高转速发动机的优缺点有哪些？

Question

如题所述

Answer 1

缺点：
1、控制难：转速范围太广阔，假定高转发动机的转速是从0-12000rpm，为一般街车0-6000rpm的两倍，powerband在整体转速区域内的占比就很小了，车手需要精确控制转速（俗称的F1车手转速不下12000转），对变速箱、车手要求很高，日常驾驶非常不方便。
2、散热难
3、磨损大：机油和轴承的tolerance一般是搭配着来的，最佳工况一般设定在powerband的温度和压力下，区间以下的表现未必好，因而有些高端的比赛，哪怕不用，车队也会把发动机一直保温保存……此外哪怕有再好的润滑设计，高转下的磨损还是不可避免的。
4、缸体平衡难：5000rpm时的引擎平衡和15000rpm时的完全是两个世界。做蓝印几乎要把缸体和所有运动件都精密测量加工一遍，譬如bore alignment。批量生产的民用发动机，在微观尺度上，各气缸之间可能存在不平行，甚至各缸与曲轴也不是精确垂直的，转速低的时候可能没什么关系，这样的发动机直接装机出厂了，但高转下必须要再加工，务求精确。其他曲轴什么的就不展开讲了
5、低速乏力和缸头设计：两个放在一起讲，是因为缸头很大程度上决定了充气效率。充气效率很难高低转速两头兼顾，要么放弃低转，要么照顾低转放弃高转，那设计高转发动机也就没意义了。此外高转下的气门、气门孔、凸轮轴也要做精密测量和加工，气门弹簧要强化，避免valve floating撞活塞，等等。
6、燃烧不充分：高转发动机一般采取大缸径+短行程设计，但缸径是越大越好吗？火焰的传播需要时间，如果缸径过大，火焰可能就来不及传播，当转速过万，这就是很现实很严重的问题了，哪怕精密设计燃烧室，或者用气缸头开槽的黑技术，也不能根本性解决。此外更大的缸径带来更大的热损，也是减损效率的事。

优点：
1、体积和重量：觉得这是最大的优点，尤其是对F1这样极端追求减重和降重心的赛事来说
2、科技感强
3、音效好
4、容易吹出积碳
5、技术储备：高转发动机储备了很多技术，在不久之后都极大提升了普通发动机的性能。
6、寿命问题，很多人说F20C的寿命很长，其实不是因为高转寿命长，是因为设计和平衡精良，硬件超过了工况。而一般的发动机，又不是企业招牌，厂商不会下那么大功夫。F1是基本接近硬件等于工况的，一台发动机，寿命是半个赛季。

Answer 2

等远山老兄指正。
与转速相关的扭矩概念：扭矩单位是N·m，发动机扭矩表示曲轴转动的输出力矩。引擎的功率=2π×扭矩×转速/60=扭矩×转速/9.549同输出功率的情况下，大扭矩低转速，小扭矩高转速。
同扭矩的情况下，转速决定了输出功率的大小。
——当然，最大扭矩的出现一定和转速相关，可以查看车辆发动机工况图。
高转速的发动机优点：
1）小幅加速性明显有力（同程加速，转速提升更明显）；2）畅通路段更省油，对新手来说亦如是；3）最大转速定额高；4）积碳易排出。
缺点：1）合适的换档时机要求转速偏高，难把握；2）拥堵路段费油；3）拖曳力不强，做拖拽车起步时较吃力。本回答被提问者采纳