Нет замены смещению

Я вырос на поговорке «Нет замены рабочему объему», когда речь идет о размере двигателя, производительности и т. д. Верна ли эта поговорка и сегодня?

Во-первых, вы как бы смешиваете яблоки и апельсины. Вот почему...

Поговорка «Нет замены рабочему объему» касается не надежности (как задается вторая часть вашего вопроса), а исключительно крутящего момента и мощности. То, что было верно в 1950-х и 1960-х годах, актуально и сегодня. Причина в том, что когда вы смотрите на любой сопоставимый двигатель разных размеров, выходной крутящий момент намного больше у более крупного двигателя при прочих равных условиях.

Давайте использовать платформу LSx, так как я знаю о них больше. Посмотрите на два разных размера двигателей платформы LS, скажем, 4,8-литровый V8 (LR4) и 6,0-литровый V8 (LQ4) от Chevrolet Silverado 2004 года. Грузовые версии этих двигателей были сопоставимы по конструкции и составу. Головки были сопоставимы, в то время как, конечно, кулачок был бы немного больше в 6.0L, чтобы использовать в своих интересах рабочий объем. У них даже была почти одинаковая степень сжатия. (Примечание: помимо рабочего объема, эти три другие области являются основными частями того, что может изменить мощность двигателя ... по большей части. Есть также много других мелочей, но это было бы слишком далеко для рассмотрения. этот ответ.) Тем не менее, выходная мощность этих двух двигателей в л.с. / tq сильно различалась. Мощность LR4 составляла 285 л.с./295 фунт-фут, а у LQ4 — 325 л.с./365 фунт-фут. Эта разница в 70 фунт-футов была причиной того, что GM поставила эти более мощные двигатели на свои 3/4-тонные грузовики (2500 и 2500HD). Дополнительный крутящий момент позволил бы им буксировать гораздо больший вес. Вот яркий пример того, почему смещение является королем.

... прослужит ли 4-цилиндровый двигатель мощностью 300 л.с. столько же, сколько 6- или 8-цилиндровый двигатель с такой же мощностью? Могут ли стержни меньшего размера, кулачки и т. д. выдержать высокий выходной крутящий момент и сохранить свою надежность?

Эта часть вашего вопроса касается долговечности и надежности. Так что это действительно другой вопрос.

Глядя на 4-цилиндровый и 8-цилиндровый двигатель с одинаковыми показателями мощности/крутящего момента (вы действительно не найдете его в реальном мире, но мы будем использовать его здесь, исходя из предпосылки, что вы можете), если все вещи были равны, за исключением рабочего объема , 8-цилиндровый двигатель, скорее всего, легко переживет 4-цилиндровый двигатель. Причина этого в том, что 8-цилиндровый двигатель сможет значительно снизить показатели л.с./tq в диапазоне оборотов, чем 4-цилиндровый. Благодаря этому 8-цилиндровый двигатель подвергается гораздо меньшей нагрузке по сравнению с 4-цилиндровым двигателем. Много лет назад человек по имени Кэрролл Смит написал книгу под названием « Инженер для победы».(Примечание: издание у меня 1984 года). В этой книге г-н Смит пишет о продолжительности жизни металла. Он может пройти «столько-то» циклов, прежде чем сдастся. Неважно, шатун это или пружина клапана. Только в нем так много жизни. Он утверждает, что чем сильнее вы нажимаете на металл, тем короче его усталостная долговечность. Пружина клапана может прослужить миллион циклов, если не выйти за определенный предел, но если вы превысите этот предел всего на долю дюйма, она может выдержать только 100 тысяч циклов. Я просто привожу цифры, но я пытаюсь проиллюстрировать точку зрения.

Вам может быть интересно, как это относится к нашим двум двигателям (4-цилиндровый против 8-цилиндровый). Если бы все остальное было одинаковым в двух двигателях (т.е. размер штока, размер поршня, размеры подшипниковых шеек и т. д.), чтобы получить одинаковую мощность из 4-цилиндрового двигателя, вам пришлось бы его подтолкнуть. намного сложнее, используя большие кулачки или что у вас есть. Придется раскручивать его в диапазоне оборотов намного выше. Вы должны заставить его делать больше. При этом вы достигнете его предела усталости намного быстрее, чем 8-цилиндровый. Что-то сломается раньше. Почему? Потому что вам пришлось бы резко нагружать 4-цилиндровый двигатель намного сильнее, чем 8-цилиндровый.

Теперь, большие двигатели сегодня будут работать дольше, чем меньшие двигатели в нынешние дни и века? Все зависит от того, как устроены двигатели. У меня нет эмпирических доказательств этого, но логически это имело бы смысл, если бы вы, как производитель современных автомобилей, собирались продавать автомобиль с гарантией на 100 000 миль, вы собираетесь производить двигатель (при нормальных обстоятельствах ) сможет прожить хотя бы такой пробег. Или, по крайней мере, это будет вашей целью. Неважно, 4-х, 6-ти или 8-ми цилиндровый двигатель, вы будете использовать инженерные решения, чтобы он прослужил так долго, или вы будете страдать от последствий замены МНОГО двигателей. .

Означает ли это, что каждый двигатель на дороге сегодня прослужит так долго? Ни в коем случае. Здесь задействовано множество посторонних факторов, и первый из них: насколько хорошо владелец заботится об этом? Если регулярное техническое обслуживание не выполняется в соответствии с предписаниями, двигатель/автомобиль НЕ прослужит так долго, как должен, поэтому все ставки сняты.

Инженерия — ключ ко всему этому. Я ожидаю, что хорошо спроектированный 4-цилиндровый двигатель мощностью 300 л.с. будет иметь такую ​​же долговечность, как и 300-сильный V8 в наши дни. Равны ли они в остальном? Точно нет. 4-цилиндровый двигатель будет создан для увеличения мощности и долговечности ... по крайней мере, до тех пор, пока действует гарантия :о)