十气门实验:给3D打印内燃机塞进更多气门

Alexander's Laboratory 把一台3D打印内燃机的四气门缸头换成十气门版本,用木螺丝当气门,只为看看多气门到底能带来什么。

提到内燃机(ICE),业界普遍接受的观点是:每个气缸的气门数量够用就行,进气与排气各一套即可。支持这一说法的人还会指出,气门越少,气门座密封面的总面积越小,漏气的风险也就越低。不过历史上确实存在气门数量更多的先例,于是 [Alexander's Laboratory] 决定亲手摇一摇一台十气门发动机,看看多加几个气门究竟会带来什么变化。

十气门气缸头

历史上的多气门方案

视频中提到的一个经典例子是雅马哈 FZ750:这台四缸发动机每个气缸配三个进气门和两个排气门,组成 20 气门结构。厂商宣称这种设计能提升性能,其中一个原因就是每个气门都可以做得比“每侧单气门”方案更小、更轻。其他摩托车厂商也尝试过类似布局,视频里还展示了一些相当有意思的案例。

运转中的十气门气缸头

从四气门到十气门

这次 [Alexander] 想做的是一台 10 气门版本,进排气对称布置,各五个气门。他没有从零开始造一台完整的发动机,而是在此前视频中亮相过的那台大量使用 3D 打印件的内燃机基础上,换上一个新的气缸头,替代原来的四气门缸头。

定制气门直接用了大号木螺丝,前提是先确认它们能承受燃烧室的高温。要把十个小气门全部塞进有限的空间里并不容易,最终还是被硬塞进了一个铝材 CNC 加工与尼龙 3D 打印混合制成的气缸头中。原有的凸轮轴被保留下来,通过一个转接件实现同时驱动五个气门。

在排查并解决了一些问题、做了一番调校之后,这台发动机实际运转得相当不错。遗憾的是,作者并没有给出与四气门缸头版本之间的对比数据。希望后续视频里能看到这部分内容。

完整视频可在此观看。

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