Vad är den teoretiska maximala varvtalet för en vanlig flygplans kolvmotor?

Det finns två faktorer som begränsar kolvmotorns möjliga hastighet:

Om motorn går för fort, kommer flamfronten från tändstiftet inte att räcka tillräckligt långt för att bränna det mesta av bränslet när kolven går ned igen. Detta sätter en grundläggande gräns för tillväxten i effekten över hastigheten i kolvmotorer.

Om relativ hastighet mellan rörliga delar är för hög, kommer smörjningen att misslyckas och delarna överhettas snabbt. För att köra i högsta möjliga hastighet, använde roterande motorer hjul olja, som i sin tur motiverade tidiga flygare att ha långa halsdukar över munnen så att deras matsmältningssystem inte skulle äventyras genom att sitta strax i avgasflödet i sin motor. Idag har smörjmedel förbättrats men ställer fortfarande en tydlig gräns för den maximala hastighet vid vilken en kolvmotor kan köras. Kylning kan hanteras genom att trycka på kylsystemet och förbättra kylarens och pumpens prestanda, medan tröghetsbelastningar på motorkomponenterna kan hanteras av lätta, höghållfasta material.

Att minska borrningen tillåter högre hastighet innan tändgränsen biter medan du minskar stroke kommer att minska kolvens hastigheter, vilket tillåter en högre motorhastighet innan smörjningen misslyckas. En optimerad motor balanserar båda så att den möjliga hastigheten kan utnyttjas fullt ut. För IO-360 och IO-540 är dessa dimensioner 5 respektive "respektive". Detta placerar dem under senaste generationen stora luftfartstempel och närmare den typiska interwarmotorer .

Jag kunde inte hitta tillförlitliga uppgifter om motorhastigheten på Reno Air Race vinnare , som borde komma nära det maximalt förnuftiga motorvarvtal vid denna storleksklass. Det bästa jag kunde hitta var 3.700 RPM på Jumo 213 E , en motor med 5,9 " borrning och 6,5 "stroke, så jag skulle gissa att använda bra bränsle och smörjning, Lycoming kan hamna någonstans mellan 4000 och 4500 varv per minut. Jag är skeptisk att mycket användbar kraft kan extraheras vid 5000 varv / min och är säker på att livslängden vid denna hastighet kommer att mätas i minuter, inte timmar.

Det finns inget fysiskt begränsande men motorerna är konstruerade för att köra optimalt i det givna intervallet så att de helt enkelt inte kan springa mycket bra. Naturligtvis kan du alltid ändra klocktiming, gnisttid osv. För rekordet är din körning av bruksflygplansmotorn inte så annorlunda än de tidiga Porsche / VW-luftkylda plattmotorerna ( som till och med användes på flygplan vid en tidpunkt ). Du behöver kyla den åtminstone delvis med ett oljesystem och delvis med en luftfläkt så mycket som Porsche gjorde på sina 996 era bilar om du inte ville hävda vattenkylning (och du behöver inte). För de stora luftkylda motorerna, , kan stora hästkrafter utvecklas och rev mycket hög om de är byggda korrekt .

För vad det är värt är flygmotorerna mycket dyrare än deras icke-FAA-certifierade fordonsmodeller, och du är bättre att använda en bilmotor helt enkelt ur ett kostnadsperspektiv.

Man kan komma med en högre revvingflygmotor och sätta ner den för subsonic prop operation. Det var vad Porsche gjorde med sin PFM 3200 flygplansmotor: tog den 911 platta sex och ställde den ner. Medan det var en mycket bra motor, med ungefär två gånger HP av liknande flygtrafikplattor platta sex och användes för att utrusta Mooney M20L, var det också dyrt att köpa och hade en ganska kort TBO. Förmodligen lät PFM 3200 storslagna vid start.

Porsche lämnade marknaden 2007 efter 75 miljoner dollar i utvecklingskostnader för att producera och sälja cirka 80 motorer. Förmodligen köpte de tillbaka alla PFM 3200-motorerna för användning av ansvarskäl.

Kontinentala och Lycoming-plattorna är däremot mycket enklare, långsammare vridmotorer, byggda med betoning på tillförlitlighet, inte kraft i vikt. Låg RPM betyder ingen växellåda för att växla ner för prop drift, och ingen växellåda att behålla eller misslyckas. De är avsedda att fungera vid hög effekt under långa perioder utan att misslyckas, i motsats till fordonsmotorer som tenderar att klara sig vid låg effekt, med en tillfällig brist på full effekt. Förlust av kraft i ett flygplan är lite allvarligare än strömförlust i en bil, därmed betoning på tillförlitlighet.

Om du vill ha en platt sex med massor av HP för att använda flygplan ... titta inte på flygmotorer, om du inte vill ha en motor som blir långsam, så kan du golv i en timme eller två regelbundet.