【卡车之家 原创】最近在和办公室小编们聊发动机的时候,提到了沃尔沃的D13TC发动机。随即我在论坛里进行了一番搜索,发现也有卡友在聊。而且很多人聊的重点有两个,一个是它有点像是“花盆”的异形活塞,一个就是它的涡轮。而这,让我想到了一个咱们常常忽略的发动机参数:压缩比。那么今天咱们就来聊聊压缩比这件事。
我们之前有同事在去年底解析过沃尔沃国产化的相关信息,而在那里面就重点提及了D13TC发动机《沃尔沃卡车国产化进程:将引进最新技术》。文章中表示:“根据测试,装配D13TC发动机和I-Save系统的沃尔沃卡车相对于现款的车型,油耗有明显变化。在相同工况和环境下,新配置的车型油耗可以降低7%以上。”这对于运营来说,可是绝对的优势了。
那么这颗发动机是怎么实现省油的呢?无非就是提升自身的效率。而提升效率主要有两方面,一方面是采用了波浪形“花盆状”的活塞,提升了发动机的压缩比,另一方面,则是采用了一款名叫复合涡轮的涡轮增压器。复合涡轮比较好解释,其根本原理就是将涡轮用一系列机构连接到曲轴上,用涡轮转动的力量为曲轴助力,可以给发动机带来额外的月50马力动力。而这个提升压缩比的活塞,就不太好解释了。因为它牵扯到了另外一个概念:压缩比。
根据百度百科“压缩比”:“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。压缩比表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸气体被压缩的程度,用ε来表示。”
换句话说,压缩比并不是一个具体的参数,而是发动机里面两个参数的比值。但这个比值在很大程度上会影响发动机的性能指标。那么发动机的压缩比具体来说是什么呢?咱们回顾一下四冲程发动机活塞运动的过程。
每次点火活塞要进行四次运动,第一次向下运动吸入空气和燃油(直喷采用喷射的方式);第二次运动对燃油和空气进行压缩,到顶端后点火;第三次活塞受爆燃冲击产生向下的力量做功运动;第四次活塞上行,排出废气。而真正有用的,只有做功这一个冲程,也就是上面图上的膨胀冲程。压缩比,指的就是活塞到下止点(往下走到头)时的容积和活塞到上止点(往上走到头)时的容积之比。我们可以用一个公式来进行计算:
ε=Va÷Vc
在这个公式里面,Va就是上止点的容积,而Vc就是下止点的容积。当然,也有的车型采用了复杂的机油,实现了可变压缩比,或者通过其他技术,比如米勒循环实现更高的压缩比等等,这些我们在这里就不展开了。
其实压缩比之所以能够影响发动机的性能,主要还是从发动机的原理而来的。前面咱们讲了四冲程发动机有个压缩的冲程,那么这个冲程是干什么用的呢?很简单,除了把油气混合物的体积压小之外,还会在汽缸内产生涡流和紊流。也就是说,油气混合物会在发动机汽缸里翻滚。
同样的,空气在压缩的过程中,其温度会升高。而更高的压缩比,也就意味着空气和燃油会被压缩的更狠,进而燃油分子也就会跟空气结合的更加充分,而这样燃烧自然更加充分。此外,高压缩比还有一个好处,混合更加充分的油气混合物能够实现更快的燃烧,再加上高速的涡流和紊流,油气混合物的燃速就更快了。
而油气混合物同时燃烧,也能减少发动机汽缸壁的吸热时间,避免热能的浪费,实现燃料的更充分利用。所以,高压缩比的结果,就是动力强而且省油。当然,由于柴油机本来就是压燃 ,油气混合物本来就几乎是同时燃烧的,所以我们前面说的最后一点更适用于汽油发动机。
但不可否认的是,高压缩比对于柴油机,同样是有好处的。
理论上,发动机的压缩比越高,就代表它的性能越好,但真的是这样吗?还真不是,这里面有两方面原因,一个是压缩比太高了没什么用,根据百度百科“发动机压缩比”词条显示:“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。”换句话说,通过提高压缩比来实现压榨动力并且省油是可以的,但它也是有极限的,到了极限提升就很小了,得不偿失。
另外一点,就是发动机自己会受不了。当我们提升压缩比的时候,无论是压缩冲程还是点火膨胀,发动机内部所承受的压力都被提升了,甚至点火燃烧时的温度也提升了,因为燃油燃烧的更加充分了。但这就会对汽缸壁和活塞、连杆等部件产生压力。换句话说,如果一味的提高压缩比,但没有对发动机进行加强的话,发动机的寿命难免打个折扣,甚至还可能直接压榨报废。
其实,如果仔细研究我们会发现有很多车上的参数,对我们的用车、经营会产生非常大的影响,但我们却经常忽略它。你还想到什么对车辆影响大的参数了呢?欢迎在下方留言跟我们一起聊聊。(文/袁圣 部分内容引用自:百度百科)
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2022年11月05日