提升汽油機效率的終極就是提升壓縮比，但它受爆振的影響，不能無限提升，最近解決爆振的手段，缸內直噴，浠燃，缸內噴水，雙溫發動機，缸頭低溫，缸套高溫，科技改變生產力，華人需努為。

汽車發動機追求更高的壓縮比是為了加劇汽油的燃燒速度，在短時間內釋放更多的能量，達到低油耗，高功率，但也面臨著爆震問題，由於汽油機點火方式為火花塞點燃空氣燃油混合氣，由於壓縮比提高，會使氣缸內混合氣體受高溫高壓影響提前發生自燃，火花塞後點燃，形成幾股相互衝擊火焰推力，造成爆震，輕微的爆震對氣缸及活塞相關元件影響較小，嚴重的爆震造成積碳、衝擊缸內元件；柴油機不斷降低壓縮比是為了降低氮氧化物的排放，氮氧化物是在高溫下完全燃燒的產物，柴油機點火方式是壓縮空氣，使之成為高溫高壓氣體，噴油嘴噴油，由於高溫高壓，柴油發生自燃。柴油機的壓縮比要比汽油機高，隨著技術的不斷革新，相信未來會有一致的壓縮比。

為什麼汽油發動機不斷追求更高的壓縮比，柴油發動機不斷地降低壓縮比？簡單的說，就是汽油機的壓縮比越高，發動機的熱效率越高，而柴油機降低壓縮比的目的是降低尾氣中氮氧化物的含量。不過這是一個非常高深的話題，我們今天就這個話題來簡單說說發動機壓縮比的相關知識。

首先來說說什麼是發動機的壓縮比。所謂壓縮比是指發動機氣缸總容積與燃燒室容積的比值，用X：1來表示。比如某發動機活塞處於下止點時，氣缸的總容積是550ml，當曲軸旋轉180°，活塞處於上止點時，活塞上方的燃燒室容積是50ml，那麼這款發動機的壓縮比就是550/50=11:1。需要注意的是：壓縮比的寫作形式是X：1，比如9.3:1、10.5:1、14:1等，而不是9.3、10.5、14，我們日常所說的發動機壓縮比是多少多少，其實是一種不規範的叫法。

壓縮比是一個重要的發動機技術引數，它的物理意義是氣缸中的氣體被壓縮的程度。比如上述的例子，發動機壓縮比是11:1，就表示進入氣缸中的氣體被壓縮了11倍。一般發動機的壓縮比越高，表示進入氣缸中的氣體被壓縮的越厲害，氣體的溫度、壓力就越高，氣體流動速度越快，可燃混合氣中的燃油與空氣混合得越均勻，可燃混合氣燃燒速度越快、越完全，釋放的熱量也越多，轉化的機械能越高。簡單的說就是，發動機壓縮比越高，發動機的熱效率越高，經濟性越好。

正因為如此，提高發動機的壓縮比，就成了提高發動機熱效率的一個重要手段。所以現在汽車發動機的壓縮比較以前有了很大的提高，比如很早以前的老式汽油機壓縮比只有6.5~7:1，老普桑的1.8自然吸氣汽油發動機壓縮比也只有8.5:1，它們的最高熱效率很難超過35%，一般都在30%左右徘徊；而現在的汽油機壓縮比一般都在11:1以上，豐田公司熱效率最高的發動機壓縮比是12:1，而馬自達創馳藍天發動機壓縮比高達14:1，最新的壓燃式汽油機壓縮比可以達到18:1，這樣發動機的熱效率就有了很大的提升，一般都在38%以上，豐田的混動發動機熱效率最高可達41%。而柴油機的壓縮比一般在16~24:1之間，關於柴油機壓縮比的問題我們在後面單獨討論。

