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为什么有人说中国单缸柴油机是个谜?( 单缸柴油机的)

木易成林   2022年11月19日   22℃   0
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拖拉机的发动机水总是沸腾的,那为什么不会抱瓦呢?

拖拉机采用单缸卧式发动机,散热方式为蒸发式散热。采用开放式水箱,使用时在水箱内加入冷却水(软水)即可:

这种单缸柴油机工作一段时间后,水箱内的冷却水始终处于沸腾状态,但并不会出现拉缸抱瓦的现象,高温可以导致发动机拉缸、粘缸、抱瓦,但是水箱不缺水的情况下,水箱内的冷却水即使沸腾也不会导致发动机高温,也就不会拉缸。

高温会导致发动机拉缸,极端情况下会导致粘缸。内燃机在工作时会散发出巨大的热量,柴油机燃烧室内气体温度最高可以达到2000℃,平均温度也在600-1000℃之间。

而气缸套、活塞环等钢制品退火温度在600℃左右,当燃烧室内温度不能及时散发掉的时候,气缸套/气缸盖等零部件就会被烧红。钢铁被烧红以后刚性会下降,钢制品彻底变成了铁制品,钢和铁的区别还是很大的。

拖拉机发动机一般上部是水箱(没有水箱盖),水直接淹没缸套,没有水泵和外挂水箱。当缸套温度上升后,整体式水箱会通过上口散热。

另外,拖拉机外部也可通过风冷散热。一般拖拉机单缸机较多,外部散热和蒸汽散热较快。如果是多缸机肯定不行的。

但要注意,拖拉机水箱口大都有一浮子,当浮子沉下去不动,说明水少了,必须加水。浮子上下浮动就没问题。

拖拉机不是不粘缸,如果没水同样拉缸的。所以,这种散热方式就是保持水位即可。

最大缺点就是蒸汽散热后,水箱必须经常加水。

反观从变型拖拉机到机动车辆,从整车质量到结构形式与拖拉机没有可比性。仅凭拖垃机油底壳这一大型铸件既带散热片还要承受一定的机械负荷及行驶机构连接的受力荷载,其优越性车辆动力是望尘莫及的,正是这些特点的存在,它在高温环境下抗变形能力优越,自然就不轻易拉缸了。

再看车辆动力,转速既高还须轻量化,制造工艺能轻则轻,能用冲压件就不用铸造件,机体还要用有色金替换铸铁件,无形之中看似先进却限制了客观环境的适用范围,首先热变形系数偏高就是拉缸的致命缺陷。

为什么会说中国的单缸柴油机的动力是个谜呢?

中国是世界上最大的发展中国家,近些年来基于科学家的潜心钻研,在科技上取得了令世界瞩目的成就,也让国人为之自豪。但是中国的单缸柴油发动机却是从很早以前,就让很多发达国家惊叹。觉得它简直是一个谜,这究竟是为什么呢?

其实很多人对单缸柴油发动机并不是很了解,对它仅有的了解可能就是发动机在运转时会有很大的响声,并且可以带动很大体积的物体行驶。其实发动机最开始是应用于拖拉机的,早期中国是以农业为主的,所以对拖拉机的要求也比较高。于是拉几吨的重物,要靠一个小小的发动机搞定。

在单缸柴油机上,由于供气、配气,供油起始角、持续角、断油角,气道上进气道的涡旋比、涡流转速,排气道的阻力曲线、喷油压力、油气混合质量等因素的迭加,在柴油机配套作变速、变负荷工况运行时,不同工况点最佳供油提前角是个变动范围大致10°曲转转角的变因子。

显然,对单缸机而言,靠油泵安装法兰面上固定的垫片,无法保障变速变负荷运行中与最佳的供油提前角的匹配,靠机械式供油提前角自动调节机构也勉为其难。

想要了解发动机为什么会有这么大的牵引力,就要先了解发动机的工作原理。单缸柴油发动机的一个工作循环包括四个冲程,分别是吸气,压缩,做功,排气。在吸气冲程中吸入纯空气,压缩冲程使机械能转化为内能,在压缩冲程末端时由喷油嘴向汽缸内喷油,与此同时开始燃烧,控制转速不要过高,以保证燃烧的时间足够长,最后将多余的气体排出。

