內燃機的壓縮比是多少
活塞式內燃機的重要設計特徵之一是壓縮比。 該參數影響內燃機的功率、效率以及燃料消耗。 同時，很少有人真正了解壓縮程度是什麼意思。 很多人認為這只是壓縮的同義詞。 雖然後者與壓縮程度有關，但是，這些是完全不同的東西。
要理解術語，你需要了解動力單元的氣缸是如何排列的，了解內燃機的工作原理。 可燃混合物被注入氣缸，然後被活塞從下死點 (BDC) 移動到上死點 (TDC) 壓縮。 壓縮混合物在 TDC 附近的某個點點燃並燃燒殆盡。 膨脹的氣體做機械功，將活塞推向相反的方向 - 到 BDC。 連桿與活塞相連，作用在曲軸上，使其旋轉。
從 BDC 到 TDC 的氣缸內壁所圍成的空間就是氣缸的工作容積。 一缸排量的數學公式如下：
Vₐ = πr²s
其中 r 是圓柱內截面的半徑；
s 是從 TDC 到 BDC 的距離（活塞衝程的長度）。
當活塞到達上止點時，其上方仍有一些空間。 這是燃燒室。 圓柱上部的形狀很複雜，取決於具體的設計。 因此，不可能用任何一個公式來表示燃燒室的體積Vₑ。
顯然，氣缸Vₒ的總容積等於工作容積和燃燒室容積之和：
Vₒ = Vₐ+Vₑ
而壓縮比是氣缸總容積與燃燒室容積之比：
ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ
該值是無量綱的，實際上它表徵了從混合物注入氣缸到點火時刻的壓力相對變化。
從公式中可以看出，既可以通過增加氣缸的工作容積，也可以通過減小燃燒室的容積來提高壓縮比。
對於各種內燃機，該參數可能有所不同，並由單元類型及其設計特徵決定。 現代汽油內燃機的壓縮比在 8 到 12 的範圍內，在某些情況下可以達到 13 ... 14。 對於柴油發動機，它更高並達到 14 ... 18，這是由於柴油混合物點火過程的特殊性。
至於壓縮，這是活塞從 BDC 移動到 TDC 時氣缸中出現的最大壓力。 壓力的國際 SI 單位是帕斯卡 (Pa/Pa)。 巴（bar）和大氣壓（at/at）等計量單位也被廣泛使用。 單位比例為：
1 at = 0,98 bar；
1 巴 = 100 帕
除了壓縮程度外，可燃混合氣的成分和內燃機的技術條件，特別是氣缸-活塞組零件的磨損程度也會影響壓縮。
隨著壓縮比的增加，活塞上的氣體壓力增加，這意味著最終功率增加並且內燃機的效率增加。 混合物的更完全燃燒導致改善的環境性能並有助於更經濟的燃料消耗。
然而，增加壓縮比的可能性受到爆炸風險的限制。 在這個過程中，空氣燃料混合物不燃燒，而是爆炸。 有用的工作沒有完成，但活塞、氣缸和曲柄機構的零件會受到嚴重的衝擊，導致它們迅速磨損。 爆轟過程中的高溫會導致閥門和活塞工作表面燒毀。 在一定程度上，具有較高辛烷值的汽油有助於應對爆炸。
在柴油發動機中，也可能發生爆震，但它是由不正確的噴射調整、氣缸內表面的煙灰以及其他與壓縮比增加無關的原因引起的。
可以通過增加氣缸的工作容積或壓縮比來強制現有單元。 但在這裡重要的是不要過度，並在一頭扎進戰鬥之前仔細計算一切。 錯誤可能導致裝置運行不平衡和爆炸，高辛烷值汽油和點火正時調整都無濟於事。
強迫最初具有高壓縮比的發動機幾乎沒有任何意義。 努力和金錢的成本將是相當大的，而功率的增加可能微不足道。
可以透過兩種方式實現預期目標 - 透過對氣缸進行鏜孔，這將使內燃機的工作容積更大，或透過銑削下表面（氣缸蓋）。
氣缸鏜孔
最好的時機是無論如何您都必須為氣缸鑽孔。
在執行此操作之前，您需要選擇新尺寸的活塞和活塞環。 找到適合該內燃機維修尺寸的零件可能並不難，但這不會顯著增加發動機的工作量和功率，因為尺寸差異非常小。 最好為其他裝置尋找更大直徑的活塞和環。
您不應該嘗試自己鑽孔，因為這不僅需要技巧，還需要特殊設備。
氣缸蓋的定型
銑削氣缸蓋的底面會減少氣缸的長度。 部分或完全位於頭部的燃燒室將變短，這意味著壓縮比將增加。
對於近似計算，可以假設去除四分之一毫米的層將使壓縮比增加約十分之一。 更精細的設置將產生相同的效果。 您也可以將一個與另一個結合起來。
不要忘記頭部的最終確定需要準確的計算。 這將避免過大的壓縮比和不受控制的爆震。
以這種方式強制內燃機充滿了另一個潛在問題——縮短氣缸會增加活塞與氣門接觸的風險。
除此之外，還需要重新調整氣門正時。
燃燒室容積測量
要計算壓縮比，您需要知道燃燒室的容積。 複雜的內部形狀使其無法用數學方法計算其體積。 但是有一種相當簡單的方法來測量它。 為此，必須將活塞設置到上止點，並使用容量約為 20 cm³ 的注射器將油或其他合適的液體通過火花塞孔倒入，直至完全充滿。 數一數你倒了多少方塊。 這將是燃燒室的體積。
一個氣缸的工作容積是用內燃機的容積除以氣缸數來確定的。 知道這兩個值，您可以使用上述公式計算壓縮比。
例如，為了改用更便宜的汽油，這樣的操作可能是必要的。 或者您需要在引擎強制不成功的情況下回滾。 然後，要回到原來的位置，就需要加厚汽缸蓋墊片或更換新的汽缸蓋。 作為一種選擇，使用兩個普通的墊片，在它們之間可以放置一個鋁嵌件。 結果，燃燒室將增加，壓縮比將降低。
另一種方法是從活塞的工作表面去除一層金屬。 但是，如果工作表面（底部）具有凸面或凹面形狀，這種方法就會出現問題。 活塞頂的複雜形狀通常是為了優化混合物的燃燒過程。
在較舊的化油器 ICE 上，變形不會引起問題。 但現代噴射式內燃機的電子控制在經過這樣的程序後可能會錯誤地調整點火正時，然後在使用低辛烷值汽油時可能會發生爆震。
