偶看新闻综艺节目释小龙:动画图解一般看不见的机械原理
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 16:51:05
太神奇了！动画图解一般看不见的机械原理
又是转载，不过学点知识总不为过。（转自奇瑞A3论坛）
太神奇了！动画图解一般看不见的机械原理
现代生活离不开各种机械，无数复杂的机械走进了我们寻常百姓的生活中，小到我们家里客厅墙上的挂钟，大到出门上班用以代步的汽车，都离不开机械在其中默默的工作。不知道你有没有偶尔想问，究竟是什么样的机械，通过怎样的方式在运转，让我们的生活更便利呢？平日里，我们习惯了在产品外观上品头论足，感慨设计师的精彩创意，那么今天，我们来通过以下动画来感受一下工程师们那不亚于艺术家的机械设计的美感吧。
1、飞机的星形发动机，如国产初教五
还是飞机的星型发动机
对于飞机来说，星形发动机有许多优势：
- 它们可以产生很大的动力。通常B-17轰炸机所使用的星形发动机具有9个汽缸，排量是29.5升，能够产生1,200马力的功率。
- 星形发动机的最大转速（每分钟转数，rpm）相对较低，所以它们常常不需要任何减速齿轮，就可以用来驱动螺旋桨。
- 因为所有的活塞都在同一个平面上，所以它们可以均匀地冷却。并且，通常用空气就可以对它们进行冷却。这样，就减少了冷却水所带来的重量。
星形发动机的使用在二战期间达到了颠峰。如今也还有一些星形发动机，但已经不常用了。现在，大多数螺旋桨驱动的飞机采用更加传统的发动机构造（比如水平对置式四汽缸发动机），或者采用更先进的燃气轮机。而燃气轮机比产生同样功率的星形发动机要轻得多。
您还可以在一个地方看到星形发动机设计的影响，那就是在哈雷摩托车的双汽缸发动机里。
3、马耳他十字机芯——用于控制时钟的秒针运动：
1880年——江诗丹顿正式选用“马耳他十字”徽号为公司标志。“马耳他十字”是机芯内其中一件十字形状零件，可以防止避震弹弓由不规则转动引起的走位，保持其准确转动。
马耳他十字是马耳他十字远征军所使用的符号，设计基于第一次十字军东征时所使用的十字。马耳他十字远征军又被称为耶路撒冷圣若翰骑士团以及马耳他骑士团，平时为伤患者及病人服务，加入者除须像其他修会的会士一样在天主台前发“听命，贞洁，神贫”三愿之外，并号召用铁血保卫圣地。
据说马耳他十字的八个顶点
象征骑士的八项美德
·忠心
·虔诚
·诚实
·勇敢
·荣耀及荣誉
·无惧于死亡
·对穷人与病人伸出援手
·尊敬教会
4、汽车变档机制（变速箱）
设计挡位是为了获取更高的速度以及燃油的经济性！
汽车发动机固然有一定转速，但要把发动机的转速提得太高，在技术上有难度，而且会加剧发动机的磨损和发热，影响发动机安全性，于是就引入了档位，实际上就是通过一些齿轮组使得发动机在不高的转速情况下获得更快的速度，这一点的原理在中学物理中相信已经学过。档位越高，变速器齿比越大，传动装置所获得的转速成倍地高于发动机转速，发动机低转速还可以获得燃油经济性，这就是汽车或其它交通工具要设计档位的原因。
5、汽车等速万向节，我终于明白为啥前轮驱动的汽车的轮子还能转
所谓万向节，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构，是汽车上有一个很重要的部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。
6、舰炮弹药装填系统，原来推进药跟战斗部是分着的啊
7、转子发动机——内燃机的一种，把热能转为旋转运动而非活塞运动，如马自达RX8
马自达RX8以1.3的排量爆发出250匹马力
1.构造简单、价格低廉，同马力之引擎配件数仅为V-8引擎之半，因配件少，毛病自然少，保养费用亦相对减低。
2.重量与体积极轻小，体积仅V-8之三分之一。
3.因无往复运动机件，引擎运转极平稳。
4.没有局部高温，冷却均匀。没有汽门过热现象，故可提高压缩比及使用辛烷值较低的汽油也不易发生爆震，即使发生爆震，对引擎机件的危害也较小。
5.转速可以增加，而且转速愈高性能高。
6.马力加大容易，欲使马力加大，可将引擎尺寸比例加大，或增加转子数即可解决。
7.在性能、速度、起步、超车及耐用性方面之潜能，远优於往复式引擎。
转子引擎对马自达的影响
MAZDA为了研发转子引擎而败光家产释卖股份,FORD收购33%的股权(股东投资占20%~50%,拥有对该投资公司部份控制力,占有同比率的董事席次(CEO),
并持有同比率的认投资损益,亦即该股东为该投资公司的必要少数(minor),所以FORD掌有MAZDA的行销(注意喔,是行销而非研发),所以只能说 FORD是MAZDA最大的股东罢了,况且近来FORD/MAZDA共同技术研发与共用的情况会日益普遍,Metrostart/MAZDA6 的Duratec引擎就是FORD/MAZDA/YAMAHA合作~~
但是!!注意这个,FORD会挑上MAZDA除了MAZDA财务危机外,还有一个问题是FORD在亚洲没有研发据点,主要以欧美为主,MAZDA会变卖家产给FORD除了财务危机外,还包括FORD世界三大车厂的行销手法....
