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發動機壓縮比

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發動機壓縮比的定義就是發動機混合氣體被壓縮的程度,用壓縮前的氣缸總容積與壓縮后的氣缸容積(即燃燒室容積)之比來表示。

1 發動機壓縮比 -壓縮比

  壓縮比的定義就是發動機混合氣體被壓縮的程度,用壓縮前的氣缸總容積與壓縮后的氣缸容積(即燃燒室容積)之比來表示。目前,絕對大部分汽車採用所謂的'往複式發動機',簡單地講,就是在發動機氣缸中,有一隻活塞周而復始地做著直線往複運動,且一直循環不已,所以在這周而復始又持續不斷的工作行程之中有其一定的運動行程範圍。就發動機某個氣缸而言,當活塞的行程到達最低點,此時的位置點便稱為下止點,整個氣缸包括燃燒室所形成的容積便是最大行程容積,當活塞反向運動,到達最高點位置時,這個位置點便稱為上止點,所形成的容積為整個活塞運動行程容積最小的狀況,需計算的壓縮比就是這最大行程容積與最小容積的比值。

2 發動機壓縮比 -壓縮比定義

  內燃機氣缸總容積與燃燒室容積的比值,是內燃機的重要結構參數(見圖)。活塞處於下止點時氣缸有最大容積,用Va表示;活塞處於上止點時氣缸內的容積稱為燃燒室容積,用Vc表示。內燃機的壓縮比ε為 

  ε=Va/Vc

  ε 為幾何壓縮比,它表示活塞從下止點移動到上止點時氣缸內氣體被壓縮的程度。活塞位於下止點時進氣門或進、排氣口尚未關閉,故有時須用有效壓縮比ε0的概念。ε0指內燃機進、排氣門(口)開始全部關閉瞬時的氣缸容積與氣缸壓縮容積之比。凡未經特別指明的壓縮比均指幾何壓縮比。壓縮比對內燃機性能有多方面的影響。壓縮比越高,熱效率越高,但隨壓縮比的增高,熱效率增長幅度越來越小。壓縮比增高使壓縮壓力、最高燃燒壓力均升高,故使內燃機機械效率下降。汽油機壓縮比過高容易產生爆震。柴油機壓縮比過低會使壓縮終點溫度變低,影響冷起動性能。壓縮比能使內燃機排氣中有害成分(如NOX、烴類、CO等)的含量發生變化。現代柴油機的壓縮比一般在12~22之間,但超高增壓柴油機的壓縮比可低至8。幾年以前,汽油發動機的壓縮為6~10,但如今普遍都在9~12之間。

可變壓縮比

  一般發動機的壓縮比是不可變動的,因為燃燒室容積及氣缸工作容積都是固定的參數,在設計中已經定好。不過,為了使得現代發動機能在各種變化的工況中發揮更好的效率,以變對變來改善發動機的運行性能。其中氣門可變驅動技術早已實現,做為重要參數的壓縮比也有人嘗試由固定不變改為「隨機應變」,但由於涉及壓縮比必然要涉及到整個發動機結構的改變,牽一而動百,難度很大,長期沒有進展。現在這一難題已被瑞典的紳寶工程師克服。 近年薩博(Saab)開發的SVC發動機以改變壓縮比來控制發動機的燃油消耗量。它的核心技術就是在缸體與缸蓋之間安裝楔型滑塊,缸體可以沿滑塊的斜面運動,使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發生變化,改變燃燒室的客積,從而改變壓縮比。其壓縮比範圍可從8:1至14:1之間變化。在發動機小負荷時採用高壓縮比以節約燃油;在發動機大負荷時採用低壓縮比,並輔以增壓器以實現大功率和高扭矩輸出。薩博SVC發動機是1.6升5缸發動機,每缸缸徑68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千瓦,最大扭矩305牛頓米,綜合油耗比常規發動機降低了30%,並且滿足歐洲Ⅳ號排放標準。 現在的車輛都在標示著它有一個高壓縮比的發動機,同時也明顯的顯示它是一部高性能的車子,能滿足全方位驅動需要,然而這樣的術語先不去探討全方位究竟如何,單就這個常常被人冷落的壓縮比而言,事實上它代表的是一種科技的成熟,是說明著有一連串相關技術的成就或理論的成功,但卻被不少人所不熟知,就更需要我們去深深的開發與研究。壓縮比呢?就理論上而言,是發動機不可缺少的數值,不少維修人員認為只不過是個數值而已,又不具有任何單位,從以上結果可以看出,對發動機的性能是多麼緊密相關,對維修人員多麼重要。

3 發動機壓縮比 -壓縮比與燃油利用率

  為了滿足國四(歐四)排放標準對於碳排放(即耗油量)的要求,汽車生產廠家普遍都提高了發動機的壓縮比至9~12之間,其中,9~10.5主要用於渦輪增壓發動機,10.0~12則主要用於自然吸氣發動機。

  高壓縮比發動機可以更好地利用活塞式發動機的作功特點、在做功行程用同樣數量的燃油可以爆發出更大的功率,用更小的排量就可以達到以前更大排量的發動機才能做出的功率,亦即高壓縮比發動機的升功率和燃油利用率更高。為了滿足國家要求自2011年開始,新車必須滿足歐四排放的要求,汽車生產廠家同期開始大量地在汽車上裝備高壓縮比發動機,事實上,目前的自然吸氣發動機壓縮比普遍都在10.5以上,僅舉幾例如下表:

  

廠商廣汽本田長安福特上海大眾斯柯達通用雪佛蘭
車型名稱雅閣2011款福克斯2011款明銳2010款科魯茲2011款
發動機型號R20A3CAF483Q0EA111LDE
排量(升)2.01.81.61.6
壓縮比10.610.810.510.8
燃油標號93號93號93號93號
相比較之下,渦輪增壓發動機比自然吸氣發動機有更大的升功率和更好的燃油利用率,在歐四排放標準的今天也得到了廣泛的應用。

