发动机压缩比 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，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。什么是发动机的压缩比？不论这辆车上所选装的是汽油发动机还是柴油发动机,能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。 压缩比 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，绝对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，当活塞的行程到达最低点，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最大行程容积，当活塞反向运动，到达最高点位置时，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最小的状况，需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。 压缩比定义 内燃机气缸总容积与燃烧室容积的比值，是内燃机的重要结构参数（见图）。活塞处于下止点时气缸有最大容积，用Va表示；活塞处于上止点时气缸内的容积称为燃烧室容积，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、最高燃烧压力均升高，故使内燃机机械效率下降。汽油机压缩比过高容易产生爆震。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，但超高增压柴油机的压缩比可低至8。几年以前，汽油发动机的压缩为6～10，但如今普遍都在9~12之间。
解读汽车发动机（四）压缩 比的意义 在之前的文章中，提到过气缸在点火前要将缸内空气或混合气压缩，提到过柴油机压缩比更大，并且在上一片文章里面也简单的讲述了发动机压缩比的定义和作用。而压缩比这个数值究竟对发动机的影响有多大？今天小编 将其深度解析一下。 我们再次回顾一下压缩比的概念：气缸在下止点时的最大体积与气缸在上止点时最小 体积之比，即为压缩比。 我们假设一个气缸，缸径84mm，行程90mm，活塞面积约为55.5cm2（考虑到缝隙，实际值应更小些），排量即为499.5ml，如果已知顶部燃烧室容积约为55.5ml，则可得出其压缩比为10：1，同理换算，如果压缩比值为12，则顶部燃烧室容积为45.4ml。中学的数学题，不用多解释了。
接下来我们通过几个问题来分析压缩比 的意义。 我们为什么要将气体压缩？ 我们在《解读汽车发动机（一）内燃机的诞生》章中提到过，1858年勒努瓦发明了一款二冲程煤气发动机，混合气未被压缩即点燃，导致效率不高。为什么说不经过压缩，效率就不高呢？ 这是因为：压力升高可以让气体的密度变大，分子间的距离也就变小，这样燃油分子和氧分子距离也就更近，燃烧速度就更快；温度可以让让气体分子运动速度加快，燃油分子和氧气分子更容易互相作用，这就让混合气体更容易点燃。而且较小的燃烧空间可以较快的完成燃烧，燃烧过程加快也提高了性能。 为什么要提高压缩比？ 我们还拿那个缸径84mm，行程90mm，活塞面积约为55.5cm2，排量即为499.5ml的汽油机汽缸建立一个非常简单的数学模型：当压缩比为2:1时，假设此时进气压力为正常的1个大气压，即0.1Mpa，经过90mm吸气行程，499.5ml混合气进入汽缸，经过压缩行程后，压力为0.2Mpa，缸内缸内燃油完全燃烧后，绝热状况下，温度和压力升高倍率设定为初始值5倍，即1Mpa，减去对抗的一个大气压为0.9Mpa，换算之后压强为90N/cm2。乘以55.5cm2，此时对活塞的向下压力为 4995N，除以9.8即510Kg等效重量。（虽然这个数值看起来很大，但这是瞬间最大值，与整个循环中持续的扭矩相差甚远。而且经过曲轴转换之后，换算成扭矩要小很多。） 我们再看压缩比为10:1的情况如何：进气压力为0.1Mpa，压缩后缸内压力变成1Mpa，继续绝热燃烧，压力升高5倍，即5Mpa，减去对抗的1个大气压，为4.9Mpa，换算后为490N/cm2。乘以55.5cm2后，约为27200N，即2775Kg！按数值粗略推断，光是扭矩相比之前升高5倍多，功率也一样会有大幅提高。
