有沒有可能達到發動機物理極限,而導致發動機整體崩潰?


發動機轉速的物理限制一般來自於2個方面:

1.轉動件(主要是曲軸)的動平衡。

2.缸內壓力、缸內溫度和排氣溫度。

所以要麼就是裂了化了(突破了2),要麼就是抖抖抖然後炸了(突破了1)。具體是多少轉,要看配件規格,沒法定量。


你踩多少就有多少,超過紅線持續一定時間引擎拉缸。

還有電腦有斷油保護,fuel cut。


不可能達到你所謂的物理極限,完全炸機的情況。

多數是附件,小零件跟不上轉速導致整機失效,比如氣門回位跟不上轉速,氣門頂掉,game over。


你說四衝程汽油內燃機的話,28000轉每分鐘。本田80年代摩托發動機的傑作。罕見的橢圓形活塞,四缸32氣門。整個缸蓋上都是氣門。

不難看出,進排氣是四衝程的瓶頸。氣門恢復彈簧細了,來不及關門,粗了,開門阻力太大。

後來有了液壓控制氣門,有望取代彈簧。不過對高轉速的追求過去了。


對於航空發動機來說,熱端部件是關鍵件,其中尤其是渦輪部件,其所處環境溫度極高(目前好的能達到2000k左右),基本上任何材料在這種溫度下都會被融化,溫度太高,對於材料屬性也有很大影響,所以渦輪葉片冷卻很重要。同時渦輪轉子轉速很快,所以離心載荷很大。所以當轉速一直增加,可能渦輪葉片是最先損壞的吧,應該不會一起崩壞!!!!


看木桶最短的那塊板在哪,氣門失調,爆震,燒瓦,動平衡...

以前改裝過一款發動機,PSA的底子,最早沿用的是那種很重的杯狀液壓挺柱,沒換氣門彈簧,6700rpm氣門失調,發動機轉速就抖抖抖上不去了...之後定製了一批超輕挺柱,彈簧也沒動,就上到了8300rpm左右...

參考下吧


首先說結論:不知道

關於活塞式發動機轉速物理上限這個課題我還真沒看到過太多研究,因為這個問題想想也覺得沒有太大的必要去專門研究吧。

現在民用轎車轉速上線大多為7000轉,跑車發動機可以達到10000轉附近,摩托車和賽車對發動機有輕量化要求,一般會採用萬轉以上的發動機。至於轉速最高麼,當年F1好像是有兩萬轉的發動機的,但也只是曇花一現,很快就被規則禁了。

首先要問,發動機為什麼要拉高轉?答:為了增加進氣量提高功率。但更高的轉速伴隨著機械損失的上升,隨之而來的是散熱要求和零件壽命要求的提升。而相比之下適當降低轉速,增加增壓器來提供額外進氣可以節省相當可觀的機械損失。

那有人要問了,我追求更高功率,我既增壓又拉高轉行嗎?理論上行,但實際上條件不允許。布加迪的W16四渦輪增壓加萬轉輸出,你看看那散熱器有多大?整套動力系統幾乎把車都塞滿了。所以過高轉速帶來的散熱問題是限制高轉繼續攀升的一大阻礙。

那有什麼方法可以克服這種阻礙呢?有還是有的,汽車因為自重,起步需要充足的低轉扭矩,因此設計上會採用小缸徑比大行程以滿足低轉扭矩。而摩托對低轉扭矩要求不大,賽車則傾向於直接跳過低轉起步,外加本身就比一般轎車輕,所以會採用大缸徑行程比設計,這兩種設計在同排量下大缸徑行程比明顯擁有更好的高轉特性,因為其縮短了活塞往複所通過的行程,減小了摩擦損失,加之更高的轉速,相比之下會擁有更高的最大功率。唯一的缺點就是低轉輸出不如前者,扭矩不足。

那感情好,我不斷增加缸徑行程比豈不是轉速蹭蹭蹭往上漲?em說實話你非要這樣想我一時半會也沒法反駁你,不過如果太大的話首先你這發動機得長成怎樣的怪胎啊?此外,從技術層面上講,缸徑太大會導致燃燒室火焰傳播距離太長,反而會限制轉速。不過這個好解決,現在一堆高壓噴射和高能點火,實在不行你縮小單槓體積多加幾個氣缸,總排量和缸徑行程比不變,還是擋不住你追求高轉的步伐。

那最後一個可以想到的限制轉速的地方應該就是配氣系統了,現在噴油和點火都已經實現全面電子化了,唯獨進排氣門還是用凸輪軸驅動,彈簧複位,而彈簧複位存在一個回彈速度極限,超過這個極限則會出現氣門歸位不完全而導致正時錯亂,那根回彈速度我們可以推出一個轉速上限。不過說實話現在還有一種叫電子節氣門的技術,已經進入商業化了,應該用不了三五年就能普及,那個是用電磁線圈驅動彈簧複位,或者彈簧驅動電磁鐵複位等等,很多構型,但基本上每一種都可以達到比凸輪軸氣門更高的許用轉速,所以最後一道卡口似乎也被攻陷了。

那我就沒辦法了,你看著辦吧,如果你不嫌發動機長得怪,散熱器太大,你要高轉就高轉唄,至於極限是多少,我真不知道,因為正常設計發動機真用不著那麼高轉速。只有當年缺少規則限制的F1會有人嘗試往那方向靠。畢竟你看看現在的F1發動機,就以賓士PJ1為例,怠速三五千,愣是壓不下來,開不了幾萬公里性能就會下降,再多開點就必須返廠換髮了,正常人家誰架得住啊?

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答完才發現題主還標了一個航空發動機的Tag,雖然已經超出了我的專業範圍,但還是強答一下吧,對於航空發動機包括燃氣輪機這種內燃機(往複航發可以參照一答,不贅述)轉速上萬稀疏平常,相比汽車,航空包括船舶發動機工作轉速區間小,轉速相對固定,外加工作方式都是類似於軸流泵離心泵這種旋轉式的工作方式,那轉速比往複發動機高很正常(莫名想起轉子發動機是怎麼回事)。不過轉速應該還是存在上限的,但基本和往複發動機一樣,轉速過高後會失去實際工程價值,因此也就不會有人去逼這個極限,都是用多少設計多少的。而且在下一代航發技術路線中,衝壓發動機基本是主流,什麼變循環衝壓,超燃衝壓,旋轉爆震衝壓,基本上都繞不開衝壓發動機的構型。而衝壓發動機根本沒有葉片,甚至都沒有運動組件,所以也就不存在轉速上限這一說法。


家用車一般拉到紅區就有可能損壞發動機,一般也就7千轉以上是紅區,賽用發動機轉速高一點,但是一般到了兩萬轉都得玩完


什麼發動機?活塞式的話,考慮到曲軸強度,活塞環材料,缸筒材料,活塞承受的高溫高壓,不出13000,普通車


F1 標定的激進一點的發動機,散熱系統或者金屬疲勞出現一點點問題就BOOM!

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強度和散熱跟上,極限會是缸內火焰傳播速度

另外,隨轉速上升,因為慣性力的抵消作用,連桿受力可能反而會變好


應該會到機械極限,爆缸,普通家用車應該一萬多轉左右吧


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