内燃机的压缩比是多少

活塞式内燃机的重要设计特征之一是压缩比。 该参数影响内燃机的功率、效率以及燃料消耗。 同时，很少有人真正了解压缩程度是什么意思。 很多人认为这只是压缩的同义词。 虽然后者与压缩程度有关，但是，这些是完全不同的东西。

要理解术语，你需要了解动力单元的气缸是如何排列的，了解内燃机的工作原理。 可燃混合物被注入气缸，然后被活塞从下死点 (BDC) 移动到上死点 (TDC) 压缩。 压缩混合物在 TDC 附近的某个点点燃并燃烧殆尽。 膨胀的气体做机械功，将活塞推向相反的方向 - 到 BDC。 连杆与活塞相连，作用在曲轴上，使其旋转。

从 BDC 到 TDC 的气缸内壁所围成的空间就是气缸的工作容积。 一缸排量的数学公式如下：

Vₐ = πr²s

其中 r 是圆柱内截面的半径；

s 是从 TDC 到 BDC 的距离（活塞冲程的长度）。

当活塞到达上止点时，其上方仍有一些空间。 这是燃烧室。 圆柱上部的形状很复杂，取决于具体的设计。 因此，不可能用任何一个公式来表示燃烧室的体积Vₑ。

显然，气缸Vₒ的总容积等于工作容积和燃烧室容积之和：

Vₒ = Vₐ+Vₑ

而压缩比是气缸总容积与燃烧室容积之比：

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

该值是无量纲的，实际上它表征了从混合物注入气缸到点火时刻的压力相对变化。

从公式中可以看出，既可以通过增加气缸的工作容积，也可以通过减小燃烧室的容积来提高压缩比。

对于各种内燃机，该参数可能有所不同，并由单元类型及其设计特征决定。 现代汽油内燃机的压缩比在 8 到 12 的范围内，在某些情况下可以达到 13 ... 14。 对于柴油发动机，它更高并达到 14 ... 18，这是由于柴油混合物点火过程的特殊性。

至于压缩，这是活塞从 BDC 移动到 TDC 时气缸中出现的最大压力。 压力的国际 SI 单位是帕斯卡 (Pa/Pa)。 巴（bar）和大气压（at/at）等计量单位也被广泛使用。 单位比例为：

1 at = 0,98 bar；

1 巴 = 100 帕

除了压缩程度外，可燃混合气的成分和内燃机的技术条件，特别是气缸-活塞组零件的磨损程度也会影响压缩。

随着压缩比的增加，活塞上的气体压力增加，这意味着最终功率增加并且内燃机的效率增加。 混合物的更完全燃烧导致改善的环境性能并有助于更经济的燃料消耗。

然而，增加压缩比的可能性受到爆炸风险的限制。 在这个过程中，空气燃料混合物不燃烧，而是爆炸。 有用的工作没有完成，但活塞、气缸和曲柄机构的零件会受到严重的冲击，导致它们迅速磨损。 爆轰过程中的高温会导致阀门和活塞工作表面烧毁。 在一定程度上，具有较高辛烷值的汽油有助于应对爆炸。

在柴油发动机中，爆震也是可能的，但它是由不正确的喷射调整、气缸内表面的烟灰以及与压缩比增加无关的其他原因引起的。

可以通过增加气缸的工作容积或压缩比来强制现有单元。 但在这里重要的是不要过度，并在一头扎进战斗之前仔细计算一切。 错误可能导致装置运行不平衡和爆炸，高辛烷值汽油和点火正时调整都无济于事。

强迫最初具有高压缩比的发动机几乎没有任何意义。 努力和金钱的成本将是相当大的，而功率的增加可能微不足道。

可以通过两种方式实现预期目标 - 通过对气缸进行镗孔，这将使内燃机的工作容积更大，或者通过铣削下表面（气缸盖）。

气缸镗孔

最好的时机是无论如何您都必须为气缸钻孔。

在执行此操作之前，您需要选择新尺寸的活塞和活塞环。 找到适合该内燃机维修尺寸的零件可能并不难，但这不会显着增加发动机的工作量和功率，因为​​尺寸差异非常小。 最好为其他装置寻找更大直径的活塞和环。

您不应该尝试自己钻孔，因为这不仅需要技巧，还需要特殊设备。

气缸盖的定型

铣削气缸盖的底面会减少气缸的长度。 部分或完全位于头部的燃烧室将变短，这意味着压缩比将增加。

对于近似计算，可以假设去除四分之一毫米的层将使压缩比增加约十分之一。 更精细的设置将产生相同的效果。 您也可以将一个与另一个结合起来。

不要忘记头部的最终确定需要准确的计算。 这将避免过大的压缩比和不受控制的爆震。

以这种方式强制内燃机充满了另一个潜在问题——缩短气缸会增加活塞与气门接触的风险。

除此之外，还需要重新调整气门正时。

燃烧室容积测量

要计算压缩比，您需要知道燃烧室的容积。 复杂的内部形状使其无法用数学方法计算其体积。 但是有一种相当简单的方法来测量它。 为此，必须将活塞设置到上止点，并使用容量约为 20 cm³ 的注射器将油或其他合适的液体通过火花塞孔倒入，直至完全充满。 数一数你倒了多少方块。 这将是燃烧室的体积。

一个气缸的工作容积是用内燃机的容积除以气缸数来确定的。 知道这两个值，您可以使用上述公式计算压缩比。

例如，为了改用更便宜的汽油，这样的操作可能是必要的。 或者您需要在引擎强制不成功的情况下回滚。 然后，要回到原来的位置，就需要加厚汽缸盖垫片或更换新的汽缸盖。 作为一种选择，使用两个普通的垫片，在它们之间可以放置一个铝嵌件。 结果，燃烧室将增加，压缩比将降低。

另一种方法是从活塞的工作表面去除一层金属。 但是，如果工作表面（底部）具有凸面或凹面形状，这种方法就会出现问题。 活塞顶的复杂形状通常是为了优化混合物的燃烧过程。

在较旧的化油器 ICE 上，变形不会引起问题。 但现代喷射式内燃机的电子控制在经过这样的程序后可能会错误地调整点火正时，然后在使用低辛烷值汽油时可能会发生爆震。