超级军网问个二战活塞式汽油机的问题。
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 12:48:26
二战中战斗机发动机的功率很大程度上决定了飞机的作战性能。提高发动机输出功率有两个办法：一个是加大扭力，另一个方向是提高转速。在加大扭力方面从战争最开始的从一级机械增压发展到战争后期二级二速机械涡轮混合增压。喷氮气酒精之类的极端办法都用上了。发动机的变得极为复杂，当然功率确实有了极大的提高。但是这些方式无一例外都是为了提高发动机的扭力，并且为了提高扭力付出的代价很大：R-2800发动机的增压部分所占的重量几乎达到了发动机总重量的一半，而涡轮增压需要用到高温金属，那玩意加工制造极为困难，即使是德国要涡轮增压也很是吃力。使用涡轮增压还有两个问题，因为涡轮转速极高，对轴承是个巨大的挑战，间接也对发动机的润滑提出了更高的要求。发动机之外有还一个问题是压力提高之后，必须要使用高品质的汽油。可以说在提高发动机扭力上，各国都付出了巨大的心血。
但另一方面各参战国的发动机转速从开战到结束都基本上处于2500-3000转/分钟 的水平。这个转速虽然不高，但也要连接减速齿轮之后才可以驱动螺旋桨。既然这个转速并不起到简化发动机的作用，那为什么不将发动机的转速提高到现代水平的5000-6000转/分钟？或者说是什么样的困难限制了各国发动机转速？ 二战中战斗机发动机的功率很大程度上决定了飞机的作战性能。提高发动机输出功率有两个办法：一个是加大扭力，另一个方向是提高转速。在加大扭力方面从战争最开始的从一级机械增压发展到战争后期二级二速机械涡轮混合增压。喷氮气酒精之类的极端办法都用上了。发动机的变得极为复杂，当然功率确实有了极大的提高。但是这些方式无一例外都是为了提高发动机的扭力，并且为了提高扭力付出的代价很大：R-2800发动机的增压部分所占的重量几乎达到了发动机总重量的一半，而涡轮增压需要用到高温金属，那玩意加工制造极为困难，即使是德国要涡轮增压也很是吃力。使用涡轮增压还有两个问题，因为涡轮转速极高，对轴承是个巨大的挑战，间接也对发动机的润滑提出了更高的要求。发动机之外有还一个问题是压力提高之后，必须要使用高品质的汽油。可以说在提高发动机扭力上，各国都付出了巨大的心血。
但另一方面各参战国的发动机转速从开战到结束都基本上处于2500-3000转/分钟 的水平。这个转速虽然不高，但也要连接减速齿轮之后才可以驱动螺旋桨。既然这个转速并不起到简化发动机的作用，那为什么不将发动机的转速提高到现代水平的5000-6000转/分钟？或者说是什么样的困难限制了各国发动机转速？
但另一方面各参战国的发动机转速从开战到结束都基本上处于2500-3000转/分钟 的水平。这个转速虽然不高，但也要连接减速齿轮之后才可以驱动螺旋桨。既然这个转速并不起到简化发动机的作用，那为什么不将发动机的转速提高到现代水平的5000-6000转/分钟？或者说是什么样的困难限制了各国发动机转速？ 二战中战斗机发动机的功率很大程度上决定了飞机的作战性能。提高发动机输出功率有两个办法：一个是加大扭力，另一个方向是提高转速。在加大扭力方面从战争最开始的从一级机械增压发展到战争后期二级二速机械涡轮混合增压。喷氮气酒精之类的极端办法都用上了。发动机的变得极为复杂，当然功率确实有了极大的提高。但是这些方式无一例外都是为了提高发动机的扭力，并且为了提高扭力付出的代价很大：R-2800发动机的增压部分所占的重量几乎达到了发动机总重量的一半，而涡轮增压需要用到高温金属，那玩意加工制造极为困难，即使是德国要涡轮增压也很是吃力。使用涡轮增压还有两个问题，因为涡轮转速极高，对轴承是个巨大的挑战，间接也对发动机的润滑提出了更高的要求。发动机之外有还一个问题是压力提高之后，必须要使用高品质的汽油。可以说在提高发动机扭力上，各国都付出了巨大的心血。