这就是多缸柴油机为应对排放严苛,不得不采取的在不同工况(转速、负荷)下对应的最佳供油角由电脑控制保障,对应特定的与相应的油气混合物配对的固定高压下燃烧,该固定的高压也由电脑控制由蓄压器保证。

如上所述,这是国外同行为应对排放严苛的限值升级,走上了电控单体泵和共轨的解决方案的前因后果。中国的多缸机如此,单缸柴油机也将如此。

所以在设计柴油发动机时,会将柴油机的回转半径做的很大,同时活塞的力臂也做的很长,曲周端扭矩也就很大。正是由于这样的设计,使得单缸柴油发动机能有较大的牵引力,能拉动数十吨的重物。

了解到柴油机各个部件后隐藏的心思,我们不难理解中国单缸柴油发动机之所以能令外国为之惊叹,是因为我国科学家对此进行了数年的潜心钻研,将大国匠心锻造到每一个部件及每一个细小的设计中。

中国为什么还产单缸柴油机?

中国产的单缸柴油机主要是农业,这方面需求量大,因为中国的农业还没有完全相反,发达国家实行全部机械化都是班级邪化的那种,就特别需要这种单缸发动机做一些柴油版农用车也是挺方便的

外国人看不懂的中国之谜:中国单缸柴油机,怎么在哪都有它?

提起“突突突”冒黑烟的拖拉机,很多年纪比较大的朋友一定有印象,因为在当年农村,有一台拖拉机比现在的奔驰宝马还要拉风,从早期的手扶拖拉机到后来的方向盘拖拉机,它是农村强大的运输力量之一,在现在的人看来,简直就像谜一般的存在!

拖拉机的运输能力到底有多强?

其实拖拉机有普通农用运输拖拉机和大型拖拉机,本文只介绍普通的农用运输型!在大家印象中,拖拉机几乎无所不能,啥都能拉,而且动不动就超载,一台普通拖拉机的标准荷载能力是一吨,但在拖拉机上载一吨简直就是暴殄天物!

一般砂石载重2-3吨,砖石往码,能到3-4吨,钢锭能拉5-6吨,几乎没有上限,小时候笔者经常见到乡下的拖拉机很夸张的运输着货物,很多时候还看到拖拉机都倒退前进,因为笔者老家有一条机耕路比较陡,手扶拖拉机车头比较轻,当车斗里货物过重时,车头前轮的摩擦力不够,直接打滑,甚至那强大的扭矩可以将机耕路刨出一个坑!

因此车头车尾倒过来时,拖拉机使用倒挡爬坡,一来扭矩超大,二来重心重新分布,车头承重比例增加,因此倒退更容易爬上陡坡!假如你穿越到30年前到乡下,经常会见到这种奇葩事!但你也不得不服劳动人民的智商,没有拖拉机解决不了的事情!

到处都能见到的单缸内燃机

我们所说的手扶拖拉机或者方向盘拖拉机的动力,都是单缸的内燃机,小的有3匹机,大一点有6匹和12匹,当然也有更大的,但一般手扶拖拉机就是12匹的最多!几乎你能想到的所有场合,它们都能用上!

比如船用单缸机直接驱动螺旋桨作为动力,农田用单缸机驱动水泵抽水灌溉、矿山机械用单缸机拖动、甚至大型平板车都会用单缸机作为转向助力,它的用途实在是太多了,很多需要用动力却没有电的地方,柴油机都能顶上!如果你愿意,可以再找出N种用法出来!

单缸内燃机的力量为什么会那么大?

很多朋友肯定会对傍晚的拖拉机上烧红的排气管中喷出的火舌记忆犹新,认为那就是拖拉机强大动力的来源,毕竟喷火的汽车除了改装车以外,早已经销声匿迹了,而且汽车发动机动辄上百匹马力,居然还不如单缸12匹的拖拉机耐操,这是什么情况?

