柴油和汽油的区别(汽油和柴油发动机的三个区别)
admin
2023-10-18 15:22:27

现在大部分家用车都是汽油机,只有少数车型使用柴油机。汽油机给人的印象是噪音低,速度快。柴油机给人的印象是转速高,扭矩大。柴油发动机通常比汽油发动机更省油。那为什么两者会有这些不同呢?今天我们就来说说汽油机和柴油机最大的区别。相信看完这些你会对发动机有更深入的了解。

燃油的引燃方式不同

汽油机通过火花塞点燃进入气缸的机油,柴油机则是通过活塞压缩空气产生的高温燃烧柴油。由于汽油自燃温度较高,要让汽油实现压燃不太现实,只能借助火花塞产生的高温强制点燃汽油。而柴油的自燃温度相对较低。只要压缩比足够大,活塞压缩空气产生的温度足以让柴油自燃。

因此,柴油发动机的压缩比通常较大,从而在压缩冲程结束时可以产生足够高的温度。因为压缩比越高,热效率越高,所以柴油机的热效率一般比汽油机高。

燃烧方式不同

无论是柴油还是汽油,如果要燃烧,必须先将油蒸发成燃油蒸气,然后将燃油蒸气与空气混合,形成可燃混合物。

由于汽油的强蒸发性,所有的汽油机都是在火花塞点火之前就把汽油与空气充分混合好了.例如,普通汽油机在进气冲程喷射燃油,使汽油在进气冲程和压缩冲程有足够的时间蒸发混合,形成均匀的可燃混合气。当压缩冲程接近尾声时,火花塞产生电弧点燃混合气,发动机可以对外做功。因为汽油蒸发性强,进入气缸后有足够的时间与空气混合,所以汽油机的喷射压力不需要太高。

柴油机在进气冲程、压缩冲程是不喷油的,只有在压缩冲程末端,气缸内温度剧烈上升的时候喷油嘴才开始喷油。,因为柴油粘度大,喷射压力很高,柴油被喷成很小的雾滴,在缸内遇到高温后迅速蒸发,与空气混合,然后自行燃烧。因此,柴油发动机在压缩冲程结束时开始喷射燃料,同时燃烧。

上图是汽油在缸内燃烧的过程。在火花塞点燃之前,汽油已经充分蒸发,并与空气混合形成可燃混合气。火花塞点燃后,电弧的热量会点燃附近的混合气。由于其他混合气体已经充分混合,浓度适宜,这种小火焰能迅速点燃其他混合气体,燃烧速度很快。

这是柴油在气缸中燃烧的图像。因为柴油是在压缩冲程末期一次性喷入气缸,同时混合燃烧,所以容易出现混合不均匀的情况。从图中也可以看出,火焰周围有一定量的黑烟,这是燃烧不充分。

动力控制方式不同

汽油机通过控制进气量来间接控制燃油喷射。进气管上有一个叫节气门的部分,由油门踏板控制。节气门就像一个阀门,控制着进入气缸的空气量。油门踏板踩得越深,节气门开度越大,进入发动机的空气就越多。然后发动机控制计算机根据气缸的进气量计算喷油量,控制发动机的动力输出。

另一方面,柴油发动机要简单得多,功率直接由喷射的燃料量控制。柴油机没有节气门,所以总能在缸内获得最大的进气量,然后通过控制喷油量来调节功率。油门轻的时候喷油小,功率小。油门越重,喷油越高,动力越强。

汽油机在工作时,节气门会在一定程度上阻碍进气,所以活塞吸气的阻力增大,会消耗更多的发动机功率。但是柴油机没有节流阀,所以活塞总是很容易吸气,而且耗电少,

了解以上内容后,我们可以尝试用以上理论来解释生活中的一些问题:

柴油机为什么容易冒黑烟?

柴油机比汽油机更容易冒黑烟,这其实是由柴油机特殊的燃烧方式决定的。

因为柴油机的油门是直接控制喷油量的,踩油门喷油量增加,但柴油机不能提前很好地混合柴油,只能在压缩冲程末期才喷入气缸。这么多的柴油不容易和空气充分混合,还有一部分柴油被高温氧化成碳粒,还没来得及蒸发混合,所以柴油机大脚踩油门就非常容易冒黑烟。

现在排放要求提高了,柴油机要在排气系统中安装颗粒捕集器,过滤尾气中的碳颗粒,所以现在柴油机不容易排放黑烟,但这只是治理尾气的结果。发动机还是会冒黑烟,只是我们看不到。

柴油机转速为什么更低?

如果你开的是柴油车,你会发现大部分柴油车的发动机转速都比汽油机低。目前家用车发动机红线转速在6000转左右,高一点的可以达到6500转。柴油机的红线转速基本是4000-5000转。

其实这是由燃烧方式决定的。因为柴油机是压燃式的,所以必须在活塞压缩最剧烈的时候将柴油喷入缸内,使缸内温度足够高,才能保证柴油的顺利燃烧。如果喷油过早或过晚,缸内温度会下降,柴油可能会烧不起来。因此,柴油发动机只能在压缩冲程结束时的短时间内喷射燃料。柴油机转速过高,压缩冲程会闪,等柴油机完全燃烧就来不及了。所以柴油机的转速普遍较低。

柴油机噪音为什么更大?

柴油机的噪音主要来自两个方面。一方面是柴油机的机油泵。因为柴油机的喷射压力很高,普通的电子油泵根本满足不了需求,所以柴油机都是用机械油泵,工作时必然会产生较大的噪音。现在很多直喷汽油机为了满足排放法规也使用高压机械油泵,怠速时可以清晰听到油泵的噪音。但是用柴油

机的喷油压力相比还是小多了。

另一个原因就是柴油机燃烧的噪音了,因为柴油机没有节气门节流,所以气缸里每次都可以最大限度地吸入空气,足量的空气再加上柴油机超高的压缩比,在压缩冲程末端气缸内压力非常高。此时柴油又在瞬间全部喷入气缸剧烈燃烧,巨大的压力和猛烈的燃烧就会导致柴油机燃烧噪音非常大。

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