压缩比~~~~~~汽油标号~~~~~~垂直涡流稀薄燃烧（MVV） 高压缩比发动机用低号油的原因在我们日常为爱车选择加多少标号的燃油时总会有一种误解，认为高压缩比的发动机一定要加高标号的燃油，低压缩比就没必要加高标号燃油了，更有人会认为进口车或档次比较高的车就要加标号高的油，用车的价格来衡量加多少标号的燃油等等。 压缩比确实能作为判断发动机采用燃油标号的依据之一，按照过去的说法，压缩比在8以下的发动机可以加90号汽油，压缩比在9以下可以采用93号汽油，压缩比在9以上则应该采用97号汽油。而实际上，凭我们现在的经验会发现，这个数据与厂家给出的数据并不贴服，例如现在绝大部分的发动机压缩比都在9以上，但大多数厂家都是标称可以加93号汽油的，甚至许多压缩比达到10的发动机，也可以采用93号汽油。更为极端的例子，像东风标致的2.0发动机，压缩比高达11，仍然说可以采用93号汽油。而三菱的EVO，它的压缩比只有8.8，但厂家仍然要求必须使用97号以上的燃油。 到底是以压缩比的判断为准，还是以厂家推荐的数据为准呢？厂家推荐数据为何会与常规的压缩比判断相悖呢？实际上燃油标号的选择，除了压缩比以外，还有很多的影响因素，我们必须综合考虑才能确定最佳的燃油选择，而厂家显然对自己的发动机是最有发言权的，所有我们在这一点上应该严格按照厂家的要求来做。除了压缩比，还有那些因素会对燃油标号的选择产生影响呢？ 我们现在市场上销售的汽油主要有90、93、97和98等标号，这些数字代表汽油的辛烷值，也就是汽油的抗爆性，即实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。燃油标号越高的燃油，它的抗爆性就越好，反之，燃油标号低的燃油它的抗爆性就相对来说要差一些。那么汽车压缩比和燃油标号之间究竟有什么关系呢，通常情况下高标号的燃油它的抗爆性好，适合使用高压缩比的发动机，低标号的燃油适合低压缩比的发动机。
发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 1.有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作ηe。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 2.有效燃油消耗率 发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/（kW·h）。 式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h； Pe—发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。 三、强化指标
解析可变压缩比发动机（VCR）以及优劣势 八月，日产宣布首款拥有可变压缩比技术（VCR - Variable Compression RaTIo）的2.0升量产增压汽油机将被搭载于下一代英菲尼迪QX50。该车将已于九月的巴黎国际车展正式亮相。这是自从各大公司于上世纪末开始研究此类技术以来的第一款量产发动机，此举对内燃机发展方向有十分重要的意义。 英菲尼迪Q50该款 2.0升汽油发动机最大功率200kW（升功率数据与现在主流的90-100kW/L左右相近），最大扭矩390Nm，与目前英菲尼迪正在使用的3.5升V6发动机数据相当，所以今后将会取代3.5升自然吸气发动机。 根据日产的数据，相比该3.5升发动机，新的2.0升产品可降低油耗27%（这也同时从一个侧面证明了适度小排量化带来的改善）。为此立了大功的就是可以在8:1和14:1之间随意变化的VCR技术。另外，这款发动机还将配备双喷技术（气道喷油+缸内直喷）控制颗粒物排放。 什么是可变压缩比发动机压缩比是自然吸气发动机和增压发动机的最核心区别之一。为了克服爆震问题，增压发动机需要降低压缩比，而这一举动将会降低发动机的效率。有了VCR可变压缩比（Variable Compression RaTIo），就可以在低载荷时使用高压缩比提高效率，在高载荷时降低压缩比克服爆震。其实就像电喷，柴油共轨，可变气门正时等技术一样，给内燃机加入更多的智能控制系统来适应不同的场合，就像正式场合要喝葡萄酒香槟，看欧洲杯喝啤酒，撸串要喝二锅头。 下面这张图对比了在同一进气量和喷油量时不同压缩比带来的影响。高压缩比（CR）由于受到爆震限制无法达到最大效率（最高发动机输出载荷BMEP）。而过低的压缩比虽然可以达到局部优化BMEP，但是低压缩比导致BMEP的最大潜力受到局限。所以最佳压缩比永远是各参数取舍的结果。
热力学计算 1.1热力学计算 已知条件如下： 压缩比ε=9.5，缸数i=4,在转速为n=5500转每分钟时额定功率Ne=50KW 。 汽油成分gc=0.85,gh=0.15,Mt=114低热值Hu=44100kJ/kg 。 大气状态：P 0=1atm=1.033Kgf/cm 2,T 0=288K ；曲柄半径与连杆长度比： R/L=0.31。 (一)、原始参数的选择 1、过量空气空气系数a=0.9 2、进气系统阻力的流量系数7.0=?i 3、示功图丰满系数96.0=? (二)、排气过程： 1、排气终了压力P r P r =1.0+0.30N n n （Kgf/cm 2）=1.2（Kgf/cm 2） 其中 N n =1.5n (1-1) 2、排气终了温c 度T r T r =850+350N n n （K ）=850+350=1200（K ） (1-2) （三）进气过程： 1、4.2=e h N V f ? 