在之前的文章中，提到過氣缸在點火前要將缸內(nèi)空氣或混合氣壓縮，提到過柴油機壓縮比更大，并且在上一片文章里面也簡單的講述了發(fā)動機壓縮比的定義和作用。而壓縮比這個數(shù)值究竟對發(fā)動機的影響有多大？今天小編將其深度解析一下。

　　我們再次回顧一下壓縮比的概念：氣缸在下止點時的最大體積與氣缸在上止點時最小體積之比，即為壓縮比。

　　我們假設(shè)一個氣缸，缸徑84mm，行程90mm，活塞面積約為55.5cm2（考慮到縫隙，實際值應(yīng)更小些），排量即為499.5ml，如果已知頂部燃燒室容積約為55.5ml，則可得出其壓縮比為10：1，同理換算，如果壓縮比值為12，則頂部燃燒室容積為45.4ml。中學(xué)的數(shù)學(xué)題，不用多解釋了。
　　接下來我們通過幾個問題來分析壓縮比的意義。

我們?yōu)槭裁匆獙�氣體壓縮？

　　我們在《解讀汽車發(fā)動機（一） 內(nèi)燃機的誕生》章中提到過，1858年勒努瓦發(fā)明了一款二沖程煤氣發(fā)動機，混合氣未被壓縮即點燃，導(dǎo)致效率不高。為什么說不經(jīng)過壓縮，效率就不高呢？

　　這是因為：壓力升高可以讓氣體的密度變大，分子間的距離也就變小，這樣燃油分子和氧分子距離也就更近，燃燒速度就更快；溫度可以讓讓氣體分子運動速度加快，燃油分子和氧氣分子更容易互相作用，這就讓混合氣體更容易點燃。而且較小的燃燒空間可以較快的完成燃燒，燃燒過程加快也提高了性能。

為什么要提高壓縮比？

　　我們還拿那個缸徑84mm，行程90mm，活塞面積約為55.5cm2，排量即為499.5ml的汽油機汽缸建立一個非常簡單的數(shù)學(xué)模型：
　　當壓縮比為2:1時，假設(shè)此時進氣壓力為正常的1個大氣壓，即0.1Mpa，經(jīng)過90mm吸氣行程，499.5ml混合氣進入汽缸，經(jīng)過壓縮行程后，壓力為0.2Mpa，缸內(nèi)燃油完全燃燒后，絕熱狀況下，溫度和壓力升高倍率設(shè)定為初始值5倍，即1Mpa，減去對抗的一個大氣壓為0.9Mpa，換算之后壓強為90N/cm2。乘以55.5cm2，此時對活塞的向下壓力為4995N，除以9.8即510Kg等效重量。（雖然這個數(shù)值看起來很大，但這是瞬間最大值，與整個循環(huán)中持續(xù)的扭矩相差甚遠。而且經(jīng)過曲軸轉(zhuǎn)換之后，換算成扭矩要小很多。）

　　我們再看壓縮比為10:1的情況如何：進氣壓力為0.1Mpa，壓縮后缸內(nèi)壓力變成1Mpa，繼續(xù)絕熱燃燒，壓力升高5倍，即5Mpa，減去對抗的1個大氣壓，為4.9Mpa，換算后為490N/cm2。乘以55.5cm2后，約為27200N，即2775Kg！按數(shù)值粗略推斷，光是扭矩相比之前升高5倍多，功率也一樣會有大幅提高。

　　經(jīng)過上述實驗，足以說明壓縮比的提高，對應(yīng)著發(fā)動機的性能和效率的提高。

　　注意：以上算法并不完全準確，其中未考慮進氣壓力由于節(jié)氣門產(chǎn)生的泵氣損失，燃燒室掃氣情況，非絕熱壓力轉(zhuǎn)換，混合氣始開氏溫度，以及空氣、燃油蒸汽和燃燒尾氣的比熱容等因素，而且不同工況下，燃油燃燒程度也不同，所以缸內(nèi)壓力不能完全按照比例增長去分析，但這種趨勢是存在的，因而可以用來證明壓縮比給動力帶來的增加。

為什么壓縮比不能提的太高？

　　根據(jù)上段的分析，我們得知，既然較高的壓縮比可以帶來巨大的動力收益，那么我們把壓縮比值提高到20、30，甚至更高，怎么樣？

　　當然不可以。我們前一篇文章專門講了爆震，而高壓縮比正是導(dǎo)致爆震因素之一。雖然現(xiàn)代汽油發(fā)動機的壓縮比越來越高，但這是在科技不斷發(fā)展，且汽油標號也越來越高的前提下提升的。這畢竟是一個過程，不是一蹴而就的。早期發(fā)動機技術(shù)不先進，氣缸不能承受太大壓強，而且即便發(fā)動機允許，市面上也沒有高標號的汽油油或者不普及，例如八九十年代的212和2020，壓縮比只有七點幾，可以燒75號油甚至更低，而引進的切諾基低于85號汽油就不正常工作。而且對于柴油機而言，更大的壓縮比也必然產(chǎn)生更高的壓強，對機件的堅固性也是一個考驗。

　　所以在通常情況下，相同排量的發(fā)動機，壓縮比越高，其動力性和經(jīng)濟性越好。但凡事有度，為追求高性能而單純提高壓縮比，又要其正常工作，其難度是呈幾何倍增的。而且國內(nèi)目前油品確實不怎么樣，也限制了一些優(yōu)秀發(fā)動機在國內(nèi)的推廣。

　　而有人此時會問，渦輪增壓發(fā)動機為何壓縮比不是特別高？講到增壓，又要有好多要說，我們把這個問題留在下一章節(jié)，我們會針對增壓的種類和效果，常見的問題做解讀，敬請關(guān)注！