如何制作最简单的汽车发动机

Ⅰ 如何自己制作一个小发动机~！

第一章如何设计自己的发动机

设计参数：

1. 油气比
喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力，根据油品的爆炸极限，
燃油与空气重量比，一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。

2. 喷气频率，
喷气发动机喷气频率与机身长度有关，同一直径下，机身越长频率越低。

3. 机身直径与长度比 L/D
发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚，长度与比直径一般在10-17。
4.计算公式
发动机的推力是由许多因素决定的，如下公式可说明：m*va=F*t
V = 发动机体积 (dm^3.)
f = 喷气频率. (Hz)
va = 喷气速度. (m/s)
F = 推力 (N, Newton)
fc = 油耗 (gram/second)
m = 空气质量 kg
t =时间s秒.
以时间一秒，m=实际进入发动机的油气量X换算得出
m*v=F*t. m = mass = X %
实际推力：F (Newton) = (X * D^2 * 3.1415 * L * v^2 )/(L * 8)
由以上公式可以得出尾喷管直径越大，发动机的推力越大，同时进入的油气X越多就能产生更大的推力。

5.尾喷管长度
根据国外爱好者的实际经验，尾喷长度与对推力的影响较小，而对发动机工作的可靠性有较大影响。
发动机的尾喷管较长，阀片的工作频率f 较低，但每次吸入油气较多，使每次做功增大。长的喷管可以使发动机接近最大理论推力。同时空气吸入性能较好，使发动机容易发动。
短的尾喷会使发动机喷气频率f 加大，，同时间吸入的油气较少，因此，推力并没增加。并会使发动机不易发动，工作不稳定。
（提示：为了调节发动机方便起见，实际制作长度要比理论设计长些，因为长一些可以锯短。当短了要加长可就麻烦些，但不要太长，太长了结果会一样不工作）

计算公式是：
Y = 0.152 * X + 470 (mm) ，公制单位
(或Y = 3.88* X + 18,66 (inc)－英制单位

参考数据：

发动机名

Y=总长

X=尾喷管截面积

Brauner

490

907

Alpha

485

531

B-12

600

531

Aerojet

610

1075

PAM

810

907

Sov faa

670

1195

6.喷气速度
由于高温高压下喷气发动机喷气速度计算是一个复杂的过程，对于爱好者来说可用一个简化公式计算
va=2*L*f
p90的计算为例：
喷气速度为：150*2*0.86= 258 m/s.

7.单向阀通风孔面积
单向阀通风孔面积是发动设计最关键部，因为它关系到进入发动机的油与空气比.
计算公式
Y = 0.4922*X – 37 (平方mm)
在这里(X=尾喷管截面积，Y=单向阀通风孔面积，如果是大的发动机可不减37) .
另在设计中要考虑到阀片安装后会使通风孔面积减小10-20%,因此要留一定的余量。
计算结果大约是尾喷管截面积的50-60%，一般设计可取55%
（提示，稍大的通风面积可以让发动机更易点火）。

外国发动机设计参考：

发动机名

阀通风面积Y

尾喷截面积X

Brauner

452

907

Alpha

381

531

B-12

221

531

Aerojet

603

1075

PAM

506

907

Sov faa

661

1195

也可以已手册加工图自己验算一下，一般误差5%之间

8.进气口面积
位于发动机前端的进气孔最小面积不能小于单向阀通风孔面积。
为了雾化燃料，空气在缩小部速度加大，因此进气通道被设计为喇叭状，也称为空气节流阀。

9.如何设计自己的发动机
一、首先确定发动机的推力，
根据上述公式，以实际油气进入系数X=0.75计算简化得到
发动机推力与尾喷截面积的关系，设计公式为
F（磅）=4.2磅*平方英寸（喷管面积）
或者是：
F（牛顿）=2.65牛*平方厘米
（一千克力=9.8牛顿）

根据外国的设计为列：
如果要制作产生25磅推力的发动机，25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾喷管直径约2.75英寸。
阀孔的面积为5.95*0.6552=3.9平方英寸。（这里系数0.6552设计者计算是取经验值）

