壓縮比的意義

1、解讀汽車發(fā)動機（四）壓縮比地意義在之前地文章中，提到過氣缸在點火 前要將缸內(nèi)空氣或混合氣壓縮，提到過柴油機 壓縮比更大，并且在上一片文章里面也簡單地 講述了發(fā)動機壓縮比地定義和作用 而壓縮比 這個數(shù)值究竟對發(fā)動機地影響有多大？今天 小編將其深度解析一下下止點時的缸內(nèi)鼠大容積如與 上止點時的缸內(nèi)量4、容積也的 比值即為發(fā)動機的壓縮比我們再次回顧一下壓縮比地概念： 氣 缸在下止點時地最大體積與氣缸在上止點時 最小體積之比，即為壓縮比.我們假設(shè)一個氣缸,缸徑84mm行程 90mm活塞面積約為55.5cm2 （考慮到縫隙,實 際值應(yīng)更小些）,排量即為499.5ml,如果已知 頂部燃燒室容積約為 55.

2、5ml,則可得出其壓縮 比為10： 1,同理換算，如果壓縮比值為12,則 頂部燃燒室容積為 45.4ml.中學(xué)地數(shù)學(xué)題，不 用多解釋了 .接下來我們通過幾個問題來分析壓 縮比地意義我們?yōu)槭裁匆獙怏w壓縮？我們在解讀汽車發(fā)動機（一） 內(nèi) 燃機地誕生 章中提到過 ,1858 年勒努瓦發(fā)明 了一款二沖程煤氣發(fā)動機 , 混合氣未被壓縮即 點燃 , 導(dǎo)致效率不高 . 為什么說不經(jīng)過壓縮 , 效 率就不高呢？這是因為：壓力升高可以讓氣體地密 度變大 , 分子間地距離也就變小 , 這樣燃油分 子和氧分子距離也就更近 , 燃燒速度就更快； 溫度可以讓讓氣體分子運動速度加快 , 燃油分 子和氧氣分子更容易互相作

3、用 , 這就讓混合氣 體更容易點燃 . 而且較小地燃燒空間可以較快 地完成燃燒 , 燃燒過程加快也提高了性能 .為什么要提高壓縮比？我們還拿那個缸徑 84mm行程90mm, 活塞面積約為 55.5cm 2, 排量即為 499.5ml 地 汽油機汽缸建立一個非常簡單地數(shù)學(xué)模型：當(dāng)壓縮比為 2:1 時 , 假設(shè)此時進氣壓 力為正常地 1 個大氣壓 , 即 0.1Mpa, 經(jīng)過 90mm 吸氣行程 ,499.5ml 混合氣進入汽缸 , 經(jīng)過壓 縮行程后 , 壓力為 0.2Mpa, 缸內(nèi)缸內(nèi)燃油完全 燃燒后 , 絕熱狀況下 , 溫度和壓力升高倍率設(shè) 定為初始值5倍,即1Mpa,減去對抗地一個大 氣壓為

4、 0.9Mpa, 換算之后壓強為 90N/cm2. 乘以255.5cm ,此時對活塞地向下壓力為 4995N,除 以9.8即510Kg等效重量.（雖然這個數(shù)值看 起來很大 , 但這是瞬間最大值 , 與整個循環(huán)中 持續(xù)地扭矩相差甚遠 . 而且經(jīng)過曲軸轉(zhuǎn)換之后 , 換算成扭矩要小很多 . ）我們再看壓縮比為 10:1 地情況如 何：進氣壓力為 0.1Mpa, 壓縮后缸內(nèi)壓力變成 1Mpa,繼續(xù)絕熱燃燒，壓力升高5倍，即5Mpa, 減去對抗地 1 個大氣壓 , 為 4.9Mpa, 換算后為 490N/cm.乘以 55.5cm 后,約為 27200N,即 2775Kg !按數(shù)值粗略推斷，光是扭矩相比之

5、前 升高5倍多,功率也一樣會有大幅提高.經(jīng)過上述實驗 , 足以說明壓縮比地提高, 對應(yīng)著發(fā)動機地性能和效率地提高 .注意： 以上算法并不完全準(zhǔn)確 , 其中 未考慮進氣壓力由于節(jié)氣門產(chǎn)生地泵氣損失 , 燃燒室掃氣情況 , 非絕熱壓力轉(zhuǎn)換 , 混合氣始 開氏溫度 , 以及空氣、燃油蒸汽和燃燒尾氣地 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 ,但這種趨勢是存在地 , 因而可以用 來證明壓縮比給動力帶來地增加 .為什么壓縮比不能提地太高？根據(jù)上段地分析 , 我們得知 , 既然較 高地壓縮比可以帶來巨大地動力收益 , 那么我 們把壓縮比值提

6、高到 20、 30,甚至更高 , 怎么 樣？當(dāng)然不可以 . 我們前一篇文章專門講 了爆震 , 而高壓縮比正是導(dǎo)致爆震因素之一 . 雖然現(xiàn)代汽油發(fā)動機地壓縮比越來越高 , 但這 是在科技不斷發(fā)展 , 且汽油標(biāo)號也越來越高地 前提下提升地 . 這畢竟是一個過程 , 不是一蹴 而就地 . 早期發(fā)動機技術(shù)不先進 , 氣缸不能承 受太大壓強 , 而且即便發(fā)動機允許 , 市面上也 沒有高標(biāo)號地汽油油或者不普及 , 例如八九十 年代地 212和 2020,壓縮比只有七點幾 ,可以 燒 75 號油甚至更低 , 而引進地切諾基低于 85 號汽油就不正常工作 . 而且對于柴油機而言 , 更大地壓縮比也必然產(chǎn)生更高地壓強 , 對機件 地堅固性也是一個考驗 .所以在通常情況下 , 相同排量地發(fā)動 機, 壓縮比越高 , 其動力性和經(jīng)濟性越好 .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地 . 而且 國內(nèi)目前油品確實不怎么樣 , 也限制了一些優(yōu) 秀發(fā)動機在國內(nèi)地推廣 .車68