[汽車之家二手車 選車導(dǎo)購]  發(fā)動機是如何承受兩千多度的高溫的？讓我們一起來看一下！

       如何承受兩千多度？不用考慮，因為并不需要承受。發(fā)動機宏觀的平均溫度也就一百多度，局部一些部件能有兩三百度，最熱的排氣閥門大幾百度。

       你說的燃燒的最高溫度是兩千多攝氏度（汽油最高2500左右，柴油2000左右），這沒問題，但是這和發(fā)動機要承受這個溫度是兩件事兒。簡單來說，發(fā)動機能在宏觀上保持在一百多度，是因為這個狀態(tài)下高溫氣體傳遞給它的能量和發(fā)動機能用散熱系統(tǒng)帶走的能量是平衡的。

       在具體說，就是因為發(fā)動機有冷卻系統(tǒng)，而且這個冷卻系統(tǒng)（對于搞定燃燒能給發(fā)動機傳遞的熱量而言）是足夠有效的�？紤]一個由氣缸蓋，氣缸壁，活塞，進排氣閥門所圍成的燃燒室，氣缸壁和汽缸蓋一側(cè)貼著燃燒室，另一側(cè)貼著冷卻水。

       由于金屬的導(dǎo)熱性足夠好，使得貼著燃燒室的氣缸壁和汽缸蓋在溫度升高之后，馬上就開始向冷卻水一側(cè)傳遞熱量，并且這個傳遞的速率足夠大，使得氣缸壁和汽缸蓋溫度只需要稍微高一點，建立的溫度梯度就足夠?qū)С龈邷貧怏w傳遞給他們的熱量。（在冷卻水回路工作正常的情況下）
       以上是散熱端，即散熱有效，熱源端是反過來的，所謂的熱源其實沒那么熱。
雖然發(fā)動機最高燃燒溫度兩千多，但是時間是很短的，只有做工沖程開始那段（根據(jù)@Harry的回答數(shù)據(jù)，每個循環(huán)缸體內(nèi)工質(zhì)只有30度（曲軸角度）的時間在2000攝氏度以上，在2000rpm的轉(zhuǎn)速下，“極高溫“時間也就是0.0025s，60/2000*30/360），做工行程剩下的部分只有1000多度，如果再考慮整個進氣行程低溫的空氣，兩者一中和就更沒多少了，這也就導(dǎo)致，整個循環(huán)的平均氣體溫度其實沒那么夸張，也就大幾百度，具體請參考下圖，圖片出自知乎@Harry。

       綜合以上兩者，就是為什么發(fā)動機整體平均溫度只需要一百多度就足夠了，下圖是一個八缸汽油發(fā)動機某工況下，一個完整循環(huán)內(nèi)氣缸壁的溫度，減去273才是攝氏度，這么看也就是一百多度。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       總結(jié)來說，就是發(fā)動機比較強的散熱能力和因為自身工作原理導(dǎo)致的非常短暫的高溫瞬間的特性，使得其可以承受（或者說允許）很高的溫度，從而獲得很高的單位質(zhì)量工質(zhì)的功率密度。（不是發(fā)動機的）如果想看更發(fā)動機缸體全面的溫度分布，可以參考下面這個圖，展示的是氣缸壁的溫度（減去273是攝氏度），是從曲軸的位置往上看，溫度在100-200攝氏度。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       下面這個也說明了類似的情況，氣缸壁內(nèi)測溫度在120（底部）-200（頂部）攝氏度。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       當然，此時還是有一些相對比較重要的部件，比如汽缸蓋溫度是比氣缸壁高的，因為接觸燃燒最熱的地方，但是整體也就高個幾十度，氣缸壁中下部分其實溫度不高�；钊�的溫度也比較高，這是因為活塞類似汽缸蓋并且沒有直接地散熱途徑。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       這也是為什么，現(xiàn)代的發(fā)動機都會在曲軸箱下面有個往上噴機油的噴嘴，這樣活塞運動到最底部的時候，就可以被機油冷卻，雖然沒有冷卻水那么好用，但是也比沒有強了。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       這個時候，有人已經(jīng)想到了。其實問題最嚴峻的不是活塞，而是排氣閥門。因為不同于燃燒室內(nèi)的其他部件，排氣閥門的背面要持續(xù)不斷地面對排氣歧管里的高溫排氣，這個時候就不是瞬態(tài)的問題了，而是穩(wěn)態(tài)的問題。一般排氣閥門都需要承受700-800攝氏度的高溫，這也是為什么所謂的中空注鈉排氣閥門的由來，增加傳熱性能，降低因為升溫導(dǎo)致的負荷。保時捷之前做過一個991.1的卡雷拉自吸發(fā)動機的排氣閥門溫度測試，大概看起來是這樣，閥門背面基本在600-700攝氏度。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       至于發(fā)動機上溫度再高的地方，也是有的，那就是排氣歧管和渦輪了，因為他們是一直持續(xù)不斷地接受排氣的高溫，是完整的穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。在最大功率點，溫度得在950-1000攝氏度了，不過這不屬于你問的發(fā)動機內(nèi)部了，而是“嚴格”地屬于外部。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

       這也是為什么在汽油機上除了911Turbo，沒有人用可變渦輪的原因。（圖文 蘇黎世貝勒爺）

全文總結(jié)：
       對發(fā)動機如何承受兩千多度的高溫有一定了解了嗎？你還想了解哪方面知識，歡迎給我們留言。我們會選取你的問題進行解答，選中的讀者可以獲得獎品哦！