外国人看不懂的中国之谜：中国单缸柴油机，怎么在哪都有它？

外国人看不懂的中国之谜：中国单缸柴油机，怎么在哪都有它？~

提起“突突突”冒黑烟的拖拉机，很多年纪比较大的朋友一定有印象，因为在当年农村，有一台拖拉机比现在的奔驰宝马还要拉风，从早期的手扶拖拉机到后来的方向盘拖拉机，它是农村强大的运输力量之一，在现在的人看来，简直就像谜一般的存在！

拖拉机的运输能力到底有多强？
其实拖拉机有普通农用运输拖拉机和大型拖拉机，本文只介绍普通的农用运输型！在大家印象中，拖拉机几乎无所不能，啥都能拉，而且动不动就超载，一台普通拖拉机的标准荷载能力是一吨，但在拖拉机上载一吨简直就是暴殄天物！

一般砂石载重2-3吨，砖石往码，能到3-4吨，钢锭能拉5-6吨，几乎没有上限，小时候笔者经常见到乡下的拖拉机很夸张的运输着货物，很多时候还看到拖拉机都倒退前进，因为笔者老家有一条机耕路比较陡，手扶拖拉机车头比较轻，当车斗里货物过重时，车头前轮的摩擦力不够，直接打滑，甚至那强大的扭矩可以将机耕路刨出一个坑！

因此车头车尾倒过来时，拖拉机使用倒挡爬坡，一来扭矩超大，二来重心重新分布，车头承重比例增加，因此倒退更容易爬上陡坡！假如你穿越到30年前到乡下，经常会见到这种奇葩事！但你也不得不服劳动人民的智商，没有拖拉机解决不了的事情！

到处都能见到的单缸内燃机
我们所说的手扶拖拉机或者方向盘拖拉机的动力，都是单缸的内燃机，小的有3匹机，大一点有6匹和12匹，当然也有更大的，但一般手扶拖拉机就是12匹的最多！几乎你能想到的所有场合，它们都能用上！

比如船用单缸机直接驱动螺旋桨作为动力，农田用单缸机驱动水泵抽水灌溉、矿山机械用单缸机拖动、甚至大型平板车都会用单缸机作为转向助力，它的用途实在是太多了，很多需要用动力却没有电的地方，柴油机都能顶上！如果你愿意，可以再找出N种用法出来！

单缸内燃机的力量为什么会那么大？
很多朋友肯定会对傍晚的拖拉机上烧红的排气管中喷出的火舌记忆犹新，认为那就是拖拉机强大动力的来源，毕竟喷火的汽车除了改装车以外，早已经销声匿迹了，而且汽车发动机动辄上百匹马力，居然还不如单缸12匹的拖拉机耐操，这是什么情况？

单缸机拖拉机头的动力输出确实令人目瞪口呆，因为除了离合器外没有什么能阻挡拖拉机前轮的转动，即使无法前进，它也能将地面刨出一个坑，为什么扭矩会那么大？主要有两种情况所然！
单缸机缸径小，行程长，飞轮直径大，燃烧频率低拖拉机变速箱，一档的变速比很低，扭矩几十倍放大拖拉机几乎都是压燃式的柴油机，它没有点火部件，直接依靠超高压缩比高温点燃油雾，所以它非常可靠，这在农村不方便维修的场合，可靠性是第一位的！然后就是气缸行程很长，曲轴回转直径大，曲轴端扭矩很大，但也需要一个很大的飞轮来惯性弥补这个空转期间的动力输出（四冲程内燃机有一周时空转的）。

柴油机四个冲程
另一个就是拖拉机的变速箱，这个六档变速，一个倒挡，一档变速比很高，本来拖拉机的扭矩就已经很大了，再经过这个手动变速箱的超低变速比，输出的转速大概每分钟只有几十圈，前轮能刨地的扭矩大部分就来自变速箱的变速比！

喷火或者冒黑烟不是拖拉机动力原因？
喷火的拖拉机看起来确实非常拉风，但有一个事实不得不说明下，当拖拉机喷火时已经表示拖拉机排出的废气中仍然有大量的氧气和可燃性气体没有燃烧完全，因此它会在排气管中继续燃烧，直至排入大气，因此整个排气管就会烧红，甚至在排气管外都能看到火焰！

主要原因是拖拉机的机械油门，只要你舍得往下踩，它就拼命在气缸的压缩末端喷油，至于能不能烧得完那不是油门所关心的，它已经完成使命了！但气缸内燃烧时间有限，喷油的时间甚至超过燃烧时间，所以当四冲程的柴油机排气门打开时，那炽热的空气有油滴仍然还在继续燃烧，一直到被送入大气后冷却......