有人說既然提高壓縮比就可以提高發動機熱效率，那以前為什麼不這樣做呢？這主要是因為，提高發動機的壓縮比是受很多條件限制的，以前的發動機由於技術水平和汽油品質的限制，壓縮比過高會導致發動機爆燃。所謂爆燃是汽油機的一種非正常燃燒方式，它是指汽油機在燃燒過程中，由於可燃混合氣被過度壓縮，溫度和壓力過高，在火花塞點火之前就在燃燒室中形成了多個火焰中心點燃可燃混合氣，導致區域性壓力和溫度猛增，壓力波在氣缸內高頻振盪，發動機出現嚴重的敲缸和抖動的現象，嚴重時甚至會損壞發動機。如果想避免發動機爆燃，一個方法是提高汽油的抗爆性，一個方法是控制可燃混合氣在發動機中的燃燒方式和速度。

一些老司機應該記得，上世紀七八十年代，汽油的標號只有70號、80號，在九十年代才出現了90號汽油，這樣的汽油抗爆性是非常差的，如果發動機的壓縮比過高的話，汽油在燃燒室中被過度壓縮，就會導致爆燃，因此發動機的壓縮比不宜過高，一般都是在6~8:1之間。後來隨著汽油煉製技術的進步，汽油標號逐步提高，出現了90、93、97號汽油，汽油的抗爆性大幅度提高，發動機的壓縮比也隨之提高了。之前老司機經常說的發動機壓縮比與汽油標號的對應關係，比如壓縮比在7:1以下用85號汽油，7~8:1之間用90號汽油，8~9：1之間用93號汽油，9:1以上用97號汽油等，就是這麼來的。而現在的汽油標號是92、95、98，汽油的抗爆性進一步提升，適應的發動機壓縮比也大幅提高了。

還有一個非常重要的因素是，發動機技術的進步。早期的發動機都是化油器供油、機械式點火，可燃混合氣的濃度和點燃時間控制不是很精準，不能自動的推遲點火時間。而現在的發動機都是電控燃油噴射、電控點火，對可燃混合氣的濃度控制以及點火的時機控制更加精準，在發生爆燃時會自動的推遲點火時間；普遍採用半球形燃燒室，燃燒室的面容比更大，活塞頭部形狀不再是簡單的平頂，對可燃混合氣在氣缸中的流動軌跡以及速度控制的也更好，這樣會進一步降低發動機爆燃的機率。此外，現在越來越多采用的缸內直噴技術、稀薄燃燒技術、可變氣門正時技術等，也會降低發動機爆燃的可能性。

所以，現在的發動機允許使用更高壓縮比而不會發生爆燃。比如現在大多數自然吸氣汽油發動機的壓縮比都在10.5:1以上，並且可以使用92號汽油，只有很少一部分汽油機需要使用更高標號的95號汽油。現在的發動機也不必根據壓縮比選擇汽油標號了，只要按照車企規定的標號加註即可，因為不同的發動機調校是不同的，發動機的點火時間、氣門正時控制等有所不同，對爆燃的抑制程度也不同，即使是同樣壓縮比的發動機，對汽油的要求也可能不同。

當然，發動機的壓縮比也不是越高越好。隨著壓縮比的提高，發動工作時活塞上方的壓力也會增加，活塞、連桿及曲軸受到的壓力都會增大，因此就要相應的增大各零部件的強度，發動機的體積、重量以及成本也會因此而增大。此外，發動機壓縮比越高，調校越困難，發動機在很多時候是在臨界狀態下工作，技術狀況稍有改變，就有可能發生爆燃、表面點火等非正常燃燒，發動機的容錯率會下降。還有就是發動機壓縮比過高，會導致發動機穩定性、可靠性下降，使用壽命縮短。所以，發動機的壓縮比並不是越大越好，而是要適當，聰明的汽車工程師會綜合各方面的需求，設計出一個最適合的壓縮比，使發動機的動力性、經濟性、可靠性達到一個完美的平衡。

為了使發動機壓縮比更好的適應發動機在各種工況下的使用需求，工程師又開發出來可變壓縮比發動機，它能夠自動適應發動機的運轉工況，隨時改變發動機的壓縮比，使發動機既能發揮最大的動力性和經濟性，又能夠有效的避免爆燃。目前已經實現量產的是日產公司的 2.0L VC-Turbo 可變壓縮比發動機，它的壓縮比可以在8:1 和 14:1 之間切換，搭載在英菲尼迪Q50上。不過個人看來，這款發動機結構過於複雜，可靠性有待觀察，目前還不宜廣泛推行。此外，現在發動機上的可變氣門正時系統已經可以在一定程度上改變發動機壓縮比，這種可變壓縮比發動機實用性值得商榷。