但另一方面各参战国的发动机转速从开战到结束都基本上处于2500-3000转/分钟 的水平。这个转速虽然不高，但也要连接减速齿轮之后才可以驱动螺旋桨。既然这个转速并不起到简化发动机的作用，那为什么不将发动机的转速提高到现代水平的5000-6000转/分钟？或者说是什么样的困难限制了各国发动机转速？
转速提高不是那么容易的吧。曲轴的配平就不容易，转速太高了振动太大散架了
锻铁 发表于 2014-8-16 11:53
转速提高不是那么容易的吧。曲轴的配平就不容易，转速太高了振动太大散架了
曲轴配平的难度主要在哪里？
多汽缸容易配平还是少汽缸容易？
用共轴会不会容易配平些？
转速提高不是那么容易的吧。曲轴的配平就不容易，转速太高了振动太大散架了
曲轴配平的难度主要在哪里？
多汽缸容易配平还是少汽缸容易？
用共轴会不会容易配平些？
高转速的难点主要在散热。
楼主没看过发动机特性曲线？
活塞机，大直径短行程适合提高转速，但这样扭矩就差。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
楼主还漏了一个关键点 高辛烷汽油！
活塞速度有上限，跟转速没关系。
Алексей 发表于 2014-8-16 12:19
高转速的难点主要在散热。
增压之后发动机也需要良好的散热。
当然，液冷式发动机应该比较容易解决散热问题。
高转速的难点主要在散热。
增压之后发动机也需要良好的散热。
当然，液冷式发动机应该比较容易解决散热问题。
bjkk 发表于 2014-8-16 12:26
楼主没看过发动机特性曲线？
没看过，说说看。
楼主没看过发动机特性曲线？
没看过，说说看。
phoenixfly 发表于 2014-8-16 13:55
活塞速度有上限，跟转速没关系。
现代的活塞式汽油机转速比二战那票高多了。
活塞速度有上限，跟转速没关系。
现代的活塞式汽油机转速比二战那票高多了。
w86775964 发表于 2014-8-16 12:57
活塞机，大直径短行程适合提高转速，但这样扭矩就差。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
R2800发动机的行程只有139mm，也就是汽缸的直径。怎么看行程都不能算大。
扭距差没关系，反正还要连接减速器齿轮的。
活塞机，大直径短行程适合提高转速，但这样扭矩就差。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
R2800发动机的行程只有139mm，也就是汽缸的直径。怎么看行程都不能算大。
扭距差没关系，反正还要连接减速器齿轮的。
jyjust 发表于 2014-8-16 13:05
楼主还漏了一个关键点 高辛烷汽油！
我已经说了，增压之后要用高品质的汽油。德国和日本都缺乏高品质的汽油。而且增压技术也跟不上同盟国，但仍然没有选择提高转速的方法。可见提高转速肯定有一个当时无法解决的问题。我就是想知道这个问题是什么。
楼主还漏了一个关键点 高辛烷汽油！
我已经说了，增压之后要用高品质的汽油。德国和日本都缺乏高品质的汽油。而且增压技术也跟不上同盟国，但仍然没有选择提高转速的方法。可见提高转速肯定有一个当时无法解决的问题。我就是想知道这个问题是什么。
没有弄懂楼主的问题。提高推力没有障碍呀！增大排气量和气缸数都是简单有效的方法。只是后来被推重比更大的先进发动机取代了。
bigair 发表于 2014-8-16 14:23
没有弄懂楼主的问题。提高推力没有障碍呀！增大排气量和气缸数都是简单有效的方法。只是后来被推重比更大的 ...
