search
尋找貓咪~QQ 地點 桃園市桃園區 Taoyuan , Taoyuan

為什麼你的汽車壓縮比那麼高,卻可以使用低標號的汽油?

很多老司機都知道,汽車使用的汽油標號與發動機的壓縮比有關,如果發動機的壓縮比高,就要使用高標號的汽油,壓縮比低就使用低標號的汽油。但是這個經驗用在現在的很多汽車上卻不靈驗了,一些高壓縮比的發動機可以使用低標號的汽油,而一些壓縮比較低的發動機卻要求使用高標號的汽油,這是怎麼回事呢?今天老侯就來詳細解析一下其中的奧秘。

什麼是發動機壓縮比?

壓縮比就是汽缸壓縮前的體積與壓縮之後的油氣混合氣體體積的一個比值,詳細一點說就是汽缸內活塞處在下止點時汽缸的最大容積與活塞處於上止點時汽缸容積的比值。例如活塞處於下止點時汽缸容積為10,而活塞處於上止點時被壓縮混合物的體積為1,那麼發動機壓縮比就是10:1。

發動機的壓縮比越大,則意味著油氣混合物被壓縮的壓力越大,溫度也相對越高,混合物當中的汽油汽化的更加完全,更易於燃燒,當完全壓縮之後火花塞點火的剎那,能夠極短的時間內釋放出更多的能量,而這些燃燒產生的能量則通過活塞、曲軸等機構成最終傳遞到車輪,成為車輛前進的動力。一般發動機的壓縮比越大,發動機的效率越高,性能越好,燃油經濟性也好。所以,現代發動機的壓縮比一般都在10:1以上,部分發動機甚至做到了14:1(馬自達創馳藍天)。

發動機的壓縮比不是越大越好,而是要適當。壓縮比過高會造成穩定性下降,發動機壽命縮短。汽車工程師會綜合各方面的需求,設計出一個最適合的壓縮比,使發動機的動力性、經濟性、可靠性達到一個完美的平衡。

我們看到的壓縮比使真的嗎?

我們所看到的發動機參數中的壓縮比,可以稱之為幾何壓縮比或靜態壓縮比,它是用「氣缸最大容積與最小容積的比值」的演算法計算得到的。但是,隨著技術的進步,更多的新技術應用在發動機上,比如發動機增壓技術,可變氣門正時技術,阿特金森循環(米勒循環)技術等,在這種情況下,發動機的實際壓縮比與幾何壓縮比就不同了,下面分別分析增壓發動機壓縮比和使用了阿特金森循環(米勒循環)技術的發動機壓縮比於實際壓縮比有何不同。

增壓發動機

現在有很多發動機採用了增壓技術,即將空氣壓縮后再送入氣缸,這樣實際進入氣缸中的空氣就要遠遠多於自然狀態下進入氣缸的空氣量。如果把實際進入氣缸的空氣量換算成自然狀態,然後再與燃燒室容積相比,可以看出,實際壓縮比要大於幾何壓縮比。這樣,發動機的壓縮比就不再是真實的了。

阿特金森循環(米勒循環)發動機的原理就是在吸氣行程結束后,進氣門延遲關閉,這樣活塞上行的時候,就會再往外「吐出」一些空氣,然後才閉合進氣門。閉合進氣門之後,氣缸才真正開始了實際的壓縮行程。這樣做功行程就會比實際的壓縮行程長一些,可以理解為爆燃氣體產生的推力,可以把活塞往下多推一小段距離,從而提高了機械能轉換的效率。這種發動機單缸實際進氣量小於單缸最大容積,所以實際的壓縮比小於幾何壓縮比。這種發動機一般應用在混合動力汽車上,比如豐田D4-S的2.0混合動力汽車。

比如,某發動機幾何壓縮比為13:1,氣缸容積為500cc,燃燒室容積為37.1cc。但由於空氣被「吐出」一部分,假如被吐出100cc,所以實際進入氣缸的空氣為400cc,那麼400/37.1=10.8,即該發動機的實際壓縮比為10.8:1。

看到這裡,你應該明白了吧:你所看到的發動機壓縮比參數是「假」的,真實的壓縮比是:增壓發動機實際壓縮比大於幾何壓縮比,阿特金森循環(米勒循環)發動機實際壓縮比小於幾何壓縮比。

現在的很多發動機都採用了可變氣門正時技術,通過改變氣門的開關時刻,可以輕易的在奧托循環與阿特金森循環(米勒循環)之間切換,所以發動機的壓縮比也是隨時變化的,只不過變化的幅度不大。這樣可以在保證發動機動力的前提下,儘可能的提高發動機的燃油經濟性。

汽油為什麼會發生爆燃?

