s2000為什麼轉速可以這麼高? - 汽車改裝

※ 引述《muscleOHV (夜。灣岸)》之銘言：
: 小弟一名鍵盤車手爾，常看Nascar, Indy500, 澳洲v8 supercar
: 最近無聊做轉速調查，F1引擎20,000 RPM, Nascar引擎(OHV有推桿) 約9,500 RPM.
: Indy 就拿本田的v8來看，10,300 RPM
: F1引擎汽門彈簧是氣壓式的，所以可以達到極高轉速; 但是用完就報銷了
: Nascar汽門彈簧是雙彈簧，一個汽門內一顆外一顆;
: 本田那個Indy v8我沒找到資料
: 問題來了，大家都知道s2000 可以達到9000 RPM，很多人說它是賽事的展示櫃
: 我查Wikipedia找F20C, 它只說...
: The F20C and F22C1 have two overhead cams with roller followers, a
: ladder-frame main bearing stiffener, a VTEC system for both the intake and
: exhaust camshaft, Fiber-Reinforced Metal cylinder liners (FRM), molybdenum
: disulfide-coated piston skirts for reduced friction, and uses a timing chain.
: 就雙凸輪軸
: 階梯式....應該是支承
: 雙VTEC
: 纖維強化活塞內膜
: 鉬硫合金活塞裙
: 不用皮帶，用鐵鍊
: 找一下S2000的汽門彈簧，看起來就是普通彈簧而已，
: Wikipedia講這麼多也就只是說它可以承受高轉速
: 想請問各位版大s2000可以達到這麼高的轉速是為什麼?
: 汽門彈簧比較硬?
: 話說本田是一個很有意思的公司，之前他們把Indy v8的引擎裝到Legend上
: 本田無限還在civic上面裝了一個渦輪增壓器，很可惜v8 Legend沒生產....
其實許久之前我也想過同樣的問題
然後做了一點研究
得到的結論其實和推文裡W大說的一樣....行程是關鍵
不過更正確的說其實是活塞速度和慣性所造成的影響
Nascar的引擎雖然號稱賽車引擎
但基本上結構和60,70年代的Chevy Small Block是大同小異
活塞行程很長
造成的結果就是雖然極限轉速只有10000rpm上下
但是活塞的運動速度和機件承受的力道
和可以達到20000rpm的F1引擎只有些微的落差
http://www.epi-eng.com/piston_engine_technology/comparison_of_cup_to_f1.htm
可以參考這篇落落長的文獻....
但是最關鍵的其實是看最下面表格最後一欄的引擎機件應力比較表
兩者差異其實不大
還有上面一點的mean piston speed
F1的活塞速度是每秒25.5公尺，Nascar的活塞速度是每秒24.8公尺
但是因為F1的活塞行程只有39.77mm，Nascar有82.55mm
所以造成了F1可以容許20000rpm的最高轉速
Nascar只能到10000rpm
不過代價就是要發動F1引擎需要有一整個團隊幫忙
Nascar引擎不只可以自己發動，而且還可以裝在一般車輛上在馬路上開
還有F1引擎扭力小的可憐....
然後不管是Nascar還是F1引擎，它們的活塞都是削薄到幾乎沒有肉身
以減少對連桿、曲軸等等內部組件的應力
所以只要能在設計引擎時刻意的縮短活塞行程
並且使用較低重量的高品質鍛造活塞/連桿
就可以在維持引擎內部機件耐用度的前題下提高最高轉速
以達到提高最大馬力的目標
扭力降低的問題其實就交給變速箱齒比就好了
畢竟扭力是力矩單位，會隨著輸出齒比不同而改變，齒比越輕輪上扭力就越大
至於凸輪軸和汽門彈簧....
凸輪角度只要高到能提供預定達到轉速的吸/排氣量其實就可以了
汽門彈簧市面上更是一大堆改裝品而且還提供保固
相形之下其實不是什麼太大的問題
只差在使用較硬回彈較快的彈簧和高角度凸輪
就必需把待速轉速拉高以維持待速的順暢度
代價就是一般行駛時工作溫度會比較高，然後比較耗油....
不過對於專門做成性能取向的車來說其實這不是什麼問題
氣冷911一堆火燒車的案例但是大家還是很愛，這就是最好的證明

所以總而言之
F20C能達到9000rpm其實不算是什麼驚人的事情
但是如果是最近一些歐系節能小車的引擎
(普遍都是小排氣量+渦輪，縮小缸徑加大行程提高扭力反應，馬力靠渦輪吹出來
類似柴油引擎的設計理念)
這樣也能夠達到9000rpm....那就真的是很驚人的事情了

--