如何製作最簡單的汽車發動機

Ⅰ 如何自己製作一個小發動機~！

第一章如何設計自己的發動機

設計參數：

1. 油氣比
噴氣發動機依靠油氣燃燒產生反作用力，根據油品的爆炸極限，
燃油與空氣重量比，一般在15-20%。即一升空氣約需一克的油。

2. 噴氣頻率，
噴氣發動機噴氣頻率與機身長度有關，同一直徑下，機身越長頻率越低。

3. 機身直徑與長度比 L/D
發動機長度與直徑是發動機設計的重要步聚，長度與比直徑一般在10-17。
4.計算公式
發動機的推力是由許多因素決定的，如下公式可說明：m*va=F*t
V = 發動機體積 (dm^3.)
f = 噴氣頻率. (Hz)
va = 噴氣速度. (m/s)
F = 推力 (N, Newton)
fc = 油耗 (gram/second)
m = 空氣質量 kg
t =時間s秒.
以時間一秒，m=實際進入發動機的油氣量X換算得出
m*v=F*t. m = mass = X %
實際推力：F (Newton) = (X * D^2 * 3.1415 * L * v^2 )/(L * 8)
由以上公式可以得出尾噴管直徑越大，發動機的推力越大，同時進入的油氣X越多就能產生更大的推力。

5.尾噴管長度
根據國外愛好者的實際經驗，尾噴長度與對推力的影響較小，而對發動機工作的可靠性有較大影響。
發動機的尾噴管較長，閥片的工作頻率f 較低，但每次吸入油氣較多，使每次做功增大。長的噴管可以使發動機接近最大理論推力。同時空氣吸入性能較好，使發動機容易發動。
短的尾噴會使發動機噴氣頻率f 加大，，同時間吸入的油氣較少，因此，推力並沒增加。並會使發動機不易發動，工作不穩定。
（提示：為了調節發動機方便起見，實際製作長度要比理論設計長些，因為長一些可以鋸短。當短了要加長可就麻煩些，但不要太長，太長了結果會一樣不工作）

計算公式是：
Y = 0.152 * X + 470 (mm) ，公制單位
(或Y = 3.88* X + 18,66 (inc)－英制單位

參考數據：

發動機名

Y=總長

X=尾噴管截面積

Brauner

490

907

Alpha

485

531

B-12

600

531

Aerojet

610

1075

PAM

810

907

Sov faa

670

1195

6.噴氣速度
由於高溫高壓下噴氣發動機噴氣速度計算是一個復雜的過程，對於愛好者來說可用一個簡化公式計算
va=2*L*f
p90的計算為例：
噴氣速度為：150*2*0.86= 258 m/s.

7.單向閥通風孔面積
單向閥通風孔面積是發動設計最關鍵部，因為它關繫到進入發動機的油與空氣比.
計算公式
Y = 0.4922*X – 37 (平方mm)
在這里(X=尾噴管截面積，Y=單向閥通風孔面積，如果是大的發動機可不減37) .
另在設計中要考慮到閥片安裝後會使通風孔面積減小10-20%,因此要留一定的餘量。
計算結果大約是尾噴管截面積的50-60%，一般設計可取55%
（提示，稍大的通風面積可以讓發動機更易點火）。

外國發動機設計參考：

發動機名

閥通風面積Y

尾噴截面積X

Brauner

452

907

Alpha

381

531

B-12

221

531

Aerojet

603

1075

PAM

506

907

Sov faa

661

1195

也可以已手冊加工圖自己驗算一下，一般誤差5%之間

8.進氣口面積
位於發動機前端的進氣孔最小面積不能小於單向閥通風孔面積。
為了霧化燃料，空氣在縮小部速度加大，因此進氣通道被設計為喇叭狀，也稱為空氣節流閥。

9.如何設計自己的發動機
一、首先確定發動機的推力，
根據上述公式，以實際油氣進入系數X=0.75計算簡化得到
發動機推力與尾噴截面積的關系，設計公式為
F（磅）=4.2磅*平方英寸（噴管面積）
或者是：
F（牛頓）=2.65牛*平方厘米
（一千克力=9.8牛頓）

根據外國的設計為列：
如果要製作產生25磅推力的發動機，25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾噴管直徑約2.75英寸。
閥孔的面積為5.95*0.6552=3.9平方英寸。（這里系數0.6552設計者計算是取經驗值）

