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新闻主题	柴油发电机与汽油机有什么差别

 

摘要：说起汽油发电机和柴油发电机的区别，很多人都会说当然知道，不就是燃料的点燃方式不同吗，汽油发电机是点燃的，柴油发电机是压燃的。汽油发电机比柴油发电机多了一套点火系统，所以汽油发电机结构比柴油发电机复杂。这些说的都没错，但是不够全面，今天康明斯发电机厂家从更专业更权威的角度为您解析汽油机和柴油机到底有何不同。

 

柴油发电机是个利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞运动的机器。它的主要构造与汽油发电机大致相同，所不同的是柴油发电机气缸顶部无火花塞而有喷油嘴。它的工作过程与汽油发电机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个循环内，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。以下为柴油发电机和汽油发电机之间差异的注意特征：

一、燃油的区别

众所周知，柴油和汽油都是石油提炼物之一，它们主要以碳氢化合物混合物出现，汽油与柴油分子上区别是中碳原子数不同，构成不同相对分子质量。炼制汽油与柴油最简便的方法是利用沸点不同直接进行分馏，依次得到石油气-汽油-煤油-轻、重柴油-渣油。换句通俗话来说，提炼汽油的过程必定提炼出柴油，柴油与汽油就是同一个妈生，只是柴油晚一点出世而已。

（1）汽油与柴油相比要轻很多，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），同时柴油的粘度更高，不容易汽化。

（2）汽油的主要成分是异辛烷，而柴油的主要成分是是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃，一般用十六烷值来表示。比起汽油来，柴油含有更多更长的碳原子链。生产柴油时的精炼过程较少，所以柴油比汽油便宜。

（3）柴油比汽油有更高的能量密度。平均算来，每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。再加上柴油发电机的热效率更高，所以柴油发电机比汽油发电机的油耗要低很多。

在大家的印象中，汽油更容易燃烧，所以汽油的燃点低。事实上汽油的燃点是427℃，而柴油的燃点是220℃，柴油的燃点更低。这也是柴油发电机可以使用压燃式的理论依据之一。由于汽油更容易汽化，所以汽油的燃烧速度更快，而柴油的燃烧速度相对较慢。

汽油和柴油对比

 

二、压缩比的区别

汽油发电机吸入燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花将混合物点燃。柴油发电机只吸入空气并将其压缩，然后将燃油喷入压缩空气。压缩空气产生的热量就能将燃油点燃。汽油发电机的压缩比为8:1至12:1，而柴油发电机的压缩比为14:1，甚至能达到25:1。由于柴油发电机具有更高的压缩比，因此效率也更高。

可以看出，柴油发电机的压缩比要远高于汽油发电机。一般来说，压缩比越高，发动机的热效率就越高，那么汽油发电机为什么不可以将压缩比做大一点呢？这主要是因为，汽油的燃烧速度很快，如果压缩比过大，汽油和空气的混合气被压缩的过于猛烈，在燃烧过程中就会出现爆燃。这是一种对发动机害处极大的燃烧状态。在设计发动机时，压缩比与燃料的匹配，主要就是看是否会发生爆燃。所以，汽油发电机的压缩比相对较低，就是为了避免爆燃。　

　

 

三、缸径的区别

一般汽油发电机的气缸直径都不超过100mm，。而柴油发电机的气缸直径很大，一些船用发动机可以做到一米多。这究竟是为什么呢？答案还是与汽油和柴油的燃烧特性有关。汽油发电机使用的是火花塞点火的方式点燃混合气的。如果气缸的直径过大，气缸中的末端混合气就会在火焰前锋到达前发生燃烧，即爆燃。所以汽油发电机的缸径不能做得过大。而柴油发电机使用的是压燃式的方式来点燃混合气的，在燃烧时会产生多个火焰中心，不存在爆燃这种说法。所以柴油发电机的缸径做的很大也无所谓。

　　

 

 

四、活塞行程的区别

 

柴油发电机机进气行程中吸入纯空气。压缩行程时，柴油油压会提高到10MPa以上，再通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油发电机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油发电机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

活塞的行程越大，发动机的扭矩就越大，但是发动机的转速较低。一般汽油发电机燃烧速度快，趋向于使用短行程、高转速；而柴油发电机燃烧速度慢，趋向于使用长行程、低转速。所以一般同排量的汽油发电机和柴油发电机，柴油发电机相对更高一些，就是这个原因。同时由于柴油发电机压缩比高，工作压力大，所以柴油发电机的零部件都经过加强，比较笨重。