2.131000 55004.2=?=h V f （cm 2/L ） (1-3) 2、进气压力5 .322262*********??????????? ??--???? ???-=εδε?f V n P P h a =0.930（Kgf/cm 2）(1-4) 3、△T=△T N （110-0.0125n ）/(110-0.0125n e ),取△T N =17o C 则△T=17o C 4、残余废气系数2 .1930.05.92.1120017288-??+=-??+= r a r r r P P P T T T εγ=0.040 (1-5) 5、进气温度 a T =0T +?T=16+17=33C 0=306 K (1-6) 6、充气系数c
工程热力学结课课题报告 ——浅谈发动机的热效率问题 一、内燃机发动机 1.四冲程发动机的基本结构： 1—油底壳2—机油3—曲 轴4—曲轴同步带轮5— 同步带6—曲轴箱7—连 杆8—活塞9—水套10— 汽缸11—汽缸盖12—排 气管13—凸轮轴同步带轮 14—摇臂15—排气门 16—凸轮轴17—高压线 18—分电器19—空气滤清 器20—化油器21—进气管 22—点火开关23—点火线 圈24—火花塞25—进气 门26—蓄电池27—飞轮 28—启动机 2.四冲程发动机的基本工作原理 1.进气行程 活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启， 排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增 大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度， 空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混 合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点(图中 a 点) 汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= (0.80～0.90) 0 p 。进 入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气 门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到 340～400K。
2.压缩行程 压缩行程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点 运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内 混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力 pc可达800～2 000kPa，温度达600～750K。在示功图上，压 缩行程为曲线a～c。 3.做功行程 当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合 气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速 提高。燃烧最高压力pZ达3 000～6 000kPa，温度TZ达2 200～2 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点 运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移， 汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时， 其压力降至300～500kPa，温度降至1 200～1 500K。在 做功行程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。在示 功图上，做功行程为曲线c-Z-b。 4.排气行程 排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点r 点的压力稍高于大气压力，即pr=(1.05～1.20)p0。排气终点温度Tr=900～1100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。 二、发动机工作过程中的奥托循环