增大排量当然可以提高功率，但是也会增加重量。
对现代的发动机来说，增加转速更简单。
没有弄懂楼主的问题。提高推力没有障碍呀！增大排气量和气缸数都是简单有效的方法。只是后来被推重比更大的 ...
增大排量当然可以提高功率，但是也会增加重量。
对现代的发动机来说，增加转速更简单。
提高发动机转速遇到的第一个也是最大障碍是润滑。1930年代，为了解决高性能航空发动机的润滑问题，石化工程师开始开发新型合成润滑油，替代先前从矿物质中直接提取的润滑材料。合成润滑油发展到现在，润滑的线速度能够达到28米/秒，但是这已经接近机械损坏的极限，所以除了赛车这类追求设备极限的情况，一般现代民用活塞发动机的活塞最高线速度控制在20米/秒上下，经济工况的线速度一般在10米/秒。
在整个1930-1940年代，石化工业水平还远没有今天发达。即使如此，当时的航空发动机活塞的线速度也达到了接近15米/秒，在当时的润滑条件下，已经接近机械性能的极限。
在整个1930-1940年代，石化工业水平还远没有今天发达。即使如此，当时的航空发动机活塞的线速度也达到了接近15米/秒，在当时的润滑条件下，已经接近机械性能的极限。
疯牛病 发表于 2014-8-16 16:14
提高发动机转速遇到的第一个也是最大障碍是润滑。1930年代，为了解决高性能航空发动机的润滑问题，石化工程 ...
现代日本还在鲸中提取鲸油。而鲸油就是一种优良的润滑油，不知道用鲸油润滑的话，汽缸的速度进度上限大致在哪？
还有用两种不同材料之间的摩擦阻力应该比较小，如果是铝来做活塞的话能不能提高线速度的上限？
提高发动机转速遇到的第一个也是最大障碍是润滑。1930年代，为了解决高性能航空发动机的润滑问题，石化工程 ...
现代日本还在鲸中提取鲸油。而鲸油就是一种优良的润滑油，不知道用鲸油润滑的话，汽缸的速度进度上限大致在哪？
还有用两种不同材料之间的摩擦阻力应该比较小，如果是铝来做活塞的话能不能提高线速度的上限？
夏风 发表于 2014-8-16 16:33
现代日本还在鲸中提取鲸油。而鲸油就是一种优良的润滑油，不知道用鲸油润滑的话，汽缸的速度进度上限大致 ...
鲸油一般是用于精密仪表，特点是工作温度范围较宽，常温下不易挥发氧化。但是距离现代内燃机润滑的要求是不一样。内燃机用的润滑油要求在相当大的使用温度范围保持合适的黏度，高温抗氧化，低挥发性。别说动物油脂，就是直接提取的矿物油也不能完全满足，所以才开发了合成润滑油。
至于使用铝活塞，1930年代已经这样做了。虽然使用了铝活塞，但是与缸套产生摩擦的并不是铝制活塞，而是钢制活塞环。
现代日本还在鲸中提取鲸油。而鲸油就是一种优良的润滑油，不知道用鲸油润滑的话，汽缸的速度进度上限大致 ...
鲸油一般是用于精密仪表，特点是工作温度范围较宽，常温下不易挥发氧化。但是距离现代内燃机润滑的要求是不一样。内燃机用的润滑油要求在相当大的使用温度范围保持合适的黏度，高温抗氧化，低挥发性。别说动物油脂，就是直接提取的矿物油也不能完全满足，所以才开发了合成润滑油。
至于使用铝活塞，1930年代已经这样做了。虽然使用了铝活塞，但是与缸套产生摩擦的并不是铝制活塞，而是钢制活塞环。
疯牛病 发表于 2014-8-16 16:43
鲸油一般是用于精密仪表，特点是工作温度范围较宽，常温下不易挥发氧化。但是距离现代内燃机润滑的要求是 ...
