發動機參數中,經常能聽到缸徑和行程,這兩個到底能決定什麼?

雨葉Aa


大家在看汽車配置表時,會發現上面有一項“缸徑行程”這一參數,很多人都不知道它表示什麼意思。今天我們就來說一說這兩個參數的含義,以及它們對發動機的重要意義。


首先來看看什麼是“缸徑”。所謂的“缸”是指發動機氣缸,它是發動機最核心的部位,它與活塞、氣缸蓋共同組成了燃燒室,可燃混合氣在其中燃燒、爆炸產生巨大的下壓力,推動活塞向下運動產生扭矩,並通過曲軸向外輸出。它的工作環境是極其惡劣的,溫度和壓力都劇烈變化,所以它需要承受很大的熱負荷和機械負荷,並具有一定的抗腐蝕能力。因此氣缸套一般都用優質鑄鐵鑄造而成。需要注意的是,即使是所謂的“全鋁發動機”氣缸套也是鑄鐵的,而非鋁合金的。所謂的“徑”是指氣缸截面圓的直徑。“缸徑”就是指氣缸直徑的大小,也就是我們俗稱的氣缸大小。

那麼這個“缸徑”的大小有什麼說道呢?很多人可能不知道,我國汽車發動機的編號規則就是“氣缸數量+缸徑”。比如很早以前的解放發動機,編號為CA6102,就是指發動機有六個氣缸,缸徑是102mm;還有東風EQ6100發動機,指發動機有六個氣缸,缸徑是100mm;其它的比如6135、6120、492、495、376、185,等等,都是第一位數字表示氣缸數量,第二位數字表示缸徑,知道了這個規則,就可以讀懂很多國產發動機的型號了。當然,現在有些發動機型號不是這樣標註了,比如CA6DL-2,WD615.67,14N4S1,CA4GB1,等等;而國外的發動機編號又是另一種規則,各國都是不一樣的,比如著名的三菱4G15系列發動機、豐田的3UZ-FE、1RZ發動機、寶馬的B58發動機,大眾的EA211、EA888發動機,等等。

大家仔細觀察,還會發現一個問題,那就是柴油發動機的缸徑都可以做得很大,一般都在100mm以上,有些船用發動機缸徑甚至可以做到一米多;但是汽油發動機的缸徑普遍較小,普遍在70~90mm之間,很少有超過100mm的,這究竟是為什麼呢?

這一點主要與汽油和柴油的燃燒特性有關。大家知道汽油發動機是使用火花塞點火的方式點燃混合氣的,如果氣缸的直徑過大,氣缸中的末端混合氣就會在火焰前鋒到達前發生燃燒,即爆燃,並且缸徑越大,發動機的壓縮比就不能做得很大,比如普拉多2.7四缸發動機,氣缸直徑是95mm,壓縮比只有10.2:1,而很多小排量發動機壓縮比都在11:1左右了;柴油發動機是使用壓燃式的方式來點燃混合氣的,在燃燒時會產生多個火焰中心同時燃燒,所以不存在爆燃這種說法,即使缸徑做的很大也無所謂。

再來看看發動機的“行程”。所謂的“行程”又叫做“衝程”,它是指活塞從上止點運動到下止點所走過的距離,它等於曲軸曲柄半徑的二倍。一般來說,活塞的行程越大,發動機的扭矩就越大,同時發動機的轉速也越低。比如柴油發動機,由於柴油燃燒速度慢,所以柴油機一般都趨向於長行程、低轉速;而汽油燃燒速度快,所以汽油發動機趨向於短行程、高轉速。這也是柴油發動機比汽油發動機扭矩更大的原因之一。

下面就來說說缸徑與行程對發動機意為著什麼,能決定發動機的哪些參數和性能。

1、缸徑與行程直接決定了發動機的排量。所謂的發動機排量是指活塞從上止點移動到下止點所通過的工作容積,如果發動機有若干個氣缸,所有氣缸工作容積之和稱為發動機排量。發動機排量=π*氣缸半徑的平方*行程*氣缸數,很顯然,缸徑與行程越大,氣缸數越多,發動機的排量就越大。比如說某款四缸發動機缸徑是80mm,行程是90mm,那麼它的排量為:40²x3.14x90x4=1808640mm³≈1.8L。

排氣量是發動機最重要的結構參數之一。發動機的功率、扭矩等都與它有直接的關係。一般說來,排量越大,功率和扭矩也越大。當然,這是在同類型發動機對比,我們不能用自然吸氣發動機和渦輪增壓發動機對比。此外,在我國還根據發動機排量來收取汽車消費稅和車船稅,排量越大稅費越高,這也是我國大排量汽車價格高企的一個重要原因。

此外,發動機活塞行程與缸徑以不同的方式組合,可以很容易的改變壓縮比、排量等參數,進而改變發動機的功率、扭矩以及大量輸出特性等。比如把曲軸半徑加大,相應的活塞行程就長了,這樣發動機的排量和壓縮比都增大了。典型的例子是豐田的銳志,2.5L和3.0L車型發動機機體是相同的,只是更換了內部的曲軸、活塞、連桿等配件,從而改變了排量、壓縮比以及輸出功率。

