什么是压缩比（超高压缩比发动机）

　　序：在解析问题之前首先要了解什么是「压缩比」
　　燃油汽车装备的是活塞往复循环式·内燃式热机，这种机器做功的基础是燃烧产生的热能，推动活塞在气缸内上下或左右的往复运转；与活塞连接的是发动机的曲轴，活塞的运转等于推动曲轴输出动力。活塞扫过的空间（行程）小于气缸总空间（容积）总容积－活塞行程＝燃烧室容积总容积÷燃烧室容积＝压缩比
　　这就是压缩比的概念，但为什么要压缩呢？内燃机压缩的实际为进入气缸内部的空气，空气在压缩的过程中会出现分子的不规则碰撞摩擦；摩擦生热是最常见的物理现象，压缩的初衷就是为产生热能。
　　汽油机压缩比
　　≤15:1几乎是汽油内燃机的极限标准，大部分多点电喷机会在10:1左右，缸内直喷发动机的压缩比普遍为13:1左右。压缩比前面的数字越大则空气被压缩的程度也就越大，说白了就是空气被＂压得更狠一些＂；那么在压缩过程中就会产生更强烈的碰撞，产生的热能当然会更多。
　　简而言之，压缩比越高的发动机缸内温度与压力都会越高；高温是提高燃烧效率（扭矩）的基础，为什么这么说呢？
　　汽车与摩托装备的发动机均为四冲程机，运行步骤为以下四个步骤。进气喷油压缩蒸发燃烧做功排气吸气
　　最核心的步骤往往被认定为做功冲程，其实更重要的是压缩过程；因为液态燃油的燃烧速度很慢，只有蒸发为气态后才能在几十毫秒的刹那间，让燃油尽量的接近充分燃烧。
　　固定量的燃油燃烧程度越充分，转化出的热能当然也就越多，这些热能推动活塞曲轴运转最终＂创造＂的就是「扭矩」了。
　　也就是说热能越高扭矩越大，压缩蒸发的程度越理想则热能越高；那么在点火强度与燃烧效率相当的前提下，参与燃烧燃油多为气态当然会产生更大的扭矩了——这就是汽油机要提高压缩比以升级蒸发效率的原因，但为何柴油机要下调呢？
　　柴油机压缩比
　　柴油内燃机的压缩比总是很高的，最高可以达到22:1，由此可见这种发动机的蒸发与燃烧效率都会非常高。但是最低的标准也可以低至8:1，不过平均还在15-20:1的范围内，相比曾经普遍超20的标准可以说是越来越低了。
　　然而柴油机的压缩比降低不是机器本身的原因，而是客观因素导致的结果；因为压缩比过高温度就会越高，在标注你过高的温度中会产生一种比较麻烦的物质。
　　这种物质叫做「NOx·氮氧化物」，它的危害在于会加速形成偏酸性的雨水；而酸性水对于土壤和农作物都会产生相当的影响，所以柴油汽车的主要尾气检测物就是NOx，但是为什么汽油机敢于升高呢？
　　原因有两点，首先是很容易理解的＂阈值＂；不超过某个标准则产生氮气在允许范围内，而超过某个标准就会超标了。
　　其次则是汽油机采用的是「点燃式·做功」，燃油与空气会在压缩冲程中进行充分的混合，第三冲程才会开始做功——压缩过程则为【预混合】。理想混合后的油气为扩散式燃烧，状态仅为与空气混合的区域进行氧化反应。
　　但是柴油发动机是压燃点火做功，依靠的是超高压缩比产生的高温，以超过柴油燃点的标准直接引燃（无需火花塞电出电弧引燃）；这种燃烧的方式类似于＂喷射式＂燃烧，产生的火焰温度是要高于汽油机的，标准可以超过600摄氏度。
　　空气中78%的成分是氮气，氮气在高温环境中会与氧气（O2）产生化学反应；所以柴油机就会因燃烧温度过高而产生更多的NOx，而且过高的温度还会产生碳烟，其中的碳颗粒与胶质等物质混合后会成为积碳，排放出的部分就是PM2.5（颗粒物）。
　　综上所述，柴油发动机在不考虑排放物影响的前提下，以超高压缩比可以实现更大的扭矩，大扭矩提升的是低转速的马力；反之在必须考虑该问题的前提下，＂权衡＂的就是燃油经济性了，凡事总不能两全其美，基于呼吸的健康更重要，所以柴油机只能做出让步。
　　至于汽油机即使提升也很难达到柴油机的标准，因为过高的压缩比需要的是高密度的高标号汽油；标号越高的汽油燃烧的抗爆震能力就会越强，反之过低的标准就会越差。
　　如果压缩比与压缩温度过高的话，在压缩冲程中就会出现部分混合油气像柴油一样被压燃。
　　结果会是异常的磨损和噪音，发动机的使用寿命会大幅缩短；而即使能通过技术缓冲掉振动，并且能做到保证磨损可控，但能够接受使用高价格95/98#汽油的车主还是很少，所以汽油机的压缩比虽然在提升可不会更夸张了。
　　编辑：天和Auto-汽车科学岛
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