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柴油機和汽油機的區别在哪裡

生活 更新时间:2024-11-23 23:39:06

柴油發動機的工作過程與汽油發動機有許多相同的地方,每個工作循環都經曆進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。但由于柴油機用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸發,而其自燃溫度卻比汽油低,因此,可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。那麼汽油機和柴油機還有哪些區别呢?讓我們一起來看看

柴油機和汽油機的區别在哪裡(汽油機與柴油機區别在哪裡)1

汽油發動機一般将汽油噴入進氣管同空氣混合成為可燃混合氣再進入汽缸,經火花塞點火燃燒膨脹作功。人們通常稱它為點燃式發動機。而柴油機一般是通過噴油泵和噴油咀将柴油直接噴入發動機氣缸,和在氣缸内經壓縮後的空氣均勻混合,在高溫、高壓下自燃,推動活塞作功。人們把這種發動機通常稱之為壓燃式發動機。

汽油機汽車具有轉速高(轎車用汽油機轉速可高達5000—6000轉/分,貨車用汽油機達4000轉/分左右)質量輕、工作時噪聲小、起動容易、制造和維修費用低等特點,故在轎車和中、小型貨車及軍用越野車上得到廣泛應用。其不足之處是燃油消耗較高,因而燃油經濟性較差。柴油機汽車因壓縮比高,燃油消耗平均比汽油機汽車低30%左右,所以燃油經濟性較好。如最近上市的一汽大衆生産的TDI1。7升柴油轎車比1。6升汽油轎車每百公裡可節約2升油。一般貨車大都采用柴油機。柴油機的弱點是轉速較汽油機低(一般最高轉速在2500—3000轉/分左右)、質量大、制造和維修費用高(因為噴油泵和噴油器加工精度要求高)。但目前柴油機的這些弱點正在逐漸得到克服,它的應用範圍正在向中、輕型貨車擴展。國外柴油轎車也有很快的發展,其最高轉速可達5000轉/分。

柴油機在進氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時,柴油經噴油泵将油壓提高到10MPa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時間内與壓縮後的高溫空氣混合,形成可燃混合氣。由于柴油機壓縮比高(一般為16-22),所以壓縮終了時氣缸内空氣壓力可達3.5-4.5MPa,同時溫度高達750-1000K(而汽油機在此時的混合氣壓力會為0.6-1.2MPa,溫度達600-700K),大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸後,在很短時間内與空氣混合後便立即自行發火燃燒。氣缸内的氣壓急速上升到6-9MPa,溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動下,活塞向下運動并帶動曲軸旋轉而作功,廢氣同樣經排氣管排入大氣中。

普通柴油機的是由發動機凸輪軸驅動,借助于高壓油泵将柴油輸送到各缸燃油室。這種供油方式要随發動機轉速的變化而變化,做不到各種轉速下的最佳供油量。

共軌噴射式供油系統由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電控單元(ECU)和一些管道壓力傳感器組成,系統中的每一個噴油器通過各自的高壓油管與公共供油管相連,公共供油管對噴油器起到液力蓄壓作用。工作時,高壓油泵以高壓将燃油輸送到公共供油管,高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成閉環工作,對公共供油管内的油壓實現精确控制,徹底改變了供油壓力随發動機轉速變化的現象。其主要特點有以下三個方面:

1.噴油正時與燃油計量完全分開,噴油壓力和噴油過程由ECU适時控制。

2.可依據發動機工作狀況去調整各缸噴油壓力,噴油始點、持續時間,從而追求噴油的最佳控制點。

3.能實現很高的噴油壓力,并能實現柴油的預噴射。

相比起汽油機,柴油機具有燃油消耗率低(平均比汽油機低30%),而且柴油價格較低,所以燃油經濟性較好;同時柴油機的轉速一般比汽油機來得低,扭距要比汽油機大,但其質量大、工作時噪音大,制造和維護費用高,同時排放也比汽油機差。但随着現代技術的發展,柴油機的這些缺點正逐漸的被克服。

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汽油機和柴油機的區别

汽油機吸入燃料與空氣的混合物并将其壓縮,然後通過火花将混合物點燃。柴油機隻吸入空氣并将其壓縮,然後将燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣産生的熱量就能将燃油點燃。

汽油機的壓縮比為8:1至12:1,而柴油機的壓縮比為14:1,甚至能達到25:1。由于柴油機具有更高的壓縮比,因此效率也更高。

汽油機通常使用汽化作用,即在空氣進入氣缸或油口之前,空氣與燃油早已混合;或使用油口燃油噴射,即在開始進氣沖程(氣缸外)之前噴射燃油。柴油機采用直噴式,即柴油被直接噴入氣缸。

下圖是柴油循環的圖片演示。可将其與汽油機的動畫演示比較一下,看看有哪些地方不同:

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注意柴油機沒有火花塞,它吸入并壓縮空氣,然後将燃油直接噴入燃燒腔(直噴式)。其實是壓縮空氣産生的熱量點燃了柴油機的燃油。

