新聞主題	柴油機與汽油機相比的不同之處

 

摘要：柴油發動機跟汽油發動機的工作過程是一樣的，由進氣、壓縮、做功、排氣4個行程組成每個工作循環。兩者的最大區別是點火方式不同，汽油機通過火花塞直接點燃混合氣體。但由于柴油機用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，其可燃混合氣通過電壓燃式實現燃燒。

 

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，柴油經噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過噴油器噴入氣缸，在很短時間內與壓縮后的高溫空氣混合，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內空氣壓力可達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，柴油在噴入氣缸后，在很短時間內與空氣混合后便自行發火燃燒。氣缸內的氣壓急速上升到6～9MPa，溫度也升到2000～2500K。活塞在高壓氣體推動向下運動并帶動曲軸旋轉做功，廢氣經排氣管排入大氣。

 

風冷型汽油發動機外形圖

康明斯6BT柴油發動機3D模型

 

一、柴油機主要特點

 

普通柴油機是由發動機的凸輪軸驅動，高壓油泵將柴油輸送到各缸噴油器。這種供油方式要隨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、電子控制單元（Electronic Con-trol Unit，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組成閉環工作，對公共供油管內的油壓實現精確控制，徹底改變了供油壓力隨著發動機轉速變化的現象。

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適時控制。

2、可依據發動機的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轉速低，扭矩要比汽油機大，但其質量大、工作時噪聲大，制造和維護費用高，排放污染比汽油機嚴重。隨著現代技術的發展，柴油機的這些缺點正逐漸地被克服。

 

二、汽油機和柴油機的區別

 

1、點火方式不同：

汽油機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燃。柴油機只吸入空氣并將其壓縮，然后將燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣產生的熱量就能使燃油自燃。

2、壓縮比不同：

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。由于柴油機壓縮比更高，效率也更高。

3、點火方式不同

（1）汽油機具有汽化作用，即空氣與燃油混合是在空氣進入氣缸或油口之前；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，直接將柴油噴入氣缸。

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

4、噴油器位置不同

噴油器是柴油機的重要部件。不同類型發動機，其噴油器的位置都可能各不相同。噴油器需承受氣缸內部的溫度和壓力，噴出霧狀的燃油呈細密型。使氣缸內部循環的油霧能夠均勻分布，因此一些柴油機采用特殊的感應閥、預燃燒腔或其他裝置，使燃燒腔內的氣流呈旋渦狀，改進點火和燃燒過程。

5、燃油注入方式不同

注入步驟不同是柴油機與汽油機之間一項很大的差異。大多數汽油機不采用直噴而采用油口噴射或化油器。因此，在發動機內部，在進氣沖程期間全部燃油被注入氣缸中進行壓縮。燃油與空氣的混合物的壓縮限制了發動機的壓縮比，因為若過度壓縮燃油與空氣的混合物會自行點燃并導致爆震。而柴油機僅壓縮空氣，因此壓縮比高出汽油機許多。產生的功率隨壓縮比升高而增大。

6、預熱方式不同

預熱塞在一些柴油機使用。當柴油機在冷機狀態時，壓縮過程無法將空氣升至燃油的燃點。預熱塞是一個電熱線圈，在發動機低溫時點燃燃油，加熱進入氣缸的空氣，使發動機正常啟動。

現代發動機功能的控制均通過電子控制模塊（Electronic Control Module，ECM）與復雜傳感器組的通信，傳感器測量包括轉速、發動機機油和冷卻液的溫度，以及發動機位置（即T.D.C.）等數據。大型發動機很少采用預熱塞。ECM（Electrical Control Module，電控模塊）檢測環境溫度并使發動機在寒冷天氣下延遲計時，噴油器也會延時噴油。氣缸內的空氣受到的壓縮程度越高，輔助啟動的熱量就會產生更多。

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及預熱塞來解決冷啟動問題。

7、燃料不同

柴油與汽油有許多不同點。氣味不同。柴油比重大。汽油汽化比柴油快很多。

比起汽油來，柴油較重蒸發很慢，它的碳原子鏈更多更長（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。說明柴油機有更高的效率，是柴油機比汽油機里程費用低的原因。

8、優缺點差異

（1）汽油發動機的優點：

轉速高，質量輕，工作噪聲小，啟動容易，制造和維修費用低等特點，而不足的地方就是燃油消耗較高造成燃油經濟性較差。

（2）柴油發動機的優點：

功率大，壽命長，動力性能好，排放低（比汽油低45％）的特點，隨著柴油發動機采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉換和顆粒捕集器等先進技術的應用，柴油發動機的排放已達到歐II、歐IV排放標準。其優點已經趕上汽油機的水平，動力性及經濟性等都優越汽油發動機。

 

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