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?

雨叶Aa


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。


老侯解车


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。


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缸径和行程决定了单缸的排量,再乘以缸的数量等于发动机排量,就是决定了发动机的大小。

行程与缸径之比直接影响着发动机性能,用途不同行程缸径比就不一样。一般讲,行程缸径比小于1多用于高速发动机,如果其大于1多用于低速发动机。

例如,轿车用高速汽油机的行程缸径比是0.9,而船用低速柴油机行程缸径比是2.5。

同是轿车汽油机也分为高速机和低速机,高速机追求的是升功率,而低速机追求的是大扭矩和热效率。

例如,传统轿车汽油机的行程缸径比小于1,而混合动力用的阿特金斯循环汽油机的行程缸径比大于1。

轿车汽油机发展趋势是选取较大的行程缸径比,有利于提高热效率。


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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。


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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。


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缸径是指缸套内径,行程是指活塞上止点和下止点间的长度。这些发动机设计是定的参数


痞子vs君子


很高兴回答您的问题,缸径是指气缸的直径,行程是活塞运动行程上止点和下止点的距离。

举个例子:一个汽车发动机,缸径80毫米,行程90毫米,四缸的。那么排量这么算:40(半径)平方x3.14x90=452160立方毫米=0.45升(1立方分米=1升),发动机总排量=0.45x4=1.8L。

行程也叫冲程,指的是发动机活塞从上止点运行到下止点之间的距离。这个参数对于发动机性能取向有着至关重要的意义。在发动机排量一定的情况下,发动机可以有两种设计思路:大缸径小行程和小缸径大行程。小行程意味着活塞的行程相对较小,这也就意味着活塞更容易在单位时间内往复运行更多的次数,也就是说更容易达相对高的转速。而大行程则意味着活塞行程相对较大,这也就意味着活塞拥有更长的加速距离,也就是说更容易输出相对高的扭矩。另外小行程决定了发动机缸体高度就会相对较小,因此重心更低;反之,大行程决定了发动机重心会更高。


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缸径和行程共同决定了发动机的缸体的体积


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