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我们都知道发动机有两个参数叫做缸径、冲程。缸径指的是气缸直径，冲程指的是活塞上下运动的距离。大部分家用车发动机都是小缸径、大冲程。也有个别车辆是缸径和冲程一样，或者缸径大于冲程。而那些缸径等于冲程或者缸径大于冲程的发动机往往性能更强悍，最极端的例子就是F1赛车的发动机，缸径甚至是冲程的两倍。为什么排量一定的前提下大缸径、小冲程能获得更大的马力呢？1、小冲程可以实现更高的转速，有助于提高功率我们经常说“马力不够转速来凑”，虽然这是一句玩笑话，但这可是有科学依据的。在排量不变的情况下，提高转速是提升发动机功率最简单有效的方法。因为转速越高发动机在单位时间内做功的频率越高。而大缸径小冲程的设计恰好可以实现更高的转速。因为发动机在工作的时候活塞要快速往复运动，活塞运动时一方面要与气缸壁摩擦，另一方面活塞本身也有很大的惯性，所以活塞运行速度都有一个极限，不能超过这个极限。否则一方面会增加磨损，另一方面运动速度太快活塞惯性太大，活塞改变方向时会产生非常大的冲击。一般家用车的活塞极限速度为25米/秒。而在相同转速下由于冲程越小活塞运行速度越低，所以在相同的活塞极限速度下小冲程设计能获得更高的转速，有助于提高最大功率。我们可以举个例子，比如凯美瑞的2.5L发动机，缸径87.5mm，冲程.4mm，如果按25米/秒的活塞极限速度计算，发动机最高转速可以达到转/分。实际上该车发动机红线转速大概在转/分左右，虽然有误差，但毕竟我们选择的参数也是估算的，所以这个结论还是有一定参考性的。如果增加缸径减小冲程，情况会怎样呢？比如上图是本田研发的F1赛车用发动机，缸径97mm，冲程竟然只有40.52mm。如果活塞极限速度仍然按25米/秒计算，那么这个冲程能获得多高的转速呢？这个很好计算，25米/秒也就是米/分，活塞往复一次移动的距离为81.04mm，一分钟可以往复次，对应的发动机转速就是转/分。而实际上这台发动机最高转速可以达到转/分，这就是小冲程的威力。所以当有人惊叹F1发动机转速那么高的时候你就可以告诉他：实际上活塞运行的速度和你的买菜车没太大区别。2、大缸径可以使用更大的进排气门我们都知道发动机气缸上面是气缸盖，气缸盖的燃烧室里安装着进排气门。早期发动机都是一个进气门一个排气门，就像上图那样。绿色的是进排气门，大的是进气门，小的是排气门。但是这种设计并没有充分利用缸盖上的空间，比如红色部分就浪费了。所以这些发动机在高转速下动力性能普遍不太好。因为高转速下发动机进排气频率非常高，过小的进排气门会限制发动机高转速时的进排气量从而影响性能。所以后来人们发明了4气门结构，在燃烧室上设计四个气门，两个小的是排气门，两个大的是进气门。虽然单个气门变小了，但是气门数量增多了，充分利用了燃烧室的面积，发动机在高转速下的进排气性能得到了提升，因此高转速性能就更好了。而大缸径的设计可以进一步提升高转速下发动机进排气的能力，从而使高转速的性能得到进一步提升。原理很简单，因为缸径增加以后燃烧室直径也增加了，进排气门尺寸就可以设计得更大，提高空气流动的能力。所以说大缸径增加了进排气门的尺寸，从而提升了发动机在高转速下的进排气能力。而小冲程设计使发动机可以达到更高的转速，两相配合之下发动机最高转速提升了，高转速下的动力也提升了，功率想低都难。为什么家用车不采取这样的设计了呢？既然大缸径小冲程对提升发动机性能有这么明显的作用，那为何如今的家用车没一个使用的，清一色都是小缸径大冲程的设计呢？这就要说说两者的区别了。因为大缸径小冲程的设计虽然能提高发动机最大功率，但是家用车毕竟不是赛车，平时很少能用到过高的转速，大部分时间都是中低转速运行，对高转速的性能需求不是那么明显。而且大缸径设计增加了燃烧室表面积，汽油燃烧时会有更多热量被燃烧室吸收并最终散发掉，增加了散热损失，使发动机热效率下降，更费油。而且大缸径小冲程的设计由于曲轴回转半径小，所以低转速时扭矩偏低。而家用车经常用到低转速工况，所以这种设计的发动机并不适合日常使用，而适合用在性能车或者赛车上，因为这些车更注重高转速性能。相反小缸径大冲程的发动机燃烧室表面积更小，散热损失更少，而且活塞行程长，可以充分利用混合气燃烧的膨胀压力，有助于提升热效率，使发动机更省油。另外长冲程需要更大的曲轴回转半径，有利于提升扭矩。而这一切都特别适合家用车的使用状况，因此现在家用车里几乎都是小缸径大冲程的发动机了。爱车大家说

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