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新闻主题	柴油机与汽油机相比的不同之处

 

摘要：柴油发动机跟汽油发动机的工作过程是一样的，由进气、压缩、做功、排气4个行程组成每个工作循环。两者的最大区别是点火方式不同，汽油机通过火花塞直接点燃混合气体。但由于柴油机用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，其可燃混合气通过电压燃式实现燃烧。

 

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，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。活塞在高压气体推动向下运动并带动曲轴旋转做功，废气经排气管排入大气。

 

风冷型汽油发动机外形图

康明斯6BT柴油发动机3D模型

 

一、柴油机主要特点

 

普通柴油机是由发动机的凸轮轴驱动，高压油泵将柴油输送到各缸喷油器。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电子控制单元（Electronic Con-trol Unit，ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随着发动机转速变化的现象。

1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2、可依据发动机的工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。

3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。

相比汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30％），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机转速低，扭矩要比汽油机大，但其质量大、工作时噪声大，制造和维护费用高，排放污染比汽油机严重。随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐地被克服。

 

二、汽油机和柴油机的区别

 

1、点火方式不同：

汽油机吸入燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花塞将混合物点燃。柴油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使燃油自燃。

2、压缩比不同：

汽油机的压缩比为8：1至12：1，而柴油机的压缩比为14：1，甚至能达到25：1。由于柴油机压缩比更高，效率也更高。

3、点火方式不同

（1）汽油机具有汽化作用，即空气与燃油混合是在空气进入气缸或油口之前；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。柴油机采用直喷式，直接将柴油喷入气缸。

（2）柴油机不安装火花塞，它吸入并压缩空气，然后将燃油直接喷入燃烧腔（直喷式）。以压缩空气产生的热量点燃了柴油机的燃油。

4、喷油器位置不同

喷油器是柴油机的重要部件。不同类型发动机，其喷油器的位置都可能各不相同。喷油器需承受气缸内部的温度和压力，喷出雾状的燃油呈细密型。使气缸内部循环的油雾能够均匀分布，因此一些柴油机采用特殊的感应阀、预燃烧腔或其他装置，使燃烧腔内的气流呈旋涡状，改进点火和燃烧过程。

5、燃油注入方式不同

注入步骤不同是柴油机与汽油机之间一项很大的差异。大多数汽油机不采用直喷而采用油口喷射或化油器。因此，在发动机内部，在进气冲程期间全部燃油被注入气缸中进行压缩。燃油与空气的混合物的压缩限制了发动机的压缩比，因为若过度压缩燃油与空气的混合物会自行点燃并导致爆震。而柴油机仅压缩空气，因此压缩比高出汽油机许多。产生的功率随压缩比升高而增大。

6、预热方式不同

预热塞在一些柴油机使用。当柴油机在冷机状态时，压缩过程无法将空气升至燃油的燃点。预热塞是一个电热线圈，在发动机低温时点燃燃油，加热进入气缸的空气，使发动机正常启动。

现代发动机功能的控制均通过电子控制模块（Electronic Control Module，ECM）与复杂传感器组的通信，传感器测量包括转速、发动机机油和冷却液的温度，以及发动机位置（即T.D.C.）等数据。大型发动机很少采用预热塞。ECM（Electrical Control Module，电控模块）检测环境温度并使发动机在寒冷天气下延迟计时，喷油器也会延时喷油。气缸内的空气受到的压缩程度越高，辅助启动的热量就会产生更多。

较小的发动机以及没有先进计算机控制的发动机采用预热及预热塞来解决冷启动问题。

7、燃料不同

柴油与汽油有许多不同点。气味不同。柴油比重大。汽油汽化比柴油快很多。

比起汽油来，柴油较重蒸发很慢，它的碳原子链更多更长（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。从平均计算，柴油3.8升约含有155×106焦耳能量，而汽油3.8升含有132×106焦耳。说明柴油机有更高的效率，是柴油机比汽油机里程费用低的原因。

8、优缺点差异

（1）汽油发动机的优点：

转速高，质量轻，工作噪声小，启动容易，制造和维修费用低等特点，而不足的地方就是燃油消耗较高造成燃油经济性较差。

（2）柴油发动机的优点：

功率大，寿命长，动力性能好，排放低（比汽油低45％）的特点，随着柴油发动机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术的应用，柴油发动机的排放已达到欧II、欧IV排放标准。其优点已经赶上汽油机的水平，动力性及经济性等都优越汽油发动机。

 

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