压缩比

表示气体的压缩程度的数据

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。

含义解释

了解发动机中活塞的运动行程即可计算出气缸的压缩比。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Va。

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，燃烧室容积为Vc。计算压缩比就是最大行程容积与最小容积的比值。其计算公式如下：

即

研究目的

内燃机在使用过程中，随着缸内空气与燃油的减少，内燃机点火趋于不正常，随着油气增加，则又容易爆震，故效率相对受限。而作为能够影响包含扭矩、燃油经济性以及排放指标等诸多因素在内的重要参数之一，压缩比是解决这一问题的关键，故选择合适的压缩比来使得各个参数达到折中是提升内燃机性能的重要途径。

参数应用

压缩比与发动机性能之间的关系

汽油发动机在运转时，吸进来的通常是汽油与空气的混合气，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，压缩时所产生的汽缸压力与温度相对地提高，混合气中的汽油分子和空气结合的更加充分，油气颗粒能更加细密。又因为涡流、紊流和高压缩比所导致的良好密封效果，使得在下一刻运动中，火花塞在点火的一瞬间便能使混合气完成燃烧，释放出最大的爆发能量，成为发动机的动力输出。反之，混合气体燃烧的时间越长，燃烧所产生的能量中会有更多的能量转换为热能，根据能量守恒原理，发动机产生的动能会相应减少。

提高压缩比存在的限制

发动机的压缩比越高就代表着其性能越好，但是也存在着相应的限制。在油气燃烧的一瞬间，气缸壁甚至是附近的结构都会受到剧烈燃烧所产生的影响，当压缩比升高时，油气燃烧所产生的能量中就会有更多转化为动能，气缸壁受到的压力就越大，对材料的要求也会提高。同时，当压缩比升高到一定程度时，混合气体很容易因为高压在火花塞还未点火时便发生自燃，此时活塞未到点火位置，燃烧产生的巨大冲击力和活塞的运动方向相反，引起发动机剧烈震动，即产生爆震现象。所以我们不能无限制的提升压缩比，而需要选择合适的压缩比使得每个参数都能达到折中从而提升发动机性能。

工作温度对压缩比的影响

工作温度对压缩比有着很大的影响。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。故在设计发动机时，若工作温度较高时，发动机的压缩比需降低，保证燃烧室中的混合气不会发生自燃引起震爆现象；而在工作温度较低时，可适当提升压缩比，使得燃料气体和空气混合更加均匀，燃料燃烧更加充分。

我们都知道，油气燃烧产生的能量一部分转换为动能提供动力，另一部分转换为热能，会使发动机的工作温度不断变化。而一般的发动机其压缩比是固定不变的，这就需要我们人为地控制温度的变化范围，使得发动机的工作温度和其压缩比相匹配，避免出现温度过高或过低而带来的负面影响。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。

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