即使不计成本，也很难让发动机转速突破2万转/分？

有人说即使不计成本，也很难让活塞式发动机的转速突破20000转，这个说法虽然有些夸张，但也不无道理。

因为目前已知的活塞式发动机最高转速为20000转/分，这是一台用于F1赛车的2.4升V8汽油机。在此之前活塞式发动机的最高转速从来没有达到过这样的高度。

为什么活塞式发动机很难突破20000转/分的高转速呢？主要有以下3个原因：

1、材料强度

转速过高，发动机材料可能无法承受巨大的冲击力。

因为发动机的活塞、连杆是一直在进行往复运动的，发动机运行中活塞一直在重复着从静止加速到最高速然后再静止的过程。转速过高的时候活塞的加速度太高，导致曲轴、连杆在承受动力输出的同时还要承担活塞运动的惯性力。

就拿文章开头提到的那台发动机，有数据显示这台发动机在达到20000转时活塞的加速度高达10616g，假设活塞重量为1斤，那么仅是活塞对连杆产生的惯性力就高达5308N，相当于连杆要承受将近550公斤的重量。这还没算动力输出的那部分负荷。

2、活塞线速度

活塞环与气缸壁之间属于边界润滑，润滑条件必然没有强制润滑可靠度高。转速越高活塞环与气缸壁之间的相对速度越高，活塞与气缸壁之间的润滑压力就越大。

家用车活塞线速度极限值为27米/秒，超过这个速度后磨损速度会增加。还是片头提到的那台发动机，由于使用了大缸径短冲程的设计，而且冲程缸径比达到了惊人的0.406比1（意味着活塞极为扁平），所以在极限转速下其活塞线速度也只有26.4米/秒。

3、气门浮动

发动机运行时进气门和排气门需要有规律的开启和关闭。发动机转速越高，气门开闭的频率也越高。

传统的发动机气门是靠气门弹簧的弹力保持关闭的，气门需要打开的时候凸轮推动气门顶端克服弹簧阻力将气门推开。凸轮离开后气门在弹簧的弹力作用下复位。

当转速达到一定高度时就会出现气门浮动，意思就是说由于气门开关频率太高，弹簧压缩后回弹的速度跟不上发动机的节奏了。原本气门需要在凸轮离开瞬间立刻复位，结果气门弹簧回弹慢了半拍，这轻则影响发动机进排气，重则导致活塞顶到气门。

还是开头提到的那台F1发动机，它为了能达到20000转的高转速就放弃了传统的弹簧，而使用了气动弹簧，靠压缩空气的力量驱动气门复位。

总的来说如果真不计成本的话在各种新技术和新材料的加持下发动机转速突破20000转/分应该还是有可能的。只是那样的意义或许不是很大而已。