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擠壓與膨脹中的秘密 解讀發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比

2021-12-30 14:58:00 作者:?jiǎn)柎鸾蝎F
壓縮比的定義及提高壓縮比的意義

經(jīng)常關(guān)注汽車(chē)的朋友一定對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比這個(gè)名字很熟悉,聽(tīng)起來(lái)確實(shí)有點(diǎn)無(wú)聊。不過(guò)不用擔(dān)心,這是技術(shù)頻道,不是各大搜索引擎里無(wú)聊的百科全書(shū)。讓我?guī)愀咏自?huà)文的壓縮比,這樣你就不會(huì)上當(dāng)了。

●發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要壓縮氣體?

"為什么發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮氣體?"這是了解壓縮比之前的一個(gè)重要問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮氣體是因?yàn)閴毫Φ脑黾涌梢允箽怏w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(dòng)機(jī)壓縮氣體的原因,讓我們開(kāi)始?jí)嚎s比之旅。這一次,我們拋開(kāi)了一堆繁瑣的描述和煩人的公式,整點(diǎn)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(wèn)杜娘壓縮比是多少,相信你一定很困惑。放松,讓我們看點(diǎn)輕松的。壓縮比遠(yuǎn)沒(méi)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(gè)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(huà)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(duì)什么是壓縮比不感興趣,即使被我偽裝成配色的問(wèn)題。技術(shù)渠道是為大家解決實(shí)際問(wèn)題。讓我們把理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。相信大家之前或多或少聽(tīng)過(guò)壓縮比這個(gè)名詞。仔細(xì)想想。你買(mǎi)車(chē)的時(shí)候,銷(xiāo)售代表有沒(méi)有說(shuō)“老大哥,我的車(chē)很好,發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比極高,是其他車(chē)的兩倍”?既然銷(xiāo)量高,壓縮比肯定是好事。先拋開(kāi)銷(xiāo)量是否真實(shí)的問(wèn)題,找出為什么要提高壓縮比。

“壓縮比”顧名思義就是一個(gè)比值,它的變化會(huì)引起一系列的連鎖反應(yīng)。嗯,我想再講一遍。讓我們簡(jiǎn)單而實(shí)用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),如果在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)增加壓縮比,發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩會(huì)增加,這意味著汽車(chē)會(huì)為我們開(kāi)得更猛。如果你認(rèn)為這仍然是腦細(xì)胞的浪費(fèi),那就把它想象成一個(gè)擠壓的彈簧。你越用力擠壓彈簧,彈簧的變形越大,彈簧恢復(fù)得越快越強(qiáng)。同樣,氣缸里的氣體壓縮得越多,膨脹時(shí)產(chǎn)生的能量就越大,我們的汽車(chē)就會(huì)越有能量。

我們以排量為499.5ml的汽油機(jī)為例,假設(shè)壓縮比為2:1,簡(jiǎn)單排除各種影響因素,活塞向下的壓力約為510kg,當(dāng)我們將壓縮比設(shè)為3:1,簡(jiǎn)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?;钊@個(gè)向下的力反饋給駕駛員,駕駛員會(huì)從“推背感”變成“踢背感”。一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī),壓縮比在11以下。這是同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。我們把壓縮比改成10:1,活塞向下的力會(huì)達(dá)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(dāng)然,請(qǐng)注意,上述算法并不完全準(zhǔn)確,其中沒(méi)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(lái)分析缸內(nèi)壓力,但這種趨勢(shì)是存在的,所以可以用來(lái)證明壓縮比給了動(dòng)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(lái)巨大的功率增益,為什么不找個(gè)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(jiǎn)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(tīng)說(shuō)過(guò)敲門(mén)這個(gè)詞。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),爆震就是燃燒不正常導(dǎo)致燃燒室壓力異常。你可以理解發(fā)動(dòng)機(jī)不能保持。壓縮比過(guò)高是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法保持的因素之一。

現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比雖然越來(lái)越高,但都是在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展、汽油標(biāo)號(hào)越來(lái)越高的前提下得到提升的。畢竟這是一個(gè)過(guò)程,不是一蹴而就的。早期的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不先進(jìn),氣缸承受不了太大的壓力,即使發(fā)動(dòng)機(jī)允許,市場(chǎng)上也沒(méi)有高檔汽油或者不普及。比如上世紀(jì)查成交價(jià)|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(hào)油甚至更低,進(jìn)口切諾基比85號(hào)汽油還低,不會(huì)正常工作。而且,對(duì)于柴油機(jī)來(lái)說(shuō),更高的壓縮比必然會(huì)產(chǎn)生更高的壓力,這也是對(duì)零件堅(jiān)固性的考驗(yàn)。因此,在正常情況下,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)性就越好。但是凡事都有個(gè)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(jí)數(shù)的翻倍?,F(xiàn)在你看,銷(xiāo)售員說(shuō)他的車(chē)不錯(cuò),發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比極高,是其他車(chē)的兩倍。這種胡說(shuō)八道肯定會(huì)騙你買(mǎi)車(chē)。別再被騙了。

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