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楼主: CRS

所以到底为什么内燃机不能直接带动火车

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发表于 2018-3-24 15:33:57 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-24 10:33
不过我想起来,燃气轮机相比于通过曲柄机构输出转矩的蒸汽机,一个优点是扭矩稳定,像电动机一样是持续稳 ...

是的,对于蒸汽机车两个缸公式成立,对于汽车四个缸,六个缸的,输出曲线会更加趋近于直线但不会变成直线,不过人已经感觉不出这种波动了
发表于 2018-3-25 04:35:50 | 显示全部楼层
vvvf 发表于 2018-3-24 15:33
是的,对于蒸汽机车两个缸公式成立,对于汽车四个缸,六个缸的,输出曲线会更加趋近于直线但不会变成直线 ...

汽车感觉不出扭矩波动,应该主要有两个原因,一个是飞轮(惯性轮稳定转速和扭矩),再一个是汽车发动机的扭矩震荡频率,人应该也是感觉不出来的。

说到这里想起以前的磁带播放机,实际上播放机的直流电动机,它的输出扭矩和转速也是波动的,所以机芯的主轴皮带轮都会带上一个金属圈,或整个主轴皮带轮就是用金属做成的,这个惯性轮有两个作用,一个是稳定转速,改善播放音质(实际上我们这种破耳朵是听不出来的),其次机芯一些自动动作,比如自动跳键,往往是一系列机械动作来完成的,但很多机芯的设计是在动作完成之前电动机就已经断电了,所以就需要有惯性轮提供转动来完成动作。

发表于 2018-3-25 18:11:35 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-25 04:35
汽车感觉不出扭矩波动,应该主要有两个原因,一个是飞轮(惯性轮稳定转速和扭矩),再一个是汽车发动机的 ...

对,我忘了还有飞轮
发表于 2018-3-26 11:49:23 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-24 00:24
我记得说是燃气轮机的一个优点是功率密度可以做的很大。相同体积的活塞往复式内燃机很难做到燃气轮机的功 ...

还有一个因素,就是燃气轮机的工作寿命同内燃机、蒸汽机等相比,过短。
发表于 2018-3-26 23:29:47 | 显示全部楼层
huamao_zhh 发表于 2018-3-26 11:49
还有一个因素,就是燃气轮机的工作寿命同内燃机、蒸汽机等相比,过短。

其实总结一句话就是成本太高,基本上除了不差钱的军工,还有对其优势的需求非常大的航空航天(其实也是不差钱),一般的领域养不起。

发表于 2018-3-27 15:17:49 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-26 23:29
其实总结一句话就是成本太高,基本上除了不差钱的军工,还有对其优势的需求非常大的航空航天(其实也是不 ...

军工钱是次要的,首先是可靠性,其次是性能。
发表于 2018-3-28 10:25:50 | 显示全部楼层
1、好像没有说内燃机不能直接驱动火车吧--严格讲电传动也是内燃机驱动。当然我理解说的直接驱动是指机械传动(变速箱传动),其实变速箱传动是可以的只是说性能价格效果不匹配,性价比不高,主流的不大用而已而不是说不能驱动。
如果说是发动机直接驱动车轮连变速箱也不要的话,那几乎所有内燃机都无法驱动交通车辆(只有极为轻型的轻便摩托车马马虎虎),因为转速扭矩基本无法匹配。
轮机能驱动火车吗??估计不行吧,轮机的功率特性比内燃机还糟糕。当然早期那种极慢速的估计问题不大--那样的场景内燃机问题同样不大--问题是现在都不能用了。
另外多缸(6缸或者以上)内燃机还有飞轮吗??或者飞轮主要作用也不是惯性来实现稳定的了吧
当然单缸的是必须的
发表于 2018-3-28 21:03:59 来自手机 | 显示全部楼层
直联扭矩太大。所以要么减速增矩,但是功率太大了齿轮组就忒重忒复杂,效率过低。发动机大到一定程度,齿轮减速的弊端就和液力传动形式交叉了。再大,电驱就顺理成章了。非专业人士大概认知如此。i
发表于 2018-3-28 23:39:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 Lion2013 于 2018-3-29 00:15 编辑
hoige 发表于 2018-3-28 10:25
1、好像没有说内燃机不能直接驱动火车吧--严格讲电传动也是内燃机驱动。当然我理解说的直接驱动是指机械传 ...
变速箱传动是可以的只是说性能价格效果不匹配,性价比不高

我的观点大体就是你说的。我前面那一大堆,说得40~50档变速箱,其实就是这个意思。

6缸以上的柴油机仍然有飞轮,只不过不像单缸柴油机那么显眼而已。卡车柴油机的飞轮好像与离合器片接触,兼做离合器的主动轮(不知道正式叫法是啥,懒得查了)。

刚才查了一下火车上的柴油机也带飞轮,只不过相比于缸体,更小一点而已,但都有。
发表于 2018-3-28 23:47:17 | 显示全部楼层
huamao_zhh 发表于 2018-3-27 15:17
军工钱是次要的,首先是可靠性,其次是性能。
hoige 发表于 2018-3-28 10:25
1、好像没有说内燃机不能直接驱动火车吧--严格讲电传动也是内燃机驱动。当然我理解说的直接驱动是指机械传 ...

其实钱就是到位的话,可靠性差也不是事。可以投入更大成本提高冗余,再不济大不了打一次仗换一套呗。
就像F1赛车,它的发动机和变速箱我记得说跑几场比赛还是几个小时就不能再继续用了,人家有钱,换呗,一台车从服役到退役,发动机和变速箱不知道换过多少台了。
发表于 2018-3-29 08:42:09 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-28 23:39
我的观点大体就是你说的。我前面那一大堆,说得40~50档变速箱,其实就是这个意思。

6缸以上的柴油机 ...

其实我意思也是一样的是说多缸的飞轮作用基本上不是起惯性稳定的作用了吧 。
另外轮机驱动火车估计只能是早期的,那时候如果有柴油机那也是一样的甚至柴油机更好(限于直接驱动)
但是现在的场景当然二者都不能用了
发表于 2018-3-29 10:34:36 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-28 23:47
其实钱就是到位的话,可靠性差也不是事。可以投入更大成本提高冗余,再不济大不了打一次仗换一套呗。
...

冗余有一个问题,就是体积会变大,带来的能耗比可能会下降,所以不可能无限度的追求冗余。
发表于 2018-3-29 23:17:43 | 显示全部楼层
huamao_zhh 发表于 2018-3-29 10:34
冗余有一个问题,就是体积会变大,带来的能耗比可能会下降,所以不可能无限度的追求冗余。

现在随着材料科技的提高,冗余不一定要体积变大,有可能在一些制造工艺上,比如合金成分配比、热处理等进行调整了。

发表于 2018-3-29 23:41:52 | 显示全部楼层
hoige 发表于 2018-3-29 08:42
其实我意思也是一样的是说多缸的飞轮作用基本上不是起惯性稳定的作用了吧 。
另外轮机驱动火车估计只能 ...

其实内燃机太具体的我了解的也不多,但是从飞轮的构造来看,应该还是有惯性轮的成分,它仍然是外沿比较厚重的造型。

至于说轮机,蒸汽轮机我印象中还没见过火车用这个的,都是燃气轮机,烧重油的,美国和苏联都搞过,中国也搞过。

那个时候用重油主要是重油当时是作为工业副产品,或者说是废料出来的(应该主要是炼油厂吧)。当时别说燃气轮机机车,蒸汽机车都有烧重油的,有烧煤的改装成烧油的,也有直接新造的就是烧油的,比如美国西部南太平洋的CabForward机车。后期石油裂化技术出来了,重油可以裂化成柴油、汽油等,所以燃气轮机就被内燃机取代了(确切说是燃气轮机被活塞往复式内燃机取代了,因为燃气轮机实际上也是内燃机的一种)。

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发表于 2018-3-30 11:26:02 | 显示全部楼层
Lion2013 发表于 2018-3-29 23:17
现在随着材料科技的提高,冗余不一定要体积变大,有可能在一些制造工艺上,比如合金成分配比、热处理等进 ...

冗余都是系统性的,而不是光材质冗余啊。
发表于 2018-3-30 23:19:08 | 显示全部楼层
huamao_zhh 发表于 2018-3-30 11:26
冗余都是系统性的,而不是光材质冗余啊。

我只是举例说了其中一部分。
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