你怎么能过平方？

我想知道限制缸径/冲程比的因素是什么，以及在寻找更高的rpm和hp（特别是摩托车）时，发动机能达到多大平方...

我知道rpm受大约25 m / s的平均活塞速度限制，减小冲程可以提高rpm，因为它会降低活塞速度。许多运动自行车的b / s比率仅为1.6：1至1.8：1，而活塞速度则低于25 m / s。气门弹簧似乎可能是rpm的限制因素，并且它们只是将比率设置为所需的高值以保持在25 m / s以下，这意味着不会达到平方以上的极限。

假设阀系统可以处理它（例如去铁阀），那么什么会限制缸径/冲程比？它能达到多高？我能找到的最高生产率是杜卡迪的Desmosecidi RR为2：1（86 x 43毫米）。我还想知道为什么它具有较低的冲程（25 m / s时约为17,500 rpm），减震阀，齿轮驱动凸轮和90度V4完美平衡，但仍保持与其他同升摩托车相同的14,000 rpm。

（从发动机运动学的角度来看）

增加缸径比（B：S）有两个潜在影响

1. 它减少了活塞到头部的间隙

   为了保持相同的活塞位移和压缩比（CR），上止点（TDC）处的活塞与缸盖之间的间隙必须变小。这是因为对于相同的位移，较大的孔意味着较小的行程。

   我为一个简单的扁平活塞处理了一些数字，该扁平活塞的尺寸类似于Desmosedici发动机（0.25 l）。在13.5：1 CR时，汽缸盖和活塞之间的间隙为3.19毫米，因此Ducatisti工程师的工作空间并不大。

   我针对不同的缸径比得出了更多的数字。

   • 在B：S 1.6时，间隙爬升到3.70 mm
   • 在B：S 2.5时，间隙降至2.75毫米

   听起来可能差别不大，但实际上是什么。

   我无权评论这种间隙差异对模具和制造成本的影响。

2. 为了保持活塞到头部的间隙，您必须降低CR

   请注意，CR影响热效率，进而影响扭矩和功率输出（在本讨论中，我将不考虑爆震/自动点火等约束）。

   为B：S 2.5处理一些数字：

   为了在TDC上保持3.19毫米的间隙，CR需要从13.5降至11.65。

   大约损失了4-5％的效率。在所有其他条件相同的情况下，如果发动机最初产生170 hp的功率，则必须增加缸径，减少约8匹马匹。

现在，您可以通过更高的转速克服预期的扭矩损失，从而引出您的第二个问题。

工程师选择将转速计数器限制为某个值的原因可能有很多，其中包括材料限制，可靠性要求以及（可能）转子动力学问题。这不是运动学上的限制转速限制，而是杜卡迪才知道的其他东西。

另一个因素是“材料强度”问题，再加上大口径活塞的重量增加。

TDC上的往复力很大，它们是导致疲劳的力（张力）类型。就连杆/销/活塞应力而言，BDC处的压力远不是问题。

重量是一个巨大的因素，因为如果我记得，在TDC往复运动期间计算活塞销区域中的拉力时，该矢量会与平方的RPM矢量相乘。在任何情况下，活塞的重量都是至关重要的，但活塞的强度也至关重要。

就是说，我发誓我记得一个椭圆活塞本田自行车发动机，转速达到20K + RPM，这是将近30年前。但是我不记得BxS太过方形了。

另一个因素是燃烧室的几何形状。@Zaid已经提到了活塞到头部的间隙。但是，随着孔的增大，燃烧室的表面积也将增大，因此壁上的热量将损失更多，从而降低效率。

减小冲程还减小了发动机产生的扭矩（点火力施加在较短的臂上），从而使发动机在较低的转速下难以驾驶。

在较高的RPM（对于大多数应用而言，大约为12,000 rpm）下，仅使用弹簧拉力打开和关闭阀门所花费的时间太长，发动机为此需要工程解决方案，因此增加了发动机的复杂性和成本发动机。这是可行的，而且已经完成了，但是高转速的引擎将永远更加昂贵。