擠壓與膨脹中的秘密解讀發(fā)動機(jī)壓縮比

唐朝

2012年08月15日 08:29 原創(chuàng) 來源：汽車之家

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　　[汽車之家技術(shù)] 經(jīng)常關(guān)注汽車的朋友們想必對發(fā)動機(jī)壓縮比這個名字并不陌生,，這東西聽起來確實(shí)有些枯燥。不過別擔(dān)心,，這里是科技,，不是各大搜索引擎里那些單調(diào)無趣的百科，這次讓我用白話帶您走近壓縮比,，讓您不再被忽悠,。

● 發(fā)動機(jī)為什么要將氣體壓縮　　

　　“發(fā)動機(jī)為什么要將氣體壓縮”這是在了解壓縮比之前一個重要的問題，發(fā)動機(jī)將氣體壓縮是因?yàn)閴毫ι呖梢宰寶怏w的密度變大,，分子間的距離也就變小,，這樣燃油分子和氧分子距離也就更近,，燃燒速度就更快。

● 什么是壓縮比

　　了解了為什么發(fā)動機(jī)要將氣體壓縮后,，開始我們的壓縮比之旅吧,。這次我們拋開一堆繁瑣的描述、讓人心煩的公式,，整點(diǎn)簡單易懂的,。好了,，書歸正傳了，如果您在看這篇文章前問過“度娘”什么是壓縮比,，相信您一定被弄暈乎了,。放輕松，咱們來看點(diǎn)容易的,，壓縮比遠(yuǎn)沒有“維多利亞的秘密”那么神秘,。如下圖所展示的，紫色部分為燃燒室容積,，綠色部分為氣缸行程容積,，壓縮比這玩意就是“（紫色+綠色）/紫色”。相信聰明的您一定懂了“壓縮比就是這氣缸總?cè)莘e（黃色）與最小容積（紫色）的比值”,。至于壓縮比的公式ε=Va/Vc,，如果您愿意，完全可以扔給您的初中老師了,。

● 為什么要提高壓縮比

　　我知道大家對什么是壓縮比沒興趣，即使它們被我偽裝成了顏色搭配的問題,�,？萍际菫榇蠹医鉀Q實(shí)際問題的，下面就讓我們理論聯(lián)系實(shí)際,。相信您之前也或多或少聽過壓縮比這個名詞,，仔細(xì)回想下，您買車時銷售代表是不是在忽悠時還說過“大哥,，我家車好啊,，發(fā)動機(jī)壓縮比特別高，比別的車高一倍”,。既然銷售說高,，那壓縮比肯定是好東西啊，我們先把銷售說的是否是實(shí)話的問題放在一邊,，了解下為什么要提高壓縮比,。

　　“壓縮比”顧名思義是個比值，它的變化會引起一系列連鎖反應(yīng),。好吧,，我又想說教了，咱們還是整簡單,、實(shí)在的吧,。簡單說，壓縮比在合適的范圍內(nèi)提高,，會使發(fā)動機(jī)的扭矩得到提高,，對于我們來說也就是這車開起來更有勁兒,。如果您覺得這么想還是浪費(fèi)腦細(xì)胞，那不妨將它想成擠壓彈簧,，越用力擠壓彈簧,，彈簧的形變就越大，彈簧恢復(fù)原樣時的速度也就越快,，力量也越大,。同理，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的越厲害,，膨脹時產(chǎn)生的能量也就越大,，我們的車也就更有勁兒。

　　我們拿個排量為499.5ml的汽油機(jī)做個例子,，假設(shè)壓縮比是2:1,，簡單刨除各種影響因素，活塞向下的壓力大概為510kg,當(dāng)我們把壓縮比設(shè)為3:1,，再簡單刨除各種影響因素,，活塞向下的壓力大概為793kg！瞧,，我們僅僅是將壓縮比提升了這么點(diǎn),，活塞向下的壓力就提升了283kg,將近二分之一�,；钊@股向下的力反饋到駕車的您那里,，會從原來的“推背感”變成“踹背感”。而一般的汽油發(fā)動機(jī),，壓縮比都在11以下,，還是這個發(fā)動機(jī)，我們將壓縮比變?yōu)?0:1,，那活塞向下的力將達(dá)到2775kg,。也就是壓縮比2:1時的5倍！現(xiàn)在您明白為什么要提升壓縮比了吧,。

