生活科普:怎樣加油才能動力更強?加油也有大學問!
來源:果殼
發布時間:2021-12-09
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私家車的種類繁多,價(jia) 位從(cong) 幾萬(wan) 到幾十萬(wan) 乃至上百萬(wan) 不等。但是驅動汽車的燃油,卻隻有那麽(me) 幾種:92號、95號以及98號。在很多老司機眼裏,98號燃油隻是“貴”的代名詞,甚至懷疑所謂的高端燃油就是智商稅,這其實是深深地誤解。

你知道汽油為(wei) 什麽(me) 有不同的數字標號嗎?

不同加油站的汽油有區別嗎?

F1賽車的燃油跟普通燃油有什麽(me) 差異?

今天就來為(wei) 你揭秘汽油的奧秘。

要想解釋清楚燃油的一切,得從(cong) 汽車的心髒——發動機說起。

我家的車和F1汽車,

動力都來自同一顆“心”

其實,雖然排量相同,但是發動機的動力來源卻並不隻依靠這一個(ge) 參數。

發動機主要通過不斷重複油氣混合、壓縮、被點燃的過程,這個(ge) 過程主要是靠曲軸的轉動串聯起來。如果想把動力變強,就需要讓發動機在單位時間內(nei) 幹更多的活兒(er) ,簡單來說思路有幾個(ge) 。

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傳(chuan) 統汽車發動機原理

最直接的當然是讓這個(ge) 曲軸轉得更快,比如將這個(ge) 曲軸的長度盡量減短,行話叫作“短行程發動機”。這樣一來就能讓曲軸的行程變短,在高轉速的時候負擔更小,轉速就可以拉到很高。以前2.4L自吸轉速可以達到2萬(wan) 轉,而今天為(wei) 了不讓賽車比賽變成單純地“堆參數”,F1的1.6T動力單元轉速被限製在1.5萬(wan) 轉以內(nei) 。

同時,壓縮比也決(jue) 定著發動機的強大動力。壓縮比指的是油氣混合體(ti) 在發動機裏燃燒前,被壓縮的體(ti) 積和本來體(ti) 積的比例。就像運動和靜止時心髒跳動幅度不同,不同的壓縮比對應著不同需求的動力輸出。今天家用轎車的發動機壓縮比一般在9:1至11:1之間,而F1動力單元的壓縮比可以達到16,高壓縮比的發動機燃燒室會(hui) 較為(wei) 狹窄,此時氣缸內(nei) 混合氣體(ti) 壓力和溫度會(hui) 升高,增加了燃燒效率,並帶來更強勁的動力輸出。

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圖 | 參考資料[1]

彼之蜜糖,此之“砒霜”的壓縮比

但壓縮比並不是想提高就能提高的,影響因素有很多,比如壓縮比更高的工況,也會(hui) 潛在地提升發動機的不穩定性。

正常來說,發動機活塞到達一定的臨(lin) 界點時,火花塞開始點火引燃高壓混合氣體(ti) 。但一些“不老實”的油氣可能就會(hui) 在這時候搞事情。隨著壓力上升,溫度也會(hui) 不斷提高,當混合氣體(ti) 提前遇到自己的“真命”溫度,就會(hui) 開始控製不住自己進行猛烈而不正常的燃燒,這時會(hui) 對發動機產(chan) 生一個(ge) 非常重要的影響——壓縮過程中有一個(ge) 向上的力推動活塞做向上止點運動,如果此時發生爆燃則會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 向下的力來添亂(luan) ,兩(liang) 個(ge) 力都作用在活塞上,勢必會(hui) 對活塞杆、氣門、汽缸壁、曲軸等部件造成損傷(shang) 。這種情況產(chan) 生時一般還伴隨著尖銳的噪聲以及轉速的不平穩,也就是老司機們(men) 經常說的“爆震”或者“拉缸”。

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對於(yu) 這個(ge) 問題,是不是我就不能買(mai) 高壓縮比的車了呀?賽車之夢隻能中斷嗎?別慌,其實工程師們(men) 早有解決(jue) 方案,其中一項就是從(cong) 汽油入手。

不管是不是老司機,你或許都知道今天市場上有各種標號的汽油,它們(men) 就像是發動機專(zhuan) 屬的安撫劑,應對那些潛在的“爆震”現象。高標號並不意味著所謂清潔度或者品質越高,標號代表的是不同的辛烷值,標號越高辛烷值越高,表示汽油的抗爆性越強,更適合高壓縮比的發動機。

