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汽油机压缩比(compression ratio)、效率、汽油辛烷值(octane value)

(2019-01-20 19:58:00) 下一个

没想到一个Costco汽油是否经用引来了那么多热议。我现在心里有底了,但我不说,否则又如中医、转基因那类问题一样鸡同鸭讲。

我班门弄斧讲一讲汽油机压缩比(compression ratio)、效率、汽油辛烷值(octane value)。这是因为有人分不清antiknock 与deposit fighting detergent additives。

普通车用内燃机一般都是4冲程气缸活塞发动机,燃烧效率与所谓压缩比有很大关系。简单的说压缩比=活塞下止点气缸容积/活塞上止点气缸容积。大致上普通车用内燃机分两类,一类是靠火花塞点火的汽油机,另一类是不靠火花塞点火的柴油机。汽油脾气暴躁,稍微压的厉害些自己就炸了,所以汽油机一般压缩比小点(8-10),靠火花塞点火燃爆,热效率低些。柴油闷脾气,压缩得太厉害了才燃爆,所以柴油机一般压缩比很大(15-20),靠喷油时间点控制燃爆,热效率高很多。

要提高汽油机的效率,简单的办法就是提高其压缩比。要提高压缩比就要控制汽油的暴躁脾气。人们早就发现,汽油里辛烷(C8H18)多汽油就不暴躁。辛烷比较贵,所以一般都是加其他便宜的化学抗震爆剂,调制汽油到等效的某辛烷(octane)值。注意辛烷值的算法各国不一样,美国算法((RON+MON)/2)的87能抵上中国算法(RON)的91!普通廉价4缸汽油机车辛烷值达到87就行了。好些的车发动机压缩比大些,就要求高些的辛烷值,比如要求91。往廉价车(用户手册之要求87)里加premium  91 号汽油 就如同给猪吃莲蓉包,多出来的辛烷值白瞎了。反过来,往好车(用户手册要求91)里加regular 87号汽油就如同请你情人吃路边摊,虽然一般都能曲能伸(电脑自动调节)不致伤了胃,但高压缩比的功能就显不出来了。

过去抗震爆剂都是用各种铅化合物,汽油都是所谓leaded gasoline,因为环保美国从20世纪80年代起逐渐取消了含铅汽油,改用各种其他的抗震爆剂(可能对环境也有害)。抗震爆剂添加的很少,一般不会影响燃烧热值。

前面说过汽油机的压缩比一般是8-10,但多年来Mazda对汽油机做了许多改进,推出了SkyActive-G技术,一下子把压缩比提高到14(美国Mazda CX3限制在13以适应regular 87汽油),显著提高了汽油机的效率(没用油电混合系统)。SkyActive-G主要用各种办法降低活塞上止点的气缸温度避免震爆。除了Mazda,许多公司还推出了动态压缩比。大家注意一下,美国新点的汽油机小车(各种牌子的)近年来MPG都逐年提高,似乎都达到30MPG以上了(这还是新的算法,比较符合实际驾驶状况)。

关于汽油detergent添加剂,那是避免气门结垢的,与辛烷值无关。汽油detergent最低监管标准似乎低了些。为了你的爱车(廉价的也好、高级的也好)还是要找所谓TOP TIER detergent的油站。

顺便说一句,纯乙醇(ethanol)的辛烷值高达113,非常抗震爆,但就是不经开。近年来市面上有所谓Flexible-Fuel Vehicle (FFV),能从纯汽油一直用到E85(85%  ethanol, octane > 100 )。虽然你没买FFV,但租车时可能会碰到。大家已经知道乙醇的燃烧热值比汽油低了不少,所以即使E85便宜些,换算成MP-dollar也不一定核算,自己加油时要算一下(E85 = 0.73 E10)。还有,租车公司一般让你还车时加满油,但并不指定什么油,所以碰到FFV还车时大家都捡最便宜的加,一般就是E85。

Reference:

http://www.mazda.com/en/innovation/technology/skyactiv/skyactiv-g/

https://en.wikipedia.org/wiki/Gasoline_gallon_equivalent

https://www.popularmechanics.com/cars/hybrid-electric/a7263/the-one-time-it-makes-clear-sense-to-buy-e85/

 

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鲁迅九 回复 悄悄话 你也只会算些鸡毛蒜皮类的账,但,算出来的没人信。
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