发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

对家用车来说缸径和行程决定了发动机是偏性能还是偏油耗。但从本质上来说是工程师想要追求性能,因此采用大缸径、短行程。想要追求低油耗而采用小缸径、大行程。

小缸径、大行程:油耗低

现在绝大部分家用车都是缸径小于冲程,这样有利于提高燃油经济性。可以从这几个方面来理解:

1、长行程发动机在低转速区间就能很好地实现燃料混合

因为曲轴旋转一周的时间是固定的,行程越长活塞运动距离越长。所以在相同转速下,行程越长活塞运行速度越快,进气气流运动更剧烈。可以促进燃油更充分快速地蒸发混合。

因此长行程发动机在低转速区间也能获得很好的燃烧效果和排放。而低转速运行在绝大多数工况下都是更省油的。

2、行程长,混合气燃烧膨胀做功时间更长,燃烧能量利用率更高

不知道大家有没有听过拆掉排气歧管的发动机声音,那噪音非常大,跟放鞭炮差不多。你以为那是活塞推动废气排出来产生的噪音吗?根本不是,活塞推动根本达不到那么大的能量,根本原因是排气门打开时气缸里的燃烧压力还很高,高压废气瞬间从排气门出去才能发出那么大的噪音。换句话说排气门打开时气缸里的高温燃气还有一定能量没有利用。

行程长的发动机活塞运行距离更长,就能更充分地利用燃烧压力,从而提高热效率。因此更省油。

3、低转速扭矩有优势

大行程发动机曲轴半径更大,做功时连杆对曲轴的力臂更长,在曲轴上产生的扭矩更大。所以这类发动机在较低转速区间就能输出更大的扭矩,行驶中可以尽量利用高挡位低转速降低油耗。

短行程、大缸径:更追求功率和性能

1、短行程:进气门更大,有利于提升高转速下的进气效率

相同排量的条件下,行程短那么缸径必然更大,而缸径大了发动机的进气门就可以设计的更大。

进气门大了有什么好处呢?可以提升高转速下的进气效率。因为空气也是有惯性的,当发动机转速高到一定程度后空气惯性反而会影响发动机进气效率,而增大进气门就可以适当提高高转速下的进气效率。

2、短行程:高转速性能好,响应灵敏

因为短行程发动机曲轴转动一圈活塞上下运行距离更短,活塞运行速度更低,因此由活塞运动惯性产生的阻力就更低,发动机更容易达到很高的转速,而且转速响应更加灵敏。

短行程发动机不多了

以前短行程发动机还是比较多的,但是这些年随着排放和油耗的法规要求越来越严格,新设计的发动机几乎都是长行程设计。

而且这些年涡轮增压技术玩得火热,大家都只认零百加速性能,憨憨地原地一脚把油门闷到底,剩下的就交给车了,只要你零百加速快那你就是好。很少有人去追求高转速下的畅快淋漓了。

发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

大家在看汽车配置表时,会发现上面有一项“缸径行程”这一参数,很多人都不知道它表示什么意思。今天我们就来说一说这两个参数的含义,以及它们对发动机的重要意义。

首先来看看什么是“缸径”。所谓的“缸”是指发动机气缸,它是发动机最核心的部位,它与活塞、气缸盖共同组成了燃烧室,可燃混合气在其中燃烧、爆炸产生巨大的下压力,推动活塞向下运动产生扭矩,并通过曲轴向外输出。它的工作环境是极其恶劣的,温度和压力都剧烈变化,所以它需要承受很大的热负荷和机械负荷,并具有一定的抗腐蚀能力。因此气缸套一般都用优质铸铁铸造而成。需要注意的是,即使是所谓的“全铝发动机”气缸套也是铸铁的,而非铝合金的。所谓的“径”是指气缸截面圆的直径。“缸径”就是指气缸直径的大小,也就是我们俗称的气缸大小。

那么这个“缸径”的大小有什么说道呢?很多人可能不知道,我国汽车发动机的编号规则就是“气缸数量+缸径”。比如很早以前的解放发动机,编号为CA6102,就是指发动机有六个气缸,缸径是102mm;还有东风EQ6100发动机,指发动机有六个气缸,缸径是100mm;其它的比如6135、6120、492、495、376、185,等等,都是第一位数字表示气缸数量,第二位数字表示缸径,知道了这个规则,就可以读懂很多国产发动机的型号了。当然,现在有些发动机型号不是这样标注了,比如CA6DL-2,WD615.67,14N4S1,CA4GB1,等等;而国外的发动机编号又是另一种规则,各国都是不一样的,比如著名的三菱4G15系列发动机、丰田的3UZ-FE、1RZ发动机、宝马的B58发动机,大众的EA211、EA888发动机,等等。

大家仔细观察,还会发现一个问题,那就是柴油发动机的缸径都可以做得很大,一般都在100mm以上,有些船用发动机缸径甚至可以做到一米多;但是汽油发动机的缸径普遍较小,普遍在70~90mm之间,很少有超过100mm的,这究竟是为什么呢?

