从缸径与行程看扭矩与转速（原理篇）
过了很久，我也终于想起我是个汽车up主。抱歉这么久没有更新，接下来我会用很多篇专栏给各位解读缸径行程和扭矩的关系。并且会从从结构角度去看摩托汽车发动机的区别，自吸和涡轮的区别，汽油机和柴油机的区别。废话不多说我们先看看原理。
扭矩与功率的关系是一个很简单的公式就能表达的，即扭矩乘以转速除以9550。这个我相信很多人都知道，但具体怎么应用还是得看使用场景。
我们看看缸径与行程。缸径即活塞的直径，行程即活塞往复运动的距离。但行程这个数据很多人不会注意到他等于曲轴的旋转的直径。也就是行程越大曲轴的直径也就越大，在气缸的排量固定的前提下活塞被向下推动的力是基本上固定的。结合我们日常经验来看像扳手一样，在手臂力气固定的前提下扳手越长施加在螺母上的扭矩就越大。即活塞行程越大曲轴扭矩越大。但在现实里行程不可能无限的做大，因为活塞的连杆会和气缸壁发生剐蹭干涉等。
在单个气缸排气量固定的前提下，缸径越大行程越小，行程越大缸径越小。这么说有些难以理解，但是我们把气缸比作一个水杯。即两个水杯装满的时候储水量相等，粗的杯子肯定矮，细的杯子肯定高。在活塞连杆曲轴能承受的各种力都固定时，短行程的发动机曲轴的扭矩短行程大缸径的结构能承受更高的转速，所以能压榨高转区间的功率其最大功率扭矩爆发点都在高转速区间。这种发动机在低转速的功率不大，所以也被形容低扭不足和低转无力。这种发动机的压缩比往往很大并且汽油标号也要求的更高。
讲到这发动机的出力特性都是建立在自然吸气的前提下。尽管涡轮or机械增压能改变发动机的出力特性。但也改变不了缸径行程所带来的结构特点。并且由于加入了增压装置其缸内压力会增大，其压缩比会降低，因为进入气缸的空气压力更大。如果继续保持那种自然吸气状态的压缩比，并且结构材料不做加强处理的话，那么将非常容易爆缸，并且严重减少引擎的寿命。这也是很多改装动力的人改的很大了之后就容易出现爆缸这种情况。
再来讲讲短缸径长行程的结构就几乎没有做到那种一万多转的高转速引擎。因为相同转速下活塞运动的速度和加速度就会比同排量下短行程的大。例如行程20㎜和40㎜的行程的引擎，在6000r/min的情况下，活塞每秒往复运动100次。后者者走过的路程是前者的两倍，承受的加速度是前者的四倍。活塞的负荷的上限是固定的，想要转速更高就只能用更短的缸径。但改装玩家往往不会这么做，因为这后面的工程量太大。内燃机是一个非常复杂的部件，而且缸径做的太大，活塞太扁太薄，因为活塞要轻，不然活塞也受不住。而且在做功冲程中连杆总往一边倾斜，活塞的受力其实是不均匀的，两侧受力不均匀，而且对一侧的气缸壁压力会大于另一边，导致拉缸过引起活塞在气缸内有轻微摆动的动作。毕竟现在量产加工零件的公差误差摆在这里，不可能说是数据建模里的理想情况。而且设计师还要考虑安全系数保修率结构等各种问题，所以缸径行程之比也不会太夸张。
先说到这吧，下一篇我讲讲汽车和摩托引擎的区别。
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