擠壓與膨脹中的秘密解讀發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比

唐朝

2012年08月15日 08:29 原創(chuàng) 來源：汽車之家

　　[汽車之家技術(shù)] 經(jīng)常關(guān)注汽車的朋友們想必對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比這個(gè)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(dòng)機(jī)為什么要將氣體壓縮　　

　　“發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要將氣體壓縮”這是在了解壓縮比之前一個(gè)重要的問題，發(fā)動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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(duì)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。科技是為大家解決實(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(gè)名詞，仔細(xì)回想下，您買車時(shí)銷售代表是不是在忽悠時(shí)還說過“大哥，我家車好啊，發(fā)動(dòng)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(gè)比值，它的變化會(huì)引起一系列連鎖反應(yīng)。好吧，我又想說教了，咱們還是整簡(jiǎn)單、實(shí)在的吧。簡(jiǎn)單說，壓縮比在合適的范圍內(nèi)提高，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩得到提高，對(duì)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(shí)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(shí)產(chǎn)生的能量也就越大，我們的車也就更有勁兒。

　　我們拿個(gè)排量為499.5ml的汽油機(jī)做個(gè)例子，假設(shè)壓縮比是2:1，簡(jiǎn)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(jiǎn)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(huì)從原來的“推背感”變成“踹背感”。而一般的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比都在11以下，還是這個(gè)發(fā)動(dòng)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(shí)的5倍！現(xiàn)在您明白為什么要提升壓縮比了吧。

　　當(dāng)然，請(qǐng)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(zhǎng)去分析，但這種趨勢(shì)是存在的，因而可以用來證明壓縮比給動(dòng)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(huì)琢磨，既然較高的壓縮比可以帶來巨大的動(dòng)力收益，那么我們?yōu)槭裁床获R上找個(gè)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(gè)人踹變成十個(gè)人踹這么簡(jiǎn)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(gè)詞，簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)Hold不住了。而過高的壓縮比正是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)Hold不住的因素之一。

　　雖然現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)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(hào)也越來越高的前提下提升的。這畢竟是一個(gè)過程，不是一蹴而就的。早期發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)允許，市面上也沒有高標(biāo)號(hào)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(hào)油甚至更低，而引進(jìn)的切諾基低于85號(hào)汽油就不正常工作。而且對(duì)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(duì)機(jī)件的堅(jiān)固性也是一個(gè)考驗(yàn)。所以在通常情況下，相同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比越高，其動(dòng)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�，F(xiàn)在您明白了吧，銷售說他家的車好，發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)爆震的原因

　　//www.jewelry-store-wholesaler.com/drive/200801/31794.html

● 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)為什么比自然吸氣發(fā)動(dòng)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(huì)問“增壓發(fā)動(dòng)機(jī)為什么比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比小呢？”其實(shí)這個(gè)問題很好理解，我們都知道無論是機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)還是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都是通過不同手段“強(qiáng)迫”發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更多的空氣，也就是說發(fā)動(dòng)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(shí)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(huì)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(dòng)機(jī)在吸氣時(shí)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(gè)胖子坐在了您身上，幫您一起壓彈簧，可想而知。這時(shí)如果不想點(diǎn)“辦法”，減輕點(diǎn)壓力，會(huì)是什么后果。