由於閥加工形狀的限制，那麼單向閥的截面積可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc，，以閥上開十個孔計算每個孔的面積為0.39 sqr inc，燃燒室截面積與單向閥的面積大致相同，能裝進單向閥。
噴管長度可簡化計算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8，留餘量，可取50英寸,如果噴管尾部採用擴張部分，長度為0.2*41=8，總長50的情況下，那麼實際尾噴管長為50-8=42英寸.
最小空氣入口面積為閥孔面積，即3.9平方英寸

國外P-90發動機實驗數據（供參考）
各參數如下
V = 2.9 litre
fc = 6.7 gram/sec
f = 150 Hz
va = 258 m/s
F = 85 Newton

第二章噴氣發動機製作

1.材料選擇
由於發動機在高溫下工作，所以不能用鋁，等低熔點金屬。
一般對於愛好者來說，可使用碳鋼，鋁合金。不銹鋼管是最佳的材料，你可以在五金店找到，各種規格都有，還可以用的材料是摩托車或汽車的排氣管，是由碳鋼組成，外表鍍鋁，不易生銹，但由於管比較厚顯得稍重一些。價錢也不貴，40元一個左右，在摩托修理部能找到，用過的舊的更便宜10元一個都有得賣。你也可以按圖加工錐形部分。
鋁合金只可以用來做發動機最前部的進氣節流罩，。

3.
如何製作進氣單向閥
發動的關鍵在於單向閥的加工，閥的加工需要有車床作整體加工才行，如果沒車床也可以採用另一種設計，如從藍圖可以看到，在一塊厚3－10mm圓鐵板上自己鑽出需要的孔了可用來代替，然後裝上閥片。

梅花型的閥片是發動機的關鍵，必須用彈性強，耐高溫的，厚0.1-0.3mm左右薄鋼片來作，否則將使發動機無法工作下去。閥片的加工可以剪出需要的形狀，也可用電解法，像做印刷電路板那樣，先在板上塗油漆，干後畫出所要的樣式，用鋼針沿線條刻掉油漆，放入食鹽水中，用6-12v的直流電電解。

4. 發動機的裝配
噴氣發動機的安裝較簡單，按圖加工好部件，裝上就可。在裝單向閥片時，要注意將梅花閥片內彎10度到30度。使閥通氣孔打開。另外注意發動機接點要不透氣。

第三章如何啟動發動機
概述
脈沖式發動機啟動起比較困難嗎?其實不然。從發動機原理可知要發動機燃燒發動需要滿足以下條件：
1. 燃油
2. 空氣
3. 點火源
燃料
脈沖式發動機可以使用多種日常燃料，家用的液化氣，汽油，柴油，煤油，甲醇（工業酒精）等，一般選擇為汽油做為燃料，對普通的愛好者來說可用任何牌號車用汽油即可。如果氣溫較低而可能會使燃料難以揮發，也可以向油中加入不超過25%的乙醚組分，使點火更容易。最好的燃料是甲醇，因為燃燒生成的是水，且易揮發，爆炸點范圍寬。

空氣
在噴氣發動機沒發動起來前，空氣無法自動吸入燃燒室，這時，需要用一個小風箱或打氣筒在發動機入口處輸入空氣來幫助發動機輸入油氣混合物，注意，空氣需要有一定的壓力與流速，才能使燃料充分霧化成油氣。

點火方法
最好的辦法是在機身燃燒室上裝一個火花塞，如果沒有也沒關系，可以鐵絲頭纏棉球浸汽油點著後伸尾噴管同樣也可點火。多種點火方式如圖所示

點火步驟：
1. 接好油管，注意油箱液面與發動機噴油出口之間的高度不能大於20mm.
2. 打開電火花塞或點燃料小火把從尾噴管口伸入。
3. 手壓風箱，或打氣筒朝發動機入口吹風，注意觀察看，要使單向閥片被吹開，油被吸入並霧化才行。

調節油閥針控制好油門大小，尋找最佳吹風角度使油能完全霧化。如果發動機還是不能點火，可以拆開機身，調節閥片的角度，與固定螺絲的松緊度。然後再試，直到找到最佳工作點，噴氣發動機就會發動起來，撤走風箱及點火源也能持續運行了。
另外也可先用罐裝火機用氣體，從入口吹入，點火，步驟同上述一樣，只是要調節好氣體量。

