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发动机压缩比的定义及技术参数分析
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,**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,当活塞的行程到达较低点,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较大行程容积,当活塞反向运动,到达较高点位置时,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较小的状况,需计算的压缩比就是这较大行程容积与较小容积的比值。
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。
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内燃机气缸较大容积与压缩容积的比值,是内燃机的重要结构参数(见图)。活塞处于下止点时气缸有较大容积,用Va表示;活塞处于上
止点时气缸内的容积称为压缩容积,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、较高燃烧压力均升高,故使内燃机机械效
率下降。汽油机压缩比过高*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**高增压柴油机的压缩比可低至8。现代汽油机压缩比为6
~10。
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**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,较大扭矩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。