你说的发动机缸径和冲程是什么意思？他对发动机性能有什么影响？

作者：琵琶车科技
2020-09-01 11:44
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当您查看汽车配置表时，您会发现上面有一个参数“缸径行程”，很多人不知道这意味着什么。我们来谈谈这两个参数的意义及其对发动机的意义。

首先，让我们看看“缸径”是什么。所谓“缸”是指发动机气缸，他是发动机的核心部件，他与活塞和气缸盖一起形成燃烧室，可燃混合物在燃烧室内燃烧爆炸，产生巨大的向下压力，推动活塞向下产生扭矩，通过曲轴输出。其工作环境极为恶劣，温度、压力变化剧烈，需要承受大量的热负荷和机械负荷，并具有一定的抗腐蚀能力。因此缸套一般采用优质铸铁铸造。应该注意的是，即使是所谓的“全铝发动机”气缸套也是铸铁，而不是铝合金。所谓“径”是指圆柱截面圆的直径。“缸径”是圆柱体的直径，通常称为圆柱体的尺寸。

那么“缸径”的大小是多少？很多人可能不知道中国汽车引擎的编号规则是“气缸数量+缸径”。例如解放号发动机，编号为CA6102，表示发动机有6个气缸，气缸直径为102mm；对于东风EQ6100发动机，表示发动机有6个气缸，气缸直径为100mm；对于其他发动机，如6135、6120、492、495、376、185等，第一个数字代表数字第二个数字代表圆柱直径，我知道这个规则，你可以看很多国产发动机型号。当然，有些发动机型号并不是这样标记的，比如CA6DL-2，WD615，67，14N4S1，CA4GB1，依此类推，国外的发动机号是另一个规则，各国不同，比如著名的三菱4G15系列发动机，UZ-FE，1RZ引擎，宝马引擎，B58引擎，EA888引擎等等。

经过仔细观察，我们会发现一个问题，那就是柴油机的气缸直径可以做得很大，一般在100mm以上，有些船用发动机甚至可以超过一米，然而汽油机的气缸直径一般较小，一般在70到90mm，很少超过100mm，为什么会这样？

这主要与汽油和柴油的燃烧特性有关。众所周知，汽油发动机使用火花塞点火来点燃混合气，如果气缸直径过大，气缸中的端部混合物会在火焰前锋到达之前燃烧，即爆燃，气缸直径越大，发动机的压缩比就不能很大，例如，普拉多2.7四缸发动机的气缸直径为95mm，压缩比只有10.2:1，但许多小排量发动机的压缩比是11:1左右；柴油机采用压缩点火的方式点燃混合物，这将产生多个火焰中心同时燃烧，因此即使气缸直径变大，也不会发生爆燃。

让我们看看引擎的“行程”。所谓的“行程”也叫“冲程”，活塞从上止点到下止点的移动距离，等于曲轴曲柄半径的两倍。一般来说，活塞行程越大，发动机扭矩越大，发动机转速越低。以柴油机为例，由于柴油机燃烧速度较慢，柴油机一般倾向于长冲程、低转速；而汽油机燃烧速度较快，所以汽油机倾向于短冲程、高转速。这也是为什么柴油发动机比汽油发动机扭矩大的原因之一。

现在我们来谈谈气缸直径和冲程对发动机的意义，哪些参数和性能可以决定发动机。

1、气缸直径和冲程直接决定发动机的排量。所谓发动机排量是指活塞从上止点到下止点的工作容积，如果发动机有几个气缸，所有气缸的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*冲程*气缸数，显然，气缸直径和冲程越大，气缸越多，发动机排量越大。例如，如果四缸发动机的缸径是80mm，冲程是90mm，那么他的排量是：40x3，14x90x4=1808640mm≈1.8L。

排量是最重要发动机的结构参数之一。发动机的功率和扭矩与之直接相关。一般来说，排量越大，扭矩越大。当然，这是在同类型发动机的比较中，我们不能用自然吸气发动机和涡轮增压发动机来比较。此外，消费税和车船税按发动机排量征收，排水量越大，税收就越高，这也是大排量汽车价格居高不下的重要原因。

此外，活塞行程与气缸直径的组合方式不同，可以很容易地改变压缩比、排量等参数，进而改变发动机的功率、扭矩和大量的输出特性。例如，如果曲轴半径增大，相应的活塞行程也会变长，从而使发动机的排量和压缩比增大。一个典型的例子是丰田的确定，2.5L和3.0L型号的发动机缸体相同，只更换了内部曲轴、活塞、连杆等附件，从而改变了排量、压缩比和输出功率。

2、气缸直径和冲程直接决定了发动机的动力输出特性。在发动机中，缸径与活塞行程之比称为缸径行程比，他有三种模式：缸径大于行程的发动机称为短冲程发动机，缸径行程比大于1；气缸直径等于冲程的发动机称为等冲程发动机，气缸直径行程比等于1；气缸直径小于冲程的发动机称为长冲程发动机，气缸直径行程比小于1。这三种发动机的动力输出特性是不同的。

（1）气缸直径大于冲程的短冲程发动机：这种发动机的特点是只有在非常高的转速下才具有高功率和高扭矩，他也被称为高速发动机，他的极限转速甚至可以达到15000转/分，常用的转速在6000到10000转/分之间。这些发动机一般用于赛车发动机和摩托车发动机，如F1赛车发动机，法拉利，兰博基尼等，然而由于低速时扭矩差，在民用车辆中的应用相对较少。这种发动机的技术含量和制造成本最高，因为发动机转速高，发动机的内耗损失也很大，材料和技术要求都很高。一般来说，短冲程发动机的缸径与冲程之比不大于1.3:1，除此之外，他是一款追求极高转速性能的增强型高速发动机。

（3）缸径小于冲程的长冲程发动机：这种发动机的特点是低速时高扭矩，更适合民用，因此市场上大多数发动机都是长冲程发动机，许多越野车和柴油发动机都是这样设计的。相对而言，汽油机转速较高，因此其缸内行程比比较大，一般小于1且大于1:1.3；而柴油机转速较低，且低速扭矩要求较高，因此其缸径比小于汽油机，有的甚至更高小于1:1.3。

3、气缸直径和冲程直接决定了发动机的外形尺寸。显然，气缸直径越大，活塞行程越大，气缸越多，发动机的整体尺寸就越大。气缸直径越大，发动机的长度就越大，这对于横置发动机和前驱动的车辆来说就越困难，因此在这种车型中，发动机的气缸直径比较大，而发动机的纵向直径则比较大，活塞行程越大，发动机就越高，汽车的重心就会越高，从而影响操控。你看，有很多车型都有卧式发动机和前驱，而且发动机是倾斜的，很大一部分原因是为了降低发动机的高度。