另一个则是冒黑烟！喷火大都是柴油机燃烧中高速时才出现，因为来不及燃烧被排出气缸！而冒黑烟则是燃烧不完全，变成了炭黑排入了大气！因为重载所以柴油机转速很低，此时可以确信油门也是踩到底的，油雾在气缸内停留时间比较长，已经被高温转变成了炭黑，排出大气时就是浓浓的黑烟，此时动力并不好，只是柴油机的飞轮惯量很大，它仍然能坚持不会被闷死熄火！

但有一点必须要了解，这样的柴油机根本就没有排放控制哈，所以它也没有所谓的国几排放的！另外有一点提醒下，现代汽车的排气管中都有有助于尾气排放改善的三元催化，所以一般情况下火焰是冒不出来的！


拖拉机正在渐渐淡出大家的视线，但在广大农村地区，这个皮实的农业机械工具仍然是农民的好帮手，外国人看不懂也属常事，不过随着发动机排放要求的提高，这种直排式的拖拉机也会随着时代的发展慢慢被淘汰，但它必然有一个过程，它肩负的历史使命就是中国农业现代化，未来拖拉机技术也会水涨船高！

中国是世界上最大的发展中国家，近些年来基于科学家的潜心钻研，在科技上取得了令世界瞩目的成就，也让国人为之自豪。但是中国的单缸柴油发动机却是从很早以前，就让很多发达国家惊叹。觉得它简直是一个谜，这究竟是为什么呢？
其实很多人对单缸柴油发动机并不是很了解，对它仅有的了解可能就是发动机在运转时会有很大的响声，并且可以带动很大体积的物体行驶。其实发动机最开始是应用于拖拉机的，早期中国是以农业为主的，所以对拖拉机的要求也比较高。于是拉几吨的重物，要靠一个小小的发动机搞定。
在单缸柴油机上，由于供气、配气，供油起始角、持续角、断油角，气道上进气道的涡旋比、涡流转速，排气道的阻力曲线、喷油压力、油气混合质量等因素的迭加，在柴油机配套作变速、变负荷工况运行时，不同工况点最佳供油提前角是个变动范围大致10°曲转转角的变因子。

显然，对单缸机而言，靠油泵安装法兰面上固定的垫片，无法保障变速变负荷运行中与最佳的供油提前角的匹配，靠机械式供油提前角自动调节机构也勉为其难。
想要了解发动机为什么会有这么大的牵引力，就要先了解发动机的工作原理。单缸柴油发动机的一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气，压缩，做功，排气。在吸气冲程中吸入纯空气，压缩冲程使机械能转化为内能，在压缩冲程末端时由喷油嘴向汽缸内喷油，与此同时开始燃烧，控制转速不要过高，以保证燃烧的时间足够长，最后将多余的气体排出。

这就是多缸柴油机为应对排放严苛，不得不采取的在不同工况（转速、负荷）下对应的最佳供油角由电脑控制保障，对应特定的与相应的油气混合物配对的固定高压下燃烧，该固定的高压也由电脑控制由蓄压器保证。
如上所述，这是国外同行为应对排放严苛的限值升级，走上了电控单体泵和共轨的解决方案的前因后果。中国的多缸机如此，单缸柴油机也将如此。

所以在设计柴油发动机时，会将柴油机的回转半径做的很大，同时活塞的力臂也做的很长，曲周端扭矩也就很大。正是由于这样的设计，使得单缸柴油发动机能有较大的牵引力，能拉动数十吨的重物。
了解到柴油机各个部件后隐藏的心思，我们不难理解中国单缸柴油发动机之所以能令外国为之惊叹，是因为我国科学家对此进行了数年的潜心钻研，将大国匠心锻造到每一个部件及每一个细小的设计中。

大家好，我是陌上小桑树，我来回答这个问题。

每个国家的发展都是要经历一个过程的，从贫穷到富强中间是一个必须要经历的过程，而我国也是如此，目前我国作为世界上最大的发展中国家，正在奋起直追，希望能够尽早的达到发达国家的水平。