由于阀加工形状的限制，那么单向阀的截面积可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc，，以阀上开十个孔计算每个孔的面积为0.39 sqr inc，燃烧室截面积与单向阀的面积大致相同，能装进单向阀。
喷管长度可简化计算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8，留余量，可取50英寸,如果喷管尾部采用扩张部分，长度为0.2*41=8，总长50的情况下，那么实际尾喷管长为50-8=42英寸.
最小空气入口面积为阀孔面积，即3.9平方英寸

国外P-90发动机实验数据（供参考）
各参数如下
V = 2.9 litre
fc = 6.7 gram/sec
f = 150 Hz
va = 258 m/s
F = 85 Newton

第二章喷气发动机制作

1.材料选择
由于发动机在高温下工作，所以不能用铝，等低熔点金属。
一般对于爱好者来说，可使用碳钢，铝合金。不锈钢管是最佳的材料，你可以在五金店找到，各种规格都有，还可以用的材料是摩托车或汽车的排气管，是由碳钢组成，外表镀铝，不易生锈，但由于管比较厚显得稍重一些。价钱也不贵，40元一个左右，在摩托修理部能找到，用过的旧的更便宜10元一个都有得卖。你也可以按图加工锥形部分。
铝合金只可以用来做发动机最前部的进气节流罩，。

3.
如何制作进气单向阀
发动的关键在于单向阀的加工，阀的加工需要有车床作整体加工才行，如果没车床也可以采用另一种设计，如从蓝图可以看到，在一块厚3－10mm圆铁板上自己钻出需要的孔了可用来代替，然后装上阀片。

梅花型的阀片是发动机的关键，必须用弹性强，耐高温的，厚0.1-0.3mm左右薄钢片来作，否则将使发动机无法工作下去。阀片的加工可以剪出需要的形状，也可用电解法，像做印刷电路板那样，先在板上涂油漆，干后画出所要的样式，用钢针沿线条刻掉油漆，放入食盐水中，用6-12v的直流电电解。

4. 发动机的装配
喷气发动机的安装较简单，按图加工好部件，装上就可。在装单向阀片时，要注意将梅花阀片内弯10度到30度。使阀通气孔打开。另外注意发动机接点要不透气。

第三章如何启动发动机
概述
脉冲式发动机启动起比较困难吗?其实不然。从发动机原理可知要发动机燃烧发动需要满足以下条件：
1. 燃油
2. 空气
3. 点火源
燃料
脉冲式发动机可以使用多种日常燃料，家用的液化气，汽油，柴油，煤油，甲醇（工业酒精）等，一般选择为汽油做为燃料，对普通的爱好者来说可用任何牌号车用汽油即可。如果气温较低而可能会使燃料难以挥发，也可以向油中加入不超过25%的乙醚组分，使点火更容易。最好的燃料是甲醇，因为燃烧生成的是水，且易挥发，爆炸点范围宽。

空气
在喷气发动机没发动起来前，空气无法自动吸入燃烧室，这时，需要用一个小风箱或打气筒在发动机入口处输入空气来帮助发动机输入油气混合物，注意，空气需要有一定的压力与流速，才能使燃料充分雾化成油气。

点火方法
最好的办法是在机身燃烧室上装一个火花塞，如果没有也没关系，可以铁丝头缠棉球浸汽油点着后伸尾喷管同样也可点火。多种点火方式如图所示

点火步骤：
1. 接好油管，注意油箱液面与发动机喷油出口之间的高度不能大于20mm.
2. 打开电火花塞或点燃料小火把从尾喷管口伸入。
3. 手压风箱，或打气筒朝发动机入口吹风，注意观察看，要使单向阀片被吹开，油被吸入并雾化才行。

调节油阀针控制好油门大小，寻找最佳吹风角度使油能完全雾化。如果发动机还是不能点火，可以拆开机身，调节阀片的角度，与固定螺丝的松紧度。然后再试，直到找到最佳工作点，喷气发动机就会发动起来，撤走风箱及点火源也能持续运行了。
另外也可先用罐装火机用气体，从入口吹入，点火，步骤同上述一样，只是要调节好气体量。