4 發動機壓縮比 -壓縮比與汽油標號

  發動機壓縮比是決定選用汽油標號的最重要參數。

  學術上,並無十分統一的標準規定什麼壓縮比用什麼樣標號的汽油,而且隨著爆震感測器和點火提前角自動調整技術的廣泛應用,高壓縮比汽車也可以使用比較低標號的汽油。

  目前,在國際汽車行業的實踐中,廣泛採用以下的用油標準:

  90號汽油——適用於發動機壓縮比8.5以下的汽油汽車。

  93號汽油——適用於發動機壓縮比在8.6~9.9之間的汽油汽車。

  97號汽油——適用於發動機壓縮比在10.0~11.5之間的汽油汽車。

  98號汽油——適用於發動機壓縮比在11.6以上的汽油汽車。

  值得注意的是,部分汽車4S店有一種誤導,那就是鼓勵車主盡量用高標號的汽油,這是錯誤的觀念:

  高標號的油,抗壓性好,不易產生爆震,但燃燒速度相對較慢,這會影響到發動機的動力性和發動機機體的溫度,燃燒速度慢會使發動機動力下降而溫度升高,這對發動機是不好的情況。

  低標號的油,燃燒速度較快,但抗壓能力又不夠,容易形成爆震。

  因此,在有效消除爆震的前提下,用低標號的油,會比用高標號的油動力更好,更省油,對發動機的溫度、潤滑等都有好處。

  因此,正確的做法是:什麼樣的油能使你的車動力最好,又最省油,就是你的車最適合的油。如果用對了油,不僅動力上升,又省油,發動機聲音平順平和,發動機溫度適中,潤滑良好。

5 發動機壓縮比 -「國四車」高壓縮比及渦輪增壓汽車正確用油

高壓縮比自然吸氣發動機正確用油

  目前「國四」標準的汽油發動機壓縮比普遍都在10.5以上,部分汽車廠家出於銷售策略考慮依然建議使用93號汽油,這無疑對國內的石油工業提出了苛刻的要求,要求生產出更高標準的93號汽油,可以預見,這在短期內是無法實現的。這些高壓縮比汽車使用93號汽油,不少的汽車短期內就會表現出「沒力」、耗油量大,行駛幾千或者二三萬公里之後,還會表現出發動機噪音嚴重(爆震)、排氣怪味、嚴重費油等現象。

  針對這樣的現狀,汽車消費者需要運用自己的判斷力動腦筋解決好正確的用油標號,以充分發揮汽車的性能和取得較好的燃油經濟性。

  最方便的做法是直接選用97號油,這樣對車有好處,實際結果比93號油更省錢。

  然而,一味使用高標號汽油也有一些負面的影響,首先是高標號油較貴,其次也不得不考慮的一個實際因素:國內部分97號油中含有MMT或MTBE這兩種添加劑,這類添加劑會導致發動機積錳,這對發動機是有害的,是造成部分高檔汽車「積炭」、燒機油的主要原因。

  對於自然吸氣高壓縮比「國四車」,更好的做法是:用高清潔度93號動力燃油。

  高清潔度93號動力燃油:用市售普通93號汽油,自動動手添加高品質的動力燃油催化劑,推薦使用美國多路片(使用方便、品質和性能可靠),提高燃油的清潔等級,改變燃油的燃燒特性,提高93號汽油的抗爆震性能,產生超過97號汽油的燃燒能量,擴大汽車的經濟油耗區域。這個方法可以從根本上解決很多高壓縮比汽車、渦輪增壓汽車的爆震、噪音大、排放怪味、油門太重、以及油耗高的問題,還可以延長三元催化裝置和氧感測器的使用壽命。

渦輪增壓汽車正確用油

  對於渦輪增壓汽車,低速時候壓縮比偏低,如果使用高標號汽油則必然出現低速時發動機沒勁、過熱、城市油耗高等現象,這些現象目前普遍存在。

  因此,對於渦輪增壓汽車,不推薦直接選用97號汽油,而推薦使用高清潔度93號動力燃油,這樣既能夠實現低速時候的大扭矩、降低低速噪音和消除低速抖動,又能夠實現高速時候良好的抗爆性。

超高壓縮比(要求98號汽油)汽車正確用油

  所謂超高壓縮比汽車,是指裝備了壓縮比大於11.5的自然吸氣發動機,或者裝備了原始壓縮比大於10.5的渦輪增壓汽車。

  超高壓縮比汽車普遍要求使用98號汽油,然後這是很麻煩的事情,因為國內目前尚很難加到98號汽油。

  對於這些汽車,使用高清潔度97號動力燃油幾乎是目前能夠找到的唯一較好的選擇。

  另外還有一個有趣的情況:添加多路片以後,可以直接判斷出97號油是煉製出來的還是「勾兌」出來的。因為多路片的催化劑成分可以大幅度減少MTBE或MMT成份對於燃油速度的減緩作用,如果是「勾兌」的97號油,燃油速度就會過快,引起燃燒聲音過大的現象,這個時候,車主就應該考慮換一個加油站加油了,以避免「勾兌」汽油給昂貴的汽車發動機帶來損害,以及避免其對於昂貴的三元催化裝置的損害。

  當然,有興趣的車主也可以試試高清潔度93號動力燃油,如果感覺駕駛平順、噪音低、油耗低,就表明93號動力燃油適合你的高級車,那你就很幸運了。即使不適合,只要不要太高速度行駛,不會對汽車造成任何形式的損害。

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