那么按理来说呢，我国与发达国家之间的差距非常的明显，也就是说我国基本上可能在方方面面距离发达国家还有着一定的距离，但是在我们民间的话有一种非常神奇的事物，我估计发达国家也搞不懂这个问题，或者说他们无法超越我们。

而这个问题呢，到底是什么呢？其实就是我们今天要讲的单缸柴油机。

关于单缸柴油机的讨论啊，在网上由来已久，网友们对于单缸柴油机的好奇心真的是爆棚，不明白到底怎么回事，单缸柴油机如此的猛，首先来说呢，我们看到很多的单缸柴油机的动力，简直是炸天。其次的话就是单缸柴油机怎么如此的耐用，开了十几年，20来年了还能够照常运转。

 

单缸柴油机的动力。

我觉得首先来说的话，大家最好奇的就是单缸柴油机它的动力到底是多少，因为我们日常生活之中的很多，发动机都是4缸的，就拿我们日常所开的私家车来说就是如此。

但是我们所开的这些4缸的私家车，恐怕动力也比不上我们日常所见的单缸的柴油机。

大家知道在农村的话，这些单缸的柴油机都是需要去拉着很重的货物在农村的土地里面进行工作的，比如说我们掰了玉米之后，那么都是要靠这种柴油机拉着我们的车厢，然后回家。

单缸柴油机之所以有如此强大的牵引力的话，首先来说呢是单缸柴油机有着它独特的特点。

大家知道发动机在做功的过程之中呢，有4个过程，分别是吸气，压缩做功，排气。而吸气过程之中所吸入的都是纯空气，然后再经过一个压缩的过程，将机械能转化为内能，之后，再通过一个压缩冲程，由喷油嘴向气缸内喷油，最终开始燃烧然后排气。

那么单缸柴油机的特点是什么呢？单缸柴油机的回转半径做得特别的大同时，活塞的力臂也非常的长，曲周端扭矩也就比较大，也正是因为这样的设计导致单缸柴油机虽然只有一个缸，但是它所发挥的牵引力能够拉动几吨甚至几十吨的货物。

说到这里，大家可能已经明白了单缸柴油机的动力为什么如此的强劲，因为我们不能够单独从一个发动机是多少缸来评判它，动力有多少，因为同样是几个缸的话，它其他的部件的大小以及配置都影响着它的发动机动力。

提起“突突突”冒黑烟的拖拉机，很多年纪比较大的朋友一定有印象，因为在当年农村，有一台拖拉机比现在的奔驰宝马还要拉风，从早期的手扶拖拉机到后来的方向盘拖拉机，它是农村强大的运输力量之一，在现在的人看来，简直就像谜一般的存在！

拖拉机的运输能力到底有多强？

其实拖拉机有普通农用运输拖拉机和大型拖拉机，本文只介绍普通的农用运输型！在大家印象中，拖拉机几乎无所不能，啥都能拉，而且动不动就超载，一台普通拖拉机的标准荷载能力是一吨，但在拖拉机上载一吨简直就是暴殄天物！

一般砂石载重2-3吨，砖石往码，能到3-4吨，钢锭能拉5-6吨，几乎没有上限，小时候笔者经常见到乡下的拖拉机很夸张的运输着货物，很多时候还看到拖拉机都倒退前进，因为笔者老家有一条机耕路比较陡，手扶拖拉机车头比较轻，当车斗里货物过重时，车头前轮的摩擦力不够，直接打滑，甚至那强大的扭矩可以将机耕路刨出一个坑！

因此车头车尾倒过来时，拖拉机使用倒挡爬坡，一来扭矩超大，二来重心重新分布，车头承重比例增加，因此倒退更容易爬上陡坡！假如你穿越到30年前到乡下，经常会见到这种奇葩事！但你也不得不服劳动人民的智商，没有拖拉机解决不了的事情！

到处都能见到的单缸内燃机

我们所说的手扶拖拉机或者方向盘拖拉机的动力，都是单缸的内燃机，小的有3匹机，大一点有6匹和12匹，当然也有更大的，但一般手扶拖拉机就是12匹的最多！几乎你能想到的所有场合，它们都能用上！