柴油機的噴油器是其最為複雜的部件,并且曾經是大量試驗的課題。因為具體到每一台發動機,其噴油器的位置都可能各不相同。噴油器應當能夠承受氣缸内部的溫度和壓力,同時使噴出的燃油呈細密的霧狀。使氣缸内部循環的油霧能夠均勻分布也是一個問題,因此一些柴油機采用特殊的感應閥、預燃燒腔或其他裝置,以使氣流在燃燒腔内呈旋渦狀,或者改進點火和燃燒過程。

馬力

于對馬力的定義及其對發動機性能的影響,請參見馬力及其應用。

柴油機與汽油機之間一項很大的差異是其注入步驟不同。大多數汽車發動機(汽油機)采用油口噴射或使用化油器,而不采用直噴。因此在汽車發動機内部,全部燃油在進氣沖程期間被注入到氣缸中,然後被壓縮。燃油與空氣的混合物的壓縮限制了發動機的壓縮比,因為如果過度壓縮空氣,燃油與空氣的混合物将自行點燃并導緻爆震。而柴油機僅壓縮空氣,因此壓縮比可比汽油機高出許多。壓縮比越高,産生的馬力也就越大。

一些柴油機包含某種預熱塞(圖内未顯示)。當柴油機溫度較低時,壓縮過程無法将空氣升至燃油的燃點。預熱塞是一個電熱線圈(想象在烤箱裡看到的熱線圈),它可在發動機低溫時點燃燃油,從而起動發動機。克雷•布萊斯頓是一位經驗豐富的重型設備技師,他認為:

現代發動機的全部功能均通過ECM與複雜傳感器組的通信進行控制,這些傳感器測量包括R.P.M.、發動機冷卻液和機油的溫度,以及發動機位置(即T.D.C.)等所有數據。如今的大型發動機很少采用預熱塞。ECM檢測環境溫度并使發動機在寒冷天氣下延遲計時,因此噴油器會延時噴油。氣缸内的空氣受到的壓縮程度越高,就會産生更多輔助起動的熱量。

較小的發動機以及沒有先進計算機控制的發動機采用預熱塞解決冷起動問

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汽車發動機機油的性能差異與正确選用

汽油機與柴油機的工作原理不同,對機油也就提出了不同的要求,反映在機油配制工藝上,便形成了各自的配方體系。雖然添加的添加劑中都有清淨劑、分散劑和抗氧抗腐劑等,但由于解決問題的側重點不同,加入的比例就有差異,汽油機低溫油泥比較突出,故加入的分散劑比例比柴油機的大,而柴油機的高溫清淨及抗氧問題突出,故其清淨劑比例比汽油機油大,特别是負荷大的CD級柴油機油複合添加劑配方中還要加一些硫化烷基酚鹽(如LZ6499、LZ6500)來解決高溫抗氧抗腐蝕問題。

單級油與多級油的選擇

單級油如5W、30、40,隻符合SAE發動機油粘度分類(SAE J300 Apr.84)中的某單一級别,對适用的環境溫度有嚴格要求,如SAE40适用的最低氣溫為0℃;多級油則能同時滿足多個粘度級别,如SAE15W/40,系指其低溫性能可滿足15W,高溫粘度可達到40的指标,其間跨越5個粘度級别,因此多級油可四季通用。

由于多級油既具有良好的低溫流動及泵送性能,又具有高溫潤滑能力,因而選用多級油是最佳之選,如北方地區選用SAE5W/30,中原地區選用SAE15W/40,南方地區選用20W/50;但多級油的價格要比單級油貴很多,從經濟性考慮,在某些季節也可以選用單級油,如在北方地區春秋季使用SAE30,夏季使用SAE40;在中部地區除冬季外都使用SAE40;在南方冬季使用SAE30,春秋季使用SAE40,夏季使用SAE50(單、多級油的粘度級别與适用溫度的關系見圖1)。對于行駛區域遍及南北的汽車則必須使用多級油,如SAE 15W/40。

機油粘度級别的選擇

從汽車制造技術發展的角度看,發動機的制造越來越精密,其輸出向高功率高負荷發展;從汽車使用環境變化的角度看,随着高速公路的不斷發展,汽車在高溫高速環境中運行的時間不斷加長,這些都對機油提出了更加苛刻的要求。從保養的經濟性看,高中檔機油的潤滑性能優良,機件不易磨損,修理費用下降,且高中檔機油的換油周期可達8000~10000km,合成機油更是高達15000~25000 km;多方面綜合,選用中高檔機油還是合算的。因此,建議汽油機選用SF、SG級,柴油機選用CD、CE級,或選用SF/CD、SG/CD通用機油。目前市場上僞劣油品甚多,最好選用長城、殼牌Shell等國内、外知名品牌的機油。另外,在使用中,要勤于檢查、及時添補,養成定期換機油的良好習慣。

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