关于汽油发动机压缩比的简单解释

要说明一台发动机的技术参数,可以概略地用功率与扭矩的大小来标示出来,然而影响功率、扭矩输出的因素却很多,其中一个重要因素就是发动机的压缩 比,可压缩比这个术语似乎令不少维修人员模糊,知道它的数值大小不如知道气缸压力的数值实用,然而压缩比确是对发动机至关重要的参数。什么是发动机的压缩 比?不论这辆车上所选装的是汽油发动机还是柴油发动机,能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。

压缩比
    压缩比的定义就是发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。目前,绝大部分汽车采用所谓的'往复 式发动机',简单地讲,就是在发动机气缸中,有一只活塞周而复始地做着直线往复运动,且一直循环不已,所以在这周而复始又持续不断的工作行程之中有其一定 的运动行程范围。就发动机某个气缸而言,当活塞的行程到达最低点,此时的位置点便称为下止点,整个气缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积,当活塞反 向运动,到达最高点位置时,这个位置点便称为上止点,所形成的容积为整个活塞运动行程容积最小的状况,需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比 值。
压缩比定义
    内燃机气缸总容积与燃烧室容积的比值,是内燃机的重要结构参数(见图)。活塞处于下止点时气缸有最大容积,用Va表示;活塞处于上止点时气缸内的容积称为燃烧室容积,用Vc表示。内燃机的压缩比ε为 
    ε=Va/Vc
    ε 为几何压缩比,它表示活塞从下止点移动到上止点时气缸内气体被压缩的程度。活塞位于下止点时进气门或进、排气口尚未关闭,故有时须用有效压缩比ε0的概 念。ε0指内燃机进、排气门(口)开始全部关闭瞬时的气缸容积与气缸压缩容积之比。凡未经特别指明的压缩比均指几何压缩比。压缩比对内燃机性能有多方面的 影响。压缩比越高,热效率越高,但随压缩比的增高,热效率增长幅度越来越小。压缩比增高使压缩压力、最高燃烧压力均升高,故使内燃机机械效率下降。汽油机 压缩比过高容易产生爆震。柴油机压缩比过低会使压缩终点温度变低,影响冷起动性能。压缩比能使内燃机排气中有害成分(如NOX、烃类、CO等)的含量发生 变化。现代柴油机的压缩比一般在12~22之间,但超高增压柴油机的压缩比可低至8。几年以前,汽油发动机的压缩为6~10,但如今普遍都在9~12之 间。
可变压缩比
    一般发动机的压缩比是不可变动的,因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数,在设计中已经定好。不过,为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更 好的效率,以变对变来改善发动机的运行性能。其中气门可变驱动技术早已实现,做为重要参数的压缩比也有人尝试由固定不变改为“随机应变”,但由于涉及压缩 比必然要涉及到整个发动机结构的改变,牵一而动百,难度很大,长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的绅宝工程师克服。 近年萨博(Saab)开发的SVC 发动机以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块,缸体可以沿滑块的斜面运动,使得燃烧室与活塞顶面的相对位 置发生变化,改变燃烧室的客积,从而改变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油;在发动机大负荷时 采用低压缩比,并辅以增压器以实现大功率和高扭矩输出。萨博SVC发动机是1.6升5缸发动机,每缸缸径68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千 瓦,最大扭矩305牛顿米,综合油耗比常规发动机降低了30%,并且满足欧洲Ⅳ号排放标准。 现在的车辆都在标示着它有一个高压缩比的发动机,同时也明显 的显示它是一部高性能的车子,能满足全方位驱动需要,然而这样的术语先不去探讨全方位究竟如何,单就这个常常被人冷落的压缩比而言,事实上它代表的是一种 科技的成熟,是说明着有一连串相关技术的成就或理论的成功,但却被不少人所不熟知,就更需要我们去深深的开发与研究。压缩比呢?就理论上而言,是发动机不 可缺少的数值,不少维修人员认为只不过是个数值而已,又不具有任何单位,从以上结果可以看出,对发动机的性能是多么紧密相关,对维修人员多么重要。
压缩比与燃油利用率
    为了满足国四(欧四)排放标准对于碳排放(即耗油量)的要求,汽车生产厂家普遍都提高了发动机的压缩比至9~12之间,其中,9~10.5主要用于涡轮增压发动机,10.0~12则主要用于自然吸气发动机。
    高压缩比发动机可以更好地利用活塞式发动机的作功特点、在做功行程用同样数量的燃油可以爆发出更大的功率,用更小的排量就可以达到以前更大排量的发动机才 能做出的功率,亦即高压缩比发动机的升功率和燃油利用率更高。为了满足国家要求自2011年开始,新车必须满足欧四排放的要求,汽车生产厂家同期开始大量 地在汽车上装备高压缩比发动机,事实上,目前的自然吸气发动机压缩比普遍都在10.5以上,仅举几例如下表:  

厂商

广汽本田

长安福特

上海大众斯柯达

通用雪佛兰

车型名称

雅阁2011

福克斯2011

明锐2010

科鲁兹2011

发动机型号

R20A3

CAF483Q0

EA111

LDE

排量(升)