发动机可变压缩比技术（VCR） 压缩比 发动机压缩比属于结构参数，可以表征发动机混合气被压缩的程度，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。 活塞处于下止点时气缸有最大容积，用Va表示；活塞处于上止点时气缸内的容积称为燃烧室容积，用Vc表示。内燃机的压缩比ε为 ε=Va/Vc 或者 ε=1+Vh/Vc ——Vh表示气缸行程容积压缩比作为发动机重要的结构参数，一定程度上可以反映发动机的性能。一般汽油机的压缩比为9—12，柴油机的压缩比为12—22。 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、最高燃烧压力均升高，故使内燃机机械效率下降。汽油机压缩比过高容易产生爆震。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。 由于压缩比是结构参数，传统意义上压缩比是固定不变的，然而随着发动机强化程度的不断提高，以及在发动机性能及燃油消耗率等方面提出的更高的要求，固定不变的压缩比已经不能完全满足现代发动机的需要，因此上出现了可变压缩比发动机。可变压缩比技术的意义 发动机的可变气门正时、可变气门行程和可变进气歧管等技术已经被广泛应用，许多车型都已经大量的采用了这些“可变”技术。但是发动机还有一项“可变”的技术，却是目前量产车里面十分罕见的，这种发动机可变压缩比技术可谓是发动机控制在“可变”方面的一场革命。 压缩比决定了汽油机压缩混合气的压力，汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混合气压力不能太高。如果气缸内的压力超过了临界值，汽油就会因为压缩而在点火之前被点燃，产生爆震，会对发动机带来很大的伤害。 对于现在广泛应用的增压发动机，当涡轮增压介入以后，燃烧室的温度和压力会
浅谈阿特金森循环发动机 文：Botzi摄影：图鸣谢：审编：健 关键词：阿特金森循环米勒循环奥托循环混合动力压缩比 图：阿特金森循环发动机 自四冲程内燃机诞生至今，如何提高发动机的效率是发动机工程师们一直努力研究的课题。提到发动机效率，“压缩比”就自然而然地成为了讨论的主角了。一直以来，“高压缩比=高效率、高功率”已经成为了内燃机学当中不变的信条。由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程循环构成的四冲程内燃机，是奥托历时14年于1876年研发成功的，该发动机原理，被称为奥托循环。而其中能提高内燃机效率最具关键性的一环——压缩冲程，由原理变为机械的过程，曾困扰了奥托十数年之久。
图：阿特金森循环发动机活塞行程示意图，黄红绿四个色块依次表示：吸气、压缩、膨胀、排气四个活塞冲程。 因为当时的技术限制，压缩比不能作出更大的提升，因此发动机的效率也不能进一步地提升。1882年，英国工程师James At kinson（詹姆斯?阿特金森）在使用奥托循环内燃机的基础上，通过一套复杂的连杆机构，使得发动机的压缩行程大于膨胀行程，这种巧妙的设计，不仅改善了发动机的进气效率，也使得发动机的膨胀比高于压缩比，有效地提高了发动机效率，这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。 图：复杂的连杆机构不仅影响了活塞行程，也使得作用在曲轴上的力矩发生了改变。
然而，采用了阿特金森循环的发动机虽然在热效率方面得到了提高，但是，过于复杂的连杆机构使其工作的稳定性和可靠性相对较低，所以并不能得到广泛应用。到了1940年，美国工程师Ralph Miller（拉夫?米勒）研发出一款膨胀比高于压缩比的发动机。但是，这款发动机摒弃此前由阿特金森研采用复杂的连杆机构来实现的形式，而是采用了在吸气冲程结束，进入压缩冲程时，令进气门延迟关闭，迫使原本已经吸入气缸内的可燃混合气有一部分通过进气门“吐”出气缸，再关闭气门。令引擎的实际压缩行程不是从活塞下止点就开始，而是在下止点在往上某个点（或许是只有0.7倍的活塞行程）才开始，降低了活塞的实际压缩行程，也就达到了压缩行程小于膨胀行程的目的了。而由于有部分油气混合物返回进气道，使得压缩过程的实际油气混合物的量较少，因此阿特金森/米勒发动机的理论压缩比设计都比较高，令较稀疏的油气混合物有充分的压缩量。以丰田的2ZR-FXE引擎为例，理论压缩比高达13.0:1，但实际压缩比相当于10：1左右（因实际压缩行程被缩短所致）。 图：奥拓循环发动机配气相位 这种基于阿特金森循环理论改良而来的发动机，称为米勒循环发动机，也是目前近现代阿特金森循环发动机的基本工作原理。采用米勒循环的发动机，因摒弃了复杂的连杆机构，在工作的稳定性和可靠性方面得到了很好的保证，但是，为什么米勒循环发动机不能够得到广泛的应用呢？这就由其自身的特性确定的。