比如船用单缸机直接驱动螺旋桨作为动力，农田用单缸机驱动水泵抽水灌溉、矿山机械用单缸机拖动、甚至大型平板车都会用单缸机作为转向助力，它的用途实在是太多了，很多需要用动力却没有电的地方，柴油机都能顶上！如果你愿意，可以再找出N种用法出来！

单缸内燃机的力量为什么会那么大？

很多朋友肯定会对傍晚的拖拉机上烧红的排气管中喷出的火舌记忆犹新，认为那就是拖拉机强大动力的来源，毕竟喷火的汽车除了改装车以外，早已经销声匿迹了，而且汽车发动机动辄上百匹马力，居然还不如单缸12匹的拖拉机耐操，这是什么情况？

单缸机拖拉机头的动力输出确实令人目瞪口呆，因为除了离合器外没有什么能阻挡拖拉机前轮的转动，即使无法前进，它也能将地面刨出一个坑，为什么扭矩会那么大？主要有两种情况所然！

单缸机缸径小，行程长，飞轮直径大，燃烧频率低

拖拉机变速箱，一档的变速比很低，扭矩几十倍放大

拖拉机几乎都是压燃式的柴油机，它没有点火部件，直接依靠超高压缩比高温点燃油雾，所以它非常可靠，这在农村不方便维修的场合，可靠性是第一位的！然后就是气缸行程很长，曲轴回转直径大，曲轴端扭矩很大，但也需要一个很大的飞轮来惯性弥补这个空转期间的动力输出（四冲程内燃机有一周时空转的）。

柴油机四个冲程

另一个就是拖拉机的变速箱，这个六档变速，一个倒挡，一档变速比很高，本来拖拉机的扭矩就已经很大了，再经过这个手动变速箱的超低变速比，输出的转速大概每分钟只有几十圈，前轮能刨地的扭矩大部分就来自变速箱的变速比！

喷火或者冒黑烟不是拖拉机动力原因？

喷火的拖拉机看起来确实非常拉风，但有一个事实不得不说明下，当拖拉机喷火时已经表示拖拉机排出的废气中仍然有大量的氧气和可燃性气体没有燃烧完全，因此它会在排气管中继续燃烧，直至排入大气，因此整个排气管就会烧红，甚至在排气管外都能看到火焰！

主要原因是拖拉机的机械油门，只要你舍得往下踩，它就拼命在气缸的压缩末端喷油，至于能不能烧得完那不是油门所关心的，它已经完成使命了！但气缸内燃烧时间有限，喷油的时间甚至超过燃烧时间，所以当四冲程的柴油机排气门打开时，那炽热的空气有油滴仍然还在继续燃烧，一直到被送入大气后冷却......

另一个则是冒黑烟！喷火大都是柴油机燃烧中高速时才出现，因为来不及燃烧被排出气缸！而冒黑烟则是燃烧不完全，变成了炭黑排入了大气！因为重载所以柴油机转速很低，此时可以确信油门也是踩到底的，油雾在气缸内停留时间比较长，已经被高温转变成了炭黑，排出大气时就是浓浓的黑烟，此时动力并不好，只是柴油机的飞轮惯量很大，它仍然能坚持不会被闷死熄火！

但有一点必须要了解，这样的柴油机根本就没有排放控制哈，所以它也没有所谓的国几排放的！另外有一点提醒下，现代汽车的排气管中都有有助于尾气排放改善的三元催化，所以一般情况下火焰是冒不出来的！

拖拉机正在渐渐淡出大家的视线，但在广大农村地区，这个皮实的农业机械工具仍然是农民的好帮手，外国人看不懂也属常事，不过随着发动机排放要求的提高，这种直排式的拖拉机也会随着时代的发展慢慢被淘汰，但它必然有一个过程，它肩负的历史使命就是中国农业现代化，未来拖拉机技术也会水涨船高！

这只是网络上“不明真相的群众”们的一种说法，因为有些人可能没有接触过拖拉机，看到一些小视频里破破烂烂的柴油机排气管烧红了还在突突工作，感觉挺刺激，于是就发出这样的感慨。纯属个人意愿罢了，并不能说我们的单缸柴油机技术多么厉害。而真正开过拖拉机的人看到这些视频我觉得心里应该是五味杂陈的。