 

 

五、燃烧方式的区别

柴油发动机跟汽油发动机的工作过程一样，每个工作步骤都会经历进气、压缩、作功、排气四个行程。不过柴油发电机的燃料，粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度比汽油低，所以柴油发电机点火方式与汽油发电机不同。汽油发电机采用点燃式，而柴油发电机采用压燃式。那么为什么汽油发电机不能采用压燃式呢？大家知道，发动机工作有四个行程，分别是进气、压缩、作功、排气。当柴油发动机处于压缩上止点时，缸内温度可以达到500~800℃。由于柴油的燃点是220℃，所以此时喷入柴油，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧；而汽油发电机的缸内温度只有300~400℃，但是汽油的燃点是427℃，所以此时即使喷入汽油，汽油也不会燃烧，必须使用火花塞点火来引燃它。因此汽油发电机是无法实现压燃的。

有人说，现在的汽油发电机也使用了缸内直喷的技术了，这不就跟柴油发电机一样了吗！其实二者还是有区别的。汽油缸内直喷是在发动机进气行程结束、压缩行程开始就开始喷入汽油，汽油与空气是在整个压缩行程中充分混合的，当到达上止点时火花塞点火燃烧；而柴油发电机喷油是在压缩行程终了时才开始的，喷入的柴油立即发火燃烧，柴油与空气的混合是不均匀的。所以，汽油发电机的空燃比一般严格控制在14.7:1，而柴油发电机的空燃比可以高达20:1。

 

燃烧效率比示意图

六、热效率的区区别

 

汽油发电机通常使用汽化作用，即在空气进入气缸或油口之前，空气与燃油早已混合；或使用油口燃油喷射，即在开始进气冲程（气缸外）之前喷射燃油。柴油发电机采用直喷式，即柴油被直接喷入气缸。由于柴油发动机的压缩比是高于汽油发电机发动机的，所以其燃油转化率也是远远高于汽油发电机的，能获得更高的燃烧效率，所以柴油发电机的热效率一般高于汽油发电机。在现阶段，汽油发电机的热效率普遍在30%~40%之间，而柴油发电机可以达到35%~45%。

　　

 

发动机燃烧热率特征曲线

 

 

七、扭矩的区别

 

大家都知道，柴油发电机更“有劲”，其实是指发动机的扭矩更大。如果对比同排量的汽油发电机和柴油发电机，会发现汽油发电机的功率更大，但是柴油发电机的扭矩更大。这主要是因为柴油发电机的压缩比大，活塞行程大，所以可以发出较大的扭矩。但是由于转速低，所以功率并不大。柴油发电机最大的优势就是可以在较低的转速下发出较大的扭矩，所以一般大型发电机组采用柴油机来做主动力。

 

八、使用成本的区别

 

（1）耗油量区别

相比起汽油发电机，柴油发电机具有燃油消耗率低（平均比汽油发电机低30%），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油发电机的转速一般比汽油发电机来得低，扭距要比汽油发电机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油发电机差。但随着现代技术的发展，柴油发电机的这些缺点正逐渐的被克服。

（2）燃油价格区别

由于柴油较重，所以蒸发很慢。比起汽油来，它含有更多更长的碳原子链（汽油一般是C9H20，而柴油一般是C14H30）。生产柴油时的精炼过程较少，所以柴油比汽油便宜。柴油比汽油有更高的能量密度。平均算来，3.8升的柴油含有约155x106焦耳能量，而3.8升的汽油含有132x106焦耳。这一优势结合柴油发电机更高的效率，说明了柴油发电机比汽油发电机运行费用低的原因。

九、排放污染的区别

 

汽油机的排放物应为二氧化碳(CO2)、氮(N2)和水(H2O)。但汽油发动机在实际工作过程中，混合气燃烧往往是不完全的，燃烧生成物除了以上三种之外，还有炭氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOX)、铅化物以及二氧化硫等。柴油机排放特点是碳颗粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。而氮氧化物是全球目前需要治理的主要目标，于是从综合性来看上柴油机污染大于汽油机。

 

 

废气排放差异示意图

 

 

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