●总的看来，与其它各类阴极相比，铁电阴极具有自身独特的技术优势： (1) 铁电阴极可在常温下实现激励且伴生有空间电荷平衡的等离子体环 境，使得电子束具有非常小的发散角度和较高的束亮度，所以铁电 阴极又常称作铁电冷阴极(ferroelectric cold cathode)； (2) 通过阴极表面覆盖金属膜形状的设计，容易产生不同的束截面形状； (3) 铁电材料不怕“中毒”，因而对真空环境要求不苛刻； (4) 铁电材料价格低廉，易于制作，结构紧凑，坚固可靠； (5) 铁电冷阴极材料是绝缘体，功函数较低，因而可在较低的萃取电场 作用下实现电子发射；(6) 铁电体的快极化反转理论上可产生5 210 A/cm 量级的最大电流密度，远远超过了热电子阴极和激光照射的光电阴极电子源。 (7) 发射电子能量高 由周期性的自发极化反转产生的铁电体电子发射可用于新型的平面显示器。电子发射出现于电极形状决定的极化区域。因此，铁电显示器可做成投射型显示器，即通过投射转换把整幅图像一次性转换成电信号，而这对于一般场电子发射显示系统是不可能的。铁电陶瓷平板显示技术与其他一些平板显示技术相比,具有许多优点。铁电陶瓷板和铁电薄膜制备工艺较为简单,成本较低,可有效降低平板显示器的制造成本。同时可以根据需要制作出各种尺寸和形状的陶瓷板或薄膜,易于制作出大尺寸的平板显示器,满足市场的需要。现代陶瓷制备技术和薄膜制备技术可以保证制造出高度均匀的铁电陶瓷板和铁电薄膜,使得其在铁电发射时能均匀地发射电子,保证显示器亮度的均匀性。用铁电陶瓷或薄膜代替场致发射显示器中的微尖端场发射阵列,可以避免因微尖端场发射阵列制备不均匀而带来的显示器亮度不均问题。 ●铁电阴极发射的机理主要有两种： 1、快速极化反转引起的电子发射 这种理论认为铁电材料具有自发极化强度 P，在平衡状态下，这种自发极化被表面电荷屏蔽。当施加外电场，机械压力，或者温度发生变化，都会导致 P 的反转，这时铁电材料表面原来的屏蔽电荷就会转变为非补偿性电荷，这种非补偿性
https://www.doczj.com/doc/f39909069.html,/s/blog_485aed4e010002vs.html https://www.doczj.com/doc/f39909069.html,/wangjinglihu 汽车专业技术+++计算引擎排气量发动机部分 如何计算引擎排气量的? 如何计算引擎排气量的题外话 -->>排气量在动力环节的角色 因为讲计数，一嘢就讲完。为了拉长时间，讲下题外话先：制作最精美的引擎，当然是跑车引擎。现今跑车引擎都能透过提升引擎转数，压缩比和增加汽缸数量来造出每公升排气量超越一百匹马力的成绩。但即使现今科技如何精良，若要制造丰盛的扭力，只有从增加排气量中提取。 所以某些厂家(包括私家车厂)为了掩饰自家引擎制作技术的落后，便会刻意加大引擎排气量来增加马力输出。但如果以「每一公升排气量能制造作多少匹马力」这个方法来比较引擎的优良时，引擎制作技术的优劣便无所遁形。 但是否马力大的引擎便会受所有人欢迎呢？倒也不是。转数高马力大，耗油量也惊人。而要每日在实际驾驶环境中经常保持高转数驾驶，人也会感到压力和疲累。反而从容易驾驶和省油的角度来说，低中转数所输出的丰盛扭力，比峰值马力重要，这也是低科技引擎也能够生存的原因。要令引擎自然地在中低转时出现丰厚的扭力，汽缸数量不能多，但排气量却不能少。别以为大排气量引擎的耗油量一定会高，如果只是经常在中低转数游离的引擎，耗油量可能会比起一些经常需要在高转数挣扎的小引擎更省油。 要了解计算公式的意义，先要明白有关公式的描述单位 . 发动机部分
1．气缸直径气缸直径简称缸径，是气缸的内径，单位用mm表示。 2．活塞行程活塞运行在上下止点间的距离，单位用mm表示. 3．上止点活塞离曲轴中心线距离最大时的位置。 4．下止点活塞离曲轴中心线距离最小时的位置。 5．气缸工作容积气缸工作容积通常称为“排量”，是活塞在上、下止点之间所扫过的容积，单位用ml或cm3表示。 6．压缩比气缸最大容积与最小容积（均包括燃烧室容积）的比值，也称几何压缩比。 7．有效压缩比发动机扫（进）气口和排气口开始全部关闭那一瞬间的气缸容积与气缸最小容积（均包括燃烧室容积）的比值。显然，进入气缸的可燃混合气正式从这一瞬间开始被压缩。 8．曲轴箱压缩比曲轴箱最大容积与最小容积（均包括扫气道容积）的比值. 9．工作循环由扫（进）气、压缩、燃烧膨胀、排气等过程组成的循环。每一个工作循环完成一次燃油热能向机械能的转化工作。同时将活塞的往复直线运动通过曲轴连杆机构变为曲轴的旋转运动，输出扭矩。 10．往复活塞式汽油发动机以汽油为燃油，经过气化，变为汽油与空气混合均匀的可燃混合气进入气缸，再经过压缩、点火燃烧释放热能而推动活塞作直线运动，当活塞到达下止点后，又借助惯性向上止点运动并开始进（扫）气和压缩，与此同时，将热能转化机械能。这种内燃机即为往复活塞式汽油发动机，简称汽油机。目前的摩托车绝大多数用汽油机作动力，平时所称的摩托车发动机，即为摩托车用汽油机。 11．四冲程发动机由活塞经过四个行程完成一个工作循环的汽油机. 12．扫气过程借助于扫气口和排气口之间的压力差，用新鲜的可燃混合气驱赶废气排出气缸的过程，简称扫气。 13．扫气效率在一个工作循环中，留在气缸内的新鲜可燃混合气与气缸内含有一部分废气的总气体量之比。 14．气缸压缩压力在不燃烧的情况下，仅由活塞压缩产生的气缸内最大压力。通常将气缸压力表安装在火花塞孔上，用电机拖动发动机旋转到指定转速而测得. 15．点火提前角压缩过程中火花塞跳火的瞬间到活塞行至上止点时的曲轴转角。 16．配气相位以活塞在上下止点为基准的扫（进）气、排气机构的开闭时间，以曲轴转角计算。