2、缸徑與行程直接決定了發動機的動力輸出特性。在發動機中,氣缸直徑與活塞行程之比稱為缸徑行程比,它有三種模式:缸徑大於行程的發動機叫短行程發動機,缸徑行程比大於1;缸徑等於行程的叫等行程發動機,缸徑行程比等於1;缸徑小於行程的叫長行程發動機,缸徑行程比小於1。這三種發動機動力輸出特性是不一樣的。

(1)缸徑大於行程的短行程發動機:這種發動機的特點是隻有在很高的轉速時發動機才能發出較大的功率和扭矩,也稱為高速發動機,它的極限轉速甚至可以達到15000轉/分鐘,常用轉速也在6000~10000轉/分鐘之間。這些發動機一般應用在賽車發動機和摩托車發動機上,比如F1賽車發動機、法拉利、蘭博基尼等,但是由於低速扭矩比較差,所以在民用車上應用相對較少。這種發動機的技術含量和製造成本都是最高的,因為發動機轉速高,發動機內部的摩擦損失也大,對材料和技術要求都非常高。一般說來短行程發動機的缸徑行程比不會大於1.3:1,超過這個數值就是追求極致高速性能的加強型高速發動機了。

(2)缸徑等於行程的等行程發動機:這種發動機的特點是動力輸出相對比較均衡,低速扭矩和高速動力性都不錯,相對來說更兼顧高速動力性。它一般應用在一些跑車上,比如著名的豐田86,就是發動機的缸徑與行程都是86mm,因此而得名。還有一些大排量的自然吸氣發動機,為了減少氣缸數,通常會把缸徑做的較大,在保證低速扭矩的前提下,縮短活塞行程,比如豐田普拉多2.7發動機,缸徑與行程都是95mm。

(3)缸徑小於行程的長行程發動機:這種發動機的特點是可以在較低的轉速下就發出比較大的扭矩,比較適合民用,所以市面上絕大多數的發動機都是這種長行程發動機,很多越野車和柴油發動機都是這樣設計的。相對來說,汽油發動機轉速相對較高,所以它的缸徑行程比也比較大,一般都是小於1而大於1:1.3;而柴油發動機轉速相對較低,並且對低速扭矩要求較高,所以它的缸徑行程比比汽油機小,有些甚至會小於1:1.3。

3、缸徑與行程直接決定了發動機的外形尺寸。很顯然,發動機的缸徑越大、活塞行程越大、氣缸數越多,發動機的外形尺寸也就越大。其中氣缸直徑越大,發動機的長度越大,這對於發動機橫置、前置前驅的車型來說,佈置就比較困難,所以這種車型發動機缸徑不可能很大,而縱置發動機相對就容易一些;活塞行程越大,發動機就會越高,汽車重心也越高,操控性會受到影響。你看有很多發動機橫置、前置前驅的車型發動機都是傾斜佈置的,很大一部分原因就是為了降低發動機的高度。

總體來說,發動機的缸徑與行程是發動機重要的結構參數,它直接決定了發動機的排量、壓縮比、動力輸出特性以及發動機外形尺寸等。缸徑行程比越大,發動機越趨向於高轉速,發動機轉速爬升的也越快,一般適用於汽油發動機;缸徑行程比越小,發動機越趨向於低轉速,一般適用於追求低速高扭矩的柴油發動機。


老侯解車


發動機參數中,經常能聽到缸經和行程,這兩個到底決定什麼?車輛行駛中都是依靠發動機的缸位和行程在運轉工作,才能使車輛具有生命力,應該說發動機的缸經和行程決定了許多參數,如車輛的功率、扭矩和發動機的轉速等,而發動機氣缸數和容積決定了汽車的排量,即活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為氣缸排量,如果發動機有若干個氣缸,所有氣缸工作容積之和稱為發動機排量。發動機的活塞行程則是決定了車輛的扭矩大小和發動機的轉速。具體讓我們來看一下汽缸和活塞行程對車輛參數的影響。


汽缸缸經與行程可以是相等(等經發動機),如以前最常用的BJ492QA發動機,其缸徑與行程都是92mm,這種發動機比較少見。也可以是活塞行程大於缸徑~長行程發動機。還可以是活塞行程小於缸徑~短行程發動機。

長行程發動機和短行程發動機,當發動機的排量一定時,缸徑越大,活塞也越大,從而使活塞做上下運動時的行程就變短,反之活塞行程長。當活塞上下運動的速度一定時,大活塞、短行程發動機的轉速高,單位時間內做功的次數也多。小活塞、長行程的發動機轉速低,單位時間內做功的次數少。那麼這裡說一下功率,功率是指物體在單位時間內所的功。功率越大扭矩越大,汽車的拉力也越高。所以發動機缸徑與行程決定了功率、扭矩和轉速。



