柴油機與汽油機

1、 解讀汽車發(fā)動機-汽油機VS柴油機 能量：物質(zhì)運動的一種度量。對應(yīng)于物質(zhì)的各種運動形式，能量也有各種形式，彼此可以互相轉(zhuǎn)換，但總量不變。熱力學(xué)中的能量主要指熱能和由熱能轉(zhuǎn)換而成的機械能。我們汽車的發(fā)動機，正是將化石燃料中蘊含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機械能，從而推動汽車行駛。內(nèi)燃機的誕生。我們將其歸為兩類：奧托循環(huán)特性的燃氣機和汽油機，狄賽爾循環(huán)特性的柴油機?，F(xiàn)代燃氣發(fā)動機基本等同于汽油機，缸內(nèi)直噴汽油機雖結(jié)構(gòu)有變化，但做功機制仍屬奧托循環(huán)范圍之內(nèi)。為了方便解讀，下文都稱之為汽油機和柴油機。     說到發(fā)動機的原理，很多讀者都會脫口而出：四沖程發(fā)動機分為吸氣、壓縮

2、、做功、排氣四個階段。汽油機吸入混合氣，然后壓縮至上止點，火花塞跳火點燃混合氣，燃燒做工把活塞推至下止點，隨即向上排出廢氣；柴油機區(qū)別在于吸入純空氣，在上止點位置將柴油噴入被壓縮的熱空氣內(nèi)點燃做功。但我們是否曾經(jīng)疑問過，汽油機為什么要有火花塞？柴油機為什么不能噴入汽油？為什么說柴油機更有力，更省油但平順性卻不理想？好吧，小編在此文中用對比的方式，解讀汽汽油機和柴油機的工作原理。表面上看，兩種熱機在進氣和燃料的引燃方式有著區(qū)別，雖然看起來都是燒油，發(fā)力，但就是在活塞處于頂端，燃燒的一霎那，幾個毫秒之內(nèi)發(fā)生的事兒，讓兩種機器有著不同的特質(zhì)。這也就是小編經(jīng)常提起的奧托循環(huán)和狄賽爾循環(huán)的差異。

3、60;   兩種循環(huán)工作狀態(tài)和對應(yīng)的p-v圖  左側(cè)為狄賽爾循環(huán)，右側(cè)為奧托循環(huán)兩種循環(huán)的工作程序我們先說左側(cè)的奧托循環(huán)。如上圖所示，p代表缸內(nèi)壓力，v代表缸內(nèi)容積，A-B吸氣沖程，活塞向下吸氣，此時燃氣的壓強幾乎保持不變；B-C絕熱壓縮沖程，活塞向上運動壓縮，使氣體壓強增加，這時活塞對氣體做功，消耗了機械能，增加了氣體的內(nèi)能；C-D等容燃燒過程，氣體突然燃燒，壓強激增，在這瞬間體積還來不及變化，所以可把它看作是等容變化，D-E絕熱做功沖程，氣體壓強增加后作絕熱膨脹推動活塞向下做功，同時消耗本身的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功，壓強逐漸減?。籈-B等容排氣過程，做功沖

4、程終了時，排氣閥開放，氣體壓強突然降低而體積還來不及變化；B-A排氣沖程，活塞由于慣性作用繼續(xù)向上運動，同時排除廢氣，這時壓強不變。而作為等壓燃燒的狄賽爾循環(huán)，C-D-E為做功沖程。第一階段C-D為等壓燃燒過程，柴油正在燃燒中，活塞在一定的壓強下移動壓強不變而容積增加，燃油一邊推動活塞做功一邊燃燒，D-E為絕熱做功沖程。其他階段同上。當(dāng)然，圖中p-v曲線是一種理想狀態(tài)，實際工況有一定的差異，而作為乘用車的高速柴油機介于兩種循環(huán)之間，燃燒過程分兩個階段，前半程為等容燃燒，后半程為等壓燃燒，滿足高轉(zhuǎn)速同時也沿襲經(jīng)典柴油機的特點。你知道嗎？柴油其實比汽油更容易引燃汽油機與柴油機長期共存的理由，就是是

5、因為有汽油和柴油兩種燃料的存在，從而存在兩種能把不同燃料充分發(fā)揮特性的內(nèi)燃機。這看似廢話，卻也驗證了那句“存在即是合理”。汽油和柴油，都是由成分為碳和氫兩種元素的烴類化合物組成的。汽油是由5-9個碳分子的烴類組成，而組成柴油的烴類的碳原子數(shù)則有10-20個，由于汽油分子比柴油要小，所以汽油的揮發(fā)性更好，燃燒速度也更快，但長鏈結(jié)構(gòu)的柴油更容易被氧化，所以柴油自燃點要低于汽油。柴油比汽油更容易引燃？看起來很難以理解，但這是事實。我們把烴類比作很常見的木頭，那么汽油就好比一堆木屑，可以被吹散在空氣中慢慢飄落，而柴油則好像牙簽，怎樣扔起來都會做自由落體運動；木屑用火柴很難點燃，但牙簽很容易被點燃；但把