发动机的性能指标 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
浅谈阿特金森循环发动机 图：阿特金森循环发动机 自四冲程内燃机诞生至今，如何提高发动机的效率是发动机工程师们一直努力研究的课题。提到发动机效率，“压缩比”就自然而然地成为了讨论的主角了。一直以来，“高压缩比=高效率、高功率”已经成为了内燃机学当中不变的信条。由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程循环构成的四冲程内燃机，是奥托历时14年于1876年研发成功的，该发动机原理，被称为奥托循环。而其中能提高内燃机效率最具关键性的一环——压缩冲程，由原理变为机械的过程，曾困扰了奥托十数年之久。
图：阿特金森循环发动机活塞行程示意图，黄红绿四个色块依次表示：吸气、压缩、 膨胀、排气四个活塞冲程。 因为当时的技术限制，压缩比不能作出更大的提升，因此发动机的效率也不能进一步地提升。1882年，英国工程师James At kinson（詹姆斯?阿特金森）在使用奥托循环内燃机的基础上，通过一套复杂的连杆机构，使得发动机的压缩行程大于膨胀行程，这种巧妙的设计，不仅改善了发动机的进气效率，也使得发动机的膨胀比高于压缩比，有效地提高了发动机效率，这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。
图：复杂的连杆机构不仅影响了活塞行程，也使得作用在曲轴上的力矩发生了改变。 然而，采用了阿特金森循环的发动机虽然在热效率方面得到了提高，但是，过于复杂的连杆机构使其工作的稳定性和可靠性相对较低，所以并不能得到广泛应用。到了1940年，美国工程师Ralph Miller（拉夫?米勒）研发出一款膨胀比高于压缩比的发动机。但是，这款发动机摒弃此前由阿特金森研采用复杂的连杆机构来实现的形式，而是采用了在吸气冲程结束，进入压缩冲程时，令进气门延迟关闭，迫使原本已经吸入气缸内的可燃混合气有一部分通过进气门“吐”出气缸，再关闭气门。令引擎的实际压缩行程不是从活塞下止点就开始，而是在下止点在往上某个点（或许是只有0.7倍的活塞行程）才开始，降低了活塞的实际压缩行程，也就达到了压缩行程小于膨胀行程的目的了。而由于有部分油气混合物返回进气道，使得压缩过程的实际油气混合物的量较少，因此阿特金森/米勒发动机的理论压缩比设计都比较高，令较稀疏的油气混合物有充分的压缩量。以丰田的2ZR-FXE引擎为例，理论压缩比高达13.0:1，但实际压缩比相当于10：1左右（因实际压缩行程被缩短所致）。
如何提高发动机的性能 汽车0901 潘向东 06号 摘要：本文是关于如何提高发动机性能的几项简单措施，目的是为了提高发动机的性能让发动机拥更好的经济性、动力性，本文介绍了对提高发动机性能试验，经过试验，测得以下方法可以提高发动机性能，可以从减少热损失、减小摩擦等发面改进，发动机的性能是此消彼长的，所以只有综合改进发动机才能使发动机具有较好的动力性和经济性。关键词：发动机性能、凸轮轴、点火提前角。 经过100多年的发展，发动机技术已经达到了一个相当高的水平。如今，只要我们保证机油充足，不经常将转速拉到红线区并及时清洗空滤，我们几乎不会遇到什么发动机的硬伤。此外，在动力性能的表现方面，现代发动机也表现出了更强大的能力。那么，是什么提高了发动机的整体性能？ ● 更好的材料 在生产环节上，部件供应商在合金、合成材料和树脂材料制造的控制上有了很大的进步。要知道，以前这些部件的生产虽然也并不是很困难，但大规模的制造还是难度很大的，尤其是在保证质量稳定性方面一直难以突破。而现在，通过计算机来监测材料生产的每个环节则可以保证在整个工序中，各种材料的质量稳定性了。因此，发动机的使用寿命也得到了提高。 ● 更好的设计 这个环节也是发动机系统得以优化的另一个重要方面。通过计算机和计算机辅助设计技术，设计出来的零部件还可以进行模拟可靠性的分析。设计人员首先将设计好的部件在计算机中建模，然后可以通过软件
