高級機械原理—全動畫圖解
1、斯特林發動機原理
斯特林發動機是一種獨特的熱機,因為它理論上的效率幾乎等於理論最大效率,稱為「卡諾循環效率」。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。
它是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動,膨脹後的氣體又在冷氣室里被冷卻,反覆地進行這樣的循環過程。
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2、下面這個也是斯特林發動機,左面在加熱,右面在冷卻
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3、下面的動畫也是斯特林發動機原理
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4、下面這個是二衝程內燃發動機
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5、這個也是二衝程內燃發動機
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6、這台大傢伙還是二衝程內燃發動機
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7、下面的內燃機就是四衝程內燃發動機了,看看它與二衝程內燃機有什麼不同
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8、又是一台四衝程內燃發動機,數字顯示四個衝程:1吸氣,2壓縮,3作功,4排氣
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9、下面也是四衝程內燃發動機,清晰顯示了控制氣門的凸輪結構
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10、活塞汽缸水平對置式的內燃發動機結構,動畫里是四個汽缸,俗稱四缸發動機
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11、活塞汽缸直列形式的內燃發動機結構,也是四缸
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12、下面這台就是所謂「V型排列」活塞汽缸的六缸內燃發動機
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13、螺旋槳飛機的活塞式星形發動機,這裡是五個汽缸(汽缸最多可達15-24個),迎風冷卻效果很好
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14、上面的十三張圖都是「活塞往複式發動機」,運行中有比教大的震動,因此人們發明了一種取消活塞的發動機,直接驅動發動機轉子,下面是「奎西發動機」的單缸示意圖
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15、已經很常見的「三角轉子發動機」,在小型汽車中有的採用這種類型的動力裝置
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16、下面也是三角轉子發動機,細節看得更清楚
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17、雙涵道渦輪風扇航空發動機,推力非常大,民航飛機和運輸機都採用這種動力
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18、普通的渦輪噴氣發動機,早期的二代作戰飛機上幾乎都用它
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19、下面是所謂「馬爾他十字機芯」,它不是發動機,但屬於經典的機械傳動結構
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20、下面畫的是工業革命的鼻祖——瓦特的蒸氣機,蒸汽機屬於「外燃式」發動機,這張動畫是典型的蒸汽機車偏心連桿傳動結構
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21、下面是蒸氣活塞泵(直線運動)的工作原理
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22、下面是蒸汽活塞泵(旋轉運動)的工作原理,二衝程內燃機的汽缸就是模仿它而發明出來的
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23、汽車手動變檔器,標準的一停四進一倒
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24、汽車萬向節傳動結構,可以按照一定的斜角度改變傳動軸所傳遞動力的方向
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原作者下面又跟了一些其它的動畫,也很有意思
25、1835年美國人繆爾·柯爾特發明的左輪手槍,每擊發一彈,轉鼓要轉動一次,獲得英國專利
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26、奧地利發明的「槍管短後坐式」格洛克手槍
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27、下面一張是槍機撞針擊發子彈的原理
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28、這個也是槍機撞針擊發子彈的原理
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29、下面這個動畫里的馬克沁重機槍子彈穿過飛機螺旋槳的發明,叫做「射擊協調器」,它的發明有一段很好玩的故事。
早期戰鬥機的機頭前方同時安裝著螺旋槳發動機和機槍,駕駛員要靠機頭瞄準具對準目標,所以子彈必須穿越螺旋槳的空襠射擊,否則就會打壞自己的木製螺旋槳。
首先是瑞士人開始在螺旋槳上直接包裹裝甲,但是這種做法十分危險,一些子彈會被槳葉打得四處亂蹦。1914年12月,法國飛行員羅蘭德·加洛斯(Roland Garros)在此基礎上進行了改進,在包裹裝甲的螺旋槳葉上加裝了鋼製的楔形導板,稱為「偏轉片系統」。在一部分機槍子彈擊中槳葉時,導板可以擋開子彈使其偏轉方向,不至於損壞槳葉,也不會危及駕駛員安全;而另一部分子彈就穿過螺旋槳打出去了。不過這樣有近一半的子彈被自己的螺旋槳打偏而浪費掉。
對手德國人最初摸不著頭腦,他們無法想像法國人如何讓子彈穿過高速旋轉的槳葉。可巧1915年4月18日,加洛斯自己的莫拉納·索爾尼埃L型戰鬥機不幸被地面火力擊中,迫降在德國佔領區。為德國工作的荷蘭著名飛機設計師安東尼·福克(Anthony Fokker),根據俘獲的偏轉片系統,從而獲得靈感,把機槍與發動機聯動起來,發明了在槳葉與機槍之間使用凸輪連桿機構的「射擊協調器」。它的原理很簡單,就是確保在螺旋槳轉到空襠的一瞬間把機槍子彈射出去,「見縫插針」,子彈有足夠的速度和精準度穿過飛快旋轉的螺旋槳,這真是個天才的發明!
射擊協調器被安裝在德軍的「福克E型」戰鬥機上,給協約國製造了一場在一戰空戰期間著名的「福克災難」。曾經有一篇文章《穿過螺旋槳的火焰》專門介紹過這玩意兒。
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30、海軍大口徑艦炮彈藥裝填系統,這可是目前沒有彈殼的「彈頭與藥包分離」式大型火炮的通常原理哦
31、縫紉機雙面縫合的原理,可以清晰地看到縫紉針與梭床是如何配合運動的
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32、這張也是縫紉機的縫合過程,知道兩層布是怎麼被機器縫到一起了吧
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33、電動機三相定子繞組的勵磁、繞組、旋轉磁場是這樣對應的
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34、橢圓規,這是畫橢圓的專用工具,它通過兩個滑塊的水平運動形成了一條橢圓形的軌跡
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35、下面是幾例繩扣的結法,其實在起重搬運以及航海(海軍)中應用的各種繩扣有幾百種呢
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