也就是说，即使站在现代的视角，在二战的材料和加工水平下，活塞式汽机也没多少改进潜力？
而柴油机的技术一直在起步就是因为压缩比和活塞运行的线速度仍然有提升的空间？
对了，二战那些标号上100的跟现代97号油的质量有没有得比较？
鲸油一般是用于精密仪表，特点是工作温度范围较宽，常温下不易挥发氧化。但是距离现代内燃机润滑的要求是 ...
也就是说，即使站在现代的视角，在二战的材料和加工水平下，活塞式汽机也没多少改进潜力？
而柴油机的技术一直在起步就是因为压缩比和活塞运行的线速度仍然有提升的空间？
对了，二战那些标号上100的跟现代97号油的质量有没有得比较？
油品质量不行……
南极地熊 发表于 2014-8-16 17:20
油品质量不行……
也就是说，二战那些标号超过100的汽车其实也不可以让发动机的压缩比提高到10，而现代那些标号95的汽油都可以加进压缩比超过10的汽车中？
如果是这样的话，纯甲醇的标号也有108.那如果发动机以纯甲醇为燃料是不是可以将压缩比提高到10，从而极大地增强战斗机的作战能力？
油品质量不行……
也就是说，二战那些标号超过100的汽车其实也不可以让发动机的压缩比提高到10，而现代那些标号95的汽油都可以加进压缩比超过10的汽车中？
如果是这样的话，纯甲醇的标号也有108.那如果发动机以纯甲醇为燃料是不是可以将压缩比提高到10，从而极大地增强战斗机的作战能力？
夏风 发表于 2014-8-16 17:27
也就是说，二战那些标号超过100的汽车其实也不可以让发动机的压缩比提高到10，而现代那些标号95的汽油都 ...
现在95的汽油都积碳。。。
何况现在随便找个汽车发动机都有ECU控制进排气还有喷油嘴的喷油量……
二战那票星形气冷机全靠机械和化油器啊
夏风 发表于 2014-8-16 17:27
也就是说，二战那些标号超过100的汽车其实也不可以让发动机的压缩比提高到10，而现代那些标号95的汽油都 ...
现在95的汽油都积碳。。。
何况现在随便找个汽车发动机都有ECU控制进排气还有喷油嘴的喷油量……
二战那票星形气冷机全靠机械和化油器啊
夏风 发表于 2014-8-16 17:18
也就是说，即使站在现代的视角，在二战的材料和加工水平下，活塞式汽机也没多少改进潜力？
而柴油机的技 ...
制约转速提高的当然不只是润滑，还有燃油经济性问题，突出表现在大缸径气缸内的混合燃气的充分燃烧问题。当时虽然已经开展了燃油喷射，缸内直喷方面的研究，精确控制不同工况下的燃油混合比仍然不能很好解决。加上燃烧室结构设计，以及点火控制方面的局限，大燃烧室、高转速条件下的高效燃烧还不完善。这样条件下，既不能保证飞机有足够的航程，甚至还会造成机械本身的损坏。
柴油机也一样，由于各种技术的发展而进步。并不是先天优势带来的进步。
标号高的汽油其实不代表质量高，只是辛烷值指标。现在的车用汽油需要添加一些添加剂，在燃烧的时候控制氮氧化合物等有害排放物的产生，以前的汽油不用考虑这些。而且以前一般调整辛烷值使用的是四乙基铅，现在肯定是不能用了。
也就是说，即使站在现代的视角，在二战的材料和加工水平下，活塞式汽机也没多少改进潜力？
而柴油机的技 ...
制约转速提高的当然不只是润滑，还有燃油经济性问题，突出表现在大缸径气缸内的混合燃气的充分燃烧问题。当时虽然已经开展了燃油喷射，缸内直喷方面的研究，精确控制不同工况下的燃油混合比仍然不能很好解决。加上燃烧室结构设计，以及点火控制方面的局限，大燃烧室、高转速条件下的高效燃烧还不完善。这样条件下，既不能保证飞机有足够的航程，甚至还会造成机械本身的损坏。
柴油机也一样，由于各种技术的发展而进步。并不是先天优势带来的进步。
标号高的汽油其实不代表质量高，只是辛烷值指标。现在的车用汽油需要添加一些添加剂，在燃烧的时候控制氮氧化合物等有害排放物的产生，以前的汽油不用考虑这些。而且以前一般调整辛烷值使用的是四乙基铅，现在肯定是不能用了。
夏风 发表于 2014-8-16 14:01
R2800发动机的行程只有139mm，也就是汽缸的直径。怎么看行程都不能算大。
扭距差没关系，反正还要连接减 ...