大家可能還會發現一個有趣的事，就是馬自達的創馳藍天發動機，壓縮比高達14:1，但是卻可以使用92號汽油，這是怎麼做到的呢？原來，這款發動機所謂的14:1壓縮比，其實是一種“假壓縮比”。它利用可變氣門正時技術，使發動機在奧托迴圈與米勒迴圈之間互相切換，在絕大多數情況下，發動機的壓縮比並不是14:1，而是在11:1左右。

比如創馳藍天2.0發動機，它的氣缸容積為500ml，燃燒室容積為37.1ml，標註壓縮比是13：1。但是在發動機實際工作中，在進氣行程中吸入的空氣會被吐出一部分，比如吸入500ml的空氣，在壓縮行程中由於進氣門晚關將進氣又擠出去了100ml，那麼實際進入氣缸中參與燃燒的空氣應該是400ml，這樣發動機的實際壓縮比就是400/37.1=10.8。即該發動機的實際壓縮比為10.8:1，這樣的壓縮比使用92號汽油當然是沒有問題的。

前面說高壓縮比發動機可以使用低標號的汽油，但是有很多增壓發動機，它們的壓縮比並不高，卻要求使用高標號的汽油，比如大眾的1.4TSI發動機，壓縮比只有9.3:1，卻要求使用95號汽油，還有大眾的 EA888發動機，壓縮比是9.6:1，也要求使用95號汽油，這又是怎麼回事呢？

其實對於增壓發動機來說，它標註的壓縮比也不是實際的壓縮比。由於進入氣缸中的空氣事先被壓縮了，所以實際進入氣缸中的空氣量要大於理論上進入氣缸中的空氣量，實際壓縮比也要比標註的壓縮比大。比如某發動機氣缸容積為500ml，燃燒室容積為55ml，標註壓縮比為9：1。在發動機工作過程中，600ml的空氣被增壓器壓縮為500ml進入氣缸，所以此時發動機的壓縮比應該是600/55=11，即該發動機的實際壓縮比為11:1，因此這樣的發動機要求使用95號汽油就有情可原了。實際上，絕大多數的增壓發動機在工作過程中的壓縮比都會大於11:1，因此個人建議，為了避免發動機在極限工況下發生爆燃，延長髮動機使用壽命，更好的發揮發動機的效能，所有的小排量渦輪增壓車型，都應該使用95號以上的汽油。

最後我們再來說說柴油機的壓縮比。大家知道，柴油機的工作方式與汽油機不同，柴油在發動機中是被壓燃的，因此，在某種程度上來說，柴油機的壓縮比應該是越高越好。但實際上，柴油機的壓縮比一般在16~24:1之間，並且這些年來，柴油機的壓縮比有降低的趨勢，大多在17~18:1之間，比如錫柴CA6DM 柴油機、玉柴6112 柴油機壓縮比都是17.5:1， 江鈴JX493柴油機、長城綠淨柴油機壓縮比都是17.2：1，而康明斯KTA19G2柴油機的壓縮比竟然是14.5:1，都快比創馳藍天發動機低了，這究竟是為什麼呢？

其實大家都忽略了一個問題，那就是柴油發動機幾乎都採用了渦輪增壓技術，發動機的實際壓縮比要高於標註的壓縮比，絕大多數標註17~18:1壓縮比的柴油機，實際壓縮比都在20~22:1之間，這個壓縮比並不低。大家也可以看到，現在的柴油機排量不如以前大，但是發動機的功率卻遠高於以前的自然吸氣柴油機，就是由於渦輪增壓技術的加持。之所以不採用更高壓縮比的原因，一是壓縮比過高，需要對柴油機機體做加強，會增高柴油機的體積和質量；二是柴油機的壓縮比過高，會增加尾氣中氮氧化物的含量，導致尾氣排放超標；三是壓縮比過高，會導致柴油機工作粗暴，汽車的NVH不好控制。因此，適當的降低壓縮比，可以減少尾氣中氮氧化物的含量，降低柴油機的噪音，由此帶來的發動機效能下降，可以透過渦輪增壓技術、高壓共軌燃油噴射技術等來彌補。