第四章制作问题解答
一．为何发动机不工作
由于设计，加工中选材的问题，许多发动机不能正常工作，其实可以从燃烧条件来看主要原因是如下几点：
1. 空气不足与过量
由于阀片制作中材料不一样，阀片太硬了，会使外面空气无法吸入，因此要事先将阀片的间隙调好，要选适合的材料来做。另外实际由于阀片的阻力，使空气实际进入量减小约20%以上。
2. 空气过量是由于进气口设计太大，导致燃烧室火星被吹走，吸入的油气混合物无法被点然。
3. 喷管太短，太短的喷管使发动极不稳定。因为频率太高，吸入的油气来不及完全混合，会导致发动机熄火。
4. 油雾化不好，过重的油不易气化，因此不建议用比汽油重的油如柴油做燃料，最好是甲醇，因为易气化，爆炸浓度范围宽。
5. 进油液位低，由于油箱液位底，油无法被吸入，这时要抬高油箱位置。
二．为何发动机阀片工作寿命较短
由于阀片工作在高温下，加上在工作中振动频率大，因此阀片工作寿命成了发动机的弱点，如果制作材料易镕的话，高温下用不了几分钟就会完完。因此如何设计单向阀，使阀片工作寿命加大，就成了发动机制作者们的研究的课题。

一是选择耐高温的村料，二是采用无阀设计，现有的无阀脉冲发动机设计来看，机身制作较复杂，且推力较小。

脉动喷气发动机是喷气发动机的一种，可用于靶机，导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期，曾用它来推动V-1导弹，轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示，它的前部装有单向活门，之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室，最后是特殊设计的长长的尾喷管。

Ⅱ 怎么制作一台简易的斯特林发动机

斯特林发动机是活塞式热气发动机，在外部加热密封气室，里面的气体（氢气或氦气）膨胀推动活塞做功，膨胀后的气体在冷气室冷却，然后进入下一个流程。同样只要有一定值的温度差存在，都可以形成斯特林发动机。斯特林发动机可以使用多种的燃料，而且排气洁净，还有一个优势相对于内燃机来说，因为没有气体爆炸，所以大大降低了噪音污染。

下面介绍如何制作一个简易的斯特林发动机

• 第一步：材料与工具准备

  首先要准备的材料与工具如表1、表2 所示。

  表一 材料表

  名称 规格 数量 备注

  试管 18 x 150mm 1支 附橡皮塞

  玻璃针筒 10 ml 1 支 作为活塞

  铜管 内径约φ2mm 2段

  铜棒 φ2mm 1根

  光盘片 1片

  铅线 约φ1.5mm 1包 曲轴

  铁丝 细 固定钢丝绒用

  钢丝绒 1包 移气活塞

  塑胶软管 φ3 mm 1段

  木条 180 x 10 x 8 mm 1支 木条

  木板 若干 基座

  热熔胶 若干

  橡皮筋 2 条 固定试管及针筒

  小螺帽 内径约φ1.5mm 若干

  小铁钉 约φ1.5mm 若干 轴用

  冰棒棍 若干

  表二：工具表

  名称 数量 备注

  剪刀 1

  美工刀 1

  剪嘴钳 1 制作曲轴

  虎钳 1 制作曲轴

  线锯 1 切割木板

  电钻 1

  直尺 1

  记号笔 1 做记号

  实验室酒精灯 3~5组 亦可用蜡烛代替

  工业酒精2瓶

  铁鎚 1 钉制基架

• 第二步：制作步骤

• 利用手摇钻(或小电钻)将橡皮塞钻出两个孔，一为连通气室用，一为交换器用

  

• 最后将钻孔完毕的冰棒棍以小铁钉组合上去，即完成本次活动制作。

• 第三步：测试与完成

  要使自制的Stirling Engine运作，首先在试管下至一酒精灯，待烧热约1分钟，试着转动光盘片即可。如果旋转不够顺利，试着微调相位角度;又或者旋转的连续性(贯性)不够，可在光盘片上夹上小夹子，以增加其惯性转动力量。

