新聞主題	柴油機(jī)與汽油機(jī)相比的不同之處

 

摘要：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)跟汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程是一樣的，由進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣4個(gè)行程組成每個(gè)工作循環(huán)。兩者的最大區(qū)別是點(diǎn)火方式不同，汽油機(jī)通過火花塞直接點(diǎn)燃混合氣體。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，其可燃混合氣通過電壓燃式實(shí)現(xiàn)燃燒。

 

柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時(shí)，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過噴油器噴入氣缸，在很短時(shí)間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由于柴油機(jī)壓縮比高（一般為16～22），所以壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5～4.5MPa，同時(shí)溫度高達(dá)750～1000K（而汽油機(jī)在此時(shí)的混合氣壓力會(huì)為0.6～1.2MPa，溫度達(dá)600～700K），大大超過柴油的自燃溫度。因此，柴油在噴入氣缸后，在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6～9MPa，溫度也升到2000～2500K?；钊诟邏簹怏w推動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)做功，廢氣經(jīng)排氣管排入大氣。

 

風(fēng)冷型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外形圖

康明斯6BT柴油發(fā)動(dòng)機(jī)3D模型

 

一、柴油機(jī)主要特點(diǎn)

 

普通柴油機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸驅(qū)動(dòng)，高壓油泵將柴油輸送到各缸噴油器。這種供油方式要隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，做不到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油量。共軌噴射式供油系統(tǒng)由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電子控制單元（Electronic Con-trol Unit，ECU）和一些管道壓力傳感器組成，系統(tǒng)中的每一個(gè)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(duì)噴油器起到液力蓄壓作用。工作時(shí)，高壓油泵以高壓將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(huán)工作，對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，徹底改變了供油壓力隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的現(xiàn)象。

1、噴油正時(shí)與燃油計(jì)量完全分開，噴油壓力和噴油過程由ECU適時(shí)控制。

2、可依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況去調(diào)整各缸噴油壓力，噴油始點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間，從而追求噴油的最佳控制點(diǎn)。

3、能實(shí)現(xiàn)很高的噴油壓力，并能實(shí)現(xiàn)柴油的預(yù)噴射。

相比汽油機(jī)，柴油機(jī)具有燃油消耗率低（平均比汽油機(jī)低30％），而且柴油價(jià)格較低，所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好；同時(shí)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比汽油機(jī)轉(zhuǎn)速低，扭矩要比汽油機(jī)大，但其質(zhì)量大、工作時(shí)噪聲大，制造和維護(hù)費(fèi)用高，排放污染比汽油機(jī)嚴(yán)重。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)的這些缺點(diǎn)正逐漸地被克服。

 

二、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別

 

1、點(diǎn)火方式不同：

汽油機(jī)吸入燃料與空氣的混合物并將其壓縮，然后通過火花塞將混合物點(diǎn)燃。柴油機(jī)只吸入空氣并將其壓縮，然后將燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣產(chǎn)生的熱量就能使燃油自燃。

2、壓縮比不同：

汽油機(jī)的壓縮比為8：1至12：1，而柴油機(jī)的壓縮比為14：1，甚至能達(dá)到25：1。由于柴油機(jī)壓縮比更高，效率也更高。

3、點(diǎn)火方式不同

（1）汽油機(jī)具有汽化作用，即空氣與燃油混合是在空氣進(jìn)入氣缸或油口之前；或使用油口燃油噴射，即在開始進(jìn)氣沖程（氣缸外）之前噴射燃油。柴油機(jī)采用直噴式，直接將柴油噴入氣缸。

（2）柴油機(jī)不安裝火花塞，它吸入并壓縮空氣，然后將燃油直接噴入燃燒腔（直噴式）。以壓縮空氣產(chǎn)生的熱量點(diǎn)燃了柴油機(jī)的燃油。

4、噴油器位置不同

噴油器是柴油機(jī)的重要部件。不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)，其噴油器的位置都可能各不相同。噴油器需承受氣缸內(nèi)部的溫度和壓力，噴出霧狀的燃油呈細(xì)密型。使氣缸內(nèi)部循環(huán)的油霧能夠均勻分布，因此一些柴油機(jī)采用特殊的感應(yīng)閥、預(yù)燃燒腔或其他裝置，使燃燒腔內(nèi)的氣流呈旋渦狀，改進(jìn)點(diǎn)火和燃燒過程。

5、燃油注入方式不同

注入步驟不同是柴油機(jī)與汽油機(jī)之間一項(xiàng)很大的差異。大多數(shù)汽油機(jī)不采用直噴而采用油口噴射或化油器。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，在進(jìn)氣沖程期間全部燃油被注入氣缸中進(jìn)行壓縮。燃油與空氣的混合物的壓縮限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，因?yàn)槿暨^度壓縮燃油與空氣的混合物會(huì)自行點(diǎn)燃并導(dǎo)致爆震。而柴油機(jī)僅壓縮空氣，因此壓縮比高出汽油機(jī)許多。產(chǎn)生的功率隨壓縮比升高而增大。

6、預(yù)熱方式不同

預(yù)熱塞在一些柴油機(jī)使用。當(dāng)柴油機(jī)在冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，壓縮過程無法將空氣升至燃油的燃點(diǎn)。預(yù)熱塞是一個(gè)電熱線圈，在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)點(diǎn)燃燃油，加熱進(jìn)入氣缸的空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。

現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)功能的控制均通過電子控制模塊（Electronic Control Module，ECM）與復(fù)雜傳感器組的通信，傳感器測(cè)量包括轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和冷卻液的溫度，以及發(fā)動(dòng)機(jī)位置（即T.D.C.）等數(shù)據(jù)。大型發(fā)動(dòng)機(jī)很少采用預(yù)熱塞。ECM（Electrical Control Module，電控模塊）檢測(cè)環(huán)境溫度并使發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷天氣下延遲計(jì)時(shí)，噴油器也會(huì)延時(shí)噴油。氣缸內(nèi)的空氣受到的壓縮程度越高，輔助啟動(dòng)的熱量就會(huì)產(chǎn)生更多。

較小的發(fā)動(dòng)機(jī)以及沒有先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)采用預(yù)熱及預(yù)熱塞來解決冷啟動(dòng)問題。

7、燃料不同

柴油與汽油有許多不同點(diǎn)。氣味不同。柴油比重大。汽油汽化比柴油快很多。

比起汽油來，柴油較重蒸發(fā)很慢，它的碳原子鏈更多更長(zhǎng)（柴油一般是C₁₄H₃₀，而汽油一般是C₉H₂₀）。

柴油的能量密度比汽油更高。從平均計(jì)算，柴油3.8升約含有155×106焦耳能量，而汽油3.8升含有132×106焦耳。說明柴油機(jī)有更高的效率，是柴油機(jī)比汽油機(jī)里程費(fèi)用低的原因。

8、優(yōu)缺點(diǎn)差異

（1）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量輕，工作噪聲小，啟動(dòng)容易，制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，而不足的地方就是燃油消耗較高造成燃油經(jīng)濟(jì)性較差。

（2）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

功率大，壽命長(zhǎng)，動(dòng)力性能好，排放低（比汽油低45％）的特點(diǎn)，隨著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放已達(dá)到歐II、歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)。其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)趕上汽油機(jī)的水平，動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性等都優(yōu)越汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

 

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