2.0

1.8

1.6

1.6

压缩比

10.6

10.8

10.5

10.8

燃油标号

93

93

93

93

相比较之下,涡轮增压发动机比自然吸气发动机有更大的升功率和更好的燃油利用率,在欧四排放标准的今天也得到了广泛的应用。
压缩比与汽油标号
    发动机压缩比是决定选用汽油标号的重要参数。
    学术上,并无十分统一的标准规定什么压缩比用什么样标号的汽油,而且随着爆震传感器和点火提前角自动调整技术的广泛应用,高压缩比汽车也可以使用比较低标号的汽油。
    目前,在国际汽车行业的实践中,广泛采用以下的用油标准:
    90号汽油——适用于发动机压缩比8.5以下的汽油汽车。
    93号汽油——适用于发动机压缩比在8.6~9.9之间的汽油汽车。
    97号汽油——适用于发动机压缩比在10.0~11.5之间的汽油汽车。
    98号汽油——适用于发动机压缩比在11.6以上的汽油汽车。
    值得注意的是,部分汽车4S店有一种误导,那就是鼓励车主尽量用高标号的汽油,这是错误的观念:
    高标号的油,抗压性好,不易产生爆震,但燃烧速度相对较慢,这会影响到发动机的动力性和发动机机体的温度,燃烧速度慢会使发动机动力下降而温度升高,这对发动机是不好的情况。
    低标号的油,燃烧速度较快,但抗压能力又不够,容易形成爆震。
    因此,在有效消除爆震的前提下,用低标号的油,会比用高标号的油动力更好,更省油,对发动机的温度、润滑等都有好处。
因此,正确的做法是:什么样的油能使你的车动力好,又省油,就是你的车适合的油。如果用对了油,不仅动力上升,又省油,发动机声音平顺平和,发动机温度适中,润滑良好。
高压缩比自然吸气发动机正确用油
    目前“国四”标准的汽油发动机压缩比普遍都在10.5以上,部分汽车厂家出于销售策略考虑依然建议使用93号汽油,这无疑对国内的石油工业提出了苛刻的要 求,要求生产出更高标准的93号汽油,可以预见,这在短期内是无法实现的。这些高压缩比汽车使用93号汽油,不少的汽车短期内就会表现出“没力”、耗油量 大,行驶几千或者二三万公里之后,还会表现出发动机噪音严重(爆震)、排气怪味、严重费油等现象。
    针对这样的现状,汽车消费者需要运用自己的判断力动脑筋解决好正确的用油标号,以充分发挥汽车的性能和取得较好的燃油经济性。
    方便的做法是直接选用97号油,这样对车有好处,实际结果比93号油更省钱。
    然而,一味使用高标号汽油也有一些负面的影响,首先是高标号油较贵,其次也不得不考虑的一个实际因素:国内部分97号油中含有MMT或MTBE这两种添加剂,这类添加剂会导致发动机积锰,这对发动机是有害的,是造成部分汽车“积炭”、烧机油的主要原因。
    对于自然吸气高压缩比“国四车”,更好的做法是:用高清洁度93号动力燃油。
    高清洁度93号动力燃油:用市售普通93号汽油,自动动手添加高品质的动力燃油催化剂,可自行选购燃油添加剂,提高燃油的清洁等级,改变燃油的燃烧特性, 提高93号汽油的抗爆震性能,产生超过97号汽油的燃烧能量,扩大汽车的经济油耗区域。这个方法可以从根本上解决很多高压缩比汽车、涡轮增压汽车的爆震、 噪音大、排放怪味、油门太重、以及油耗高的问题,还可以延长三元催化装置和氧传感器的使用寿命。
涡轮增压汽车正确用油
    对于涡轮增压汽车,低速时候压缩比偏低,如果使用高标号汽油则必然出现低速时发动机没劲、过热、城市油耗高等现象,这些现象目前普遍存在。
    因此,对于涡轮增压汽车,不推荐直接选用97号汽油,而推荐使用高清洁度93号动力燃油,这样既能够实现低速时候的大扭矩、降低低速噪音和消除低速抖动,又能够实现高速时候良好的抗爆性。
高压缩比(要求98号汽油)汽车正确用油
    所谓高压缩比汽车,是指装备了压缩比大于11.5的自然吸气发动机,或者装备了原始压缩比大于10.5的涡轮增压汽车。
    高压缩比汽车普遍要求使用98号汽油,然后这是很麻烦的事情,因为国内目前尚很难加到98号汽油。
    对于这些汽车,使用高清洁度97号动力燃油几乎是目前能够找到的较好的选择。
    另外还有一个有趣的情况:添加多路片以后,可以直接判断出97号油是炼制出来的还是“勾兑”出来的。因为燃油添加剂的催化剂成分可以大幅度减少MTBE或 MMT成份对于燃油速度的减缓作用,如果是“勾兑”的97号油,燃油速度就会过快,引起燃烧声音过大的现象,这个时候,车主就应该考虑换一个加油站加油 了,以避免“勾兑”汽油给昂贵的汽车发动机带来损害,以及避免其对于昂贵的三元催化装置的损害。
     当然,有兴趣的车主也可以试试高清洁度93号动力燃油,如果感觉驾驶平顺、噪音低、油耗低,就表明93号动力燃油适合你的车,那你就很幸运了。即使不适合,只要不要太高速度行驶,不会对汽车造成任何形式的损害。

汽油发动机压缩比与润滑油粘度关系的简单解释:
    为提高升功率,降低燃油消耗,现代新型汽油发动机压缩比不断提高,精密度越来越高,配缸间隙更小,对润滑油的低温性能要求相应越来越高。压缩比9以下的发 动机建议使用粘度为10W/40或15W/40;高压缩比的发动机建议使用粘度为10W/40或5W/40;超高压缩比的发动机建议使用粘度为5W/40 或0W/40;带增压的发动机建议使用粘度为5W/40或0W/40。