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汽油機為什麼不能壓燃

圖文 更新时间:2024-08-03 00:12:38

汽油機為什麼不能壓燃?說起汽油機和柴油機的區别,很多人都會說:知道,不就是燃料的點燃方式不同嗎,汽油機是點燃的,柴油機是壓燃的汽油機比柴油機多了一套點火系統,所以汽油機結構比柴油機複雜那麼他們之間難道僅僅是這一點區别嗎?今天老侯從更專業的角度,來給大家分析一下汽油機和柴油機還有哪些不同之處,下面我們就來聊聊關于汽油機為什麼不能壓燃?接下來我們就一起去了解一下吧!

汽油機為什麼不能壓燃(汽油機與柴油機的區别僅僅是點燃方式嗎)1

汽油機為什麼不能壓燃

說起汽油機和柴油機的區别,很多人都會說:知道,不就是燃料的點燃方式不同嗎,汽油機是點燃的,柴油機是壓燃的。汽油機比柴油機多了一套點火系統,所以汽油機結構比柴油機複雜。那麼他們之間難道僅僅是這一點區别嗎?今天老侯從更專業的角度,來給大家分析一下汽油機和柴油機還有哪些不同之處。

1、汽油和柴油的區别

汽油與柴油相比要輕很多,一般汽油的密度0.725g/ml,而柴油的密度是0.83~0.855g/ml(柴油标号越高密度越低),同時柴油的粘度更高,不容易汽化。

汽油的主要成分是異辛烷,而柴油的主要成分是是含9到18個碳原子的鍊烷、環烷或芳烴,一般用十六烷值來表示。比起汽油來,柴油含有更多更長的碳原子鍊。生産柴油時的精煉過程較少,所以柴油比汽油便宜。

柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來,每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。再加上柴油機的熱效率更高,所以柴油機比汽油機的油耗要低很多。

在大家的印象中,汽油更容易燃燒,所以汽油的燃點低。事實上汽油的燃點是427℃,而柴油的燃點是220℃,柴油的燃點更低。這也是柴油機可以使用壓燃式的理論依據之一。由于汽油更容易汽化,所以汽油的燃燒速度更快,而柴油的燃燒速度相對較慢。

2、壓縮比的區别

一般汽油機的壓縮比在8:1~11:1之間,個别的車型可以做到14:1;而柴油機的壓縮比一般在16:1~22:1之間,最高可以做到26:1。可以看出,柴油機的壓縮比要遠高于汽油機。一般來說,壓縮比越高,發動機的熱效率就越高,那麼汽油機為什麼不可以将壓縮比做大一點呢?

這主要是因為,汽油的燃燒速度很快,如果壓縮比過大,汽油和空氣的混合氣被壓縮的過于猛烈,在燃燒過程中就會出現爆燃。這是一種對發動機害處極大的燃燒狀态。在設計發動機時,壓縮比與燃料的匹配,主要就是看是否會發生爆燃。所以,汽油機的壓縮比相對較低,就是為了避免爆燃。

3、氣缸的直徑

一般汽油機的氣缸直徑都不超過100mm,以前的解放141使用的CA6102汽油機氣缸直徑是102mm,這幾乎是汽油機缸徑的極限了。而柴油機的氣缸直徑很大,一些船用發動機可以做到一米多。這究竟是為什麼呢?

答案還是與汽油和柴油的燃燒特性有關。汽油機使用的是火花塞點火的方式點燃混合氣的。如果氣缸的直徑過大,氣缸中的末端混合氣就會在火焰前鋒到達前發生燃燒,即爆燃。所以汽油機的缸徑不能做得過大。現在市場上常見的民用車中,普拉多裝備的2.7排量四缸發動機,氣缸直徑是95mm,是我所知道的最大缸徑的汽油發動機了。

而柴油機使用的是壓燃式的方式來點燃混合氣的,在燃燒時會産生多個火焰中心,不存在爆燃這種說法。所以柴油機的缸徑做的很大也無所謂。

4、活塞的行程

活塞的行程越大,發動機的扭矩就越大,但是發動機的轉速較低。一般汽油機燃燒速度快,趨向于使用短行程、高轉速;而柴油機燃燒速度慢,趨向于使用長行程、低轉速。所以一般同排量的汽油機和柴油機,柴油機相對更高一些,就是這個原因。同時由于柴油機壓縮比高,工作壓力大,所以柴油機的零部件都經過加強,比較笨重。

5、混合氣燃燒方式

這是網友最熟知的區别了。汽油機采用點燃式,而柴油機采用壓燃式。那麼為什麼汽油機不能采用壓燃式呢?

大家知道,發動機工作有四個行程,分别是進氣、壓縮、作功、排氣。當柴油發動機處于壓縮上止點時,缸内溫度可以達到500~800℃。由于柴油的燃點是220℃,所以此時噴入柴油,在很短時間内與空氣混合後便立即自行發火燃燒;而汽油機的缸内溫度隻有300~400℃,但是汽油的燃點是427℃,所以此時即使噴入汽油,汽油也不會燃燒,必須使用火花塞點火來引燃它。因此汽油機是無法實現壓燃的。

有人說,現在的汽油機也使用了缸内直噴的技術了,這不就跟柴油機一樣了嗎!其實二者還是有區别的。汽油缸内直噴是在發動機進氣行程結束、壓縮行程開始就開始噴入汽油,汽油與空氣是在整個壓縮行程中充分混合的,當到達上止點時火花塞點火燃燒;而柴油機噴油是在壓縮行程終了時才開始的,噴入的柴油立即發火燃燒,柴油與空氣的混合是不均勻的。所以,汽油機的空燃比一般嚴格控制在14.7:1,而柴油機的空燃比可以高達20:1。

6、發動機的熱效率

由于柴油發動機的壓縮比是高于汽油車發動機的,所以其燃油轉化率也是遠遠高于汽油機的,能獲得更高的燃燒效率,所以柴油機的熱效率一般高于汽油機。在現階段,汽油機的熱效率普遍在30%~40%之間,而柴油機可以達到35%~45%。

7、發動機的功率和扭矩

大家都知道,柴油機更“有勁”,其實是指發動機的扭矩更大。如果對比同排量的汽油機和柴油機,會發現汽油機的功率更大,但是柴油機的扭矩更大。這主要是因為柴油機的壓縮比大,活塞行程大,所以可以發出較大的扭矩。但是由于轉速低,所以功率并不大。柴油機最大的優勢就是可以在較低的轉速下發出較大的扭矩,這一點對于貨車和越野車來說特别适用。所以,在大型貨車、工程機械以及一些越野車上得到了廣泛的應用。

綜合來看,汽油機震動小、轉速高,适用于轎車和輕型車輛;柴油機扭矩大,經濟性能好,适用于卡車和大型客車。但其工作時噪音大,振動大,排放也比汽油機差,同時柴油是國家的重要戰略物質,所以,柴油機在家庭轎車中很難推廣開來。

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