注意事项：

虽然，本次制作的 Stirling Engine 教具结构简单，但整个史特灵引擎制作的关键，就在曲轴与活塞，因此有几点影响制作成功与否的关键要点要注意：

1.气体交换室(试管)的密闭性要高，尽量不要有漏气现象。

2. 曲轴角度要呈90 度，移气活塞的相位角要比活塞提前90 度。

3. 移气活塞的铜棒管接合处，要尽量能滑顺，但又不能有大量漏气现象，挑选铜管与铜棒时，公差要配合好。

4. 曲轴旋转的流畅度是关键，这个部份需要的精密度较高，尽量能以模具或电动工具制作。

5. 连结曲轴的冰棒棍要尽量平行推动，不要有分向力量减低推动。

6. 光盘片的目的是要增加其旋转惯性，如惯性不足，可用小夹子夹住光盘片来调整。斯特林发动机

Ⅲ 汽车发动机的缸体结构那么复杂，究竟是怎么做出来的

首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说，排量越大，发动机输出功率越大。

以上就是详细讲解汽车发动机构造和原理的讲解了，希望对大家有所帮助。

Ⅳ 汽车发动机的制造原理，

一、基本理论

汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。

有两点需注意：
1． 内燃机也有其他种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各的优点和缺点。
2． 同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气，然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少，也比相同动力的外燃机小很多。所以，现代汽车不用蒸汽机。
相比之下，内燃机比外燃机的效率高，比燃气轮机的价格便宜，比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。

二、燃烧是关键

汽车的发动机一般都采用4冲程。（马自达的转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍）

4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。

理解4冲程

活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：

1．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气
2．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。
3．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。
4．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。
注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。

三、汽缸数

发动机的核心部件是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动，上面所描述的是单汽缸的运动过程，而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的（4缸、6缸、8缸比较常见）。我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类：直列、V或水平对置（当然现在还有大众集团的W型，实际上是两个V组成）。
不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点，配备在相应的汽车上。