第四章製作問題解答
一．為何發動機不工作
由於設計，加工中選材的問題，許多發動機不能正常工作，其實可以從燃燒條件來看主要原因是如下幾點：
1. 空氣不足與過量
由於閥片製作中材料不一樣，閥片太硬了，會使外面空氣無法吸入，因此要事先將閥片的間隙調好，要選適合的材料來做。另外實際由於閥片的阻力，使空氣實際進入量減小約20%以上。
2. 空氣過量是由於進氣口設計太大，導致燃燒室火星被吹走，吸入的油氣混合物無法被點然。
3. 噴管太短，太短的噴管使發動極不穩定。因為頻率太高，吸入的油氣來不及完全混合，會導致發動機熄火。
4. 油霧化不好，過重的油不易氣化，因此不建議用比汽油重的油如柴油做燃料，最好是甲醇，因為易氣化，爆炸濃度范圍寬。
5. 進油液位低，由於油箱液位底，油無法被吸入，這時要抬高油箱位置。
二．為何發動機閥片工作壽命較短
由於閥片工作在高溫下，加上在工作中振動頻率大，因此閥片工作壽命成了發動機的弱點，如果製作材料易鎔的話，高溫下用不了幾分鍾就會完完。因此如何設計單向閥，使閥片工作壽命加大，就成了發動機製作者們的研究的課題。

一是選擇耐高溫的村料，二是採用無閥設計，現有的無閥脈沖發動機設計來看，機身製作較復雜，且推力較小。

脈動噴氣發動機是噴氣發動機的一種，可用於靶機，導彈或航空模型上。德國納粹在第二次世界大戰的後期，曾用它來推動V-1導彈，轟炸過倫敦。這種發動機的結構如圖所示，它的前部裝有單向活門，之後是含有燃油噴嘴和火花塞的燃燒室，最後是特殊設計的長長的尾噴管。

Ⅱ 怎麼製作一台簡易的斯特林發動機

斯特林發動機是活塞式熱氣發動機，在外部加熱密封氣室，裡面的氣體（氫氣或氦氣）膨脹推動活塞做功，膨脹後的氣體在冷氣室冷卻，然後進入下一個流程。同樣只要有一定值的溫度差存在，都可以形成斯特林發動機。斯特林發動機可以使用多種的燃料，而且排氣潔凈，還有一個優勢相對於內燃機來說，因為沒有氣體爆炸，所以大大降低了噪音污染。

下面介紹如何製作一個簡易的斯特林發動機

• 第一步：材料與工具准備

  首先要准備的材料與工具如表1、表2 所示。

  表一 材料表

  名稱 規格 數量 備注

  試管 18 x 150mm 1支 附橡皮塞

  玻璃針筒 10 ml 1 支 作為活塞

  銅管 內徑約φ2mm 2段

  銅棒 φ2mm 1根

  光碟片 1片

  鉛線 約φ1.5mm 1包 曲軸

  鐵絲 細 固定鋼絲絨用

  鋼絲絨 1包 移氣活塞

  塑膠軟管 φ3 mm 1段

  木條 180 x 10 x 8 mm 1支 木條

  木板 若干 基座

  熱熔膠 若干

  橡皮筋 2 條 固定試管及針筒

  小螺帽 內徑約φ1.5mm 若干

  小鐵釘 約φ1.5mm 若干 軸用

  冰棒棍 若干

  表二：工具表

  名稱 數量 備注

  剪刀 1

  美工刀 1

  剪嘴鉗 1 製作曲軸

  虎鉗 1 製作曲軸

  線鋸 1 切割木板

  電鑽 1

  直尺 1

  記號筆 1 做記號

  實驗室酒精燈 3~5組 亦可用蠟燭代替

  工業酒精2瓶

  鐵鎚 1 釘制基架

• 第二步：製作步驟

• 利用手搖鑽(或小電鑽)將橡皮塞鑽出兩個孔，一為連通氣室用，一為交換器用

  

• 最後將鑽孔完畢的冰棒棍以小鐵釘組合上去，即完成本次活動製作。

• 第三步：測試與完成

  要使自製的Stirling Engine運作，首先在試管下至一酒精燈，待燒熱約1分鍾，試著轉動光碟片即可。如果旋轉不夠順利，試著微調相位角度;又或者旋轉的連續性(貫性)不夠，可在光碟片上夾上小夾子，以增加其慣性轉動力量。

