¿Tiene un automóvil con 4 cilindros de 1 litro cada uno la misma potencia que un automóvil con 8 cilindros de 0.5 litros cada uno?

Answer 1

Creo que las respuestas anteriores han cubierto casi todo, por lo que esta es solo una adición con un ejemplo que, con suerte, ayuda a comprender la regla de trabajo más ampliamente aplicada: pistón grande = más torque, más rpm = más potencia

Suponiendo que la carrera de cada pistón en la nueva configuración (V8) se acorta, el V8 resultante aumentaría considerablemente más, y el resultado directo de esto significaría más potencia.

Sin embargo, el par caería, porque el par es un factor de la carrera del pistón. Como regla general, los pistones más grandes con una carrera más larga producen más torque. Los pistones de carrera corta producen más potencia, porque para cualquier intervalo dado, los pistones de carrera corta habrían completado muchos más ciclos de combustión en comparación con la carrera larga.

La potencia es simplemente energía por unidad de tiempo, es decir, la cantidad total de energía del combustible que se convierte en energía mecánica en el motor. Por lo tanto, cuanto más revoluciones del motor, más ciclos de combustión, más energía generada y más potencia.

Un Honda CBR 600RR acelera un poco más de 16,000 rpm y, por lo tanto, produce más potencia. Un Harley Sportster por el otro y no aceleraría más de 7,000 rpm (no estoy muy seguro de la línea roja de rpm, porque el último 883 que monté no tiene un tacho) y, en consecuencia, produciría menos potencia. Sin embargo, la Harley tiene dos (casi) cilindros de 450cc en V, un pistón más grande = más torque en comparación con un CBR que tiene 4 cilindros de 150cc.

Habiendo dicho todo esto, debe mencionarse que esto NO es una regla absoluta, pero es un buen comienzo 🙂

Siempre hay excepciones simplemente porque el tamaño del pistón por sí solo no es el factor definitorio del carácter de un motor. Los otros factores son la relación de compresión; sincronización de válvulas, elevación y duración; la cantidad de combustible inyectado; la presencia de inducción de aire forzado (turbo y súper cargadores), el factor más definitorio en los motores nuevos en estos días; tecnología del motor y más.

Un Ducati Streetfighter, por ejemplo, tiene un desplazamiento similar y una configuración de doble V como el Harley, pero es un animal completamente diferente con altas revoluciones, más potencia y más torque, y esto es solo la punta de un iceberg de excepciones.

Answer 2

Hay tres formas geométricas de realizar el cambio propuesto:
1.) Mantenga el mismo diámetro del cilindro, pero reduzca la carrera a la mitad (y luego duplique el número de cilindros).
2.) Mantenga la misma carrera, pero reduzca el diámetro del cilindro de modo que el área de la sección transversal del nuevo cilindro sea la mitad del área anterior (y luego duplique el número de cilindros).
3.) Realice cambios tanto en la carrera como en el diámetro interior a la mitad del volumen de cada cilindro (y luego duplique el número de cilindros).

Todos estos cambios alteran otros parámetros operativos del motor, como la relación de compresión, la relación superficie / volumen, la velocidad media del pistón, etc.

En resumen, al reducir a la mitad el volumen del cilindro y luego duplicar el número de cilindros para lograr el mismo desplazamiento total, un motor 4cyl x 1L no tendrá la misma potencia que un motor 8cyl x 0.5L. De hecho, el motor 8cyl x 0.5L probablemente tendrá menos potencia que el motor 4cyl x 1L.

Alejándonos de la pregunta original, hay formas de combinar la potencia de salida de un motor de 8cyl x 0.5L con la potencia de salida de un motor de 4cyl x 1L. Los parámetros de funcionamiento, como la sincronización de la inyección, la sincronización de la válvula, la relación de compresión, el diámetro interior / carrera, el orden de disparo, etc., pueden variar para que coincidan con las salidas de potencia. Pero esa es otra pregunta con una solución mucho más profunda.

Answer 3

Como usted hizo una pregunta muy básica, trataré de mantener la respuesta muy simplificada. Con todas las demás cosas iguales (que en la vida real no serían) … pero en teoría un motor de 8 cilindros tendría 1) más fricción y 2) más masa. Entonces, en teoría, un cilindro 4 sería más eficiente.

Pero en realidad, esto sería algo muy difícil de probar porque habría demasiadas diferencias entre los motores que solo el número de cilindros, lo que debería tenerse en cuenta.

Answer 4

Los fabricantes deciden la cantidad de cilindros en función del propósito, el costo y la complejidad previstos. Para un desplazamiento dado de 4L , el motor de 8 cilindros producirá más potencia que el diseño de 4 cilindros.

En los motores de nueva generación, es posible que no se vea un motor de 4 cilindros con más de 2 litros de cilindrada. En general, se ve que los fabricantes prefieren usar ~ 500 cc para un solo cilindro. Si requieren capacidades diferentes, a menudo son versiones de un mismo cilindro. Mantener la misma capacidad les ayuda a compartir los componentes entre ellos y los modelos de la compañía hermana.

El diseño comúnmente utilizado para un 4 cilindros es en línea, son compactos, tienen menos componentes y son económicos. Pero no están bien equilibrados, lo que limita su capacidad por encima de 2L. Si se crea un motor de este tipo, tendrán una masa oscilante y giratoria más pesada que limitará las rpm de su motor. Es posible reducir el desequilibrio, pero requeriría tecnología compleja. Los fabricantes prefieren elegir un diseño diferente en lugar de complicar un diseño simple.

Esta es la razón principal por la que uno encontraría 6 o más cilindros cuando el desplazamiento del motor es de alrededor de 4L. Aunque tienen más componentes que aumentan las pérdidas parasitarias, el motor equilibrado les permitirá funcionar a rpm más altas produciendo más potencia.