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如今的汽车发动机,为什么要不断追求更高的压缩比?

网友发布 2023-07-23 13:34 · 头闻号汽车汽配

如今的汽车发动机,为什么要不断追求更高的压缩比?

压缩比对于发动机有着很重要的意义。汽油发动机压缩比越高,效率和功率越高。然而柴油压缩比越低,静音和排放效果越好。实际上柴油发动机的使用寿命远远高于汽油发动机,并且可以实现低速高扭矩的功能。但是柴油机在乘用车市场很难普及,基本上都安装在高档越野车上。

对于未来是否会接近一致的压缩比这个问题,我想很多人都处于期待之中。如果柴油机压缩比可以达到汽油机的程度,买车时肯定会首选柴油机。柴油机耐用和省油是最基础的优点,在低速时产生高扭矩对于汽车也有着很好的操控性。

目前在低速时可以产生高扭矩汽油机车辆,除非马力足够大,变速箱扭矩高,而且一般控制在7速变速箱的范围,才真正的具备一辆操控性出色的汽车。柴油机压缩比如果可以达到14,即使没有涡轮增压器,也可以达到同样的效果。

目前具备同样压缩比的发动机制造商,只有日本的马自达。马自达的Sky

Active发动机对汽油和柴油的压缩比均为14。汽油发动机的正常压缩比是11到12,柴油发动机的正常压缩比是18。正如题主所问,“汽油发动机试图提高压缩比,而柴油发动机试图降低压缩比”。压缩比一致已经成为事实,但是还无法做到普及。

传统上,柴油发动机一直擅长于低速扭矩和低速行驶。“

SKYACTIV-D”还具有2,200cc的排量,并且汽油动力车辆在低速范围(2,000rpm)中产生的扭矩(420Nm)与4,000cc级相当。

然后,如果按原样踩加速器并增加转数,将展示出传统柴油发动机汽车无法想象的平稳加速性能。在传统柴油发动机不增加输出功率的高速范围(5,000

rpm)下,该发动机以与汽油发动机相同的平滑度旋转,并且输出不会下降。

城市驾驶需要低速扭矩,因为它会反复启动和停止。另一方面,在高输出加速性能的高速公路。“

SKYACTIV-D”在所有条件下均具有足够的性能,并且用户可以体验到传统柴油发动机车辆所没有的驾驶感觉。

(左图)常规活塞(左)和SKYACTIV-D活塞(右)的高度要小得多,重量减轻了100克。(右图)SKYACTIV-D的曲轴(右)也比传统类型(左)轻3kg。机械阻力降低了该数量,从而降低了噪音并提高了燃油效率。

这种柴油发动机安装在日本所销售的 CX-5、 Atenza这两款车型上。 2012年2月发布的“

CX-5”的累计销量到2012年12月达到35,438辆。在SUV国内销售中获得第一名。其中,有26,835台装有“

SKYACTIV-D”,约占80%。此外,2012年11月发布的“ Atenza”订单中,超过70%都配备了“

SKYACTIV-D”,日本许多人正在寻找低油耗和高性能柴油车。

下一代清洁柴油汽车的销售目标设定为2020年为5%,2030年为5-10%。2011年,这一比例仅为0.4%,但到了2012年,这一比例大幅上升至1.4%。其中1.0%配备了“

SKYACTIV-D”。如果能进入国内,马自达依然是汽车界的一匹黑马!