注意事項：

雖然，本次製作的 Stirling Engine 教具結構簡單，但整個史特靈引擎製作的關鍵，就在曲軸與活塞，因此有幾點影響製作成功與否的關鍵要點要注意：

1.氣體交換室(試管)的密閉性要高，盡量不要有漏氣現象。

2. 曲軸角度要呈90 度，移氣活塞的相位角要比活塞提前90 度。

3. 移氣活塞的銅棒管接合處，要盡量能滑順，但又不能有大量漏氣現象，挑選銅管與銅棒時，公差要配合好。

4. 曲軸旋轉的流暢度是關鍵，這個部份需要的精密度較高，盡量能以模具或電動工具製作。

5. 連結曲軸的冰棒棍要盡量平行推動，不要有分向力量減低推動。

6. 光碟片的目的是要增加其旋轉慣性，如慣性不足，可用小夾子夾住光碟片來調整。斯特林發動機

Ⅲ 汽車發動機的缸體結構那麼復雜，究竟是怎麼做出來的

首先來看看最常見的一個發動機參數———發動機排量。發動機排量是發動機各汽缸工作容積的總和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點到下止點所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是非常重要的發動機參數，它比缸徑和缸數更能代表發動機的大小，發動機的許多指標都同排氣量密切相關。一般來說，排量越大，發動機輸出功率越大。

以上就是詳細講解汽車發動機構造和原理的講解了，希望對大家有所幫助。

Ⅳ 汽車發動機的製造原理，

一、基本理論

汽油發動機將汽油的能量轉化為動能來驅動汽車，最簡單的辦法是通過在發動機內部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發動機是內燃機----燃燒在發動機內部發生。

有兩點需注意：
1． 內燃機也有其他種類，比如柴油機，燃氣輪機，各有各的優點和缺點。
2． 同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料（煤、木頭、油）在發動機外部燃燒產生蒸氣，然後蒸氣進入發動機內部來產生動力。內燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動力的外燃機小很多。所以，現代汽車不用蒸汽機。
相比之下，內燃機比外燃機的效率高，比燃氣輪機的價格便宜，比電動汽車容易添加燃料。這些優點使得大部分現代汽車都使用往復式的內燃機。

二、燃燒是關鍵

汽車的發動機一般都採用4沖程。（馬自達的轉子發動機在此不討論，汽車畫報曾做過介紹）

4沖程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發動機完成一個周期(2圈)。

理解4沖程

活塞，它由一個活塞桿和曲軸相聯，過程如下：

1．活塞在頂部開始，進氣閥打開，活塞往下運動，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。
3．當活塞到達頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運動。
4．活塞到達底部，排氣閥打開，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意：內燃機最終產生的運動是轉動的，活塞的直線往復運動最終由曲軸轉化為轉動，這樣才能驅動汽車輪胎。

三、汽缸數

發動機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內進行往復運動，上面所描述的是單汽缸的運動過程，而實際應用中的發動機都是有多個汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見）。我們通常通過汽缸的排列方式對發動機分類：直列、V或水平對置（當然現在還有大眾集團的W型，實際上是兩個V組成）。
不同的排列方式使得發動機在順滑性、製造費用和外型上有著各自的優點和缺點，配備在相應的汽車上。

