气混合,那后面压燃的时候,是不是燃烧也就更加充分了?动力更强,油耗更低了?答案是肯定的。

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除了这些之外,在压燃之后,它还能提升动力的输出,并且在排气的行程它能够让废气快速排出,有利于降低发动机温度等等。

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曲轴偏置虽然很好,但是也并不是完美的,最简单的一个问题:曲轴偏置的数据测算和制造工艺,目前都还存在着问题。

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最简单的,就是曲轴偏置后,活塞上下行会让汽缸壁受到两个侧向的力。而这就会加快汽缸壁的磨损。

而这,就需要厂商通过低摩擦涂层,甚至是采用强化材料,来保障发动机的寿命了。而这不仅仅考验了材料、自造工艺,还会让发动机更贵。

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●  编后语:

整体来说,曲轴偏置对于发动机来说,是利大于弊的。当然,它也会提高发动机的售价,并且提高维修的门槛。换句话说,路边摊可能就修不了了。但从现在市场发展的态势来看,从生产到维修全产业链规范化也是必然的趋势,这样来看这些问题似乎也不是问题了。那么,你们会选择曲轴偏置的发动机吗?(文/袁圣 部分内容引用自:百度百科)

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