那麼在未來，汽油機和柴油機壓縮比是否會越來越接近，直至趨近於一致呢？個人認為不太可能。現在汽油機的趨勢是小排量渦輪增壓，發動機的壓縮比一般都在10:1以下，而柴油機不論怎麼降低壓縮比，也不能突破壓縮比的下限，否則就無法使柴油壓燃。所以，二者的壓縮比差距也許會縮小，但是永遠也不可能一致。

壓縮比對於發動機有著很重要的意義。汽油發動機壓縮比越高，效率和功率越高。然而柴油壓縮比越低，靜音和排放效果越好。實際上柴油發動機的使用壽命遠遠高於汽油發動機，並且可以實現低速高扭矩的功能。但是柴油機在乘用車市場很難普及，基本上都安裝在高檔越野車上。

對於未來是否會接近一致的壓縮比這個問題，我想很多人都處於期待之中。如果柴油機壓縮比可以達到汽油機的程度，買車時肯定會首選柴油機。柴油機耐用和省油是最基礎的優點，在低速時產生高扭矩對於汽車也有著很好的操控性。

目前在低速時可以產生高扭矩汽油機車輛，除非馬力足夠大，變速箱扭矩高，而且一般控制在7速變速箱的範圍，才真正的具備一輛操控性出色的汽車。柴油機壓縮比如果可以達到14，即使沒有渦輪增壓器，也可以達到同樣的效果。

目前具備同樣壓縮比的發動機製造商，只有日本的馬自達。馬自達的Sky Active發動機對汽油和柴油的壓縮比均為14。汽油發動機的正常壓縮比是11到12，柴油發動機的正常壓縮比是18。正如題主所問，“汽油發動機試圖提高壓縮比，而柴油發動機試圖降低壓縮比”。壓縮比一致已經成為事實，但是還無法做到普及。

傳統上，柴油發動機一直擅長於低速扭矩和低速行駛。“ SKYACTIV-D”還具有2,200cc的排量，並且汽油動力車輛在低速範圍（2,000rpm）中產生的扭矩（420Nm）與4,000cc級相當。

然後，如果按原樣踩加速器並增加轉數，將展示出傳統柴油發動機汽車無法想象的平穩加速效能。在傳統柴油發動機不增加輸出功率的高速範圍（5,000 rpm）下，該發動機以與汽油發動機相同的平滑度旋轉，並且輸出不會下降。

城市駕駛需要低速扭矩，因為它會反覆啟動和停止。另一方面，在高輸出加速效能的高速公路。“ SKYACTIV-D”在所有條件下均具有足夠的效能，並且使用者可以體驗到傳統柴油發動機車輛所沒有的駕駛感覺。

（左圖）常規活塞（左）和SKYACTIV-D活塞（右）的高度要小得多，重量減輕了100克。（右圖）SKYACTIV-D的曲軸（右）也比傳統型別（左）輕3kg。機械阻力降低了該數量，從而降低了噪音並提高了燃油效率。

這種柴油發動機安裝在日本所銷售的 CX-5、 Atenza這兩款車型上。 2012年2月釋出的“ CX-5”的累計銷量到2012年12月達到35,438輛。在SUV國內銷售中獲得第一名。其中，有26,835臺裝有“ SKYACTIV-D”，約佔80％。此外，2012年11月釋出的“ Atenza”訂單中，超過70％都配備了“ SKYACTIV-D”，日本許多人正在尋找低油耗和高效能柴油車。

下一代清潔柴油汽車的銷售目標設定為2020年為5％，2030年為5-10％。2011年，這一比例僅為0.4％，但到了2012年，這一比例大幅上升至1.4％。其中1.0％配備了“ SKYACTIV-D”。如果能進入國內，馬自達依然是汽車界的一匹黑馬！