四、排量

混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進行，活塞往復運動，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來度量。汽車的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來說，排量表示發動機動力的大小。
影響因素
1.1 結構製造
汽車各零部件的設計製造和裝配情況直接影響發動機的性能。這些因素主要來自於汽車生產廠家，與用戶無多大關系。各汽車生產廠家的特約維修站應當把發動機在使用中出現的一些典型問題反饋到製造廠，以利於改進。
1.2 使用
正確使用是延長發動機使用壽命的必備條件。
1.2.1 載荷的選擇
發動機載荷直接影響其零部件的強度及壽命，增載入荷時，各總成的工作負荷也隨之增加，磨損量增大；如果是初駛車輛，磨損會更大。新車或大修後的車輛，為了限制其初駛期的最高速度，減少負荷，延長發動機使用壽命，一般都在化油器上安裝限速片。如果過早地拆除限速片，將導致發動機過早出現異響、漏油、漏氣及動力下降，使發動機的使用周期縮短。
1.2.2 燃油和潤滑油的選擇
燃油的選用必須符合本車規定的牌號，禁止使用低牌號的燃油，否則發動機工作時會產生爆震，使機件受到強烈的沖擊和使零部件的附載入荷增加，從而加速機件的磨損。因爆震產生的高溫、高壓及沖擊波還會破壞氣缸壁上的潤滑油膜，惡化機件的潤滑。試驗表明，某發動機在有爆震和無爆震下各工作200 h，經測定有爆震時氣缸上部平均磨損量是無爆震的2倍多。另外，含雜質超標的燃油，同樣會加速機件的磨損和腐蝕。
潤滑油的選擇，亦應符合發動機的工作需要，若發動機潤滑油粘度較低，則潤滑油壓力就低，不能形成油膜，造成邊界摩擦或干摩擦；若潤滑油粘度過大，則流動性差，不利於冷車起動，同時潤滑油通過機油濾清器到達潤滑部位的時間長，使起動磨損增大。
潤滑油的加註應適量，油麵過高時，不但會增加運動阻力，降低功率，而且會使潤滑油竄入氣缸內燃燒，造成積碳過多；而潤滑油過少時，油壓低，難以形成油膜，又會造成干摩擦或邊界摩擦，使磨損增加，軸承產生異響，甚至發生拉缸及燒瓦等嚴重事故。
1.2.3 冷起動和冷卻水溫度
當冷車起動時，特別是冬季起動車輛，應盡量採用預熱措施或冷搖慢轉低速升溫的辦法，禁止猛轟油門。因為發動機冷起動時，潤滑油粘度較高，其到達潤滑部位的時間較長。有資料證明，在氣溫為－15 ℃時，起動2 min後，潤滑油才能流到連桿軸承及缸蓋上的運動副等部位，在這一段時間內如猛踩油門，發動機轉速就會迅速上升，潤滑油未到達的部位形成干摩擦，加劇磨損。
當發動機溫度過高時，潤滑油變稀，不能很好的形成潤滑油膜，同樣會增大機件的磨損，還極易產生爆震。但也不可因水溫高而盲目拆除節溫器使發動機長期在低溫下工作，這也會造成發動機過量磨損。
1.3 道 路
路面質量對車速的發揮、燃料的消耗及磨損有極大的影響，若路面是砂石或泥濘路時，行駛阻力是不斷變化的；在阻力大時，發動機就工作在大負荷工況下，此時缸內的壓力增大，磨損加劇。
1.4 氣 候
在冬季，由於潤滑油的粘度低，進入潤滑部位慢，從而使發動機干摩擦的時間長；在酷熱的夏天，汽車各零件處於熱狀態，在環境溫度為40 ℃時，就會嚴重影響電氣元件的性能，使點火系不能正常工作；另外，由於高溫，潤滑油變稀，油膜難以形成，使發動機干摩擦的傾向性增大。
1.5 駕 駛
駕駛技術的熟練與否也影響發動機的性能和使用壽命。
1.5.1 擋位的選擇
在行駛中應掌握「高速擋不硬撐」，否則發動機長時間高速運轉，使發動機沒有餘力，穩定性差，產生扭振和沖擊，造成機件損傷；「低速擋不硬沖」，否則發動機溫度增高，造成早燃及爆燃等現象，導致發動機早期磨損。
1.5.2 車速的選擇
車速對各運動副的磨損量影響較大，磨損量取決於相對運動速度、正壓力和摩擦系數。在高速時，活塞平均線速度較大，故相對缸體的磨損就大，尤其是燃燒不好時，碳粒形成的磨粒使磨損增大。車速低時，由於潤滑油壓力低，油膜剛度小，潤滑條件差，也會使磨損量加大。 1.6 維護保養質量
加強對發動機的維護保養是延長發動機壽命的重要舉措。除日常檢查保養的項目外，要重點把好發動機的「入口」關，保持「三濾」(機油濾清器、汽車濾清器、空氣濾清器)的清潔。如果「三濾」出現故障，空氣中的灰塵及潤滑油和燃油中的雜質大量進入氣缸，從而加劇了磨料磨損。實踐表明，如果空氣濾清器失效，若在我國的西北或華北地區行車一天進入氣缸的灰塵可高達30 g，氣缸的磨損量將比正常的大100倍。

2 對 策
2.1 正確駕駛車輛
適時換擋；切忌超載；盡可能減少發動機的冷起動次數；保持一定的冷卻水溫度；合理選擇車速。
2.2 合理選用燃油和潤滑油
2.3 加強對發動機維護和定期保養

所以增加汽缸數量或增加每個汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動力。

五、發動機的其他部分

凸輪軸 控制進氣閥和排氣閥的開閉
火花塞 火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得爆炸發生。火花必須在適當的時候放出。
閥門 進氣、出氣閥分別在適當的時候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時，這兩個閥都是關閉的，來保證燃燒室的密封。
活塞環 在氣缸壁和活塞中提出密封：
1．防止在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣泄漏進潤滑油箱。
2．防止潤滑油進入汽缸內燃燒。
大多「燒機油」的汽車就是因為發動機太舊：活塞環不再密封引起的（尾氣管冒青煙）
活塞桿 連接活塞環和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運動。
潤滑油槽 包圍著曲軸，裡面有相當數量的油

Ⅳ 如何製作汽車發動機

第一，鑄造原料（比如說鋁鎂合金，鑄鐵等），第二，加工機械：沖壓機，拋光機，焊接機等，第三，精良的檢查團隊，第四，高效的組裝團隊，第五，高技術的測試團隊。