单缸机拖拉机头的动力输出确实令人目瞪口呆,因为除了离合器外没有什么能阻挡拖拉机前轮的转动,即使无法前进,它也能将地面刨出一个坑,为什么扭矩会那么大?主要有两种情况所然!

单缸机缸径小,行程长,飞轮直径大,燃烧频率低

拖拉机变速箱,一档的变速比很低,扭矩几十倍放大

拖拉机几乎都是压燃式的柴油机,它没有点火部件,直接依靠超高压缩比高温点燃油雾,所以它非常可靠,这在农村不方便维修的场合,可靠性是第一位的!然后就是气缸行程很长,曲轴回转直径大,曲轴端扭矩很大,但也需要一个很大的飞轮来惯性弥补这个空转期间的动力输出(四冲程内燃机有一周时空转的)。

柴油机四个冲程

另一个就是拖拉机的变速箱,这个六档变速,一个倒挡,一档变速比很高,本来拖拉机的扭矩就已经很大了,再经过这个手动变速箱的超低变速比,输出的转速大概每分钟只有几十圈,前轮能刨地的扭矩大部分就来自变速箱的变速比!

喷火或者冒黑烟不是拖拉机动力原因?

喷火的拖拉机看起来确实非常拉风,但有一个事实不得不说明下,当拖拉机喷火时已经表示拖拉机排出的废气中仍然有大量的氧气和可燃性气体没有燃烧完全,因此它会在排气管中继续燃烧,直至排入大气,因此整个排气管就会烧红,甚至在排气管外都能看到火焰!

主要原因是拖拉机的机械油门,只要你舍得往下踩,它就拼命在气缸的压缩末端喷油,至于能不能烧得完那不是油门所关心的,它已经完成使命了!但气缸内燃烧时间有限,喷油的时间甚至超过燃烧时间,所以当四冲程的柴油机排气门打开时,那炽热的空气有油滴仍然还在继续燃烧,一直到被送入大气后冷却......

另一个则是冒黑烟!喷火大都是柴油机燃烧中高速时才出现,因为来不及燃烧被排出气缸!而冒黑烟则是燃烧不完全,变成了炭黑排入了大气!因为重载所以柴油机转速很低,此时可以确信油门也是踩到底的,油雾在气缸内停留时间比较长,已经被高温转变成了炭黑,排出大气时就是浓浓的黑烟,此时动力并不好,只是柴油机的飞轮惯量很大,它仍然能坚持不会被闷死熄火!

但有一点必须要了解,这样的柴油机根本就没有排放控制哈,所以它也没有所谓的国几排放的!另外有一点提醒下,现代汽车的排气管中都有有助于尾气排放改善的三元催化,所以一般情况下火焰是冒不出来的!

拖拉机正在渐渐淡出大家的视线,但在广大农村地区,这个皮实的农业机械工具仍然是农民的好帮手,外国人看不懂也属常事,不过随着发动机排放要求的提高,这种直排式的拖拉机也会随着时代的发展慢慢被淘汰,但它必然有一个过程,它肩负的历史使命就是中国农业现代化,未来拖拉机技术也会水涨船高!

为何都说中国的单缸柴油机是个谜?有多少马力?

网上有这么种说法:中国的单缸柴油机是个谜。其实这只是网络上“不明真相的群众”们的一种说法,因为有些人可能没有接触过拖拉机,看到一些小视频里破破烂烂的柴油机排气管烧红了还在突突工作,感觉挺刺激,于是就发出这样的感慨。纯属个人意愿罢了,并不能说我们的单缸柴油机技术多么厉害。而真正开过拖拉机的人看到这些视频我觉得心里应该是五味杂陈的。

首先就是这个视频,河面上一艘使用单缸柴油机驱动的船在行驶,柴油机声音响亮,排气管都烧红了,排气管口还喷着火舌。这感官冲击力会让人觉得真牛。其实修理柴油机的人基本上都知道这很大可能是供油的问题,柴油燃烧晚了导致废气还在燃烧。

同样还有这个视频,乍一看以为一个单缸柴油机竟然拖着一个大拖车,更要命的是拖车上还架着架桥的混凝土大梁。这少说也上百吨了,单缸柴油机真这么厉害吗?肯定不是了。这只是一个引导拖车,大梁的另一头才是动力车。图中这个柴油机只是驱动液压系统给转弯提供方向助力的。

