การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของ กระบอกสูบ: ปัจจัยสําคัญในโครงสร้างการจําแนกประเภทและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

 

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอกกระบอกสูบเป็นห้องโลหะทรงกระบอกที่ชี้นําการเคลื่อนไหวแบบกระแสเชิงเส้นของลูกสูบฟังก์ชั่นของมันคือการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานเชิงกล: ในเครื่องยนต์การขยายตัวของก๊าซผลักดันลูกสูบให้ทํางาน ในคอมเพรสเซอร์ลูกสูบบีบอัดก๊าซเพื่อเพิ่มความดันมีความแตกต่างเล็กน้อยในชื่อของกระบอกสูบในภูมิภาคที่ต่างกันในจีนแผ่นดินใหญ่ เรียกว่า " 气缸 " (qìng) ในไต้หวันยังคงใช้คําว่า " 汽缸 " (qìng) และในฮ่องกง เรียกว่า " 气缸 gong " (hei31)

 

I.โครงสร้างและการจัดเรียงของกระบอกสูบ

กระบอกสูบส่วนใหญ่ประกอบด้วยบล็อกกระบอกสูบและหัวกระบอกสูบในเครื่องยนต์หลายสูบหลายสูบมักจะจัดเรียงและรวมกันในรูปแบบที่เฉพาะเจาะจงตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์แบบแถวเรียง (ทําเครื่องหมายเป็น L-type) กระบอกสูบจะถูกจัดเรียงเป็นแถวเดียวในเส้นตรงซึ่งมักจะเห็นในการกําหนดค่า L4 (สี่สูบแถวเรียง) โดยมีทั้งข้อดีของโครงสร้างที่กะทัดรัดและคุ้มค่าในเครื่องยนต์ V-type กระบอกสูบจะถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มและจัดเรียงกันแบบสมมาตรที่มุมหนึ่ง (เช่น V6, V8) ซึ่งสามารถลดปริมาตรเครื่องยนต์และเพิ่มความหนาแน่นของกําลังการจัดเรียงประสิทธิภาพสูง W-type (เช่น W12) ตระหนักถึงการออกแบบการกระจัดขนาดใหญ่ผ่านการรวมกันหลายชั้น V-type

 

ที่สอง.ปริมาตรกระบอกสูบและการระบายความร้อนของเครื่องยนต์

ปริมาณกระบอกสูบ (เช่น,ปริมาตรกวาด) คํานวณโดยการคูณพื้นที่ตัดขวางด้วยความยาวของจังหวะลูกสูบและการกําจัดของเครื่องยนต์รวมคือผลรวมของปริมาตรของกระบอกสูบทั้งหมดการกําจัดมีผลโดยตรงต่อกําลังขับ: ยิ่งการกําจัดมีขนาดใหญ่กระบอกสูบมักจะมีมากขึ้น (เช่นเครื่องยนต์ 12 สูบ) ซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพการเร่งที่แข็งแกร่งและแรงฉุด ในทางตรงกันข้ามเครื่องยนต์ขนาดเล็ก (เช่นเครื่องยนต์ 3 สูบ) จะมุ่งเน้นไปที่การประหยัดน้ํามันเชื้อเพลิงมากขึ้น

 

III. การประชุมการจําแนกประเภทและหลักการทํางานของกระบอกสูบ

ตามวิธีการส่งกําลังกระบอกสูบสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

1.กระบอกสูบเดี่ยว: มีอากาศที่ด้านเดียวเท่านั้นลูกสูบถูกผลักออกโดยความดันอากาศและรีเซ็ตโดยสปริงหรือแรงโน้มถ่วงซึ่งเหมาะสําหรับสถานการณ์แบบ reciprocating ง่าย

2.กระบอกสูบแบบ Double-acting: มีการจ่ายอากาศสลับกันทั้งสองด้านเพื่อให้บรรลุการเคลื่อนไหวสองทิศทางของลูกสูบจังหวะและความเร็วสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบกลที่ซับซ้อน

 

IV.ความสําคัญของอุปกรณ์บัฟเฟอร์

หากกระบอกสูบความเร็วสูงจังหวะยาวไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์บัฟเฟอร์ลูกสูบจะสร้างแรงกระแทกที่ตําแหน่งเทอร์มินัลส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อส่วนประกอบและมลพิษทางเสียง (สูงสุด 140 dB)บัฟเฟอร์ไฮดรอลิกสามารถดูดซับพลังงานจลน์ได้อย่างราบรื่นผ่านหลุมลดความร้อนและสื่อน้ํามันแร่แปลงแรงกระแทกเป็นพลังงานความร้อนและกระจายตัวจึงยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์และลดเสียงรบกวนต่ํากว่า 70 dB

 

V.อิทธิพลของปริมาณกระบอกสูบและการจัดเรียงต่อประสิทธิภาพการทํางาน

จํานวนและการจัดเรียงของกระบอกสูบเป็นตัวชี้วัดที่สําคัญสําหรับการวัดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์:

- ปริมาณ : ยิ่งมีกระบอกสูบมาก (เช่น เครื่องยนต์ 8 สูบ หรือ 12 สูบ) กําลังขับของเครื่องยนต์ก็ยิ่งแรงขึ้น แต่ต้นทุนการผลิตและความซับซ้อนก็เพิ่มขึ้นพร้อมกัน

- การจัดเตรียม: โครงสร้างแบบอินไลน์นั้นเรียบง่ายและมีค่าใช้จ่ายในการบํารุงรักษาต่ํา การจัดเรียงประเภท V และ W เหมาะสําหรับความต้องการพลังงานสูงโดยคํานึงถึงทั้งการใช้พื้นที่และการควบคุมการสั่นสะเทือน การจัดเรียงในแนวนอน (เช่นเครื่องยนต์ 6 สูบ) สามารถลดศูนย์ถ่วงและปรับปรุงเสถียรภาพของยานพาหนะ

 

ในด้านกังหันไอน้ําการออกแบบกระบอกสูบก็เป็นสิ่งสําคัญเช่นกันเปลือกด้านนอกของมันจําเป็นต้องแยกสภาพแวดล้อมภายนอกสนับสนุนใบพัดภายในและไดอะแฟรมและทนต่อความเครียดของไอน้ําอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงกังหันไอน้ําขนาดใหญ่ใช้การออกแบบแบบแยกประเภท (กระบอกสูบแรงดันสูงกระบอกสูบแรงดันปานกลางกระบอกสูบแรงดันต่ํา) และใช้โครงสร้างสองชั้นเพื่อสร้างความสมดุลในการขยายตัวของความร้อนและสร้างความมั่นใจในการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

 

สรุปได้ว่าในฐานะหน่วยหลักของระบบพลังงานการออกแบบและการกําหนดค่าของกระบอกสูบมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพทางกลระดับการใช้พลังงานและอายุการใช้งานไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์รถยนต์หรือกังหันไอน้ําอุตสาหกรรมการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างกระบอกสูบเป็นประเด็นหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม