活塞引擎 5:機件振動分析
前集說完了汽缸點火的順序影響引擎振動特性的部份,這集要來解說零件運動所造成的振動。
關於活塞發動機的振動特性,我並不是第一個提及的, 只是在瀏覽了網路上的其他中文資料和節目後,覺得看到的解說都有些抽像而不夠具體具現。 因此我就想,何不自己寫個小程式畫一下圖表, 自己實際看看活塞、連桿這些東西的運動到底是如何推動引擎的呢? 於是就有了這個小程式。
前集說完了汽缸點火的順序影響引擎振動特性的部份,這集要來解說零件運動所造成的振動。
關於活塞發動機的振動特性,我並不是第一個提及的, 只是在瀏覽了網路上的其他中文資料和節目後,覺得看到的解說都有些抽像而不夠具體具現。 因此我就想,何不自己寫個小程式畫一下圖表, 自己實際看看活塞、連桿這些東西的運動到底是如何推動引擎的呢? 於是就有了這個小程式。
活塞引擎有一個逃不掉的問題就是振動, 不過雖然振動躲不掉,但是我們可以盡可能的讓它小一點、平緩一點。 活塞引擎的振動來源,也就是我們需要研究並對付的問題來源有二: 一是由活塞、連桿、曲軸的運動所造成的引擎位移也就是振動,二是因為汽缸點火順序的不同所帶來的引擎位移。 而本文要探討的便是後者,即點火順序對引擎的振動影響。
最近因故發現原來 POSIX 竟然也有提供鍵值容器的函式集(tsearch), 乍看有點意思,於是就打算順手拿來用用。 結果不用不知道,一用踩坑踩翻天! 花費不少時間的追蹤除錯和閱讀相關說明文件(是的,我最初想說看著挺簡單就沒看了)之後, 終於理清相關的用法和避坑指南。
其實 POSIX 容器的使用者應該算是小眾,也不知道留著筆記能幫到誰? 也或許幫是過了 N 年之後的我自己吧! 另一方面也是意識到這個容器函式庫能夠被設計的坑爹滿滿, 因此探討這個程式庫的使用方法,可能在作為程式庫介面設計上的反面教材意義更大!
作為一個燃燒汽油產生動力的機器,燃燒過的廢氣該何去何從? 為什麼汽油在裡面一直燃燒,卻不會把引擎給燒壞呢? 這就要說到發動機系統裡面一個至關重要的組成了:散熱與排氣。
雖然說活塞引擎只需要一組活塞汽缸就足以運作了, 可是我們日常眼界所及的各式活塞發動機卻往往都裝配了不只一組汽缸, 幾乎除了輕型摩托車以外,所有車輛和飛機上的活塞引擎都無一例外使用了多汽缸的形式。 使用多汽缸當然是存在一些好處的,然而這些汽缸應該怎麼排列? 汽缸的排列方式不只是影響發動機的尺寸參數而已,往往還極大程度影響發動機的整體性能特性。 於是本篇就要先來介紹這些由汽缸排列方式而產生的引擎分類。
這個系列我要來說說航空的活塞發動機,也就是一般所理解的汽油引擎這個主題。 我主要是以航空的視角來探討活塞發動機, 但其實活塞引擎用哪裡都是一樣的原理,在大方向上道法相通, 不過鑑於一班人可能對汽車更為熟悉,所以我不時也會穿插與汽車有關的關聯和差異補充。
前一篇 [1] 介紹了幾種不同種類的翼型,其各有特色和優劣勢,各適合不同條件下的用途。 但是如果我們飛機的使用條件橫跨了兩種不同翼型的適用範圍, 選了這個翼型的話那個條件就不好,選了那個翼型則這個條件就不好,那又該怎麼辦呢? 其中最為廣泛常見的,當屬是要讓高速機翼同時也能在低速條件下飛行,因為飛機再怎麼樣也得起飛降落嘛! 此為了滿足這樣的使用需求而發明出來的補丁裝置,即是本篇的主題:高升力裝置。
這篇是接續前篇 「翼型系列 1 - 機翼升力原理」 [1] 的續篇, 繼續來探討氣流到底在機翼上面發生了什麼事?以及這些現象如何影響機翼的性能? 目的是讓讀者能夠了解為什麼機翼要被設計成那些奇形怪狀的真正原因, 進而有能力去「看懂」機翼,甚至能夠知道如何去調整機翼性能的方向。