网上还有人说,单缸柴油机冒黑烟时才是游戏的开始。其实开过拖拉机的都知道,大冒黑烟对柴油机来说已经是强弩之末了。因为负荷太大,为了提供足够的动力司机只能拼命踩油门。但是当年的单缸柴油机使用的是机械调速器,油门踩下去供油量就大了。但是负载太大,柴油机扭矩不够,转速提不起来,转速起不来进气就不够,这时候多供的油都没办法完全燃烧,只能碳化变成颗粒排出来,形成所谓的黑烟。

当年单缸柴油机确实为社会发展出力不小,各种农用车、小型工程机械车、工地发电、农村水利都离不开单缸柴油机。比如农村的小四轮拖拉机、三蹦子、手扶拖拉机,前几年我们当地公路局维护道路用的还是以单缸柴油机为动力的四轮工具车。

当年以单缸柴油机为动力的拖拉机牵引能力很强,就连最小的8匹马力的小手扶拖拉机都能轻松拉一吨。这也是很多人感到不可思议的地方。其实这主要是柴油机自身特性和变速箱决定的。柴油机转速低,这是其燃烧特点决定的。因为柴油机在压缩冲程末端喷油嘴开始喷油,一边喷一边燃烧,如果转速太高的话留给燃烧的时间就不够了。所以柴油机的曲轴回转半径非常大,活塞对曲轴发力时力臂更长,曲轴端扭矩就大。如果不理解曲轴回转半径的话可以想象一下我们常说的大冲程,小缸径,就是这么个道理。

扭矩大再加上拖拉机变速箱都有高低挡,低速挡减速比非常大。因此当年的拖拉机驱动轮扭矩很大,挂上档后只要司机不踩离合器,你很难阻止驱动轮那执着的转动。哪怕拉的东西很重,它就是打滑也不会转不动。小时候经常见手扶拖拉机拉着满满的麦子爬大坡,皮带轮都打滑了车还停不下。像上图这种四轮拉砖、拉沙子、拉水泥、拉土都是轻轻松松好几吨。图中这个四轮拖头是洛阳一拖的东方红150型,80年代末期单独一个拖头将近两万,买回去后配个车斗就可以拉砖、拉沙子赚钱了。农耕季节卸下车斗挂上犁、耙就能耕地。有时候灌溉没有电它还能带水泵,麦收季节挂上收割机具就摇身变作收割机了。

以前的柴油机结构简单,皮实耐用,配件也多,价格也不贵。基本上会开的都能上手修。所以那个年代很多柴油机都是敞开了用,有问题了小毛病不用管,大毛病拆开拾掇几下就又满血复活了。就这么修了用用了修,前前后后能用上十几年不成问题。

在国外遇到这么大的挂车,前面的牵引车绝对得是擎天柱那个等级的,而国内没有一台单缸小四轮搞不定的。这种景象在十多年前的农村非常普遍。

其实我觉得与其说单缸柴油机是个谜,倒不如说那些年那些驾驭着单缸柴油机为了生活而拼搏的人们是个谜。一个拖头、一个车斗,为了生活什么都敢装,什么都敢拉。坡再陡也敢上、路再险也不眨眼。其实并不是他们多么胆大,这是中国人吃苦耐劳顽强拼搏的性格。单缸柴油机,算是一个时代的印记,记录着国家的发展,记录着劳动人民的辛勤。

中国制造的单缸柴油机被全世界称为“万能的单缸柴油机”,这是为什么?

虽然单缸柴油机不是中国人发明的,它由19世纪法国的鲁道夫·狄赛尔发明,但被全世界称为“万能的单缸柴油机”却是我们国家发明制造的,并广泛应用于农业机械、工程机械、汽车工业、船舶机械、电力工业等领域。单缸柴油机是我们农村人接触得最早、最常见的机器之一,一直谜一般地存在于农村的广阔大地上,各种场合都有它的身影。自几十年前发明出来之后,一直沿用至今,被农民戏称为“铁牛”、“黑烟妖怪”。比如在我们小时候,农村的碾米机、农耕机、碎石机、拖拉机、抽水机、脱粒机、发电机、泥船等。总之,农村只要是谈起机械,就离不开这个“万能的单缸柴油机”,难怪网友说它就像印度的摩托车一样,是“神”一般的存在,无所不能。

单缸柴油机有多牛?