这一点主要与汽油和柴油的燃烧特性有关。大家知道汽油发动机是使用火花塞点火的方式点燃混合气的,如果气缸的直径过大,气缸中的末端混合气就会在火焰前锋到达前发生燃烧,即爆燃,并且缸径越大,发动机的压缩比就不能做得很大,比如普拉多2.7四缸发动机,气缸直径是95mm,压缩比只有10.2:1,而很多小排量发动机压缩比都在11:1左右了;柴油发动机是使用压燃式的方式来点燃混合气的,在燃烧时会产生多个火焰中心同时燃烧,所以不存在爆燃这种说法,即使缸径做的很大也无所谓。

再来看看发动机的“行程”。所谓的“行程”又叫做“冲程”,它是指活塞从上止点运动到下止点所走过的距离,它等于曲轴曲柄半径的二倍。一般来说,活塞的行程越大,发动机的扭矩就越大,同时发动机的转速也越低。比如柴油发动机,由于柴油燃烧速度慢,所以柴油机一般都趋向于长行程、低转速;而汽油燃烧速度快,所以汽油发动机趋向于短行程、高转速。这也是柴油发动机比汽油发动机扭矩更大的原因之一。

下面就来说说缸径与行程对发动机意为着什么,能决定发动机的哪些参数和性能。

1、缸径与行程直接决定了发动机的排量。所谓的发动机排量是指活塞从上止点移动到下止点所通过的工作容积,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。发动机排量=π*气缸半径的平方*行程*气缸数,很显然,缸径与行程越大,气缸数越多,发动机的排量就越大。比如说某款四缸发动机缸径是80mm,行程是90mm,那么它的排量为:40²x3.14x90x4=1808640mm³≈1.8L。

排气量是发动机最重要的结构参数之一。发动机的功率、扭矩等都与它有直接的关系。一般说来,排量越大,功率和扭矩也越大。当然,这是在同类型发动机对比,我们不能用自然吸气发动机和涡轮增压发动机对比。此外,在我国还根据发动机排量来收取汽车消费税和车船税,排量越大税费越高,这也是我国大排量汽车价格高企的一个重要原因。

此外,发动机活塞行程与缸径以不同的方式组合,可以很容易的改变压缩比、排量等参数,进而改变发动机的功率、扭矩以及大量输出特性等。比如把曲轴半径加大,相应的活塞行程就长了,这样发动机的排量和压缩比都增大了。典型的例子是丰田的锐志,2.5L和3.0L车型发动机机体是相同的,只是更换了内部的曲轴、活塞、连杆等配件,从而改变了排量、压缩比以及输出功率。

2、缸径与行程直接决定了发动机的动力输出特性。在发动机中,气缸直径与活塞行程之比称为缸径行程比,它有三种模式:缸径大于行程的发动机叫短行程发动机,缸径行程比大于1;缸径等于行程的叫等行程发动机,缸径行程比等于1;缸径小于行程的叫长行程发动机,缸径行程比小于1。这三种发动机动力输出特性是不一样的。

(1)缸径大于行程的短行程发动机:这种发动机的特点是只有在很高的转速时发动机才能发出较大的功率和扭矩,也称为高速发动机,它的极限转速甚至可以达到15000转/分钟,常用转速也在6000~10000转/分钟之间。这些发动机一般应用在赛车发动机和摩托车发动机上,比如F1赛车发动机、法拉利、兰博基尼等,但是由于低速扭矩比较差,所以在民用车上应用相对较少。这种发动机的技术含量和制造成本都是最高的,因为发动机转速高,发动机内部的摩擦损失也大,对材料和技术要求都非常高。一般说来短行程发动机的缸径行程比不会大于1.3:1,超过这个数值就是追求极致高速性能的加强型高速发动机了。

(2)缸径等于行程的等行程发动机:这种发动机的特点是动力输出相对比较均衡,低速扭矩和高速动力性都不错,相对来说更兼顾高速动力性。它一般应用在一些跑车上,比如著名的丰田86,就是发动机的缸径与行程都是86mm,因此而得名。还有一些大排量的自然吸气发动机,为了减少气缸数,通常会把缸径做的较大,在保证低速扭矩的前提下,缩短活塞行程,比如丰田普拉多2.7发动机,缸径与行程都是95mm。

(3)缸径小于行程的长行程发动机:这种发动机的特点是可以在较低的转速下就发出比较大的扭矩,比较适合民用,所以市面上绝大多数的发动机都是这种长行程发动机,很多越野车和柴油发动机都是这样设计的。相对来说,汽油发动机转速相对较高,所以它的缸径行程比也比较大,一般都是小于1而大于1:1.3;而柴油发动机转速相对较低,并且对低速扭矩要求较高,所以它的缸径行程比比汽油机小,有些甚至会小于1:1.3。