6、木屑扔在火堆中，瞬間就化成一團火，而牙簽至少可以燒幾秒。 兩種發(fā)動機不是簡單的壓燃與點燃的區(qū)別，這僅僅是開始    正是因為有了這些差異，兩種發(fā)動機也有了區(qū)別和特性·汽油比柴油揮發(fā)更快，所以汽油可以混合氣狀態(tài)在吸氣行程進入氣缸，而柴油不易揮發(fā)，不容易形成混合氣，所以只能在做功行程開始前直接噴入缸內(nèi)。   ·柴油的自燃點比汽油更低，所以柴油可以在高溫高壓的汽缸中自燃；而汽油機如果采用壓燃方式，就必須要有更高的壓力，從而得到更高的溫度才能點燃，但因為汽油容易揮發(fā)，揮發(fā)時又會吸收大量的熱，這就再次增加了壓燃的難

7、度，所以用火花塞點燃是最適合的方式。·汽油比柴油燃燒的更快，所以把汽油放在高溫高壓的環(huán)境下太威猛，機體受不了這種火藥脾氣，所以要降低氣缸的壓力，而用火花點燃時，缸內(nèi)火焰是以“波”的形式蔓延燃燒，這也就避免了爆燃形成的沖擊；而柴油在高溫高壓空氣中，多處同時燃燒形成火焰，也就是以爆燃的方式做功，工作狀態(tài)比較粗暴，但因為柴油燃燒較慢，所以雖然燃燒的開始很劇烈，但燃燒時間還是要長于汽油機的。題外話：此油門非彼油門汽油機通過油門踏板改變節(jié)氣門的開度，控制混合氣進入汽缸的數(shù)量，以達到不同功率的輸出；而柴油機控制功率輸出完全依靠噴油的多少，是真正意義上的油門，取消了節(jié)氣門，發(fā)動機進氣就更充足，燃燒

8、也就更充分，這也是柴油機熱效率較高的原因之一。     同為2011款途銳，右側(cè)柴油機最高為6000轉(zhuǎn)，基本不可達到而昨側(cè)汽油機，6000轉(zhuǎn)僅僅是紅線開始汽油機和柴油機優(yōu)劣分析汽油機內(nèi)混合氣體點燃后，瞬間燃燒，并爆發(fā)出能量，所以可以在單位時間內(nèi)可以多次重復(fù)該循環(huán)，用高轉(zhuǎn)速輸出高功率，因而很小的體積，輕盈的體重，就能擁有較高性能和更快的響應(yīng)速度，寬泛的轉(zhuǎn)速區(qū)間也能夠帶來更好的操控感覺。但汽油機的壓縮比往往只有柴油機的一半，做功行程時缸內(nèi)溫度和壓力比柴油機低很多，所以熱效率比較低，也就是俗稱的“費油”。 柴油機噴入燃料后，燃燒需要一定的時間，所以適

9、合較低轉(zhuǎn)速下讓燃油充分燃燒以帶來大扭矩，而為了對抗氣缸內(nèi)高壓和大扭矩，柴油機的汽缸和活塞的連桿等零件都要比汽油機強壯，所以較汽油機更笨重。但也正是柴油機因為高壓縮比低轉(zhuǎn)速的特性，能把熱量更好的轉(zhuǎn)化成動能，所以柴油機有著更好的熱效率，也就是更好的油耗表現(xiàn)。這就是通常轎車和賽車使用汽油機，而公交車、卡車等大型車輛使用柴油機的原因。 為了適應(yīng)柴油機工況，目前國內(nèi)乘用車柴油機的缸體還都采用厚重的鑄鐵制造    柴油機現(xiàn)狀隨著技術(shù)的發(fā)展，柴油機在平順性和體積上都有很大改善，高強度的鋁制缸體制造工藝，減輕了發(fā)動機的重量；廢氣后處理與顆粒物回收有效降低尾氣污染；燃油高壓共軌噴射以及較低壓縮比有效抑制噪聲；平衡軸的應(yīng)用提升了平順性；VGT可變截面渦輪和中冷器提升了發(fā)動機功率，眾多優(yōu)良的設(shè)計逐漸裝備于乘用車之上(在歐洲，柴油車在乘用車中的比重已經(jīng)達到40%，而國內(nèi)柴油機主要搭配在SUV車型當(dāng)中，就在最近，國產(chǎn)自主品牌柴油轎車也已經(jīng)上市。但目前國內(nèi)的柴