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• 汽油发动机的压缩比
• 柴油发动机的压缩比

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在解析问题之前首先要了解什么是「压缩比」

汽车装有活塞往复循环内燃机，其工作是基于燃烧产生的热能，推动活塞在气缸内上下或左右往复运动；活塞与发动机的曲轴相连，活塞的运行等于推动曲轴输出动力。

活塞扫过的空间（行程）小于气缸总空间（容积）总容积－活塞行程＝燃烧室容积总容积÷燃烧室容积＝压缩比

这就是压缩比的概念，但是为什么要压缩呢？内燃机的实际压缩是空气体进入气缸，在空气体压缩的过程中会发生分子的不规则碰撞摩擦；摩擦生热是最常见的物理现象，压缩的初衷是产生热能。

汽油发动机的压缩比

≤15:1几乎是汽油内燃机的极限标准。多点喷射的机会大多在10:1左右，缸内直喷发动机的压缩比一般在13:1左右。压缩比越高，压缩空气体的程度越大。说白了，空气“压得更狠”；那么在压缩过程中会有更强烈的碰撞，当然会产生更多的热能。

简而言之，压缩比越高，发动机气缸内的温度和压力就越高。高温是提高燃烧效率(扭矩)的基础。为什么这么说？

汽车和摩托车的发动机都是四冲程机，操作步骤如下。

进气喷油压缩蒸发燃烧做功排气吸气

最重要的步骤通常被认为是作功冲程，但更重要的是压缩过程。因为液体燃料的燃烧速度很慢，只有蒸发成气态后，燃料才能在几十毫秒内尽可能接近燃烧。

一定量的燃料燃烧得越充分，转化的热能就越多。热能会带动活塞曲轴运转，最终创造出“扭矩”。

也就是说，热能越高，扭矩越大，压缩蒸发程度越好，热能越高；那么，在点火强度等于燃烧效率的前提下，参与燃烧的燃料多为气态，当然会产生更大的扭矩——这就是汽油机需要提高压缩比来升级蒸发效率的原因，但柴油机为什么需要降低？

柴油发动机的压缩比

柴油机的压缩比总是很高，高达22:1，可见这种发动机的蒸发和燃烧效率会很高。但最低标准可以低至8:1，但平均仍在15-20:1的范围内，比曾经普遍超过20的标准越来越低。

但是柴油机压缩比降低并不是发动机本身的原因，而是客观因素的结果。因为压缩比太高，温度会更高，在标注你温度过高的时候会产生一种麻烦的物质。

这种物质被称为“氮氧化物”。氮氧化物”，其危害在于会加速酸性雨水的形成；酸性水对土壤和农作物的影响相当大，所以柴油车的主要尾气是NOx，但是为什么汽油机敢升？

原因有二，第一是容易理解的“门槛”；如果产生的氮气没有超过某个标准，就在允许范围内，超过某个标准，就超标了。

其次，汽油机采用“点火式工作”。燃料和空气体会在压缩冲程充分混合，第三冲程开始做功——压缩过程就是[预混合]。混合后的理想油气是扩散燃烧，状态只是在混有空气体的区域发生氧化反应。

而柴油机确实是压燃式工作，靠的是超高压缩比产生的高温，超过柴油燃点的标准直接点火(不用火花塞电弧点火)；这种燃烧类似于“喷射”燃烧，产生的火焰温度高于汽油机，标准可超过600摄氏度。

空气体的78%是氮气，在高温环境下会与氧气(O2)发生反应；所以柴油机会因为燃烧温度过高而产生更多的NOx，温度过高还会产生碳烟，其中的碳粒与胶体等物质混合后会变成积碳，排放的部分就是PM2.5(颗粒物)。

综上所述，柴油机在不考虑排放影响的情况下，可以实现超高压缩比的更大扭矩，更高的扭矩可以在低速时提升马力；相反，在必须考虑这个问题的前提下，“权衡”的就是燃油经济性。凡事不能两全其美，以呼吸为基础的健康更重要，所以柴油机只能让步。

至于汽油机，即使升级也很难达到柴油机的标准，因为高压缩比需要高密度的高标号汽油；等级越高，汽油燃烧抗爆能力越强，反之标准越低，则越差。

如果压缩比和压缩温度过高，部分混合油气会在压缩冲程中像柴油一样被压缩燃烧。

结果会出现异常磨损和噪音，发动机的使用寿命会大大缩短；即使通过技术可以缓冲震动，可以控制磨损，但能接受使用高价95/98#汽油的车主还是很少，所以汽油机的压缩比即使在提高也不会被夸大。

编辑:天河汽车-汽车科学岛

天河MCN授权发布

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