8、直列式发动机——它的汽缸肩并肩地排成一排，L4发动机，一般的车都用
6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式，少数6缸发动机也有直列方式的。直列式发动机结构简单，价格便宜，缺点是发动机高度较高，长度较长。
9、V 型发动机 ——汽缸排列在成一定角度的两个平面上，V6发动机
V型发动机将所有汽缸分成两组，两组相邻汽缸成一定的夹角布置在一起，可以抵消一部分振动，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。V型发动机运转比较平稳，振动与噪声较小，高度较低，长度较短，能为驾乘舱留出更大的空间，缺点是必须使用两个汽缸盖，结构相对复杂，价格也较贵。中高级轿车上普遍采用V6发动机。V型发动机的汽缸数一般为6、8、10、12、16。据说，有的汽车公司还有V5、V7、V11等非对称式V型发动机。
10、水平对置式发动机 ——汽缸排列在发动机相对的两个平面上，保时捷911用的是这种的6缸
水平对置发动机一般安装在整车的中心线上，活塞均匀分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆运行中的振动，减少噪音，发动机转速得到很大提升，油耗较低，并使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳，适合运动型轿车或跑车。缺点是润滑系统不太理想，技术要求很高，冷却系统也要求很严格，制造本钱比V型发动机更高。
还是转子发动机
转子发动机的工作原理
相对一般发动机的优势
一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。运动特点
转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3：2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴１：１的运动关系完全不同内部结构和工作原理
壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。 在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行的。转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为"654cc × 2"。单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值；而压缩比是最大容积和最小容积的比值。往复式发动机上也使用同样的定义。如下图所示，转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的比较。尽管在这两种发动机中，工作室容积都成波浪形稳定变化，但二者之间存在着明显的不同。首先是每个过程的转动角度：往复式发动机转动180度，而转子发动机转动270度，是往复式发动机的1.5倍。换句话说，在往复式发动机中，曲轴（输出轴）在四个工作过程中转两圈（720度）； 而在转子发动机中，偏心轴转三圈（1080度），转子转一圈。这样，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。优点
转子引擎的转子每旋转一圈就作功一次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比（引擎容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。
缺点
相对地，由于三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此三个燃烧室非完全隔离（密封），径向密封片磨损快。引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。
虽然转子引擎具有以小排气量、利用高转速而产生高输出的特性，但由于运转特性与往复式引擎的不同，世界各国在制订与引擎排气量相关的税则时，皆是以转子引擎的实际排气量乘以二来作为与往复式引擎之间的比较基准。举例来说，日本马自达（Mazda）旗下搭载了转子引擎的RX-8跑车，其实际排气量虽然只有1308立方厘米，但在日本国内却是以2616立方厘米的排气量来作为税级计算的基准。
汽车发动机冲程过程
奎西发动机
真不知道怎么想出来的！！！
奎西发动机的优缺点
显然，增加的动力输出令奎西发动机优于汪克尔发动机和活塞发动机，不仅如此，奎西发动机还解决了汪克尔发动机（转子发动机）面临的许多问题。 例如，汪克尔发动机的燃料空气混和物不能充分燃烧，未能充分燃烧的剩余碳氢化合物将被排放到废气中。 奎西发动机通过将燃烧室加长不到30%，从而解决了这个问题。 也就是说，奎西发动机中的燃料空气混和物将承受更大的压缩，获得更完全的燃烧。 另外，因为未燃烧燃料减少，奎西发动机的燃料效率将极大提高。
奎西发动机的其他主要优点包括：
- 零震动，因为发动机完全平衡
- 更快加速且无飞轮
- 在较低转速下具有较大
- 运转几乎无需机油
- 噪音更少
- 具有全方位灵活性，实现完全隐没式作业，或可在任何方位（甚至颠倒方位）进行作业
- 运动零件更少，从而减少磨损和破裂
最后，奎西发动机可使用不同类型的燃料，包括甲醇、、煤油、天然气和柴油。 随着汽车燃料从传统燃料向替代燃料过渡，它甚至可以氢为燃料。 奎西发动机的应用
[size=-2]Quasiturbine.com 供图
卡尔·本兹于1886发明了现代内燃发动机，迄今为止，内燃发动机已经历了约120年的设计改进，但奎西发动机仍处于初期阶段。 奎西发动机尚未有任何实际应用，因此无法测试其是否适合替代活塞发动机（或者说旋转发动机）。 它目前还处于原型开发阶段，至今为止，人们只是在2004年的微型竞赛汽车展上对其有过最为近距离的了解。在今后的几十年中，奎西发动机也许并不能成为具有竞争力的发动机技术的代表产品。
但在未来，您将有可能看到奎西发动机应用于汽车之外的其他设备。 因为这种发动机的中心区域庞大，且无需使用中心轴，因此它可以容下发电机、推进器和其他输出设备，从而使其成为能够驱动链锯、航空动力伞、雪地车、空气压缩机、舰船推进系统和发电厂的理想发动机。
喷气发动机
喷气发动机（Jet engine）是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。
燃气涡轮发动机
斯特林发动机
这种发动机是伦敦的牧师罗巴特 斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程
在凡尔纳的科幻小说《海底两万里》中，那艘著名的潜艇诺第留斯号的动力就是斯特林发动机，他的热源是采用钠与水反应生热，说明凡尔纳具有多么的科学远见。
斯特林发动机的发明时间是1816，是和蒸汽机差不多的古老的发动机，多年没有引起人们的重视，斯特林发动机的几个特性是非常适合潜艇的，首先是燃烧连续，由于工质不燃烧，因此没有内燃机的爆震现象，噪音低；其次可以使用任何燃料，其燃烧室在外，燃烧的过程与工质无关，或者说只要有热源、冷源就能工作，无论烧煤烧碳都可以，只要能发热就行。
随着全球能源与环保的形势日趋严峻，热气机由于其具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视，所以，在水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力、车用混合推进动力等方面得到了广泛的研究与重视，并且已得到了一些成功的应用。