四、排量

混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行，活塞往复运动，你可以看到燃烧室容积的变化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）来度量。汽车的排量一般在1.5L~4.0L之间。每缸排量0.5L，4缸的排量为2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般来说，排量表示发动机动力的大小。
影响因素
1.1 结构制造
汽车各零部件的设计制造和装配情况直接影响发动机的性能。这些因素主要来自于汽车生产厂家，与用户无多大关系。各汽车生产厂家的特约维修站应当把发动机在使用中出现的一些典型问题反馈到制造厂，以利于改进。
1.2 使用
正确使用是延长发动机使用寿命的必备条件。
1.2.1 载荷的选择
发动机载荷直接影响其零部件的强度及寿命，增加载荷时，各总成的工作负荷也随之增加，磨损量增大；如果是初驶车辆，磨损会更大。新车或大修后的车辆，为了限制其初驶期的最高速度，减少负荷，延长发动机使用寿命，一般都在化油器上安装限速片。如果过早地拆除限速片，将导致发动机过早出现异响、漏油、漏气及动力下降，使发动机的使用周期缩短。
1.2.2 燃油和润滑油的选择
燃油的选用必须符合本车规定的牌号，禁止使用低牌号的燃油，否则发动机工作时会产生爆震，使机件受到强烈的冲击和使零部件的附加载荷增加，从而加速机件的磨损。因爆震产生的高温、高压及冲击波还会破坏气缸壁上的润滑油膜，恶化机件的润滑。试验表明，某发动机在有爆震和无爆震下各工作200 h，经测定有爆震时气缸上部平均磨损量是无爆震的2倍多。另外，含杂质超标的燃油，同样会加速机件的磨损和腐蚀。
润滑油的选择，亦应符合发动机的工作需要，若发动机润滑油粘度较低，则润滑油压力就低，不能形成油膜，造成边界摩擦或干摩擦；若润滑油粘度过大，则流动性差，不利于冷车起动，同时润滑油通过机油滤清器到达润滑部位的时间长，使起动磨损增大。
润滑油的加注应适量，油面过高时，不但会增加运动阻力，降低功率，而且会使润滑油窜入气缸内燃烧，造成积碳过多；而润滑油过少时，油压低，难以形成油膜，又会造成干摩擦或边界摩擦，使磨损增加，轴承产生异响，甚至发生拉缸及烧瓦等严重事故。
1.2.3 冷起动和冷却水温度
当冷车起动时，特别是冬季起动车辆，应尽量采用预热措施或冷摇慢转低速升温的办法，禁止猛轰油门。因为发动机冷起动时，润滑油粘度较高，其到达润滑部位的时间较长。有资料证明，在气温为－15 ℃时，起动2 min后，润滑油才能流到连杆轴承及缸盖上的运动副等部位，在这一段时间内如猛踩油门，发动机转速就会迅速上升，润滑油未到达的部位形成干摩擦，加剧磨损。
当发动机温度过高时，润滑油变稀，不能很好的形成润滑油膜，同样会增大机件的磨损，还极易产生爆震。但也不可因水温高而盲目拆除节温器使发动机长期在低温下工作，这也会造成发动机过量磨损。
1.3 道 路
路面质量对车速的发挥、燃料的消耗及磨损有极大的影响，若路面是砂石或泥泞路时，行驶阻力是不断变化的；在阻力大时，发动机就工作在大负荷工况下，此时缸内的压力增大，磨损加剧。
1.4 气 候
在冬季，由于润滑油的粘度低，进入润滑部位慢，从而使发动机干摩擦的时间长；在酷热的夏天，汽车各零件处于热状态，在环境温度为40 ℃时，就会严重影响电气元件的性能，使点火系不能正常工作；另外，由于高温，润滑油变稀，油膜难以形成，使发动机干摩擦的倾向性增大。
1.5 驾 驶
驾驶技术的熟练与否也影响发动机的性能和使用寿命。
1.5.1 挡位的选择
在行驶中应掌握“高速挡不硬撑”，否则发动机长时间高速运转，使发动机没有余力，稳定性差，产生扭振和冲击，造成机件损伤；“低速挡不硬冲”，否则发动机温度增高，造成早燃及爆燃等现象，导致发动机早期磨损。
1.5.2 车速的选择
车速对各运动副的磨损量影响较大，磨损量取决于相对运动速度、正压力和摩擦系数。在高速时，活塞平均线速度较大，故相对缸体的磨损就大，尤其是燃烧不好时，碳粒形成的磨粒使磨损增大。车速低时，由于润滑油压力低，油膜刚度小，润滑条件差，也会使磨损量加大。 1.6 维护保养质量
加强对发动机的维护保养是延长发动机寿命的重要举措。除日常检查保养的项目外，要重点把好发动机的“入口”关，保持“三滤”(机油滤清器、汽车滤清器、空气滤清器)的清洁。如果“三滤”出现故障，空气中的灰尘及润滑油和燃油中的杂质大量进入气缸，从而加剧了磨料磨损。实践表明，如果空气滤清器失效，若在我国的西北或华北地区行车一天进入气缸的灰尘可高达30 g，气缸的磨损量将比正常的大100倍。

2 对 策
2.1 正确驾驶车辆
适时换挡；切忌超载；尽可能减少发动机的冷起动次数；保持一定的冷却水温度；合理选择车速。
2.2 合理选用燃油和润滑油
2.3 加强对发动机维护和定期保养

所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力。

五、发动机的其他部分

凸轮轴 控制进气阀和排气阀的开闭
火花塞 火花塞放出火花点燃油气混合气，使得爆炸发生。火花必须在适当的时候放出。
阀门 进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。在压缩和
燃烧时，这两个阀都是关闭的，来保证燃烧室的密封。
活塞环 在气缸壁和活塞中提出密封：
1．防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。
2．防止润滑油进入汽缸内燃烧。
大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧：活塞环不再密封引起的（尾气管冒青烟）
活塞杆 连接活塞环和曲轴，使得活塞和曲轴维持各自的运动。
润滑油槽 包围着曲轴，里面有相当数量的油

Ⅳ 如何制作汽车发动机

第一，铸造原料（比如说铝镁合金，铸铁等），第二，加工机械：冲压机，抛光机，焊接机等，第三，精良的检查团队，第四，高效的组装团队，第五，高技术的测试团队。