对这个部件进行模拟拉伸、翻折、震动等来考验该部件的可靠性。 在测试过程中，各部件上所承受的不同受力会通过不同的颜色进行标注，这样就可以比较直观的将部件的设计问题展现给设计人员，从而让他们能够及时对设计进行修改来提高抗拉伸、抗扭曲的效果。而在那些看到没有受力的地方，设计人员还可以将那部分的用料和设计进行修改，从而减轻不必要的重量。 要知道，作为整车中最为重要的部件，发动机的质量也占到了整备质量的大部分比例，如果能够轻量化设计的话，那么，不仅可以提高车辆的操控性、加速效果，对于制动性和燃油经济性也相当有益。 电子燃油喷射系统是上个世纪80年代出现的一种技术，而相比于当时的电子控制技术，如今电子技术的能力可是相当强大。这就像你是如何看待25年前的计算机一样，那简直就是古董嘛。凭借着21世纪的电子技术，车载电控系统的运算能力要更快、更为强大。这样，不仅提高了对燃油喷射的控制能力，而且还可以控制凸轮轴相位的变化。 ● 改变凸轮轴的位置 改变凸轮轴的位置对于提高发动机的性能也极为重要。对于怠速时的发动机来说，通过进气气门进入燃烧室的油气混合汽所需要的时间是很长的，而将燃烧后的废气排出也需要很长的时间。如果将发动机的转速提高了几千转，进排气的时间也将变得更短。 所以，长期以来，凸轮轴的设计一直都没有比较好的解决方案。如果气门开启时间不够长，高转速下的进气量就达不到要求，就会影响性能的表现，而如果在怠速状态下，开启时间过长，则怠速的油耗也会过多。最终，解决这个问题的还是计算机控制。 二、提高发动机动力性能的途径 1、减少摩擦损失，提高发动机内部润滑性能 （1）合理设置润滑方式 根据发动机摩擦部位的不同，设置使用不同的润滑方式。如主轴颈、连杆轴承、凸轮等部位采用飞溅润滑方式；水泵轴承、发电机和启动电机轴承、冷却风扇轴承等则采用油脂润滑方式。 （2）选择性能良好的润滑部件并合理设置润滑油道。
发动机主要性能指标及特性综述摘要： 本文是以发动机的性能指标及特性为对象，通过研究了解动力性指标、经济性指标、发动机速度特性、发动机工况与负荷、发动机性能指标分类、发动机调节特性、发动机性能特性、发动机性能指标的校、指示功率、指示燃油消耗率等概念及数据，让我们直观及更方便的的方法了解发动机的性能和特性，使我在维修、检测及提升性能等一些方面能更快更有效。 一、发动机主要性能指标： 1、动力性指标 2、经济性指标 3、发动机速度特性 4、发动机工况与负荷 5、发动机性能指标分类 二、发动机特性： 1、基本概念 2、发动机调节特性 3、发动机性能特性 4、发动机性能指标的校正 三、发动机的指示指标： 1、指示功和平均指示压力
2、指示功率 3、指示燃油消耗率 一、发动机主要性能指标 1.1、动力性指标 （1）有效转矩（T+4）（单位N.m） 发动机通过飞轮对外输出的转矩 （2）有效功率（Pe表示，单位KW） A、定义：发动机通过飞轮对外输出功率称为发动机的有效功率 B、计算公式： (3)发动机产品铭牌 A、标定功率和标定转速：发动机产品铭牌上标明的功率及相应的转速称为标定功率和标定转速 B、标定功率分类：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率其中，汽车上常用15分钟功率作为标定功率 1.2、经济性指标 （1）表示方法：燃油消耗率 （2）定义：指发动机每发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量（g为单位） （3）要求：燃油消耗率越低、燃油经济性越好 （4）计算公式： 1.3、发动机速度特性 （1）定义：发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化
汽车燃油使用知识——辛烷值、压缩比和爆震 对于每一车主来说，自从拥有汽车的那一刻开始，有一样东西就已经和自己形影不离了，是什么？答案当然就是汽油，或者严谨一点说是“燃料”。说到这可能很多朋友要笑话我，汽车要动起来当然需要汽油，这个还有什么可质疑的吗？没错！汽油对于我们来说是再普通不过的东西了，但是您真正了解汽油吗？或者我们再深入一步，您真正了解您的爱车应该加什么样的油吗？如果您还不是非常了解，希望我们今天这篇文章可以对您些帮助。 ● 不同标号汽油之间有何异同？ 我们都知道汽油分为各种不同的标号，我们常见的有90#、93#、97#、98#等等，有个别地区还提供100#汽油，那么这些不同的标号是什么意思？其实它们所代表的就是不同的辛烷值，标号越高辛烷值越高，表示汽油的抗爆性也就越好。那么这里我们就引伸出一个名词：辛烷值。 ◆什么是辛烷值？ 辛烷值就是代表汽油抗爆震燃烧能力的一个数值，越高抗爆性越好，那么这个值是怎么来的？ 简单来说就是将实际的汽油与一种人工混合而成的标准燃料相比较得出的数值，标准燃料有两种组成部分，一个是抗爆性非常好的异辛烷，一个是抗爆性很差的正庚烷，把异辛烷的数值设定为100，而正庚烷的数值设定为0，通过实验调节标准汽油两种混合物的比例，达到和实际汽油相同的抗爆性，而这个比例就是我们所说的辛烷值了。举个例子，比如我们常用的93#汽油的辛烷值为93，它就代表与含异辛烷93%、正庚烷7%的标准汽油具有相同的抗爆性，以此类推97#汽油就是和含异辛烷97#的标准汽油抗爆性相同。 那为什么，石油公司会老要我们用高标号的汽油呢？关键就在生产成本上。