汽车发动机压缩比基础知识与燃油标号的关系

导读 要说明一台发动机的技术参数,可以概略地用功率与扭矩的大小来标示出来,然而影响功率、扭矩输出的因素却很多,其中一个重要因素就是发动机...

要说明一台发动机的技术参数,可以概略地用功率与扭矩的大小来标示出来,然而影响功率、扭矩输出的因素却很多,其中一个重要因素就是发动机的压缩比,可压缩比这个术语似乎令不少维修人员模糊,知道它的数值大小不如知道气缸压力的数值实用,然而压缩比确是对发动机至关重要的参数。什么是发动机的压缩比?不论这辆车上所选装的是汽油发动机还是柴油发动机,能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。

●发动机为什么要将气体压缩

“发动机为什么要将气体压缩”这是在了解压缩比之前一个重要的问题,发动机将气体压缩是因为压力升高可以让气体的密度变大,分子间的距离也就变小,这样燃油分子和氧分子距离也就更近,燃烧速度就更快。

●什么是压缩比

了解了为什么发动机要将气体压缩后,开始我们的压缩比之旅吧。这次我们抛开一堆繁琐的描述、让人心烦的公式,整点简单易懂的。好了,书归正传了,如果您在看这篇文章前问过“度娘”什么是压缩比,相信您一定被弄晕乎了。放轻松,咱们来看点容易的,压缩比远没有“维多利亚的秘密”那么神秘。如上图所展示的,紫色部分为燃烧室容积,绿色部分为气缸行程容积,压缩比这玩意就是“(紫色+绿色)/紫色”。相信聪明的您一定懂了“压缩比就是这气缸总容积(黄色)与最小容积(紫色)的比值”。至于压缩比的公式ε=Va/Vc,如果您愿意,完全可以扔给您的初中老师了。

●为什么要提高压缩比

我知道大家对什么是压缩比没兴趣,即使它们被我伪装成了颜色搭配的问题。技术频道是为大家解决实际问题的,下面就让我们理论联系实际。相信您之前也或多或少听过压缩比这个名词,仔细回想下,您买车时销售代表是不是在忽悠时还说过“大哥,我家车好啊,发动机压缩比特别高,比别的车高一倍”。既然销售说高,那压缩比肯定是好东西啊,我们先把销售说的是否是实话的问题放在一边,了解下为什么要提高压缩比?

“压缩比”顾名思义是个比值,它的变化会引起一系列连锁反应。好吧,我又想说教了,咱们还是整简单、实在的吧。简单说,压缩比在合适的范围内提高,会使发动机的扭矩得到提高,对于我们来说也就是这车开起来更有劲儿。如果您觉得这么想还是浪费脑细胞,那不妨将它想成挤压弹簧,越用力挤压弹簧,弹簧的形变就越大,弹簧恢复原样时的速度也就越快,力量也越大。同理,气缸内的气体被压缩的越厉害,膨胀时产生的能量也就越大,我们的车也就更有劲儿。

我们拿个排量为499.5ml的汽油机做个例子,假设压缩比是2:1,简单刨除各种影响因素,活塞向下的压力大概为510kg,当我们把压缩比设为3:1,再简单刨除各种影响因素,活塞向下的压力大概为793kg!瞧,我们仅仅是将压缩比提升了这么点,活塞向下的压力就提升了283kg,将近二分之一。活塞这股向下的力反馈到驾车的您那里,会从原来的“推背感”变成“踹背感”。而一般的汽油发动机,压缩比都在11以下,还是这个发动机,我们将压缩比变为10:1,那活塞向下的力将达到2775kg。也就是压缩比2:1时的5倍!现在您明白为什么要提升压缩比了吧。

当然,请您注意:以上算法并不完全准确,其中未考虑进气压力由于节气门产生的泵气损失,燃烧室扫气情况,非绝热压力转换,以及空气、燃油蒸汽和燃烧尾气的比热容等因素,而且不同工况下,燃油燃烧程度也不同,所以缸内压力不能完全按照比例增长去分析,但这种趋势是存在的,因而可以用来证明压缩比给动力带来的增加。

可变压缩比

一般发动机的压缩比是不可变动的,因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数,在设计中已经定好。不过,为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更好的效率,以变对变来改善发动机的运行性能。其中气门可变驱动技术早已实现,做为重要参数的压缩比也有人尝试由固定不变改为“随机应变”,但由于涉及压缩比必然要涉及到整个发动机结构的改变,牵一而动百,难度很大,长期没有进展。这一难题率先被瑞典的绅宝工程师克服。 

萨博(Saab)开发的SVC发动机以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块,缸体可以沿滑块的斜面运动,使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化,改变燃烧室的容积,从而改变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油;在发动机大负荷时采用低压缩比,并辅以增压器以实现大功率和高扭矩输出。萨博SVC发动机是1.6升5缸发动机,每缸缸径68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千瓦,最大扭矩305牛顿米,综合油耗比常规发动机降低了30%,并且满足欧洲Ⅳ号排放标准。

现在的车辆都在标示着它有一个高压缩比的发动机,同时也明显的显示它是一部高性能的车子,能满足全方位驱动需要,然而这样的术语先不去探讨全方位究竟如何,单就这个常常被人冷落的压缩比而言,事实上它代表的是一种科技的成熟,是说明着有一连串相关技术的成就或理论的成功,但却被不少人所不熟知,就更需要我们去深深的开发与研究。压缩比呢?就理论上而言,是发动机不可缺少的数值,不少维修人员认为只不过是个数值而已,又不具有任何单位,从以上结果可以看出,对发动机的性能是多么紧密相关,对维修人员多么重要。

压缩比与汽油标号

发动机压缩比是决定选用汽油标号的最重要参数。

学术上,并无十分统一的标准规定什么压缩比用什么样标号的汽油,而且随着爆震传感器和点火提前角自动调整技术的广泛应用,高压缩比汽车也可以使用比较低标号的汽油。

目前,在国际汽车行业的实践中,广泛采用以下的用油标准:

90号汽油——适用于发动机压缩比8.5以下的汽油汽车。

92号汽油——适用于发动机压缩比在8.6~9.9之间的汽油汽车。

95号汽油——适用于发动机压缩比在10.0~11.5之间的汽油汽车。

98号汽油——适用于发动机压缩比在11.6以上的汽油汽车。

值得注意的是,部分汽车4S店有一种误导,那就是鼓励车主尽量用高标号的汽油,这是错误的观念:

高标号的油,抗压性好,不易产生爆震,但燃烧速度相对较慢,这会影响到发动机的动力性和发动机机体的温度,燃烧速度慢会使发动机动力下降而温度升高,这对发动机是不好的情况。

低标号的油,燃烧速度较快,但抗压能力又不够,容易形成爆震。

因此,在有效消除爆震的前提下,用低标号的油,会比用高标号的油动力更好,更省油,对发动机的温度、润滑等都有好处。

因此,正确的做法是:什么样的油能使你的车动力最好,又最省油,就是你的车最适合的油。如果用对了油,不仅动力上升,又省油,发动机声音平顺平和,发动机温度适中,润滑良好。

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