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为什么现在的发动机压缩比越来越高?

2025-07-22 10:18 发布

发动机的压缩比是一个重要的技术参数,它影响着发动机的热效率和经济性。然而,提高压缩比并不是一件容易的事情,需要综合考虑多种因素,找到一个最适合的压缩比:

汽车爱好者们,您是否听说过发动机压缩比这一概念?它对汽车的燃油适应性、发动机动力性、经济性等有着重要影响。压缩比是指发动机气缸总容积与燃烧室容积的比值,用X:1来表示。比如某发动机活塞处于下止点时,气缸的总容积是550ml,当曲轴旋转180°,活塞处于上止点时,活塞上方的燃烧室容积是50ml,那么这款发动机的压缩比就是550/50=11:1。

压缩比越高,进入气缸中的气体被压缩得越厉害,气体的温度、压力就越高,可燃混合气中的燃油与空气混合得越均匀,可燃混合气燃烧速度越快、越完全,释放的热量也越多,转化的机械能越高。简单来说,发动机压缩比越高,发动机的热效率越高,经济性越好。因此,提高发动机的压缩比成为了提高发动机热效率的重要手段。

过去的老式汽油机压缩比只有6.5~7:1,而现在汽油机的压缩比一般都在11:1以上。例如,丰田公司热效率最高的发动机压缩比是12:1,而马自达创驰蓝天发动机压缩比高达14:1,最新的压燃式汽油机压缩比可以达到18:1。因此,现在的发动机热效率一般都在38%以上,丰田的混动发动机热效率最高可达41%。

然而,提高发动机压缩比并不是一件容易的事情。汽油的抗爆性、发动机技术等因素都会影响压缩比的提高。比如,以前汽油的标号只有70号、80号,在九十年代才出现了90号汽油,这些汽油的抗爆性较差,如果压缩比过高,汽油在燃烧室中被过度压缩,会导致爆燃,因此发动机的压缩比不宜过高。随着汽油炼制技术的进步和发动机技术的进步,现在的汽油标号是92、95、98,汽油的抗爆性进一步提升,适应的发动机压缩比也大幅提高。

此外,现代发动机采用电控燃油喷射、电控点火技术,可燃混合气的浓度和点燃时间控制更加精准,降低了发动机爆燃的可能性。因此,现在的发动机可以使用更高压缩比而不会发生爆燃。

然而,发动机的压缩比并不是越高越好。随着压缩比的提高,发动机工作时活塞上方的压力也会增加,活塞、连杆及曲轴受到的压力都会增大,因此就需要相应的增大各零部件的强度,发动机的体积、重量以及成本也会因此而增大。此外,发动机压缩比过高,会导致发动机稳定性、可靠性下降,使用寿命缩短。

为了使发动机压缩比更好地适应发动机在各种工况下的使用需求,工程师开发出了可变压缩比发动机,它能够自动适应发动机的运转工况,随时改变发动机的压缩比。比如日产公司的2.0LVC-Turbo可变压缩比发动机,它的压缩比可以在8:1和14:1之间切换,搭载在英菲尼迪Q50上。

马自达的创驰蓝天发动机,压缩比高达14:1,却可以使用92号汽油,这是因为它在进气行程中吸入的空气会被吐出一部分,实际进入气缸中参与燃烧的空气量减少,使得实际压缩比降低,从而可以使用低标号的汽油。

增压发动机要求使用高标号的汽油,比如大众的1.4TSI发动机压缩比只有9.3:1,却要求使用95号汽油,这是因为它在工作过程中,实际进入气缸中的空气量要大于理论上进入气缸中的空气量,实际压缩比要高于标注的压缩比。

英菲尼迪Q50

柴油机的压缩比一般在16~24:1之间,近年来有降低的趋势。柴油机的压缩比过高,会导致尾气中氮氧化物的含量增加,导致尾气排放超标,因此柴油机的压缩比需要适当降低。

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