在中国，实际上根本没有多少（可以说没有）石油公司是使用多次裂解法来生产高标号汽油的，而是使用一些低成本的小伎俩来解决问题！以前，是在低标号的汽油中添加少量的四乙基铅来明显提高汽油的抗爆震性，后来由于污染过于严重，因此被国家明令禁止。那么，他们就改用了含锰的添加剂MMT（这种添加剂至少在欧洲早已被禁止使用），起着与四乙基铅完全同样的作用。 然而，在出厂油价上却是按照多次裂解法计算的，也就是说，所谓90，93，95，97 等标号的汽油，不过是加入不同数量的含锰添加剂的产品而已，他们之间真正的成本差别仅在几分钱到二三毛钱，而它们在零售价上的差别……你们自己清楚。也就是说，它们卖90号汽油越多，赚到的钱越少；而卖高标号的汽油越多，则利润就会番倍地上升，所以，就会有越来越多的加油站贴出告示说没有90号汽油卖了。
发动机压缩比 百科名片 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。什么是发动机的压缩比？不论这辆车上所选装的是汽油发动机还是柴油发动机,能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。 目录 编辑本段
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、最高燃烧压力均升高，故使内燃机机械效率下降。汽油机压缩比过高容易产生爆震。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，但超高增压柴油机的压缩比可低至8。几年以前，汽油发动机的压缩为6～10，但如今普遍都在9~12之间。 可变压缩比 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，使得燃烧室与活塞顶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，最大扭矩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。现在的车辆都在标示着它有一个高压缩比的发动机，同时也明显的显示它是一部高性能的车子，能满足全方位驱动需要，然而这样的术语先不去探讨全方位究竟如何，单就这个常常被人冷落的压缩比而言，事实上它代表的是一种科技的成熟，是说明着有一连串相关技术的成就或理论的成功，但却被不少人所不熟知，就更需要我们去深深的开发与研究。压缩比呢？就理论上而言，是发动机不可缺少的数值，不少维修人员认为只不过是个数值而已，又不具有任何单位，从以上结果可以看出，对发动机的性能是多么紧密相关，对维修人员多么重要。 编辑本段压缩比与燃油利用率 为了满足国四（欧四）排放标准对于碳排放（即耗油量）的要求，汽车生产厂家普遍都提高了发动机的压缩比至9~12之间，其中，9~10.5主要用于涡轮增压发动机，10.0~12则主要用于自然吸气发动机。
压缩比的含义： 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。 压缩比与性能的关系: 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。 高压缩比的优点：
容易被人们忽略的参数——压缩比 1、相对来说压缩比越高，发动机的动力就越大。 高压缩比的缺点： 1、压缩比越高发动机抖振越厉害。 2、压缩比太高导致自燃。 3、压缩比较高时，整个燃烧室的气密效果也要加强。 4、发动机气缸的压缩比高时，燃烧的温度也相对的升高，则排放出来的废气中氮氧化合物的含量也就增加，这样又引起污染问题 5、压缩比高曲柄连杆机构受力就大，因此磨损相应加大。 柴油发动机为什么要有高压缩比？ 柴油发动机是压燃式，压缩比高。由于柴油和汽油的发火方式不同，决定了柴油发动机压缩比要高于汽油发动机。对于汽油来说，燃烧时要依靠火花塞放出的电火花引燃混合气，采用较高的压缩比会使气缸内温度急剧升高，从而使汽油在没点火时发生自燃，这一现象就是燃料的爆燃现象。为了避免这一现象的发生，汽油机采用的压缩比在10左右。对于柴油发动机来说，虽然柴油的着火点低于于汽油，但是柴油不易挥发，而且很难汽化，所以导致柴油通过明火也不能使其瞬间完全燃烧，而要使发动机气缸内的温度提高，只有通过增大气缸内的压力来实现，为此，柴油发动机就要有相当高的压缩比，一般会在18~22这一范围内。当温度达到柴油自燃时的温度时，柴油便会自燃，从而产生推动活塞的动力。这与汽油发动机避免汽油爆燃的现象不同，柴油发动机正式利用柴油的爆燃产生推动活塞运动的能量。在这种高压缩比工作环境下，柴油的爆燃对活塞的冲击也相当大，从而造成活塞与气缸壁发生强烈的金属敲击，这就是柴油发动机产生噪声和振动的最为重要的原因。 需要注意的是有些人为了省钱而降用标号汽油，比如给限97油的车加93好汽油。表面上好像省了一毛多钱,实际上油耗增加了5%~8%,还得额外增加数以万计的汽车维修费。