Miért nem csinálnak sok apró hengeres motorokat?

Fu, ezt lehet rövidebben is meg lehetett volna fogalmazni.

Bevallom nem értelmeztem az egész szöveget, de vegyünk egy motorkerékpárt. A fordulat legyen 11 ezer, akkor miért fogyaszt 7-8 litert? Hát mert erős, nyilván de a tapasztalat az, hogy ezek a dolgok nem arányosan változnak. Tehát ha a fele a dugattyú mérete, nem kétszeresét fogja forogni a motor. Értem, hogy nem ezt írtad, de egyszerűsítsünk rajta. 12 hengerhez 48 szelep kellene, 12 gyertya, 12 befecskendező, minimum két hengerfej és ha azt szeretnénk, hogy stabil is legyen egy bazi nagy főtengely.

Nyilván v12-es motorrol van szó, vagy legyen csillagmotor, de az ne legyen, minden előnyével nem jó autóba tenni. Tehát a v12es motor pici lökettérfogat mellett is nagyon nagy helyet fog foglani.

Kisebb mechanikai veszteség akkor lesz, ha kisebb és kevesebb hengert alkalmazunk, de ez csak ez egyik veszteség ami egy motorban jelentkezik. Van még áramlási és termikus veszteség. Sok kis hengernek a hengerfala nagy felület, ahol az égés gyakorlatilag kialszik. Sok hengert hűteni kell amire hatalmas hűtő kéne, többek között (és a nagy lökettérdogat) a régi v10-12 es motorok átka.

És ami egyébként bazi fontos, hogy minél alacsonyabb legyen az égési csúcshőmérséklet, miközben a lehető legjobb hatásfokkal ég el a benzin (vagy gázolaj). Magas hőmérsékleten nagyon megnövekszik az NOx képződés. Ezt kezelni kell.

A magas fordulattal meg az a baj, hogy egy motor vagy nagyon jól működik alacsony fordulaton, vagy magas fordulaton. De az, hogy alacsony és magas tartományban jó hatásfokkal működjön, egyenlőre nem jött össze. A versenyautókban sem használják a pár ezres fordulatot mert nem szereti a motor, és nem is megy. Egy csomó mindent kitaláltak a mérnökök, hogy ezt kezelni tudják. EGR, változtatható szívocsőhossz, több injektor, több gyertya, piezo kristályos injektor stb. De azért mégse jött össze a dízel ami elketyeg 1500on de elforog 10ezerig.

Az eszmefuttatásodat teljesen felesleges elolvasni ahhoz, hogy kielégítő választ adjon bármelyik műszaki értelmiségi a ritka értelmesre sikerült kérdésedre:

A dugattyús gépeknél az egyik legmeghatározóbb veszteségforrás a forró munkaközeg intenzív hűlése a relatíve hideg fémfaltól, a munkaciklus folyamán. Ezért ha csak lehet, törekedni kell a gyors gépfutásra és a hengerek számának a minimalizációjára.

A gyors futás és a kisebb felület/térfogat arány értelemszerűen jobban közelíti a munkaütemet az elméletileg ideális adiabatikus táguláshoz!

A nagyobb hengerszámnak csak a nagy hajómotoroknál lehet már előnye az elrendezés miatt, hisz akkora méreteknél már úgyis a 60%-ot közelíti a motor termikus hatásfoka.

Kisebb gépeket káros 8 henger fölé készíteni. Ha találunk is ilyen konstrukciókat, azoknál inkább gyártástechnológiai és egyéb elrendezési szempontokat vettek figyelembe, nem a lehetséges legjobb hatásfokot.

Még egy kicsit kiegészítem az előbbi (21:51) válaszomat:

A felvetett mérnöki probléma tipikusan azok közé tartozik, melyeknél alapvetően érvényesül a mértéki aszimmetria elve.

Rengeteg ilyen van, pl. egy hálózati 50Hz-es kistrafót gyakorlatilag nem lehetséges (vagy érdemes) 1W körüli névleges teljesítménynél 50%-os hatásfokúnál jobbra készíteni. 1kW fölött viszont könnyen 90% fölé mehetünk a hatásfokkal. A több MW-os hálózati trafóknál teljesen általános a 98% fölötti hatásfok (inkább a hűtésproblémák miatt optimalizálnak ez fölött).

A belsőégésű motoroknál ugyanez a helyzet. Egy 1kW-os fűkaszánál sohasem mennek 1 henger fölé. Személygépkocsiknál már nem luxus a 4 henger, kamionnál már előnnyel bír a 8 hengeres elrendezés is.

Utána jön egy átmeneti tartomány, miszerint ha számít az önsúly akkor negyed megawatt fölött gázturbinát választanak. Ha nem számít a teljesítménysűrűség, de kell a magas termikus hatásfok és a nagy élettartam, akkor néhány 10 megawattig is el lehet menni a dugattyús gépekkel.

Ez mind jó, csak több alkatrész, bonyolúltabb gyártás, több gépidő, több kétkezi munka. Lehet a végén sokkal drágább lesz.

BMW pl. Négy féle motorja van már. Sorhárom, sornégy, sorhat, v8. Ebből a soros motorok ugyan úgy néznek ki, csak a hengerszám más. A sorhat gyakorlatilag két sorhárom egymás után, a v8 két sornégy összeforgatva. Rengeteg közös alkatrész és így egyszerű gyártás. A VW csúcsra vitte. Volkswagen, audi, skoda, seat amikben csak a név más de a négy típusban számtalan megegyező alkatrész. Nagyon nagyon fontos a gyártói szemszögből a gyártás optimalizálása.