說完了壓縮比,接下來我們再說說汽油為什麼會在發動機的氣缸中爆燃。

汽油發動機的爆燃是指火花塞點火后,在火焰還沒有到達之前,其餘混合氣末被引燃就自行發火的自行燃燒現象。爆燃是汽油發動機常見的不正常燃燒的一種(另外一種是表面點火)。正常燃燒時,火焰應該是從點火中心(火花塞)開始燃燒,並以30~70 m/s的速度向周圍傳播至整個燃燒室。爆燃時氣缸內多點同時著火,局部壓力和溫度猛增,壓力波在氣缸內高頻振蕩,火焰傳播速度在強烈爆燃時可達1000 m/s。嚴重爆燃發生時,發動機功率和轉速下降,工作不穩定,發動機抖動嚴重,並會使發動機過熱、冒黑煙,發動機會產生一種高頻金屬敲擊聲。 高轉速高負荷下發生連續且嚴重的爆震,會燒熔火花塞及活塞,嚴重的甚至會炸穿氣缸及發動機體。所以在使用中要注意避免發動機爆燃現象的發生。

引發爆燃的因素很多,發動機壓縮比過高、燃燒室積碳過多、汽油標號過低、點火提前角過小、發動機溫度過高等,其中發動機壓縮比和汽油標號是兩個重要的因素。

當壓縮比過高時,氣缸內的混合氣被壓縮的大,根據克拉柏龍方程,混合氣的溫度會急劇升高,如果達到汽油的自燃點,汽油就會不經過火花塞點燃自行燃燒,這是一種不受控制的燃燒過程,會在氣缸內形成多個著火點,從而引發發動機嚴重的異響和抖動。

一般汽油的標號越高,抗爆性越好,那麼這個抗爆性究竟指的是什麼呢?我認為就是汽油的自燃點。抗爆性高,自燃點就高;抗爆性低,自燃點就低。即高標號的汽油自燃點高,低標號的汽油自燃點低,所以,低標號的汽油在氣缸內被壓縮時更容易達到自燃點而發生爆燃。

所以,要降低發動機爆燃的概率,降低壓縮比、提高汽油標號、降低氣缸溫度、降低混合氣濃度都是行之有效的方法。其中降低壓縮比和提高汽油標號不符合發動機的發展趨勢,而降低氣缸溫度、降低混合氣濃度是可以實現的,這樣就可以使高壓縮比的發動機使用低標號的汽油。

壓縮比確實能作為判斷發動機採用燃油標號的依據之一,按照過去的說法,壓縮比在8以下的發動機可以加90號汽油,壓縮比在9以下可以採用93號汽油,壓縮比在9以上則應該採用97號汽油。而實際上,這個數據與廠家給出的數據並不一致,例如現在絕大部分的發動機壓縮比都在9以上,但大多數廠家都是標稱可以加93號汽油的,甚至許多壓縮比達到10的發動機,也可以採用93號汽油。比如東風標緻的2.0發動機,壓縮比高達11,仍然說可以採用93號汽油。更為極端的例子就是馬自達的創馳藍天發動機,壓縮比高達14:1(為13:1),但是仍然可以使用92號汽油;而三菱的EVO,它的壓縮比只有8.8,但廠家仍然要求必須使用97號以上的燃油。這究竟是什麼原因呢?

前文說過,發動機的實際壓縮比與幾何壓縮比是不同的。在增壓發動機中,實際壓縮比大於幾何壓縮比,所以使用的汽油標號要高於理論上可以使用汽油標號;而在使用了阿特金森循環(米勒循環)發動機上,實際壓縮比小於幾何壓縮比,所以可以使用低於理論上的汽油標號。這就是創馳藍天發動機仍然可以使用93號汽油,而三菱的EVO(渦輪增壓)必須使用97號汽油的原因。

現在的很多發動機採用了稀薄燃燒技術。稀燃技術簡單的講就是讓氣缸內可燃混合氣在很稀的狀態下燃燒,主要起到節油降低排放的作用。由於噴進氣缸中的可燃混合氣濃度較稀,自身就不易點燃,因此抗擊高溫高壓的能力很強,所以即使使用了高壓縮比,壓縮后的混合氣溫度壓力都很高,但是由於混合氣濃度較低,也不會輕易燃燒。

3

發動機的缸內直噴技術。缸內直噴發動機的汽油是在發動機壓縮末端噴入氣缸的,由於汽油的蒸發、霧化會吸收一定的熱量,所以會降低氣缸內的溫度,從而降低混合氣自燃的幾率。

4

現在的發動機採用了特殊的燃燒室結構,使混合氣在氣缸內形成一定形狀的渦流,會降低混合氣自燃的幾率;還有些發動機使用特殊的活塞形狀,混合氣在氣缸內不是均勻分佈的,也有助於降低自燃的幾率。

老侯點評

現在的汽車,不能再套用以前的老經驗來使用和維護了。就比如選擇汽油,以前的經驗已經完全不適用了,如果硬要套用,只會對發動機造成巨大的傷害。最好的辦法,就是遵循廠家的使用說明書。因為廠家已經針對的油品和路況等需要,對發動機噴油系統和壓縮比作了一些調整優化,經過試驗和在實踐中測試,最終確定下來出來廠家推薦使用的燃油標號。雖然壓縮比還是那麼高,但是我們不能盲目的簡單以壓縮比來確定加多少標號油。

解鎖更多精彩內容



熱門推薦

本文由 yidianzixun 提供 原文連結

寵物協尋 相信 終究能找到回家的路
寫了7763篇文章,獲得2次喜歡
留言回覆
回覆
精彩推薦