3、缸径与行程直接决定了发动机的外形尺寸。很显然,发动机的缸径越大、活塞行程越大、气缸数越多,发动机的外形尺寸也就越大。其中气缸直径越大,发动机的长度越大,这对于发动机横置、前置前驱的车型来说,布置就比较困难,所以这种车型发动机缸径不可能很大,而纵置发动机相对就容易一些;活塞行程越大,发动机就会越高,汽车重心也越高,操控性会受到影响。你看有很多发动机横置、前置前驱的车型发动机都是倾斜布置的,很大一部分原因就是为了降低发动机的高度。

总体来说,发动机的缸径与行程是发动机重要的结构参数,它直接决定了发动机的排量、压缩比、动力输出特性以及发动机外形尺寸等。缸径行程比越大,发动机越趋向于高转速,发动机转速爬升的也越快,一般适用于汽油发动机;缸径行程比越小,发动机越趋向于低转速,一般适用于追求低速高扭矩的柴油发动机。

发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

发动机参数中,经常能听到缸经和行程,这两个到底决定什么?车辆行驶中都是依靠发动机的缸位和行程在运转工作,才能使车辆具有生命力,应该说发动机的缸经和行程决定了许多参数,如车辆的功率、扭矩和发动机的转速等,而发动机气缸数和容积决定了汽车的排量,即活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。发动机的活塞行程则是决定了车辆的扭矩大小和发动机的转速。具体让我们来看一下汽缸和活塞行程对车辆参数的影响。

汽缸缸经与行程可以是相等(等经发动机),如以前最常用的BJ492QA发动机,其缸径与行程都是92mm,这种发动机比较少见。也可以是活塞行程大于缸径~长行程发动机。还可以是活塞行程小于缸径~短行程发动机。

长行程发动机和短行程发动机,当发动机的排量一定时,缸径越大,活塞也越大,从而使活塞做上下运动时的行程就变短,反之活塞行程长。当活塞上下运动的速度一定时,大活塞、短行程发动机的转速高,单位时间内做功的次数也多。小活塞、长行程的发动机转速低,单位时间内做功的次数少。那么这里说一下功率,功率是指物体在单位时间内所的功。功率越大扭矩越大,汽车的拉力也越高。所以发动机缸径与行程决定了功率、扭矩和转速。

短行程发动机,由于行程短,转速就高,有利于提高发动机的功率。大缸径对于布置多气门有利,以增大充气量,提高进、排气效率,排气时残留废气少,有利于提高发动机的功率。这类发动机由于转速高、功率大,常用于赛车(赛车对发动机转速有规定,转速在15000rps之内,)或是跑车用。这种发动机的活塞等零件热负荷和机械负荷大,对材料的强度和刚度要求就高。

在来简单说说发动机的压缩比,为使发动机缸内的混合气体在短时间内快速燃烧,获取最大压力,在做功前对混合气进行压宿程度。压缩比是汽缸总容积与燃烧室容积的比值。一般来说在发动机的其他设计不变的情况下,压缩比越高功率越大,但是过高的压缩比会使发动机稳定性下降,寿命缩短。一般汽油机的压缩比在7~10之间,高标号汽油利于提高发动机的压缩比,但易产生爆震,还是根据厂家给的燃油标号为好。柴油机的压缩比在15~22之间,因为它靠压燃做功,所以高于汽油发动机。柴油机一般都是采取增大行程获取大扭矩,发动机转速不高。而汽油机则相反,以此获得发动机的高转速,车辆更容易跑出极速。

欢迎关注: “这天那地车驰骋” 每天和大家用不同的视觉解析汽车问答与技能,谢谢!

发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

这两个参数直接决定了发动机每个气缸的容积和发动机的压缩比。当你知道单个气缸的容积乘以你的汽车发动机气缸数就得出了发动机的排量。而压缩比决定了在同等排量下的功率输出,如果是汽油发动机,压缩比还决定了你需要使用什么标号的燃油。

缸径其实就是你发动机每个气缸圆柱体的内直径。缸径越大意味着你的车子同等气缸数量和同等压缩比中排量也就越大,但发动机的体积和自重也就越大,燃料消耗也可能会更多。

压缩比是指气缸中活塞从上止点运行到下止点两个位置时气缸容积的比值,同样缸径和气缸数,如果压缩比越大发动机的排量也就更大。高压缩比的发动机在榨取发动机性能方面往往要好于低压缩比的发动机。

汽油发动机压缩比越高就需要更高标号的燃油来匹配活塞从上止点运行到下止点这个过程中均匀的燃烧过程,如果使用低标号的燃油可能会因为燃烧过快活塞还没到达下止点而产生爆震,所以燃料的标号只是抗爆震添加剂多少的差异,理论上和燃油品质无关。

发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

简单那些术语不说,妹子告诉你一样的排气量,缸径越大冲程越短,这样转速就可以提升,转速提升就是会燃烧更多燃料,燃料燃烧就会做功做功就会产生动力,也就是功率,而缸径小冲程就长,这就需要较大的飞轮压缩,这时燃烧同样的燃料就需要时间,燃料爆发就是缓慢的,这就提升了低速性能,就是扭矩。

发动机参数中,经常能听到缸径和行程,这两个到底能决定什么?

