說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題其實(shí)主要還是很多人對于“壓縮比”相關(guān)一些知識不夠了解。很多解說(shuō)作者也沒(méi)有提到一個(gè)最為關(guān)鍵的“點(diǎn)”，下面就來(lái)討論一下吧。
先說(shuō)明一下壓縮比的定義，其實(shí)就是活塞來(lái)回運動(dòng)時(shí)，把氣缸里的空氣從平時(shí)狀態(tài)的體積，壓縮到最小體積的比例。參考下圖
在這里了解到壓縮行程就是等于氣缸的行程的，而氣缸的行程的多少是取決于曲軸的。我們知道曲軸是一個(gè)剛性部件，發(fā)動(dòng)機所有的力都靠它輸出了，或者說(shuō)曲軸的設計就決定了壓縮比的大小……真的是這樣嗎？話(huà)雖沒(méi)錯，但是并不準確，到這里開(kāi)始要說(shuō)文章開(kāi)頭的那個(gè)關(guān)鍵“點(diǎn)”了。
馬自達和大眾的壓縮比不同的點(diǎn)在哪里
兩者壓縮比差別比較大的最重要原因是馬自達發(fā)動(dòng)機使用了“阿特金森循環(huán)”，而大眾前兩年的發(fā)動(dòng)機使用的是同時(shí)期市面上大多數廠(chǎng)家使用的“奧托循環(huán)”。
兩種循環(huán)有何不同呢？
奧托循環(huán)
傳統的奧托循環(huán)采用的壓縮行程和膨脹（做功）行程是等長(cháng)的，形象點(diǎn)就是吸多少氣就做多少的功。奧托循環(huán)的特征是：進(jìn)氣行程＝做功行程
特金森循環(huán)
看到上面這個(gè)結構是不是和我們平時(shí)見(jiàn)到的汽車(chē)結構不一樣，沒(méi)錯，這種才是真正的阿特金森循環(huán)，這種結構優(yōu)點(diǎn)是效率高，但是缺點(diǎn)也很明顯，就是效率高的轉速區間比較小，低轉速扭矩小，所以一直都是用在船用發(fā)動(dòng)機或者是電廠(chǎng)的發(fā)電機之類(lèi)長(cháng)期恒定輸出的地方。注意看，這種循環(huán)的吸氣行程和做功行程是不一樣長(cháng)的，吸氣的行程短，但是氣缸點(diǎn)火后做功的行程長(cháng)，這里和一般車(chē)用的奧托循環(huán)很不同。形象點(diǎn)說(shuō)就是吸較少的氣，但是做更長(cháng)時(shí)間的功，充分的壓榨了排氣時(shí)的能量。但是因為行程長(cháng)，所以行程尾端的力矩比較小。所以在轉速低的時(shí)候這個(gè)特點(diǎn)被放大，表現出來(lái)就是低扭差，但是中等轉速的效率高。
綜上所述，阿特金森的特征就是：進(jìn)氣行程＜做功行程。
上面說(shuō)了這種結構因為曲軸的結構復雜，體積較大，所以汽車(chē)是沒(méi)有辦法直接使用的，嚴格來(lái)說(shuō)馬自達用的其實(shí)不是真正的阿特金森循環(huán)。一個(gè)名叫米勒的美國人用變通方法實(shí)現了這個(gè)特性，原理和前者是一樣的，但是結構改變了，所以汽車(chē)用的都是“米勒循環(huán)”。馬自達就是采用了這種設計。我們先來(lái)看一下米勒循環(huán)的圖。
米勒循環(huán)
原來(lái)的阿特金森循環(huán)實(shí)現得關(guān)鍵部件是曲軸，而米勒循環(huán)的關(guān)鍵部件是氣門(mén)室里的凸輪軸。米勒循環(huán)改變了進(jìn)氣端的凸輪軸，馬自達通過(guò)修改曲軸設計增加了活塞的總行程達到13：1，但是我們注意看下圖
說(shuō)到這里你應該已經(jīng)明白為什么馬自達有這么高的壓縮比卻可以使用低標號汽油而不會(huì )引發(fā)爆震的原因了，因為馬自達使用的米勒循環(huán)在進(jìn)氣壓縮的時(shí)候還是采用和一般車(chē)輛使用的普通壓縮比（9.5~11：1），而馬自達又雞賊的在宣傳的時(shí)候，把做功行程的高壓縮比作為發(fā)動(dòng)機的“壓縮”比，也就達到了讓人驚嘆的目的。
雖然米勒改進(jìn)了設計，使得阿特金森循環(huán)可以用在車(chē)上了，但是缺點(diǎn)也還是沒(méi)有得到明顯的改進(jìn)，低扭依然不強，所以我們會(huì )看到一個(gè)現象，就是馬自達即便擁有同級最好的變速箱，但車(chē)子加速依舊不及同級其他車(chē)，動(dòng)力屬于中等水平，究其原因就是因為米勒循環(huán)下扭矩不高、輸出轉速區間小等問(wèn)題。
其實(shí)現在米勒循環(huán)已經(jīng)被其他品牌在使用了，雖然低扭不好，但是中等轉速省油的特點(diǎn)，豐田很機智的用電機彌補了低扭不足問(wèn)題，組成一套混動(dòng)系統，豐田就是基于利用米勒循環(huán)這個(gè)特性達成了世界第一熱效率發(fā)動(dòng)機得成就。
大眾也是在現在的全系發(fā)動(dòng)機都使用了米勒循環(huán)和奧托循環(huán)雙循環(huán)的技術(shù)
原理是通過(guò)可以調節角度的進(jìn)氣凸輪實(shí)現兩種模式的無(wú)縫切換，低負載的中等巡航速度時(shí)用米勒循環(huán)，在加速或者爬坡的高負載時(shí)使用奧托循環(huán)，也是因為有雙循環(huán)的這個(gè)原因，配合渦輪提高缸內氣壓，所以大眾在曲軸設計上活塞行程不需要做到太高的壓縮比，只需要做到折中的情況就行了，但是因為有渦輪提高了缸內空氣壓力，大眾的缸內空氣的實(shí)際壓縮比要比馬自達高，所以大眾對于汽油的標號要求就會(huì )比馬自達的高了。
再延伸一點(diǎn)，日產(chǎn)也是通過(guò)另外一種設計實(shí)現了可變壓縮比的特性。不過(guò)和上面三家不一樣的是，改變的不是氣門(mén)和凸輪，而是曲軸的設計。
文章開(kāi)始的時(shí)候我們知道曲軸是要承受很大的力的，雖然不能通過(guò)改變曲軸本體的設計達到改變活塞行程（壓縮比）的目的，所以日產(chǎn)設置了另外一套機構，使得曲軸可以改變本體的位置實(shí)現可變壓縮比的目的，這個(gè)形態(tài)可以說(shuō)是一個(gè)高級版的奧托循環(huán)。但是重量、可靠性、復雜度、成本都是問(wèn)題了。
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