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为什么10以上的高压缩比发动机可以用93号汽油?SJTU91BB

作者:SJTU91BB

网上关于高压缩比发动机为什么能用93号汽油疑问很多,讨论和说法更多。有的说:如果汽车厂家指定必须用97号汽油会损失很多客户?还有说:电喷发动机采用类似稀薄燃烧技术,就是减少喷油,这样混合气浓度降低不易爆燃,也就不需要高抗暴的汽油了(就是高辛烷值)。

今天来谈谈我的看法,和大家讨论讨论。写错的地方,请大家指出。

我的观点是:

1,自然吸气的发动机,进入燃烧室的混合气都是负压,所以永远达不到理论的压缩比压力。同时,受到进气门延时关闭的影响,实际压缩比可以做低。

2,增压发动机,进气的压力可以高于大气压,这样实际的压缩效果可以大于理论的压缩比,但也可以延长进气门关闭来控制实际压缩压力和控制混合气浓度来抑制压缩行程的爆震。

下面先说说实际压缩比和理论压缩比的区别:

我们先看看什么是理论压缩比。活塞运行到下止点时汽缸的最大容积和活塞到上止点时最小容积之比就是理论压缩比。我们在汽车销售手册上看到的数值都是指这个理论压缩比。

假如活塞在下止点的最大汽缸容积时,进入1个标准大气压的混合气,对这个混合气压缩,到活塞上止点汽缸容积最小时,此时的压力我设定为理论值为A。实际发动机运行时,如果进气压力小于1个标准大气压,那么压缩到终点,实际压力就小于A;如果进气压力大于1个标准大气压,那么压缩到终点时,就大于A。以上都考虑为绝热状态和进气门在进气行程下止点时刻就关闭的状态。

变量太多,有点绕弯子。这样,我们假设在汽缸的进气行程,进来的是一个标准大气压的混合气。我们来看看进气门关闭延时对压缩比的变化。这里引进实际压缩比的概念。

给出一个定义:只有当进气门关闭后,才能形成压缩压力,这就是实际压缩比。对于可变正时气门(V V T)发动机,这个实际压缩比是一个区间。

以11:1压缩比为例:我随便画个简图,给大家分析一下。

发动机实际压缩比分析01

上图,气门延时关闭,使得实际压缩比小于理论压缩比。到这里,蓝粉们要问了:这个图是博主猜测的吧?好,我们来看两个官方的图。

先看奇瑞E4G16发动机的配气相位图,这款发动机的压缩比是11:1,说明书指定是93号以上的汽油。E4G16的进气门在过了下止点11°到66°才关闭。因为这款发动机是DVVT可变气门正时的, 气门的关闭时间是一个区间,不是定值。

奇瑞E4G16 配气相位

再来一个原理图:在进气过程,到β点,进气门才关闭,才真正开始压缩混合气。(此图来自某汽车专业的教材)

气门相位

我们来看看老奥迪配置的系列发动机进气行程的进气阀(就是进气门)关闭角度,奥迪工程师给出了30°-90°的大区间:(图片来自奥迪一汽大众发动机培训资料):

大家可以讨论一下这个图。图中:38°,28°,42°,36°  我理解是初始值,奥迪的发动机也是采用可变进气相位的,实际进气门关闭角度也是一个区间,不是定值。

奥迪发动机进气行程气门关闭角度


现在,我们搞清楚了什么是实际的压缩比,那么就不难理解为什么理论压缩比10以上的发动机可以用93号汽油了。

对进气延迟的控制,还有更高的,就是β角大于60度以上的玩法。这样可以控制进气压缩行程和膨胀做工行程完全不对等,以获得最佳动力和燃油经济性。这就是米勒循环发动机。

这里先贴一个米勒循环图(网上找的),大家看看:黑色的弧线才是进气门关闭后的压缩行程,产生实际的压缩比。图中的关闭角度:45°+30°=75°。惯性进气的角度30°是通常奥拓循环的β值。

米勒(Miller Cycle )循环的奥妙在于:

1,进气阀晚关闭(图示:离开下止点后75°才关闭),使混合气回流一部分,这样压缩行程的实际压缩比可以做低,解决压缩爆震问题,也节省燃油消耗。

2,排气阀晚打开(图示:在离下止点前20°打开),使膨胀作功的行程拉长,把燃烧压力的尾段也充分利用,作用于曲轴输出功。

在现代高转速发动机的研发中,不论什么循环原理,大β角都频频出现在各款发动机中!有没有采用米勒循环,还需要进一步对照厂家的进排气相位数据和具体结构,这里我们就不引申了。有兴趣的朋友们可以进一步去搜索学习米勒循环的内容。