首先就是这个视频，河面上一艘使用单缸柴油机驱动的船在行驶，柴油机声音响亮，排气管都烧红了，排气管口还喷着火舌。这感官冲击力会让人觉得真牛。其实修理柴油机的人基本上都知道这很大可能是供油的问题，柴油燃烧晚了导致废气还在燃烧。

同样还有这个视频，乍一看以为一个单缸柴油机竟然拖着一个大拖车，更要命的是拖车上还架着架桥的混凝土大梁。这少说也上百吨了，单缸柴油机真这么厉害吗？肯定不是了。这只是一个引导拖车，大梁的另一头才是动力车。图中这个柴油机只是驱动液压系统给转弯提供方向助力的。

网上还有人说，单缸柴油机冒黑烟时才是游戏的开始。其实开过拖拉机的都知道，大冒黑烟对柴油机来说已经是强弩之末了。因为负荷太大，为了提供足够的动力司机只能拼命踩油门。但是当年的单缸柴油机使用的是机械调速器，油门踩下去供油量就大了。但是负载太大，柴油机扭矩不够，转速提不起来，转速起不来进气就不够，这时候多供的油都没办法完全燃烧，只能碳化变成颗粒排出来，形成所谓的黑烟。

当年单缸柴油机确实为社会发展出力不小，各种农用车、小型工程机械车、工地发电、农村水利都离不开单缸柴油机。比如农村的小四轮拖拉机、三蹦子、手扶拖拉机，前几年我们当地公路局维护道路用的还是以单缸柴油机为动力的四轮工具车。

当年以单缸柴油机为动力的拖拉机牵引能力很强，就连最小的8匹马力的小手扶拖拉机都能轻松拉一吨。这也是很多人感到不可思议的地方。其实这主要是柴油机自身特性和变速箱决定的。柴油机转速低，这是其燃烧特点决定的。因为柴油机在压缩冲程末端喷油嘴开始喷油，一边喷一边燃烧，如果转速太高的话留给燃烧的时间就不够了。所以柴油机的曲轴回转半径非常大，活塞对曲轴发力时力臂更长，曲轴端扭矩就大。如果不理解曲轴回转半径的话可以想象一下我们常说的大冲程，小缸径，就是这么个道理。

扭矩大再加上拖拉机变速箱都有高低挡，低速挡减速比非常大。因此当年的拖拉机驱动轮扭矩很大，挂上档后只要司机不踩离合器，你很难阻止驱动轮那执着的转动。哪怕拉的东西很重，它就是打滑也不会转不动。小时候经常见手扶拖拉机拉着满满的麦子爬大坡，皮带轮都打滑了车还停不下。像上图这种四轮拉砖、拉沙子、拉水泥、拉土都是轻轻松松好几吨。图中这个四轮拖头是洛阳一拖的东方红150型，80年代末期单独一个拖头将近两万，买回去后配个车斗就可以拉砖、拉沙子赚钱了。农耕季节卸下车斗挂上犁、耙就能耕地。有时候灌溉没有电它还能带水泵，麦收季节挂上收割机具就摇身变作收割机了。

以前的柴油机结构简单，皮实耐用，配件也多，价格也不贵。基本上会开的都能上手修。所以那个年代很多柴油机都是敞开了用，有问题了小毛病不用管，大毛病拆开拾掇几下就又满血复活了。就这么修了用用了修，前前后后能用上十几年不成问题。

在国外遇到这么大的挂车，前面的牵引车绝对得是擎天柱那个等级的，而国内没有一台单缸小四轮搞不定的。这种景象在十多年前的农村非常普遍。

其实我觉得与其说单缸柴油机是个谜，倒不如说那些年那些驾驭着单缸柴油机为了生活而拼搏的人们是个谜。一个拖头、一个车斗，为了生活什么都敢装，什么都敢拉。坡再陡也敢上、路再险也不眨眼。其实并不是他们多么胆大，这是中国人吃苦耐劳顽强拼搏的性格。单缸柴油机，算是一个时代的印记，记录着国家的发展，记录着劳动人民的辛勤。

因为中国的单缸柴油机所使用的柴油在中国价格比较低，所以很多人都会选择购买它。

中国的单缸柴油机常常用于拖拉机，由于它的运行原理，它有非常强的牵引力，能够很轻松的装载很重的货物，所以外国人认为很迷。

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外国人看不懂的中国之谜：中国单缸柴油机，怎么在哪都有它？视频