缸径与活塞行程的比值决定发动机结构及性能的参数值,先以汽油机为例:有短行程、长行程、等缸径之分,

短行程:指活塞行程小于气缸直径类的发动机,这类发动机易实现转速高达6000~7000转/分钟的急加速性能,提速性能好。结构上特点是曲轴的曲柄迴转半径小,曲柄连杆机构转动惯量小,机械负荷小,最大扭矩转速起点高,但输出扭矩小。使用中只能控制发动机转速在最大扭矩转速段内,且这个最大扭矩转速段范围很窄,所以超负荷能力上是一弱项,对于手动档及离合器的匹配上选择性难度大,在燃烧工况上由于活塞行程短,泵气及排气在每一个工作循环中的换气时间显得极为短促,当发动机转速高于最大扭矩转速时就会凸现出充气系数不足、排除废气不净的矛盾,空燃比恶化。尤其是排量1.5以下发动机都因此易出现小马拉大车的窘态,导致相同排量下以相同缸径下改变活塞行程参数达到克服上述弱项的三缸机重新问世。

长行程:指活塞行程大于气缸直径类的发动机,突出优点为活塞行程长、曲柄迴转半径大、在气缸数及缸径相同的前提下,排量增大,功率增大,扭矩增大,最大扭矩转速下降,最大扭矩转速段变宽,超负荷能力强,对于手动档的离合器总成及变速箱上的选择匹配性好,更由于曲柄连杆在结构强度上的加强及转动惯量上的加大,采用降低发动机转速指标予以保障(特说明一点,发动机转速高低是以活塞线速度不得大于17米/秒为限制,当活塞行程长,必定是单位时间内的线速度大于活塞行程短的线速度,所以降低发动机转速与之匹配并不等于功率偏低),这类长行程发动机因结构带来的转速调低后最大的突出点是一一发动机每个工作循环中泵气和排气时比短行程发动机的间隔时间充足,充气系数好,排气较干净,燃烧工况优于短行程发动机,带来的结果就是空燃比及燃油经济性比较易趋近于设计指标。

等缸径:指活塞行程与气缸直经相等,优势在于取值于长行程与短行程之间的优势进行的一种优化设计的发动机。特点就是统筹兼顾,占据主流,不说最好,确实很好。

关于柴油机:由于着火方式的物理特性与汽油机不同,它是以大行程、高压缩比提升空气压缩升温达到柴油的自燃点为着火方式。此燃烧特性造就了柴油机结构上“牛高马大”,机械强度上为内燃机中的王者,最为突出的特性就是“低速大扭、输出功率强劲、燃油经济性特好、超负荷能力特强”。但精密偶件精度太高,对油品质量及过滤精度要求太高,同为进入电控燃油系统时代后,汽油机适应性最好,柴油机适应性最刁。使用上柴油机只适用于轻卡以上的商用车、工程机械、军事及航海领域、农业机械等方面。乘用车还是以汽油机为主流,尽管乘用车也有柴油机,比如皮卡。但由于整车质量的限制,柴油动力己趋向于轻量化设计,轻量化设计促成优化减重,优化减重导致柴油机向短行程高转速方向发展,整机刚性及结构强度绝不是原汁原味的柴油机结构了,所以有网友感叹乘用车上柴油动力不如汽油机行驶里程长就要大修就是这个理,(当然这当中不排除皮卡车长期超负荷使用加剧发动机磨损有直接关系,如乘用车满载就是5~9人及行里箱装点杂物,而皮卡乘座3~5人后货箱还要装1~2吨货物,磨损及损坏程度明显就不同一起点上)。

所以对发动机这几个参数了解后,选车就有了一个适当的选择参考。个人观点乘用车采用汽油机的最佳选择是:一、自然吸气,缸径相同时。对比选等缸径行程、功率偏大、最大扭矩转速偏低的发动机。二、带T的发动机除了与第一条相同外,最好选择气缸体(俗称中缸)材质为铸铁的最好!因为铸铁材质抗热变形能力强,对配置涡轮增压器后不易产生热变形,故障率相对较低。此认识仅供车友们参考

内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。

相关推荐