短行程發動機,由於行程短,轉速就高,有利於提高發動機的功率。大缸徑對於佈置多氣門有利,以增大充氣量,提高進、排氣效率,排氣時殘留廢氣少,有利於提高發動機的功率。這類發動機由於轉速高、功率大,常用於賽車(賽車對發動機轉速有規定,轉速在15000rps之內,)或是跑車用。這種發動機的活塞等零件熱負荷和機械負荷大,對材料的強度和剛度要求就高。


在來簡單說說發動機的壓縮比,為使發動機缸內的混合氣體在短時間內快速燃燒,獲取最大壓力,在做功前對混合氣進行壓宿程度。壓縮比是汽缸總容積與燃燒室容積的比值。一般來說在發動機的其他設計不變的情況下,壓縮比越高功率越大,但是過高的壓縮比會使發動機穩定性下降,壽命縮短。一般汽油機的壓縮比在7~10之間,高標號汽油利於提高發動機的壓縮比,但易產生爆震,還是根據廠家給的燃油標號為好。柴油機的壓縮比在15~22之間,因為它靠壓燃做功,所以高於汽油發動機。柴油機一般都是採取增大行程獲取大扭矩,發動機轉速不高。而汽油機則相反,以此獲得發動機的高轉速,車輛更容易跑出極速。


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缸徑和行程決定了單缸的排量,再乘以缸的數量等於發動機排量,就是決定了發動機的大小。

行程與缸徑之比直接影響著發動機性能,用途不同行程缸徑比就不一樣。一般講,行程缸徑比小於1多用於高速發動機,如果其大於1多用於低速發動機。

例如,轎車用高速汽油機的行程缸徑比是0.9,而船用低速柴油機行程缸徑比是2.5。

同是轎車汽油機也分為高速機和低速機,高速機追求的是升功率,而低速機追求的是大扭矩和熱效率。

例如,傳統轎車汽油機的行程缸徑比小於1,而混合動力用的阿特金斯循環汽油機的行程缸徑比大於1。

轎車汽油機發展趨勢是選取較大的行程缸徑比,有利於提高熱效率。


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簡單那些術語不說,妹子告訴你一樣的排氣量,缸徑越大沖程越短,這樣轉速就可以提升,轉速提升就是會燃燒更多燃料,燃料燃燒就會做功做功就會產生動力,也就是功率,而缸徑小衝程就長,這就需要較大的飛輪壓縮,這時燃燒同樣的燃料就需要時間,燃料爆發就是緩慢的,這就提升了低速性能,就是扭矩。


風鈴不再響660


這兩個參數直接決定了發動機每個氣缸的容積和發動機的壓縮比。當你知道單個氣缸的容積乘以你的汽車發動機氣缸數就得出了發動機的排量。而壓縮比決定了在同等排量下的功率輸出,如果是汽油發動機,壓縮比還決定了你需要使用什麼標號的燃油。

缸徑其實就是你發動機每個氣缸圓柱體的內直徑。缸徑越大意味著你的車子同等氣缸數量和同等壓縮比中排量也就越大,但發動機的體積和自重也就越大,燃料消耗也可能會更多。

壓縮比是指氣缸中活塞從上止點運行到下止點兩個位置時氣缸容積的比值,同樣缸徑和氣缸數,如果壓縮比越大發動機的排量也就更大。高壓縮比的發動機在榨取發動機性能方面往往要好於低壓縮比的發動機。

汽油發動機壓縮比越高就需要更高標號的燃油來匹配活塞從上止點運行到下止點這個過程中均勻的燃燒過程,如果使用低標號的燃油可能會因為燃燒過快活塞還沒到達下止點而產生爆震,所以燃料的標號只是抗爆震添加劑多少的差異,理論上和燃油品質無關。


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缸徑是指缸套內徑,行程是指活塞上止點和下止點間的長度。這些發動機設計是定的參數


痞子vs君子


很高興回答您的問題,缸徑是指氣缸的直徑,行程是活塞運動行程上止點和下止點的距離。

舉個例子:一個汽車發動機,缸徑80毫米,行程90毫米,四缸的。那麼排量這麼算:40(半徑)平方x3.14x90=452160立方毫米=0.45升(1立方分米=1升),發動機總排量=0.45x4=1.8L。

行程也叫衝程,指的是發動機活塞從上止點運行到下止點之間的距離。這個參數對於發動機性能取向有著至關重要的意義。在發動機排量一定的情況下,發動機可以有兩種設計思路:大缸徑小行程和小缸徑大行程。小行程意味著活塞的行程相對較小,這也就意味著活塞更容易在單位時間內往復運行更多的次數,也就是說更容易達相對高的轉速。而大行程則意味著活塞行程相對較大,這也就意味著活塞擁有更長的加速距離,也就是說更容易輸出相對高的扭矩。另外小行程決定了發動機缸體高度就會相對較小,因此重心更低;反之,大行程決定了發動機重心會更高。


阿貓阿狗134665295


缸徑和行程共同決定了發動機的缸體的體積


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