汽车发动机为什么不采用星型发动机?

行星发动机,是流浪地球上的那款?你应该问的是星型发动机吧。简单来说,相比现在汽车上的直列发动机,星型发动机虽然有着大马力的优势,但体积重量大,冷却系统复杂,配件数量多,最关键的油耗大,对于普通消费者,会为那么点马力多掏腰包?下面,我就简单说说星型发动机的这些事,供你参考。

首先,什么是星型发动机?

说到星型发动机,估计很多车主都比较陌生,但说到螺旋桨飞机,估计大家都知道。飞机在涡轮发动机出现之前,都是采用星型设计。

星型发动机,是一种气缸环绕曲轴排列的一种往复式内燃机,与现在汽车的直列发动机相比,最明显的就是气缸的布局。直列发动机的气缸都是一条线,而星型发动机,顾名思义,就是像星星一样的环绕型设计。

在星型发动机中,活塞通过一根主连杆连接到曲轴上。最上方的活塞连接的连杆即为主连杆。其它活塞的连杆则被称为活节式连杆,它们通过梢孔连接在主连杆中央位置的环上。这种发动机可靠性高,功率大,一般的星型发动机汽缸数是奇数,有5缸,7缸,9缸。但可以多排叠加,将多个汽缸组排成好几排。

星型发动机在航空史上占有特殊的地位。如果没有星型R-2800发动机,在第二次世界大战中盟国的取胜要困难得多。该星型发动机有四排28个汽缸,排量为71.5L,功率2200~3000kW。

其次,汽车能不能装载星型发动机?

既然星型发动机功率大、稳定性好,那用来制造汽车发动机不也是很好?你想到的,其实汽车生产厂商也早就想到了,并且也进行了研发尝试。

早在上世纪30年代中期,美国汽车三巨头因为经济危机的影响,认为经济的小型车才是未来的出路。因此,研发了很多新技术原型车,其中克莱斯勒就建造了两台装备5缸水冷星型发动机的原型车。

1932年,整辆车的布局就已经基本成型,并且开始了测试,一直进行到了1937年,结果大体很成功。但到了三十年代末,美国经济已经开始复苏了,克莱屎勒高层这种车已经不适合市场发展了,因为在经济困难时期紧车型也并未出现期待中的高销量。虽然英国人曾经对这种车表现出兴趣,甚至在英国进行了测试,但由于二战的爆发打了水漂。最终在1942年,原型车在克莱斯勒总部被拆解。

最后,为什么现代汽车淘汰了星型发动机?

星型发动机虽然有着结构紧凑、稳定性高、功率高的优点,但它的缺点也同样非常明显---散热性差、油耗高、 噪音大、振动多。简单而言,就是傻大粗。你能够容忍你的汽车有这些缺点?

星型发动机径向尺寸太大,也就是一圈气缸显得太粗,在汽车上不方便布局。而且它的冷却方式是风冷,需要置于机头,靠迎风气流冷却。装在汽车上,为了获得最佳冷却效果,就得沿汽车中心线轴向布置,多少会影响视线。

油耗是最大的问题,以丰田陆地巡洋舰搭载的v8引擎为例,百公里综合油耗在16L左右。而星型发动机缸数一般为七个或者更多,工作容积相同的话,油耗至少20L。另外,噪音和振动也大,极大影响舒适性。

结语

汽车制造商都是追求利润的,如果星型发动机能用在汽车,并给他们带来利润,早就在汽车上使用星型发动机了。现在没使用,说明星型发动机还是不能满足现代人的汽车使用要求。

虽然没有原装星型发动机的汽车,不过有不少爱好者将其改装到汽车上、摩托车上,机械的魅力真的无法阻挡。

大家认为星型发动机怎么呢?


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星型发动机早期被广泛应用于飞机上,一般有五到七个缸,动力强劲(缸数多,且动力传递方式与一般汽车发动机的曲柄连杆机构略有不同)。这种引擎为什么没被应用到汽车上来?因为自身没啥特别突出的优点,且缺点很多。下面具体说明:

优点:结构紧凑,功率提升潜力大,生存性高。

说通俗点就是: 劲大 耐操。喷气机没有出来之前,战斗机动力来源几乎都是星型活塞发动机。这种发动机沿轴向放置在机头,输出轴直连桨叶,比直列式活塞发动机更合理的利用了空间,省去了减速机构和动力变向传递机构等,利于减轻机身重量,使机体更灵活。由于星型发动机气缸沿周向布置,所以在需要更大的功率输出时,可以一圈又一圈的增加缸数(某变态64缸发动机就是这么来的,虽然严格讲不是星型排列,但原理大同小异)二战时一些双排大型星型发动机可以输出惊人的3400匹马力。 另外,发动机在枪林弹雨中穿梭,生存性高也是一重要指标。而对于缸数众多的星型发动机而言,这都是小case,就算一个缸中弹停止工作,剩下的缸也能继续发挥作用。

以上这些优点使得星型发动机在早期战斗机上被广泛应用,然而对于现代汽车,星型发动机就成了傻大粗的存在。

首先,星型发动机径向尺寸太大,也就是一圈气缸显得太粗,在汽车上不方便布局。即使平躺着放,还得在输出轴与离合器之间加装机构来改变动力传递方向,得不偿失。

另外对汽车而言,并不需要几百甚至上千千瓦的功率输出。战斗机当然是越快越好,但汽车300匹马力绰绰有余。(地表最强超跑布加迪Chiron也不过1500匹)

虽说星型发动机生存性高,但随着材料技术和加工工艺的提高,如今汽车发动机直列四缸也很耐操。况且!万一就算坏了,在地面上怕啥?

星型发动机的缺点:散热 偏磨 油耗 噪音、振动

星型发动机多为风冷发动机,置于机头,靠迎风面气流冷却。如果将它装在汽车上,为了获得最佳冷却效果,得沿汽车中心线轴向布置,就算不考虑视线干扰————顶这么大个轮子在车头不丑么?要是像之前说的那样,发动机平躺在车屁股,失去了大面积散热的条件,各气缸独立的散热片又容易将热量散发到周围空气,毫无疑问车屁股会成为一个火炉。

再说偏磨。不论是斜置式、水平对置式还是星型发动机,偏磨都是个令工程师头疼的问题。无论活塞做的多么轻,在重力作用下缸壁上下两侧必然磨损不均。最后结果就是:在间隙变大和活塞环泵油现象的共同作用下出现烧机油现象。

油耗也是大问题。以丰田陆地巡洋舰5700为例,它搭载v8引擎的百公里综合油耗在16L左右。而星型发动机缸数一般为七个或者更多,油耗上20简直轻而易举(工作容积相似的情况下)

最严重的问题:噪音和振动。现代汽车对舒适性的要求相当高。而星型发动机显然不是位安静的美男子。

如图,星型发动机转子是偏心式的。在汽车上,曲轴的对称配重设置可以抵消大部分振动,而单排星型发动机则很难做到。于是在高速运转时星型发动机的振动问题十分严重。这点决定了它不适合装在汽车上。

综上,优点不再成为优势,缺点依旧还是缺点,所以星型发动机没有被应用于汽车上

————当然

也不是没有

再多的缺点也无法阻挡浇熄改装狂人的好奇

你一定不会喜欢车变成这个样子的

2021-11-07

2021-11-07