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的转速。夏利N3的机子，缸径比是大于一的（具体多少忘了），5000转是它转折点，再高也不经济了。另外，高转速不等于更高的发动机能力，高速机与低速机各有优缺点，高速机在低扭方面表现差，拉动能力低。你可以看看卡车，基本不采用高转速发动机。
R2800发动机的行程只有139mm，也就是汽缸的直径。怎么看行程都不能算大。
扭距差没关系，反正还要连接减 ...
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的转速。夏利N3的机子，缸径比是大于一的（具体多少忘了），5000转是它转折点，再高也不经济了。另外，高转速不等于更高的发动机能力，高速机与低速机各有优缺点，高速机在低扭方面表现差，拉动能力低。你可以看看卡车，基本不采用高转速发动机。
南极地熊 发表于 2014-8-16 17:34
现在95的汽油都积碳。。。
何况现在随便找个汽车发动机都有ECU控制进排气还有喷油嘴的喷油量……
积碳也不是大问题，对于二战那些战斗机来说工作寿命有200小时也足够使用了。
现在95的汽油都积碳。。。
何况现在随便找个汽车发动机都有ECU控制进排气还有喷油嘴的喷油量……
积碳也不是大问题，对于二战那些战斗机来说工作寿命有200小时也足够使用了。
夏风 发表于 2014-8-16 17:46
积碳也不是大问题，对于二战那些战斗机来说工作寿命有200小时也足够使用了。
关键现在是电喷啊……
二战的都是化油器吧……
积碳也不是大问题，对于二战那些战斗机来说工作寿命有200小时也足够使用了。
关键现在是电喷啊……
二战的都是化油器吧……
疯牛病 发表于 2014-8-16 17:38
制约转速提高的当然不只是润滑，还有燃油经济性问题，突出表现在大缸径气缸内的混合燃气的充分燃烧问题 ...
那刨除电子技术来控制和材料上的进步。二战的那发动机比如说梅林，还有多大的改进空间？
制约转速提高的当然不只是润滑，还有燃油经济性问题，突出表现在大缸径气缸内的混合燃气的充分燃烧问题 ...
那刨除电子技术来控制和材料上的进步。二战的那发动机比如说梅林，还有多大的改进空间？
w86775964 发表于 2014-8-16 17:44
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
因为螺旋桨的转速基本上就是1000转/分钟。发动机的转速达到5000转/分钟。5:1的减速效率和重量还可以接受。
但是将发动机的转速提高到5000转后，发动机的功率肯定有明显的提升。提高30%应该没有问题。这将会对对手形成压倒性的优势。
w86775964 发表于 2014-8-16 17:44
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
因为螺旋桨的转速基本上就是1000转/分钟。发动机的转速达到5000转/分钟。5:1的减速效率和重量还可以接受。
但是将发动机的转速提高到5000转后，发动机的功率肯定有明显的提升。提高30%应该没有问题。这将会对对手形成压倒性的优势。
高空空气稀薄没有涡轮增压功率下降很厉害。
爱抚妖妖妻 发表于 2014-8-16 18:23
高空空气稀薄没有涡轮增压功率下降很厉害。
如果是轰炸机和防空用的战斗机的话，涡轮增压当然是少不了的。否则性能根本没法保证。
海军还可以单纯使用机械增压。
高空空气稀薄没有涡轮增压功率下降很厉害。
如果是轰炸机和防空用的战斗机的话，涡轮增压当然是少不了的。否则性能根本没法保证。
海军还可以单纯使用机械增压。
转速不能随便提升的，飞机本事平飞速度500km
H的话，如果转速过高，螺旋桨尖端线速度就超音速了，无法产生推力了。所以螺旋桨转速不是随便就能提高的，现在的涡桨发动机都要带上减速器来降低转速才能正常工作。
H的话，如果转速过高，螺旋桨尖端线速度就超音速了，无法产生推力了。所以螺旋桨转速不是随便就能提高的，现在的涡桨发动机都要带上减速器来降低转速才能正常工作。
楼主去搜索下涡浆飞机的极限速度，就知道到为什么螺旋桨的转速无法随意提升了。
我想二战活塞发动机，速度上限，应该还有个加工精度问题，比如曲轴，精度不够，速度越快，振动越大。
增大排量当然可以提高功率，但是也会增加重量。
对现代的发动机来说，增加转速更简单。
还是没有弄懂楼主的问题。增大排气量和气缸数都是简单有效的方法，增加重量是必须的代价。楼主到底是研究发动机技术还是研究活塞发动机淘汰的原因?