万能的单缸柴油机有多牛?体验过以前南方农村泥巴路的人都知道,大雨一下,农村的马路上,不是黄泥就是水槽和裸露的石头,再加上上下陡坡,一般的车真上不来。这个时候,不管是被称为“神车”的W菱宏光,还是现在上百万的四驱越野车,通通都得趴窝。但乡下的这种又陡、又烂、又窄的路,在手扶拖拉机面前都不是个事,农民开头它,在一阵“突突突”的声音中,轻轻松松就能爬上去。说起手扶拖拉机,就不能绕开它的另一项“神技”,那就是载重。在我小的时候,也就是八十年代,我们村的手扶拖拉机都是8匹马力的,后来才有一个“张土豪”买了辆12匹马力的手扶拖拉机,那真的是比现在的宝马还神气。

反正“张土豪”自从买了这辆拖拉机后,一年365天基本上没有停过,天天生意不断。不是给人进山拉石头、木料,就是帮农民拉粮食、化肥、甘蔗,农活没得干的时候,它就开着拖拉机上户帮人家碾米。当然,最让我羡慕的还是开着它去赶集,那时候要是能不用走路,坐上拖拉机去赶集,那绝对是很拉风的事情,虽然坐上去后,一路上都在吸黑烟,弄得鼻孔都黑的,我也乐在其中。别看手扶拖拉机只有8匹马力,载重只有一两吨,但在农村人的眼里,它就是“铁牛”,拉多少货取决于有多少货要拉,拉上3吨的砂石或六七吨的钢材也是常事,实力不是一般的强。用一句话来说,手扶拖拉机对农民的用处太大了,它动力强、装载多、成本低、维修方便、适应各种路况,可谓是“多才多艺”。

单缸柴油机有哪些优点呢?

1、不易坏。只要保证水箱中有水,即使水沸腾直冒蒸汽,也不会出现抱缸拉瓦的现象,零件再旧也照常工作,十分的神奇。

2、易于维护。单缸柴油机的零件一般都比较便宜,而且维修简单,只要是经常使用单缸柴油机的人,基本上都能自己维修。

3、对柴油的品质要求不高。用农民的话来说,只要是柴油,它就会“喝”。

4、动力强。1L排量的小汽车,动力都在70匹马力以上,别看单缸柴油机只有12匹马力,但它上山下地、趟河下海、耕地抽水,动力可是杠杆的。

4、易起动。正常的单缸柴油机,我10岁时就难轻松启动,摇过几圈,在大飞轮的带动下,起动超简单。

单缸柴油机虽好,但与其说它是一个谜,倒不如说它是农村人的无奈。很多人看到农村人开着一台破破烂烂的手扶拖拉机,还能在这么复杂的道路上,拉这么多的货物行走,觉得非常稀奇、非常刺激。但正如网上流行的那句话“你眼中的风景,是农民的无奈”那样,开手扶拖拉机并没有您想象中的那么拉风,危险无处不在。在我的印象中,开手扶拖拉机和三蹦子的人,没有哪个人是没有翻过车的,在农村这种复杂的路况下,多多少少都出现过事故。

许多农民都是为生活所迫,为了生计而奔波罢了!他们并不是不想开上更安全的运输工具,也并不想拉着高高的货物前行,只是现实中的环境摆在那,条件不允许而已。小时候,我也开过手扶拖拉机,开一次会觉得好玩,但如果开多了、时间长了,手和脚都在抖,腰酸背痛那是常有的事。纵观几十年前的中国和现在的印度、非洲,马路上到处都是拉着高高货物的手扶拖拉机,而像欧美日这些发达的国家,他们已经有更高效的运输工具,手扶拖拉机自然得不到流行。

你们说呢?

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