为什么乙醇可以比汽油产生更多的动力？

低能量的乙醇为何能产生更多的动力？这首先需要理解这两种燃料的空燃比特性。纯机油的理想空燃比是14.7:1，而纯乙醇的空燃比仅为9:1，显然乙醇的空燃比更低。按质量计算，每千克汽油能提供12.21千瓦时的能量，而每千克乙醇只能提供7.45千瓦时的能量。

想象一台既可使用汽油又可使用乙醇的发动机。汽油的理想空燃比是14.7公斤空气加1公斤汽油，完美契合14.7:1的空燃比。然而，为了达到同样的空燃比，乙醇需要14.7公斤的空气与1.63公斤的乙醇混合。如果我们将能量密度与燃料量相乘，汽油的能量值为12.21千瓦时，而乙醇的能量值为12.17千瓦时，相差无几。

尽管乙醇的能量较少，但由于其较低的空燃比，为了产生相同的功率，需要在气缸内注入更多的乙醇。从这方面看，乙醇的经济性似乎较差。按照一升纯汽油可行驶30公里来算，一升乙醇只能行驶20公里，这意味着汽油的经济性高出50%。

然而，乙醇具有更高的热效率和洗烷值优势。其化学性质和冷却效应在两个方面表现突出：一是其燃料本身的特性；二是其气化焓特性。使用可变压缩比的发动机，在加入乙醇燃料并压缩到一定量时，如果没有出现爆震，可以进一步增加压缩比，直到最终出现爆震。这种方法可以研究燃料的新烷值。假设优质汽油的新烷值为97，那么乙醇的新烷值为109，明显更高。这意味着可以使用更高的压缩比和更抗爆震。这也是为什么现在汽油中加入乙醇可以增加抗爆震的原因。

当汽油开始加入乙醇后，燃料新烷值在初期增加非常显著，但在达到大约30%~40%后，从化学角度来看，它不会有进一步提升。无论是使用进气道喷射还是缸内直喷，这个优势都会存在。然而，使用缸内直喷时，冷却效果将更为突出。理论上，使用97号汽油的最大可下降温度为20度，而乙醇可下降温度为80度。这意味着更低的气缸温度可以减少出现爆震的可能性。因此，对于某些特定的发动机来说，更高的乙醇含量可以实现更高的压缩比、更大的热效率和更高的增压预期，最终产生更多的动力。