压缩比与汽油辛烷值

压缩比是什么?本栏目“可变压缩比”一文巳做解释,就是指气缸总容积与燃烧室容积的比值,它表示活塞从下止点移到上止点时气缸内气体被压缩的程度。由于许多发动机的活塞是平顶或者上止点时活塞顶与缸体顶面平齐,燃烧室位于活塞上方缸盖的凹陷位置内,因此计算公式要将燃烧室容积值同时放在分子和分母上才能得出压缩比的精确数值,即计算公式∶压缩比=(气缸容积+燃烧室容积)÷燃烧室容积。

例如巳知某型4缸发动机排量为1.6升,燃烧室容积为48毫升,求压缩比。那么将1600÷4=400毫升代入上述计算公式,求出数值9.3,即是压缩比为9.3∶1。

根据计算公式可知,燃烧室容积的大小对压缩比的变化起到关键作用。因此同一台发动机,根据不同顶部形状的活塞、不同凹陷容积的缸盖和不同厚度的缸垫的匹配,将会得出不同的压缩比。

有些汽车改装厂就是依据这些零件的改动而藉以改变汽车发动机的压缩比,但是这样做的同时也改变了发动机与其他相关功能部件匹配的设计参数,应该慎重考虑。绅宝(Saab)开发的SVC发动机的核心技术是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块,使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化而改变燃烧室的客积,从而改变压缩比;绅宝实行的是受控可变压缩比,能够根据不同的工况调节压缩比,在各种工况下达到最优。改装是静态的绅宝技术是动态的,两种做法不可同日而语。

从理论上说,同一种燃料供给的发动机,压缩比越高,压缩冲程产生的热量也越高,发动机产生的功率也越大。同时,如果压缩比过高也会容易产生爆燃等故障,所以又引出了一个汽油辛烷值的问题。

汽油辛烷值是用来衡量汽油在发动机中不产生爆燃的指标,辛烷值越高抗爆性越好。辛烷值的测定是在专门设计的装有可变缸盖和爆震传感器的单缸试验机中进行,这种单缸试验机通过可变缸盖来改变压缩比。标准汽油由不同比例的异辛烷和正庚烷配制而成的,其中异辛烷不产生爆燃但成本高,可用作抗爆性优良的标准,辛烷值定为100;正庚烷爆燃严重,用作抗爆性低劣的标准,辛烷值定为0。将这两种烃按不同比例混合,就可以配制成辛烷值由0至100的标准燃油。未知辛烷值的汽油在同一试验条件下进行测定,试验机提高压缩比出现爆燃反应为止,当该燃油产生的爆燃程度与标准燃油数值“对号入座”,就可判定出被测燃油的辛烷值了。例如试验燃油与用90%的异辛烷和10%正庚烷混合而成的标准燃油的爆震程度相同,那么被测燃油的辛烷值就是90。

在轻型汽车说明书上注明使用汽油时,常见RON的符号。这个RON又表示什么呢?原来测定汽油辛烷值用两种方法,一种叫马达法辛烷值(MON),另一种叫研究法辛烷值(RON)。马达法辛烷值代表辛烷值低于或等于100的汽油在发动机节气门全开或高速运转时的抗爆性能,测定条件是在较高的混合气温度和较高的发动机转速下测定,用马达法辛烷值表示的汽油比较适应大功率载重汽车行驶条件。研究法所采用的试验机基本与马达法相同,但试验条件有所不同,它是在较低的混合气温度和较低的发动机转速下测定,用研究法辛烷值表示的汽油比较适应轻型汽车行驶条件。为了统一规范,目前汽油一般用研究法辛烷值表示,因此也就有90号(RON)、93号(RON)、97号(RON)等汽油标识。

不同压缩比的发动机就要选用不同辛烷值的汽油。对于压缩比较高的发动机,若选用低辛烷值的汽油,客易引起爆燃。所谓爆燃,是指火焰还没有到达该处混合气时,该处混合气因温度高而产生自燃。这时多处火焰前锋之间产生压力波而冲击气缸和活塞,机器运行不稳定,严重时甚至会损坏发动机零部件。为了防止爆燃,现在许多电喷发动机都装有爆燃传感器,一旦发动机出现轻微爆燃等兆头时就会推迟点火时间以防止爆燃。如果压缩比较低的发动机选用高辛烷值的汽油,则会无谓增加运行成本。

辛烷值越高越不易爆燃。但就辛烷值本身而言,抗爆性对燃油经济性是没有影响的。只有当发动机设计和调整是为了得到较高辛烷值汽油的优点时,才能得到这种汽油的使用价值。对于大多数汽车发动机而言,都是设计成用采用正常级别的汽油来工作,并不一味追求高辛烷值汽油。一般而言,压缩比是8.5,推荐用90号(RON),压缩比是9,推荐用90号(RON)以上,具体根据生产厂家规定的汽油牌号。

车汇通
2003年8月2日