整机如何联动

曲轴每转两圈，活塞往复两次，完成一个四冲程工作循环。连杆将活塞的直线运动与曲轴旋转耦合。同步传动的大轮齿数是小轮的两倍，凸轮轴与曲轴同向旋转，转速为其一半。

两个凸轮分别控制进气门、排气门。模型采用理想径向尖顶从动件简化接触，凸轮轮廓和气门升程共用同一升程函数。弹簧随气门开启压缩，关闭时复位。

理想四冲程正时

0° 定义为进气上止点。0°–180° 活塞下行进气；180°–360° 上行压缩；360° 点火后进入做功下行；540°–720° 上行排气。进排气门在所属冲程内部开启、端点闭合，压缩与做功期间两气门关闭。

曲轴与连杆结构

曲轴采用双片圆弧配重与圆滑过渡曲柄臂，主轴颈分置两侧，偏置曲柄销穿过连杆大头。配重布置于曲柄销反侧；可观察轴颈圆角、油孔、平衡钻孔与飞轮减重孔。连杆采用渐变工字截面、大小头衬套和弧形大头盖。

进气过滤与液体冷却

空气过滤器包含剖开式外壳、折叠滤纸与进气软管，连接进气道。散热器包含上下水箱、扁管、翅片、风扇与进回水管，暖色管表示热端，蓝色管表示回水端。风扇与冷却流向为运行示意，未求解风量、温度或热交换。

观察方法

点击“燃烧特写”观察气缸内部；“点火慢放”会定位至345°、开启透明与效果，并以×0.05开始播放。拆解时隐藏燃烧与流动效果，便于观察新增组件的装配。

点击“曲轴特写”放大曲轴区域；隐藏“缸体 / 缸盖”可以清楚查看配重与连杆装配。

点击上方冲程卡可定位到该冲程中点。拖动 0°–720° 曲轴角或使用单步，可检查上下止点与配气状态。切换缸体透明度或隐藏缸体，可观察活塞、连杆和曲柄销。

教学模型的范围

采用单缸、火花点火、无偏置的理想刚体运动学。正时不含真实发动机的进排气提前迟闭、气门重叠和点火提前角。喷油采用进气道喷射示意：10°–160°显示雾化，360°点火，随后火焰扩展并随做功冲程渐隐。发光强度、粒子速度和颜色为增强观察的教学效果，不代表温度、缸压、爆震或燃烧计算。

加入恒速下的惯性力、等效惯量、动能与惯性驱动转矩计算；未求解燃烧压力、输出扭矩、摩擦、外部负载及自由转速响应。飞轮、配气、冷却、润滑部件为结构与联动展示，未纳入质量求解。缸盖余隙固定为 8 mm；调整缸径改变模型尺寸与排量，调整曲柄半径改变行程。

曲柄连杆闭环

r 为曲柄半径，l 为连杆中心距，D 为缸径，θ 为从上止点起算的曲轴角；内部使用弧度。

活塞速度

长度单位 mm，速度 mm/s，n 为 rpm。连杆要求 l ≥ 2r。

质量与惯性分析（SI 单位）

曲柄组件以半径 r 的等效均匀圆盘估计惯量，不由展示网格计算。连杆按均匀细杆；活塞组件 mp = 0.45 kg。惯性驱动转矩仅为维持恒速克服周期惯性所需的转矩，非燃烧输出转矩。恒速下增加曲柄质量提高动能储备，不改变周期惯性转矩。

正时与气门升程

进气 u = θ° / 180；排气 u = (θ° − 540) / 180，θ° 按 720° 取余。该教学升程在开闭端点的位移与速度均连续。

行程与排量

参数有效修改保持曲轴相位和运行状态，计时归零并重算曲线；播放倍率不会改变这些公式中的物理转速。