Ne kadar kare geçebilirsin?

Sondaj / strok oranları için sınırlayıcı faktörlerin ne olduğunu ve motorun daha yüksek dev / dak ve hp (özellikle motosikletler) arayışında ne kadar kareye girebileceğini merak ediyorum.

Rpm'nin ortalama 25 m / s'lik bir ortalama piston hızı ile sınırlı olduğunu ve azaltma strokunun, piston hızlarını düşürdüğü için daha yüksek rpm'ye izin verdiğini biliyorum. Birçok spor bisikleti, sadece 25 m / s'nin altındaki piston hızlarında sadece 1.6: 1 ila 1.8: 1 oranlarında b / s oranlarına sahiptir. Valf yayları muhtemelen devir / dakika için sınırlayıcı bir faktör gibi gözüküyor ve oranı 25 m / s'nin altında kalmak için gerektiği kadar yüksek bir orana ayarlamışlar, bu da karenin üstündeki sınıra ulaşılamayacağı anlamına geliyor.

Vana sisteminin (desmodromik gibi) kullanabileceğini varsayarsak, delme / strok oranını ne sınırlar ve ne kadar yükselirdi? Bulduğum en yüksek üretim oranı, Ducati'nin Desmosecidi RR'si 2: 1 (86 x 43 mm). Ayrıca, düşük strok (25 m / s'de yaklaşık 17.500 rpm), desmo valfler, dişli camlar ve mükemmel dengelenmiş bir 90 derece V4 olmasına rağmen neden diğer litrebiklerle aynı 14,000ish rpm'yi koruduğunu da merak ediyorum.

(Motor kinematik perspektifinden)

Delik-strok oranının (B: S) arttırılması iki potansiyel etkiye sahiptir

1. Pistondan kafaya boşluğu azaltır

   Aynı piston yer değiştirme ve sıkıştırma oranını (CR) korumak için, üst ölü merkezdeki (TDC) piston ile başlık arasındaki boşluk daha küçük hale gelmek zorundadır. Bunun nedeni daha büyük bir deliğin aynı yer değiştirme için daha küçük bir darbeye işaret etmesidir.

   Desmosedici motoruna (0.25 l) benzer boyutlarda basit bir düz piston için bazı rakamlar kırdım. 13.5: 1 CR'de, silindir kafası ile piston arasındaki boşluk 3.19 mm'dir, bu nedenle Ducatisti mühendislerinin gerçekten oynayabilecekleri çok oda yoktur.

   Farklı delme-strok oranları için biraz daha sayıya çarptım.

   • B: S 1.6'da boşluk 3.70 mm'ye çıkıyor.
   • B: S 2.5'te boşluk 2.75 mm'ye düşer

   Çok fark gibi gelmeyebilir ama olan bu.

   Açıklıktaki bu tür bir farkın, takım ve imalat maliyetlerine ne kadar katkıda bulunabileceği konusunda yorum yapmaya yetkin değilim.

2. Pistondan kafaya açıklığı korumak için, CR'yi azaltmanız gerekir

   CR'nin termal verimliliği etkilediğini ve ardından tork ve güç çıkışını etkilediğine dikkat edin (bu tartışmadan vurma / otomatik ateşleme gibi kısıtlamaları koruyacağım).

   B: S 2.5 için bazı rakamlar kırıldı:

   TDC'de 3,19 mm boşluk bırakılması için CR'nin 13,5'ten 11,65'e düşmesi gerekir.

   Bu kabaca% 4-5 verimlilik kaybı. Her şey eşittir, eğer motor orijinal olarak 170 beygir yaparsa, artan delikle yaklaşık 8 daha az at yapmak zorunda kalırsınız.

Şimdi, torktaki beklenen kayıp ile daha yüksek devirlerle mücadele edip ikinci sorunuza yol açabilirsiniz.

Mühendislerin devir sayacını, malzeme sınırları, güvenilirlik gereklilikleri ve (muhtemelen) rotordinamik kaygılar gibi belirli bir değerle sınırlandırmayı seçmesinin birçok nedeni olabilir. Devir sınırını geri tutan kinematik değil, sadece Ducati'nin bildiği başka bir şey.

Başka bir faktör, daha büyük bir delikli pistonun ağırlığındaki artışla birlikte "malzemelerin mukavemeti" sorunudur .

TDC'deki pistonlu kuvvetler muazzamdır ve yorgunluğa katkıda bulunan kuvvet türüdür (gerginlik). BDC'deki sıkıştırma kuvvetleri, biyel / pim / piston gerilmeleri açısından çok daha az sorun yaratır.

Ağırlık çok büyük bir faktördür, çünkü eğer hatırlarsam, bu vektör TDC geri tepmesi sırasında piston pimi alanındaki gerginlik kuvvetlerini hesaplarken kare RPM vektörüne çarpılır . Her durumda, piston ağırlığı kritiktir, ancak piston gücü de öyle.

Yemin ederim ki 20K + RPM deviren oval pistonlu bir Honda bisiklet motorunu hatırlıyorum ve bu neredeyse 3 yıl önceydi. Ancak BxS'nin aşırı derecede kare olduğunu hatırlamıyorum.

Diğer bir faktör ise yanma odası geometrisidir. @ Zaid, pistondan kafaya açıklıktan zaten bahsetti. Ancak deliğiniz büyüdükçe, yanma odanızın yüzey alanı da artar, böylece duvarlara daha fazla ısı kaybedersiniz, bu da verimliliği azaltır.

Strokun düşürülmesi aynı zamanda motor tarafından üretilen torku da azaltır (ateşleme kuvveti daha kısa bir kola uygulanır), bu da motoru daha düşük devirlerde daha az sürülebilir hale getirir.

Daha yüksek RPM'lerde (çoğu uygulama için doğru yaklaşık 12.000 rpm), vanaların açılması ve kapanması için geçen süre sadece yay gerginliği kullanarak çok uzun sürüyor, motorlar bunun için bir mühendislik çözümüne ihtiyaç duyuyor, bu nedenle karmaşıklığı ve maliyetini arttırıyor motor. Yapılabilir ve yapılmıştır, ancak yüksek devirli bir motor her zaman daha pahalı olacaktır.