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那麽(me) 這個(ge) 值是怎麽(me) 來的呢?簡單來說就是將實際的汽油與(yu) 一種人工混合的標準燃料相比較得出的數值。標準燃料有兩(liang) 種組成部分:一個(ge) 是抗爆性非常好的異辛烷,一個(ge) 是抗爆性很差的正庚烷。把異辛烷的數值設定為(wei) 100,而正庚烷的數值設定為(wei) 0,通過實驗調節標準汽油兩(liang) 種混合物的比例,達到和實際汽油相同的抗爆性,這個(ge) 比例就是我們(men) 所說的辛烷值了。舉(ju) 個(ge) 例子,比如我們(men) 常用的93號汽油的辛烷值為(wei) 93,它就代表與(yu) 含異辛烷93%、正庚烷7%的標準汽油具有相同的抗爆性。[2]

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石油在全球各地被開采出來,最終都基於(yu) 發動機的不同標準,被製成固定幾種標號的汽油。那麽(me) ,不同標號的燃油和不同的車型是不是就像鎖芯和鑰匙,混加就會(hui) 出問題嗎?

的確,汽車發動機和燃油很難實現“向下兼容”。也就是說如果加注了低於(yu) 要求標號的汽油後,在發動機高轉速高負荷時會(hui) 造成發動機不能抑製爆震,還會(hui) 使發動機積碳增加,造成一係列間接傷(shang) 害,比如油耗增加、磨損加劇。

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在《汽車燃油辛烷值改變的標定》有個(ge) 案例顯示,廠家標定建議使用97號汽油,加注92號汽油進行駕駛測試,發現在爆震的影響下,最高功率扭矩都呈現下降的情況,而且“吃錯東(dong) 西”的發動機工作非常不平穩、排放惡化嚴(yan) 重。

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圖 | 參考資料[3]

如果我的車就是“社牛症”本牛,主動“向上升級”呢?道理也很簡單, 95號汽油的車升級到98號汽油時,能體(ti) 驗到更穩定的抗爆震能力,以及更安靜、強勁的動力輸出。

美國環保局在19年初分別使用了高標號(Premium)和低標號(Regular)兩(liang) 種基準燃料做了一個(ge) 測試,發現當使用高標號燃油時,高轉速高扭矩的高負荷區域,效率高於(yu) 低標號燃油,這意味著更少的爆震傾(qing) 向。[4]

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這麽(me) 看起來,不論是同級橫向選擇還是向上升級,加油真的是一門需要深入研究的必修課。

早“投喂”早享受,

護理發動機的燃油才是真香

雖然每個(ge) 車主開的車不同,但應該都有一個(ge) 相同的願望,那就是能像F1賽車那樣可以使動力最大化。知道,在使用相同升數燃油的情況下,法拉利車隊能獲得每圈超過半秒的提速,別看隻有半秒,但已經大大地增加了奪冠的籌碼。

汽車發動機就像人時常會(hui) 消化不良的胃,也會(hui) 有燃燒不充分的情況,“積碳”就是部分燃油燃燒不充分、粘附在進氣門和燃燒室壁上的蠟和膠質,受熱後變硬變厚堆積而成,進而影響引擎和發動機的“消化”功能——由於(yu) 積碳本身就像海綿,會(hui) 吸附一部分燃油,日積月累,就會(hui) 讓真正進入氣缸的混合氣濃度變稀疏,造成啟動困難、怠速不穩、加速無力、油耗增多等各種情況,嚴(yan) 重時還會(hui) 損壞發動機。

隨著汽車行業(ye) 的發展,民用、高效車的發動機與(yu) F1發動機愈發趨於(yu) 相近,因此高端燃油已成為(wei) 大眾(zhong) 日益增長的需求,能保證我們(men) 的日常行駛更安全、平穩、快速。

參考文獻

[1] 崔永勝. (2017). 汽油發動機技術與(yu) 選用高標號汽油的建議. 石油庫與(yu) 加油站(2).

[2]陳誌斌, & 張永亮. (2010). 汽車燃油辛烷值改變的標定. 輕型汽車技術(10), 5.

[3]田詩雍. (2020). 辛烷值,壓縮比與(yu) 汽油標號的關(guan) 係. 石油星空体育官网入口网站(5), 1.

[4] Benchmarking Advanced Low Emission Light-Duty Vehicle Technology,





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