MOTO PHYSICS：关于高压活塞的一切知识 

提高发动机的压缩比应该是一个明智的决定。首先了解高压缩会产生什么影响、高压缩活塞的结构以及哪些应用通常最受益非常重要。保罗·奥尔森

高压缩力活塞是越野车和其他摩托车的常见升级，但加大压缩力并不总是有益的。 MXA 研究一下较高压缩的作用，设计高压缩活塞以及在考虑添加一个压缩活塞时要解决的因素。

无论您是在竞赛中还是想在旅途中寻求更高的性能，都可以考虑进行大量的性能升级以提高计算机的功能。 活塞制造商（例如JE活塞）为许多应用提供高压缩活塞，但是在确定高压缩活塞是否适合您的应用时，您应该考虑重要的利弊。 我们将研究增加压缩比的作用及其对发动机的影响，详细介绍如何制造高压缩活塞，并简要概述使用高压缩活塞可能会受益的应用。

在燃烧之前，压缩混合物的方式是有限制的。 如果在点燃火花塞之前混合物的温度升高太多，则混合物会自动点燃。

增加的压缩比如何影响发动机性能？ 为了了解增加压缩比如何影响性能，我们必须首先了解压缩冲程中燃油/空气混合物发生了什么。 在压缩冲程期间，燃料/空气混合物被压缩，并且由于热力学定律，被压缩的混合物的温度和压力增加。 与储备比率的压缩相比，燃料/空气混合物被压缩得更多，从而导致燃烧事件之前的温度和压力升高。

像这种JE活塞一样，较高的压缩率可以使大量的燃油/空气混合物成功燃烧，最终导致在动力冲程期间产生更多的动力。

爆炸和提前点火会导致气缸压力和温度升高，导致活塞顶损坏和点蚀。可以从燃烧事件中提取的最终功率很大程度上取决于燃烧之前燃料/空气混合物的温度和压力。燃烧前混合物的温度和压力影响燃烧期间的峰值气缸压力以及峰值缸内温度。由于热力学原因，燃烧期间气缸峰值压力和温度的增加将导致机械效率提高、提取更多功以及做功冲程期间的功率增加。总之，燃料/空气混合物在燃烧前被压缩得越多，从中提取的能量就越多。

表面处理可以保护活塞顶和环槽免受高缸压和高温造成的潜在损害。 JE的EN镀层可以提高高压缩力赛车的寿命。

然而，在燃烧之前混合物可以被压缩多少是有限制的。 如果在火花塞点火之前混合物的温度升高太多，则混合物会自动点火，这通常称为预点火。 可能发生的另一种有害燃烧条件称为爆震。 火花塞点火后，剩余气体自燃时会发生爆炸。 这两种情况都会给发动机带来严重的机械应力，因为汽缸压力远远超过了发动机的设计压力，这可能会损坏高端部件并对性能产生负面影响。

当自行车在低速，严密条件下或在使用离合器的情况下骑行时，并入高压活塞可对发动机产生负面影响。

既然已经了解了燃烧过程中会发生什么变化以提供更大的动力，我们就可以看看这些变化对发动机产生了哪些其他影响。 由于气缸压力增加，因此更多的压力施加在发动机上。 引入的额外应力的大小在很大程度上取决于整体发动机的设置。 由于燃烧温度随压缩比的增加而增加，因此发动机还必须耗散更多的热量。 如果管理不当，温度升高会降低高端组件的使用寿命。

高压缩活塞会增加发动机工作结构的负荷，包括环，活塞本身和顶端杆轴承。

通常，可以进行其他修改以帮助减轻增加压缩率的副作用。 为了帮助降低提前点火和爆震的风险，使用辛烷值较高的燃料可能是有利的-考虑种族气体。 通过增加燃料量（增加混合气）和改变点火正时来改变燃烧事件也可以有所帮助，例如，考虑更大的主阀并延迟点火。 冷却系统的改进可能是对抗燃烧事件产生的额外热量的有效方法，例如考虑使用更大的散热器，机油冷却器，Boyesen水泵或高压散热器盖。 为发动机配备高性能离合器可以帮助减少离合器打滑和磨损，这可能是由于功率增加而发生的，例如Hinson或Rekluse。

更高的压缩通常是通过增加圆顶体积并结合凸起特征和深阀套来实现的，就像这款 JE 活塞一样.

还可以增加压缩高度，从而增加销孔中心与活塞顶之间的距离。让我们快速了解一下在设计高压缩活塞时需要考虑哪些因素。通常，高压缩活塞是通过增加活塞顶的圆顶体积来制造的，这减少了上止点（TDC）处的间隙体积。在某些情况下，这很难做到，具体取决于燃烧室形状、气门尺寸或气门升程量。在设计圆顶时，必须选择光滑的圆顶设计。与更具侵略性的脊状设计相反，光滑的圆顶是首选，因为后者会导致活塞顶上出现热点，从而导致提前点火。另一种常见的设计选择是增加压缩距离，即从活塞销孔中心到活塞顶的距离。在这种方法中，挤压间隙（活塞和头部之间的间隙）被减小。

从左到右：13.0:1、13.5:1 和 14.0:1 压缩比活塞，均适用于 YZ250F。注意活塞圆顶体积和设计的差异.

在评估高压缩升级对于您的计算机而言是否是一个不错的选择时，从较高的角度概述哪些应用程序可以从压缩率的提高中受益。 由于增加压缩比会增加功率和热量输出，因此，受益于额外功率并能够应对额外热量的应用可实现最大的性能提升。 另一方面，自行车在低速，严密条件下或使用离合器较多的情况下骑行的应用可能会受到负面影响。  装有高压缩活塞。 请记住，这些陈述是概括性的，每个引擎对增加的压缩比的响应都不同。

幸运的是，如果您正在考虑通过使用高压缩活塞来提高发动机的压缩比，则已经针对特定发动机和燃料辛烷值对许多售后市场设计进行了测试和优化。 例如，大多数活塞制造商都以递增的压缩比提供活塞，以便您可以合并最适合您的设置。 例如，通常以0.5的压缩比增加来提供用于越野自行车的JE高压缩活塞。 如果引擎的备用压缩比为13.0：1，则很可能会选择13.5：1和14.0：1，这样您就可以根据机器和骑乘类型来明智地决定多少压缩对您有利。

即使坯料压缩更适合您的应用，但售后活塞的锻造结构，更坚固的裙边设计和更有效的胎冠设计仍可以提供更高的性能和耐用性。

如果在发动机的原始压缩比下性能足够，则使用锻造活塞仍可以提高效率和耐用性。 锻造的活塞比铸造的活塞具有更好的合金晶粒流动性，从而形成了更坚固的零件，更能抵抗发动机的运行压力。 除锻造材料外，还可以对活塞裙式设计进行改进，以提高强度，使其优于库存设计，例如JE的FSR设计。 活塞设计人员还通常在备用压缩活塞上采用圆顶设计，在气门释放装置，边缘和其他胎冠特征上采用光滑度，以改善火焰传播，减少热点并最终提高发动机效率。