发动机的缸径,不能无限扩展吗?

说个废话的结论:能做大,有瓶颈
那,汽车发动机的缸径是如何被锁死的?
以及,为什么是越来越小的趋势?

聊一聊,目录如下:

  • 内燃机的缸径巨无霸有多大
  • 汽车界的缸径水平
  • 缸径的作用
  • 为什么被人为锁死

在工程上,可以做到比大别墅还大

大到每小时烧掉15000升燃油。对的,一台车到报废可能都烧不完的油,它一小时喝完。
这台机子来自由芬兰的瓦锡兰公司生产的,世界上最大的发动机RT-flex96C。装在“The Emma Mærsk”艾玛·士基号号△集装箱船上。
主要参数如下:

  • 两冲程、直列、14缸
  • 80080Kw约合10.9万匹马力的最大功率
  • 760万N·m的最大扭矩
  • 长27.3米、高13.5米
  • 整备质量2446吨
  • 转速102转/分

缸径呢:960毫米,就是接近1米
噢,RT-flex96C是喝柴油的,参考意义不是很大。
当个猎奇看吧

PS:
柴油机天然能够比汽油机的缸径做德更大,其中一个关键因素是爆震的易发性。理论上,缸径越大,均匀燃烧约难,越容易发生爆震。
汽油机是一个燃烧中心(火花塞那里),离燃烧中心越远,火焰没烧到,但是热传导已经到了,就越可能爆震。
柴油机本身就是压燃,多个燃烧中心点燃小火苗,边燃烧边补油,理论上不存在爆震这一说。


说回汽车上汽油机的缸径

在汽车上最大做到多少?

注意:是,做成了多大?不是能做到多大?

汽车上汽油机的大概的情况:
自吸车90毫米左右,小排量涡轮车的话80毫米左右。
也有110毫米缸径的车型,比如解放6102发动机、东风EQ6100发动机。
噢,这些好像都是用于卡车、公交车。

乘用车领域,一般的都还是控制在70~90mm之间。很少有超过100mm的。
现存最大的可能是丰田2.7L自吸四缸发动机,95毫米。

基本:

被人为锁死了

缸径大了小了分别会怎样?

以下笼统的来说啊,不是绝对的。

往大了做的话~

好处:
缸径越大的话,相同排量下,活塞行程可以做得更短。原本100米的折返跑,可能就变成50米了
缸径大了,阀面也大了,可以更迅速(不一定是更多)的吸进和排出空气。肺活量不变的情况下,心率提升了。

整体的,好处是:需要爆发力的时候,更加能够续的上力。同时,整体重心可以更低,操控性会更好一点。

坏处:
大缸径车型,往往伴生高压缩比,爆燃的控制会更难一点。高心率高转速下,冷却控制也会更难。
然后缸径越大,对水平空间的侵占也越大。机舱内的布置、对乘员舱的空间会有压缩。
再然后,心率是高了。但是行程小了的话,扭矩会响应变小。这个力道,需要更高的转速去补充。

所以,想要高性能也是有代价的。

如果能够接受代价,又多好处的优先级更高,就会做得相对大一点。比如:

性能车或者越野车,已经赛车?

往小了做的话~

好处:
更小的燃烧截面积,更长的行程,可以形成更成形的气流,提升燃速,更小的爆震可能。同时,燃烧也可以更充分。一定程度上可以动力与能耗一起好。
更小的活塞重量,更小的折返跑惯量,加上更大的力矩,低转速的扭矩表现反而会更好。
对水平空间的侵占也越小一点,总布置工程师的压力不会那么大。

整体的,在常用买菜工况内,挺香的。

坏处:
为了相同的肺活量,行程要长,极限转速较低(锁住了功率)、缸体振动也会更难控制(同时还有偏磨问题)。
对纵向空间的侵占更多,重心高了,车高高了。操控、风阻、造型会受限。
此外,汽油机是等容燃烧。行程越长,越到末端的推力越小,不太适合做高功率及其。

所以,也就买菜再多一点点。

但是,现在的技术,能够一定程度掩盖小缸径机器的不足。下面说。

为什么要人为锁死

上面的错综复杂,其实是缸径与行程不同排列组合。
小于1的叫短行程、等于1的叫等行程,大于1的叫长行程。
小于1偏爆发力,大于1偏效能和耐力,等于1就是两者都不肯放弃。

现在更多机型都是1.05~1.10(长行程),还有越来越长的趋势。
因为中冷器、涡轮、制造精度这些,都能更好的掩盖长行程机的不足。
让其能够更宽的使用范围内多好用,甚至偶尔玩耍一下也能撑得住。

更大的蓝海和刚需还是买菜,爆发力更像用来炫耀的数据。
所以,能让长行程的机器长板再长一点,能够撬动更大的商业利益的话。
何乐而不为呢。

其实是被生意经锁死了。

话说,2024年了,我为什么还花这多时间在聊缸径?
一点也不符合生意经啊

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标签: 技术解析
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