擠壓與膨脹中的秘密 解讀發(fā)動機壓縮比

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經(jīng)常關(guān)注汽車的朋友一定對發(fā)動機壓縮比這個名字很熟悉，聽起來確實有點無聊。不過不用擔心，這是技術(shù)頻道，不是各大搜索引擎里無聊的百科全書。讓我?guī)愀咏自捨牡膲嚎s比，這樣你就不會上當了。

●發(fā)動機為什么要壓縮氣體？

"為什么發(fā)動機壓縮氣體？"這是了解壓縮比之前的一個重要問題。發(fā)動機壓縮氣體是因為壓力的增加可以使氣體的密度變大，分子之間的距離變小，從而使燃料分子與氧氣分子之間的距離更近，燃燒速度更快。

●什么是壓縮比？

了解了發(fā)動機壓縮氣體的原因，讓我們開始壓縮比之旅。這一次，我們拋開了一堆繁瑣的描述和煩人的公式，整點都很好理解。好了，讓我們言歸正傳。如果你在看這篇文章之前問杜娘壓縮比是多少，相信你一定很困惑。放松，讓我們看點輕松的。壓縮比遠沒有《維多利亞的秘密》那么神秘。如下圖所示，紫色部分為燃燒室容積，綠色部分為氣缸行程容積，壓縮比為“/紫色”。我相信聰明的你一定明白“壓縮比是這個氣缸的總?cè)莘e與最小容積的比值”。至于壓縮比公式ε=Va/Vc，喜歡的話可以扔給你的初中老師。

●為什么要提高壓縮比？

我知道大家對什么是壓縮比不感興趣，即使被我偽裝成配色的問題。技術(shù)渠道是為大家解決實際問題。讓我們把理論和實踐結(jié)合起來。相信大家之前或多或少聽過壓縮比這個名詞。仔細想想。你買車的時候，銷售代表有沒有說“老大哥，我的車很好，發(fā)動機壓縮比極高，是其他車的兩倍”？既然銷量高，壓縮比肯定是好事。先拋開銷量是否真實的問題，找出為什么要提高壓縮比。

“壓縮比”顧名思義就是一個比值，它的變化會引起一系列的連鎖反應。嗯，我想再講一遍。讓我們簡單而實用。簡單來說，如果在適當?shù)姆秶鷥?nèi)增加壓縮比，發(fā)動機的扭矩會增加，這意味著汽車會為我們開得更猛。如果你認為這仍然是腦細胞的浪費，那就把它想象成一個擠壓的彈簧。你越用力擠壓彈簧，彈簧的變形越大，彈簧恢復得越快越強。同樣，氣缸里的氣體壓縮得越多，膨脹時產(chǎn)生的能量就越大，我們的汽車就會越有能量。

我們以排量為499.5ml的汽油機為例，假設(shè)壓縮比為2:1，簡單排除各種影響因素，活塞向下的壓力約為510kg，當我們將壓縮比設(shè)為3:1，簡單排除各種影響因素，活塞向下的壓力約為793kg！看，我們只是把壓縮比提高了這么多，活塞向下的壓力增加了283kg，將近一半。活塞這個向下的力反饋給駕駛員，駕駛員會從“推背感”變成“踢背感”。一般汽油發(fā)動機，壓縮比在11以下。這是同一臺發(fā)動機。我們把壓縮比改成10:1，活塞向下的力會達到2775kg。這是2:1壓縮比的五倍！現(xiàn)在你可以看到為什么要提高壓縮比了。

當然，請注意，上述算法并不完全準確，其中沒有考慮節(jié)流閥引起的泵損、燃燒室掃氣、非絕熱壓力轉(zhuǎn)換以及空氣體、燃油蒸氣和燃燒尾氣的比熱容等因素。而且在不同的工況下，燃料燃燒的程度不同，所以不能完全按照比例增加來分析缸內(nèi)壓力，但這種趨勢是存在的，所以可以用來證明壓縮比給了動力。

●為什么不立即提高壓縮比？

看完上面的分析，你一定很納悶，既然更高的壓縮比能帶來巨大的功率增益，為什么不找個店把壓縮比提高到20、30甚至更高呢？如果你真的這么想，我勸你先冷靜一下。提高壓縮比的效果并不總是從“推背感”變成“踢背感”，也不是從一腳變成十腳那么簡單。

世界上有很多劍，而壓縮比不幸是一把雙刃劍。我相信你一定聽說過敲門這個詞。簡單來說，爆震就是燃燒不正常導致燃燒室壓力異常。你可以理解發(fā)動機不能保持。壓縮比過高是導致發(fā)動機無法保持的因素之一。

現(xiàn)代汽油機的壓縮比雖然越來越高，但都是在科學技術(shù)不斷發(fā)展、汽油標號越來越高的前提下得到提升的。畢竟這是一個過程，不是一蹴而就的。早期的發(fā)動機技術(shù)不先進，氣缸承受不了太大的壓力，即使發(fā)動機允許，市場上也沒有高檔汽油或者不普及。比如上世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）八九十年代，北京吉普212和2020的壓縮比只有7: 00，能燒75號油甚至更低，進口切諾基比85號汽油還低，不會正常工作。而且，對于柴油機來說，更高的壓縮比必然會產(chǎn)生更高的壓力，這也是對零件堅固性的考驗。因此，在正常情況下，相同排量的發(fā)動機壓縮比越高，其動力性和經(jīng)濟性就越好。但是凡事都有個度，單純?yōu)榱俗非蟾咝阅芏岣邏嚎s比，讓其正常工作的難度是幾何級數(shù)的翻倍。現(xiàn)在你看，銷售員說他的車不錯，發(fā)動機壓縮比極高，是其他車的兩倍。這種胡說八道肯定會騙你買車。別再被騙了。