压缩比高的汽油发动机必须使用高标号汽油,原因是什么

高压缩比发动机可以以柴油机为代表

当空气中的氧气足够多+燃料很少的时候,燃料是”充分燃烧的“,柴油机节油,低速扭矩充沛也是这个道理。那么当突然我们被命令:立刻进行百米冲刺!的时候,身体突然需要更多的氧气来协助能量分解,而氧气的供应量却没有变化,心脏强劲身体好的同学会迅速在体内“紧急进行无氧呼吸“来提取能量源去完成100米冲刺任务,但是其结果是”无氧不完全燃烧产生大量的乳酸积累在体内“,我们剧烈运动后肢体酸痛就是这个原因。对于柴油机来说,由于是压燃扩散燃烧,燃烧扩散速度比较慢,在供气量不变的状态下,突然喷射大量的燃料,会导致其燃烧室内出现缺氧的区域,容易产生不完全燃烧碳烟(相当于我们体内的乳酸),很自然,这些碳烟会浪费燃料。同时会造成积碳,污染润滑油。如何避免这种“突然缺氧燃烧”才是避免柴油机积碳的关键。

所以避免燃烧室积碳的方法有:

1, 尽量避免甚至杜绝

为了面子有光的“一脚大油门和一脚地板油”。

2,正确的按照车速使用正确的档位,勤换档!使发动机的转数保持在“理想转数1800~2800RPM”附近。 避免发动机转数过低或急剧升高。由于柴油机是扩散燃烧,燃烧速度不能够太快,过高的转数只会增加油耗和积碳。

3,需要加速的时候,适当降档>>先轻踩油门30%左右>>松开>>再踩40%>>再松开>>再踩60%左右>>再松开,这样通过三次左右的“轻踩-松油-轻踩”的加油循环来提升发动机的转数。

4,

当感觉到动力足够的时候,“升档”-再轻踩50%的油门保持转数,根据车子的加速状态适当的保持油门巡航。

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。

1、含义解释

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

压缩比表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。压缩比是发动机的重要参数之一。现代汽车发动机的压缩比,汽油机由于受到爆震的限制,压缩比一般为8~11。柴油机没有爆震的限制,压缩比一般为12~22。

2、性能指标

压缩比与发动机性能有很大关系,我们都知道汽油发动机在运转时,吸进来的通常是汽油与空气混合而成的混合气,在压缩过程中活塞上行,除了挤压混合气使之体积缩小之外,同时也发生了涡流和紊流两种现象。当密闭容器中的气体受到压缩时,压力是随着温度的升高而升高。若发动机的压缩比较高,压缩时所产生的气缸压力与温度相对地提高,混合气中的汽油分子能汽化得更完全,颗粒能更细密,再加上刚才所说的涡流和紊流效果和高压缩比所得到的密封效果,使得在下一刻运动中,当火花塞跳出火花时就能使得这混合气在瞬间内完成燃烧的动作,释放出最大的爆发能量,来成为发动机的动力输出。反之,燃烧的时间延长,能量会耗费并增加发动机的温度而并非参与发动机动力的输出,所以我们就可以知道,高压缩比的发动机就意味着可具有较大的动力输出。

3、工作温度

工作温度深深地关系着压缩比的变化。大家都知道压缩比与燃烧温度之间的密切关系,

然而发动机的运转都有一个合适且正常的工作温度范围,发动机的冷却系统必须帮助整个发动机在适宜的温度区域内工作,否则不论是太高或是太低的工作温度都会使得发动机无法发挥真正的效率,更甚者,可能引起气缸与活塞卡死而无法工作,此故障称拉缸,所以冷却系统的要求与作用是不言而喻的。概论性而言,目前汽车发动机的工作温度都设计在80-110℃之间,这个适当且正常的工作温度下,发动机的工作效率可以达到原设计的理想百分率。

当工作温度过高,进入气缸燃烧室的混合气吸收过度的热量,可能会引起自燃、预燃,而引起爆震的发生,使发动机无力、损坏机械元件。反之温度过低,则混合气的汽化不良,燃烧效果变差,无法汽化的汽油凝结在气缸壁的各个角落,形成积炭或是附在油环之中。当密封环将油膜刮除时,发动机气缸内的废气进入发动机底部机油箱内,会污染机油,使机油的润滑性、密封性、附着性、流动能力等诸多性能受到影响,从这个角度来看,压缩比与冷却系统的关系十分重要。

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