压缩比的意义

1、解读汽车发动机（四）压缩比地意义在之前地文章中，提到过气缸在点火 前要将缸内空气或混合气压缩，提到过柴油机 压缩比更大，并且在上一片文章里面也简单地 讲述了发动机压缩比地定义和作用 而压缩比 这个数值究竟对发动机地影响有多大？今天 小编将其深度解析一下下止点时的缸内鼠大容积如与 上止点时的缸内量4、容积也的 比值即为发动机的压缩比我们再次回顾一下压缩比地概念： 气 缸在下止点时地最大体积与气缸在上止点时 最小体积之比，即为压缩比.我们假设一个气缸,缸径84mm行程 90mm活塞面积约为55.5cm2 （考虑到缝隙,实 际值应更小些）,排量即为499.5ml,如果已知 顶部燃烧室容积约为 55.

2、5ml,则可得出其压缩 比为10： 1,同理换算，如果压缩比值为12,则 顶部燃烧室容积为 45.4ml.中学地数学题，不 用多解释了 .接下来我们通过几个问题来分析压 缩比地意义我们为什么要将气体压缩？我们在解读汽车发动机（一） 内 燃机地诞生 章中提到过 ,1858 年勒努瓦发明 了一款二冲程煤气发动机 , 混合气未被压缩即 点燃 , 导致效率不高 . 为什么说不经过压缩 , 效 率就不高呢？这是因为：压力升高可以让气体地密 度变大 , 分子间地距离也就变小 , 这样燃油分 子和氧分子距离也就更近 , 燃烧速度就更快； 温度可以让让气体分子运动速度加快 , 燃油分 子和氧气分子更容易互相作

3、用 , 这就让混合气 体更容易点燃 . 而且较小地燃烧空间可以较快 地完成燃烧 , 燃烧过程加快也提高了性能 .为什么要提高压缩比？我们还拿那个缸径 84mm行程90mm, 活塞面积约为 55.5cm 2, 排量即为 499.5ml 地 汽油机汽缸建立一个非常简单地数学模型：当压缩比为 2:1 时 , 假设此时进气压 力为正常地 1 个大气压 , 即 0.1Mpa, 经过 90mm 吸气行程 ,499.5ml 混合气进入汽缸 , 经过压 缩行程后 , 压力为 0.2Mpa, 缸内缸内燃油完全 燃烧后 , 绝热状况下 , 温度和压力升高倍率设 定为初始值5倍,即1Mpa,减去对抗地一个大 气压为

4、 0.9Mpa, 换算之后压强为 90N/cm2. 乘以255.5cm ,此时对活塞地向下压力为 4995N,除 以9.8即510Kg等效重量.（虽然这个数值看 起来很大 , 但这是瞬间最大值 , 与整个循环中 持续地扭矩相差甚远 . 而且经过曲轴转换之后 , 换算成扭矩要小很多 . ）我们再看压缩比为 10:1 地情况如 何：进气压力为 0.1Mpa, 压缩后缸内压力变成 1Mpa,继续绝热燃烧，压力升高5倍，即5Mpa, 减去对抗地 1 个大气压 , 为 4.9Mpa, 换算后为 490N/cm.乘以 55.5cm 后,约为 27200N,即 2775Kg !按数值粗略推断，光是扭矩相比之

5、前 升高5倍多,功率也一样会有大幅提高.经过上述实验 , 足以说明压缩比地提高, 对应着发动机地性能和效率地提高 .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地泵气损失 , 燃烧室扫气情况 , 非绝热压力转换 , 混合气始 开氏温度 , 以及空气、燃油蒸汽和燃烧尾气地 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 ,但这种趋势是存在地 , 因而可以用 来证明压缩比给动力带来地增加 .为什么压缩比不能提地太高？根据上段地分析 , 我们得知 , 既然较 高地压缩比可以带来巨大地动力收益 , 那么我 们把压缩比值提

6、高到 20、 30,甚至更高 , 怎么 样？当然不可以 . 我们前一篇文章专门讲 了爆震 , 而高压缩比正是导致爆震因素之一 . 虽然现代汽油发动机地压缩比越来越高 , 但这 是在科技不断发展 , 且汽油标号也越来越高地 前提下提升地 . 这毕竟是一个过程 , 不是一蹴 而就地 . 早期发动机技术不先进 , 气缸不能承 受太大压强 , 而且即便发动机允许 , 市面上也 没有高标号地汽油油或者不普及 , 例如八九十 年代地 212和 2020,压缩比只有七点几 ,可以 烧 75 号油甚至更低 , 而引进地切诺基低于 85 号汽油就不正常工作 . 而且对于柴油机而言 , 更大地压缩比也必然产生更高地压强 , 对机件 地坚固性也是一个考验 .所以在通常情况下 , 相同排量地发动 机, 压缩比越高 , 其动力性和经济性越好 .但凡 事有度 , 为追求高性能而单纯提高压缩比 , 又 要其正常工作 , 其难度是呈几何倍增地 . 而且 国内目前油品确实不怎么样 , 也限制了一些优 秀发动机在国内地推广 .车68