　　當(dāng)然,，請您注意：以上算法并不完全準(zhǔn)確，其中未考慮進(jìn)氣壓力由于節(jié)氣門產(chǎn)生的泵氣損失,，燃燒室掃氣情況,，非絕熱壓力轉(zhuǎn)換，以及空氣,、燃油蒸汽和燃燒尾氣的比熱容等因素,，而且不同工況下，燃油燃燒程度也不同，所以缸內(nèi)壓力不能完全按照比例增長去分析,，但這種趨勢是存在的,，因而可以用來證明壓縮比給動力帶來的增加。

● 為什么我們不馬上去提高壓縮比

　　看了上面的分析,，您一定會琢磨,，既然較高的壓縮比可以帶來巨大的動力收益，那么我們?yōu)槭裁床获R上找個店去提高壓縮比,，把壓縮比值提高到20,、30，甚至更高,，怎么樣,？如果您真這么想，我勸您還是先冷靜下,。壓縮比提高的效果并不總是從“推背感”變成“踹背感”,，也不是從一個人踹變成十個人踹這么簡單的效果。

　　這世上有許多劍,，壓縮比這玩意不幸也是把雙刃劍,。相信您一定聽過爆震這個詞，簡單說爆震就是不正常燃燒所導(dǎo)致的燃燒室內(nèi)壓力失常,。您可以理解為發(fā)動機(jī)Hold不住了,。而過高的壓縮比正是導(dǎo)致發(fā)動機(jī)Hold不住的因素之一。

　　雖然現(xiàn)代汽油發(fā)動機(jī)的壓縮比越來越高,，但這是在科技不斷發(fā)展，且汽油標(biāo)號也越來越高的前提下提升的,。這畢竟是一個過程,，不是一蹴而就的。早期發(fā)動機(jī)技術(shù)不先進(jìn),，氣缸不能承受太大壓強(qiáng),，而且即便發(fā)動機(jī)允許，市面上也沒有高標(biāo)號的汽油或者不普及,，例如八九十年代的北京吉普212和2020,，壓縮比只有七點(diǎn)幾，可以燒75號油甚至更低,，而引進(jìn)的切諾基低于85號汽油就不正常工作,。而且對于柴油機(jī)而言，更大的壓縮比也必然產(chǎn)生更高的壓強(qiáng),，對機(jī)件的堅(jiān)固性也是一個考驗(yàn),。所以在通常情況下，相同排量的發(fā)動機(jī),，壓縮比越高,，其動力性和經(jīng)濟(jì)性越好,。但凡事有度，為追求高性能而單純提高壓縮比,，又要其正常工作,，其難度是呈幾何倍增的。現(xiàn)在您明白了吧,，銷售說他家的車好,，發(fā)動機(jī)壓縮比特別高，比別的車高一倍,。這樣的鬼話肯定是忽悠您買車呢,，別再被騙了。

相關(guān)鏈接：

　　尋找“罪魁禍?zhǔn)住痹斀獍l(fā)動機(jī)爆震的原因

　　//zphnet8.com/drive/200801/31794.html

● 增壓發(fā)動機(jī)為什么比自然吸氣發(fā)動機(jī)壓縮比小

　　了解了上面壓縮比的問題后,，有細(xì)心的朋友可能會問“增壓發(fā)動機(jī)為什么比自然吸氣發(fā)動機(jī)壓縮比小呢,？”其實(shí)這個問題很好理解，我們都知道無論是機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)還是渦輪增壓發(fā)動機(jī)都是通過不同手段“強(qiáng)迫”發(fā)動機(jī)吸入更多的空氣,，也就是說發(fā)動機(jī)在吸氣階段吸入的空氣或混合氣本來就已被壓縮,，在進(jìn)入到氣缸進(jìn)行到壓縮進(jìn)程中，將被再次壓縮,。這時壓縮比要調(diào)校的低一些,，以保證在增壓之后，缸內(nèi)壓力不會過高而發(fā)生“爆燃”的情況,。

　　還用我們上面提到的彈簧舉例,，增壓發(fā)動機(jī)在吸氣時就像是您用盡全力壓彈簧，當(dāng)氣缸進(jìn)入到壓縮進(jìn)程中就像是一個胖子坐在了您身上,，幫您一起壓彈簧,，可想而知。這時如果不想點(diǎn)“辦法”,，減輕點(diǎn)壓力,，會是什么后果。