对现代的发动机来说，增加转速更简单。
还是没有弄懂楼主的问题。增大排气量和气缸数都是简单有效的方法，增加重量是必须的代价。楼主到底是研究发动机技术还是研究活塞发动机淘汰的原因?
似乎大家都没有提螺旋桨
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
现在国产汽车发动机，长安，长城，比亚迪，奇瑞，吉利的汽车发动机如何，有的还是涡轮增压。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
现在国产汽车发动机，长安，长城，比亚迪，奇瑞，吉利的汽车发动机如何，有的还是涡轮增压。
老弟难道是专业反潜的？唉，我在上浮一贴吧。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
现在国产汽车发动机，长安，长城，比亚迪，奇瑞，吉利的汽车发动机如何，有的还是涡轮增压。
缸径比1的发动机不算高速机的，5000~6000转速不是它合理的 ...
现在国产汽车发动机，长安，长城，比亚迪，奇瑞，吉利的汽车发动机如何，有的还是涡轮增压。
现在国产汽车发动机，长安，长城，比亚迪，奇瑞，吉利的汽车发动机如何，有的还是涡轮增压。
国产汽车发动机根本不像网络流行说法那么不堪，技术不算尖端，但绝对好使。国产车现在缺陷就是小毛病多，经验还不够。
国产汽车发动机根本不像网络流行说法那么不堪，技术不算尖端，但绝对好使。国产车现在缺陷就是小毛病多，经验还不够。
w86775964 发表于 2014-8-16 12:57
活塞机，大直径短行程适合提高转速，但这样扭矩就差。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
超级潜艇，膜拜一下。
另外补充：活塞的运动速度是有极限的。
活塞机，大直径短行程适合提高转速，但这样扭矩就差。
楼主以常识不足的提问成功引我上浮。
超级潜艇，膜拜一下。
另外补充：活塞的运动速度是有极限的。
托起航母 发表于 2014-8-16 18:43
我想二战活塞发动机，速度上限，应该还有个加工精度问题，比如曲轴，精度不够，速度越快，振动越大。
肯定不是这个问题，因为工业水平低下的日本、苏联跟美国、德国、英国等国家的发动机转速基本一致。同一个国家，同一系列的产品，即使是后期的产品转速跟前期相比也基本一致。由此可见，增大转速主要难度与加工精度无关，甚至与发动机的调试水平都没有关系。
我想二战活塞发动机，速度上限，应该还有个加工精度问题，比如曲轴，精度不够，速度越快，振动越大。
肯定不是这个问题，因为工业水平低下的日本、苏联跟美国、德国、英国等国家的发动机转速基本一致。同一个国家，同一系列的产品，即使是后期的产品转速跟前期相比也基本一致。由此可见，增大转速主要难度与加工精度无关，甚至与发动机的调试水平都没有关系。