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为什么柴油机压缩就可以点火,而汽油机却必须要用火花塞来点火?

分类:
多姆百科
作者:
多姆润滑油
来源:
www.domechina.com
发布时间:
2018/12/25
浏览量
  大家都知道,汽油机和柴油机的主要区别就是燃料的点燃方式不同,汽油机是用火花塞点燃的,而柴油机是压燃的。二者相比较而言,柴油机压缩比更大,热效率更高,油耗也更低,经济性和动力性都优于汽油机,但是在噪音、振动及排放方面不如汽油机。有些人就很纳闷,为什么柴油机压缩就可以点火,而汽油机却必须要用火花塞来点火?
 
  为什么柴油机压缩就可以点火,而汽油机却必须要用火花塞来点火?
 
  首先汽油机和柴油机燃料点燃方式不同的根本原因在于汽油和柴油在化学性质上的差别。汽油的主要成分是主要成分为C5~C12脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃(一般用辛烷值来表示),密度为0.725g/ml,它的馏程较低,一般只有30℃至220℃,所以它很容易蒸发汽化;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),柴油的密度是0.83~0.855g/ml(柴油标号越高密度越低),同时柴油的馏程较高,约为180~370℃,所以柴油的粘度更高,不容易汽化。与汽油相比,柴油含有更多更长的碳原子链,有更高的能量密度,每升柴油含有的能量是同体积的汽油含有能量的1.2倍,再加上柴油机的热效率更高,所以柴油机比汽油机的油耗要低很多。
  
  汽油的自燃点是427℃,而柴油的自燃点是220℃,柴油的自燃点更低。这也是柴油机可以使用压燃式的重要理论依据之一。但是汽油的闪点比较低,很容易被点燃;而柴油的闪点相对较高,不容易被点燃。
  为什么柴油机压缩就可以点火,而汽油机却必须要用火花塞来点火?
  由于汽油粘度低,馏程低,更容易蒸发汽化,所以由汽油和空气混合而成的可燃混合气是非常均匀的,汽油基本是以分子状态被空气包围,燃烧速度是非常快的,并且汽油和空气可以实现理论上的最佳配比,达到汽油和空气同时消耗完毕的效果,实现更好的尾气排放;而柴油粘度高,馏程高,不容易蒸发汽化,所以由柴油和空气混合而成的可燃混合气是不均匀的,柴油是以一个个小油滴的状态被空气包围,所以它的燃烧速度是比较缓慢的,并且为了保证每一个油滴都能充分燃烧,就必须向气缸中充入更多的空气,所以柴油机的空燃比是比较高的,甚至可以达到20:1以上。
  
  那么我们为什么不能把汽油机的压缩比也做的更大一些呢?
  
  让汽油机在压缩终了时气缸内的温度也提高到汽油的自燃点以上,这样汽油机不就也可以实现压燃了吗?而且压缩比越高,发动机的热效率就越高,这样是不是还可以提高发动机的热效率呢?答案也是不可以,主要原因是汽油的燃烧速度很快,燃烧过程不可控,很难把发动机做得平顺、柔和。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。所以,发动机的压缩比要与燃料的性质相匹配,汽油机的压缩比相对较低,主要目的就是为了避免爆燃。
  
  传统的汽油机中,汽油与空气的混合是在气缸外完成的,而现在很多汽油机采用了缸内直喷的技术,汽油直接喷射在气缸内与空气相混合,这样是不是可以直接压燃呢?其实汽油机的缸内直喷与柴油机的燃油喷射还是有区别的。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,燃烧是在瞬间完成的;而柴油机喷油是在压缩行程终了时才开始的,并且燃油的喷射过程会持续比较长的时间,喷入的柴油立即发火燃烧,燃烧过程中柴油边喷射边燃烧,混合气的成分是不断变化的。这样的燃烧过程汽油是无法做到的。

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