 

米勒循环动画示意图 蓝色方向盘

结论:为什么高压缩比的发动机可以用93号汽油。

1,实际压缩比可能并不高。因为气门延时关闭的原因。

2,对爆震的监测手段完善,通过调整喷油量(混合气浓度)也可以减少压缩行程中的爆震;通过调整点火时间,可以控制做功行程中的爆震。一切的一切都由发动机各种工况下的脉普图决定。这些脉普数据来自厂家工程师的大量实验,稳定了才写入ECU。

3,原厂说明书指定使用93号以上的汽油,您就大胆使用93号吧,不再犹豫!

 

这个小短文就到这里,蛇年开春第一帖,谢谢阅读,欢迎纠错!

 

SJTU91BB

2013.2.16

 

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评论 40

  1. #14

    请问:福特金牛座2.0T建议93号以上,用97好不好,压缩比9.7:1

    penn10191年前 (2016-06-18)回复
    • 93就行了

      SJTU91BB1年前 (2016-06-25)回复
  2. #13

    好文章,要顶下!
    在这里学到了不少东西,尤其是博主一条回复帮助我解开了一个疑惑:以前认为全油门高转速必须要97,平时93即可,可是看了博主回复后仔细查询了下,发现活塞运动速度才800MM/S,混合气燃烧速度高达60000MM/S,1/800,转速对点火提前角的调整几乎没有任何影响。

    我是09奥德赛,10.5压缩比,自己感觉用93汽油不如97安静、平顺,而且不耐烧。但是93在中低速下加速更冲!
    而且长期97后排气管有黑灰,怀疑是97燃烧速度慢,有轻微滞燃,长期使用不完全燃烧所致。所以要是能加到95号我估计正好了!呵呵!

    mpkiller2年前 (2015-06-16)回复
  3. #12

    对于文中的“自然吸气的发动机,进入燃烧室的混合气都是负压,所以永远达不到理论的压缩比压力,增压发动机,进气的压力可以高于大气压,这样实际的压缩效果可以大于理论的压缩比” 这两句话不是很理解,望老师详细解释下。
    对于理论压缩比是指活塞下止点和上止点的体积比,那么实际压缩比是指进气门关闭时的活塞上下体积吗?还是气压比呢???

    yunyun1093年前 (2015-03-25)回复
    • 理论压缩比是在封闭的空间内,下止点的空间和上止点的空间的气缸容积的体积比,和自然吸气还是增压无关系。实际工作的时候,要看发动机进排气门的打开时间。增压发动机,实机注入的空气质量可以很多,但也达不到理论的压缩比,还是看进排气阀同时关闭那段行程的压缩比。

      SJTU91BB3年前 (2015-04-01)回复
  4. #11

    前辈您好!这几天看了你的博文收获颇丰,在汽车方面增长了不少见识,谢谢!有个问题请教:我是浙江地区,开一汽大众1.4t+mq250组合的车,1、我在汽车之家论坛上看到同款车新车图片中油箱盖上是加95(不管自动和手动的都写着是95),而我拿到的车却写着92?请前辈指导?目前车子开了5000公里左右,一直加97,对于这款车是否可以加93更加匹配?
    2、担心大众手动挡的车半轴渗油,目前没发现渗油,如果渗油了该怎么办?请前辈指导!

    yibu3年前 (2014-05-19)回复
    • 可以换用93,试试,如果感觉不好再换回来。汽油标号可以少量混合,没有影响。如果渗漏了,就要检查油封,或者更换!

      SJTU91BB3年前 (2014-05-22)回复
  5. #10

    高压缩比能用93号油,有种说法是通过活塞面的机械形状实现稀薄燃烧和提前点火角的来实现的吧?提前点火角会损失动力,而且使点火线圈放电时间长,容易损坏点火线圈?

    yunyun1094年前 (2014-02-12)回复
    • 通过气门相位来实现,就是气门关闭的时间。点火线圈引发的火花很短,像放鞭炮一样,后面还是自己燃烧的!点火角提前不损失功率,如果点火角度不提前,那么混合气燃烧不完全,才是损失功率!但提前太多,会爆震!

      SJTU91BB4年前 (2014-02-14)回复