ผลของการเพิ่มรูปทรงกระบอกให้กับเครื่องยนต์คืออะไร?

ฉันพยายามที่จะเข้าใจแรงบิดมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบเครื่องยนต์สองเครื่องกับเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

หนึ่งเครื่องยนต์ (Straigh 4) ที่สร้าง 149 ft-lb ที่ HP สูงสุดที่กำหนด (237HP @ 8300) อีกตัว (ตรง 6) ที่สร้าง 254 ft-lb ที่ HP สูงสุดที่กำหนด (276HP @ 4200)

สิ่งที่ทำให้ฉันสะดุดคือเครื่องยนต์ I6 ให้แรงบิดมากกว่า I4 ประมาณ 41% พิจารณาว่ามันมีไส้กุญแจมากกว่า 50% ซึ่งในกรณีนี้ 6 ต่อ 4 และ RPM ที่ให้แรงบิดนี้น้อยกว่า 50% ใน I6 เมื่อเทียบกับ I4

ดังนั้นฉันสงสัยว่ามีบางสิ่งที่ฉันหายไปหรือไม่? สมมติว่าหากเครื่องยนต์ I4 ได้รับการออกแบบใหม่โดยเพิ่มกระบอกสูบแล้วพูดว่า 6 สูบ (2 กระบอกเพิ่ม) จะทำงานที่ RPM เดียวกันได้หรือไม่ e.g.8300? หรือว่าตัวเลขจะลดลง?

ข้อแม้

( ก่อนที่จะดำเนินการต่อไปขอสิ่งหนึ่งให้พ้นทาง )

ไม่มีสิ่งใดเป็นอาหารกลางวันฟรี . การเพิ่มถังเพียงอย่างเดียวจะ ไม่ ทำให้ม้ามากขึ้น

เครื่องยนต์ต้องมีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือต้องป้อนอากาศและเชื้อเพลิงมากขึ้น ทำให้ยากที่จะเปรียบเทียบสิ่งต่าง ๆ เช่นแรงบิดและพลังงาน

เหตุผลที่เรื่องนี้คือคุณต้องเก็บทุกอย่างคงที่เพื่อให้สามารถเห็นผลของการเปลี่ยนแปลงด้านหนึ่งของการออกแบบเครื่องยนต์ด้วยตัวเอง

สิ่งนี้ไม่ตรงไปตรงมาอย่างที่ใคร ๆ คิดว่าเนื่องจากการเปลี่ยนตัวแปรหนึ่งตัวอาจส่งผลต่อพารามิเตอร์หลักหลายตัว

แล้วจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการเพิ่มถังบรรจุเพิ่มเติม?

สมมติว่ากระบอกสูบของ เหมือนกัน มิติจะถูกเพิ่มสำหรับ เหมือนกัน อากาศ - เชื้อเพลิงอัตราการไหล:

• เพิ่มมวลการหมุน

  นี่ไม่ใช่แค่น้ำหนักของลูกสูบเอง ตอนนี้เครื่องยนต์มีแท่งเชื่อมต่อหมุดหมุนกล้องและวาล์วเพื่อหมุนมากขึ้น เนื่องจากมีมวลมากขึ้นในการขว้างไปรอบ ๆ เครื่องยนต์จึงคาดว่าจะทำงานที่ ความเร็วรอบเครื่องยนต์ลดลง .

• เพิ่มการกระจัดของเครื่องยนต์

  นี้ ไม่ รับประกันแรงบิดหรือกำลังเพิ่มขึ้นเนื่องจาก:

  ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรอาจมีการเปลี่ยนแปลงที่ดีขึ้นหรือแย่ลงขึ้นอยู่กับความเร็ว นี่คือที่เล่นกับสิ่งต่าง ๆ เช่นเวลาวาล์วและโปรไฟล์ของกล้องสามารถมีผลกระทบที่สำคัญ

  ข มีส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงน้อยกว่าที่จะหมุนรอบต่อกระบอกสูบดังนั้นจึงมีการแลกเปลี่ยนระหว่างจำนวนกระบอกสูบที่ยิงและปริมาณของน้ำโกโก้ในกระบอกสูบ

• เพลาข้อเหวี่ยงอีกต่อไป

  สิ่งนี้ก่อให้เกิดมวลการหมุนที่สูงขึ้นซึ่งส่งผลให้ความเร็วของเครื่องยนต์ลดลง เพลาที่ยาวกว่าจะมีความแข็งลดลงซึ่งช่วยลดความเร็วสูงสุดที่เครื่องยนต์สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัย (ดูที่ " rotordynamics "). การ จำกัด ความเร็วของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่นั้นตั้งไว้ต่ำกว่าขีด จำกัด rotordynamic-safe

Max RPM ของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ :

• มวลของส่วนประกอบ :

หากส่วนประกอบของคุณหนักเหมือนชิ้นส่วนที่ต้องการในเครื่องยนต์ดีเซลเห็นได้ชัดว่าความเร็วที่สามารถหมุนได้สำหรับแต่ละจังหวะจะน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา

• ลากเส้น :

จังหวะสั้นง่าย = เวลาที่สั้นกว่า = รอบต่อนาทีเร็ว (Superbike)

• valvetrain :

หากไอดีและวาล์วไอเสียของคุณไม่สามารถเปิดและปิดได้อย่างรวดเร็วแน่นอนว่า RPM ของคุณจะไม่สูงวาล์วประสิทธิภาพ (สปริงสาม) สามารถเพิ่ม RPM สูงสุดได้อย่างมากนี่คือเหตุผลว่าทำไม OHV config engine มี RPM ต่ำถึง 3,500 การออกแบบ OHC กำจัด

• การกำจัด :

เอ็นจิ้นการกระจัดที่สูงขึ้นจะมีส่วนประกอบที่หนักกว่ามวลที่หนักกว่าและทำให้ RPM ลดลง 3.0 ลิตร V8 จะมี RPM ที่ดีกว่า 5.9 ลิตร V8 (เครื่องยนต์ chevy แบบเก่า)

ในการตอบคำถามของคุณ: ใช่การเพิ่มอีก 2 กระบอกจะทำให้ RPM ลดลง แต่จำนวนจะถูกกำหนดโดยมวลของลูกสูบและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยข้างต้นซึ่ง RPM จะสร้างแรงบิดในปริมาณเท่ากันก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน

รอบต่อนาทีที่เครื่องยนต์สร้างแรงบิดสูงสุดส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยการออกแบบของการบริโภคและนักวิ่งไอเสียเช่นเดียวกับโปรไฟล์เพลาลูกเบี้ยว มันไม่เกี่ยวกับจำนวนกระบอกสูบที่แท้จริง

(แม้ว่าจะเห็นได้ชัดว่ากระบอกสูบมากกว่าปกติหมายถึงกำลังการผลิตรวมที่มากกว่าซึ่งหมายถึงการเผาไหม้เชื้อเพลิง / อากาศที่มากขึ้นและด้วยกำลังที่มากขึ้น)