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看完这篇文章后,就别再问我压缩比有什么用了

“经常有人说我的车是1.5T的排量跟你的一样,为什么我动力比你差很多?”

影响动力的因素太多了,除了排量、涡轮增压技术等等之外,还要归根到许多汽车厂商对于发动机技术的革新,我们往往忘了一个叫发动机的压缩比,压缩比对于汽车来说动力上关系非常密切,估计提到压缩比知道的人还可能想到日产在英菲尼迪上使用的2.0T VC-Turbo可变压缩比发动机,这台发动机压缩比是可以在8:1-14:1之间任意比率智能切换。

 

压缩比

 

“那当然会有人问,发动机压缩比是什么来的,有什么用?一脸懵13!”

如果是百度百科口气,是这样的:气缸最小工作容积,即活塞处于上止点时活塞上方的总容积,称燃烧室容积,用Vc表示;而活塞在下止点时活塞上方的全部容枳,即气缸最大容积,称气缸总容积,用Va表示。即ε=Va/Vc,果然你还是不懂!

 

压缩比

 

“好吧,你赢了,这篇文章我读不下去!你还是直接上图吧。”

上面的图乍一看也复杂,其实只要看V1和V2就可以了,汽车的压缩比就是发动机在做功时,气缸内压缩前的总容积V2和压缩后的总容积V1之比,它本身不能决定发动机的功率大小,它只是众多影响发动机功率和扭矩的一个因素,你可以理解压缩气体的压缩程度。

 

压缩比

 

理论上来讲,压缩比越大,混合气体受到的压力也比较大,火花塞点燃混合气瞬间燃烧动作越快,汽车的发动机性能就越好。现在的一些自然吸气的发动机的压缩比通常都在9-11:1之间,而柴油发动机是在15-18:1之间。

不过凡事都不能极端,压缩比也一样,不能太高,太高会给发动机会闹点小情绪,带来爆震的现象,爆震可以说是影响发动机的工作寿命一个致命的杀手。

 

压缩比

 

“我还没有理解完什么压缩比,怎么又来一个爆震什么鬼?”

解释爆震之前,先说说压缩比太高,发动机内部发生了什么情况,看图!看图!看图!当发动机缸内的混合气还没等火花塞点燃的时候,混合气被做功上来的活塞压迫提前燃烧了,高中物理老师应该有说到分子受到压迫的话,温度会升高,不知道你学得如何?缸里面的混合气受到压迫到达燃点也会自己燃烧。

这时候火花塞又会点燃一次火,那好了,造成两团高爆火球在燃烧室里面剧烈碰撞,导致整个缸体开始震动,发出“咳、咳、咳、咳”的金属声音,这就是爆震。爆震带来的结果就是动力不足,由于缸体的两团火球抵消了一些动力,从而输出的功率就下降,严重时候还可能甚至导致发动机倒转,对机件来说是极大的损害。

 

压缩比

 

“这样啊,那有什么方法可以解决爆震这个问题吗?”

工程师发现,解决爆震的问题,跟汽油有很大关系,汽油的95、92、89这些都代表汽油里面的辛烷值大小,辛烷值越高抗爆性越好,燃烧速度越慢,反之则抗爆性越差,燃烧速度快。高压缩比使用低型号汽油由于燃烧速度快会提前燃烧,火花塞再次点燃的时候依然是爆震,反之,低圧缩比使用高型号汽油由于燃烧速度慢会带来迟滞燃烧,火花塞点燃的时候燃烧不完全,损失一部分动力。

 

压缩比

 

所以汽车厂商会在出厂这辆车的时候该使用什么型号的汽油都会标明,高压缩比会使用高型号的汽油。可以这么理解,高压缩比是胖子,汽油型号就是食物,胖子吃得多,瘦子吃得少,只要按标准型号来加就不会有什么问题,另外汽车平时还要注意喷油嘴和油路的保养、燃油添加剂的使用。

“压缩比太高又爆震,难道没有其他办法了吗?”

工程师也是一头雾水,事实上困扰150多年的动力难题,而有一个神奇的企业,也就是上面提到的日产在排量不变的情况,开创了一项新的可变压缩比发动机技术,解决传统发动机只能固定的压缩比。

 

压缩比

 

此前在汽车行业也有厂商尝试去改变汽车的压缩比来提升动力性能,改变发动机压缩比可以从气缸盖、活塞连杆和曲轴来对其中一个部位做改动,萨博选择了气缸盖,丰田选择了活塞连杆,而日产则选择了曲轴,但真正量产的只有日产,而且就在英菲尼迪QX50身上开始做文章。

 

压缩比

 

 

 

压缩比

 

 

压缩比

 

 

压缩比

 

所以它是怎么改变它压缩比呢?需要改变压缩比的时候,只要改变图上那一个谐波传动器的旋转角度,那么它的左边控制轴(请看方框内的控制轴)的高度就会变得不一样,控制轴的高度变化了,活塞的位置也改变了,所以可以看到整个燃烧室的容积也改变了,所以压缩比例也改变了,瞬间可以在8.0-14.0的之间任意调节,是不是很神奇!

 

压缩比

 

“神奇归神奇,这个压缩比改变有什么用呢?”

运动模式下,高负荷的状态下以低圧缩比8:1的模式来工作,低负荷的状态下以高圧缩比14:1的模式来工作,燃烧室容积变大,扭矩变大,这种切换是无级进行的切换,由电脑传感器控制,最明显就是相比之前QX50用的奔驰的动力总成油耗节省了35%,解决高压缩比又不想爆震,同时排量固定下带来更大的扭矩加速,真是鱼于熊掌兼得了。

而由于高压缩比带来的“爆震”问题,还有另外一个汽车厂家马自达也在利用自家创驰蓝天技术把汽油机火花点火和柴油机压燃点火两者结合形成自家的“压燃点火”的技术来解决高压缩比的爆震问题。

 

压缩比

 

 

压缩比

 

上面我们提到由于压燃带来的提前燃烧和再次火花点火形成火球团碰撞导致的爆震,这次马自达采用了多孔高压喷嘴改变了喷雾特性,更均匀的混合气,混合气形成的时间也比较短,加上凹顶活塞却可以集合高浓度的混合气,这样点火时候产生向下的推力而不是在像爆震一样的两团火球抵消了动力,解决爆震问题同时带来更大的扭矩。

 

压缩比

 

而其中利用空气活塞实现了缸内可变压缩比的功能,对缸内温度和压力进行精准的控制,可以在火花点火和压燃点火无缝切换。