民用發動機高很多。一般民用內燃機的缸徑行程比都在1左右,可能小於1也有可能大於1,但是偏差不會太大,即缸徑與活塞行程基本相同。
摩托車發動機屬於民用發動機裡相當追求高轉速的分支,杜卡迪摩托車的缸徑衝程比就有高達1。84的。
而長行程發動機,則配置在對扭矩比較敏感但是對速度不甚敏感的車上,尤其是載重車輛和越野車輛。
一般自然吸氣民用車,日用行駛更多一些,為了照顧比較重要的低扭,也常採用長行程引擎。比如吉普車,它的缸徑行程比是0。714,船用內燃機的缸徑衝程比就更低,可以低到0。3,適合對轉速要求很低但是對扭矩要求極高的工況。
那麼,在一般運轉的時候,長行程發動機由於曲軸的力臂比較長,因此可以在低轉的時候獲得相對充分的扭矩。但是相應的,由於活塞的行程比較長,曲軸的力臂較長,導致曲軸的轉動慣量也較大,在高轉速下長行程發動機的運轉就比較辛苦。
而短行程發動機則正好相反,由於力臂短,低轉的扭矩難以得到保證,但是由於活塞的行程短,在高轉速的時候負擔比長行程發動機小,因此短行程發動機的轉速可以更高。
而在轉速很高的時候,單位時間內的做功次數可以更多,功率就可以更高,動力就更高。
場地賽對扭矩的要求,其實沒有想象中那麼高,特別是低扭特性,對於場地賽車來說其實無關緊要,用得上的時候就是起步,而且場地賽的路面狀況相對理想,所以在F1引擎設計的時候就儘量多壓榨轉速以提高功率,對於扭矩來說過得去就好。
有本田工程師的團隊加入,讓東星車隊的效率高了很多,日本人更瞭解國際汽聯的繁雜規則,比如F1這種水準的比賽,節氣門尺寸同樣有嚴格的規定。
在這樣的前提下,想要獲得更大的功率,就需要提升發動機的轉速,提升單位時間內的做功次數,這樣可以獲得更高的功率輸出,更適合場地賽的發揮。
破萬轉的極限工況,活塞、連桿受到的衝擊劇烈頻繁,活塞環的摩擦同樣極為劇烈,這就要求發動機內材料要求極高,鍛造不嫌好,鈦合金也不過分。
對於F1來說,大量使用高強度鍛造鋁、鈦合金、鎂合金、碳纖維,只能用錢砸,各家車隊可以說比的就是財力!
當然,還有精密加工,這也離不開巨量資金的投入,還有氣缸活塞對中、高轉速下的氣密性都是巨大的挑戰,F1的發動機產量就那麼幾臺,都是慢慢磨出來的。
散熱同樣是一個巨大的困難,因此F1兩側都安裝了碩大的散熱器,像法拉利賽車兩側都有飛機引擎似的進氣口。
在一些細節的設計上同樣是為超高轉速服務,比如氣門,都知道可變氣門正時和升程電子控制系統很NB,但是放在F1上也是不夠用的。
一般的鋼製氣門彈簧根本不敷使用,昂貴材料如鈦合金又做不了彈簧,因此F1的氣門採用的是氣動回位方式,完全靠氣門中的氣流將氣門“衝”到位置,甚至要用氮氣瓶提供能量而不是傳統的凸輪。氣門——當然是鈦合金的了,很貴的。
進排氣系統同樣有獨到的設計,比如可變長進氣道、分段排氣,在低中高轉速中,幫助發動機提高維持轉矩輸出。
上千度的溫度,每分鐘一萬多的轉速,火花塞每秒點火一百多次,氣門每秒開合一百多次。這些對材料的強度,耐用度,潤滑系統,ECU程式的設計,點火的精準度,要求都是頂級的。
所以賽車的引擎,有一點點問題就會拉缸,爆缸。現在的F1賽車引擎,幾乎不考慮整機耐用性,一站就報廢都很常見,很多車隊也這樣做。當然以後隨著國際汽聯規則的改變,轉速降低,引擎的耐久度也提高了,但也