汽油发动机为什么不能用压燃技术 它们之间又有什么区别

|2017-09-11 15:37:17

  对于了解发动机的朋友可能都知道,汽油发动机的点火方式是火花点火,而柴油发动机的点火方式是压燃点火。那么为什么这两种发动机会有不同呢?汽油发动机为什么不能用压燃技术,下面小编就和大家一块看一下。

 

  压燃点火

 

  压燃点火:柴油发动机的一种点火方式,柴油发动机以柴油作为燃料,与汽油相比,柴油的自燃温度低(220℃左右)、黏度大且不易蒸发。而且柴油发动机本身没有火花塞,其压缩比也要大于汽油发动机,因此柴油发动机依靠压缩行程将混合气压缩到燃点,使其自动着火,故称这种点火方式为压燃点火。
 


  火花点火

 

  火花点火:汽油发动机的一种点火方式,汽油的自燃温度(480℃左右)要大于柴油发动机,而且黏度小容易蒸发,所以可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气,或者用喷射系统直接将汽油喷入气缸,然后在压缩行程快结束时通过火花塞跳火将混合气点燃,故称这种点火方式为火花点火。

 

  压缩比的区别

 

  一般汽油机的压缩比在8:1~11:1之间,个别的车型可以做到14:1;而柴油机的压缩比一般在16:1~22:1之间,最高可以做到26:1。可以看出,柴油机的压缩比要远高于汽油机。一般来说,压缩比越高,发动机的热效率就越高,那么汽油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,汽油机的压缩比相对较低,就是为了避免爆燃。
 

 

  气缸的直径

 

  一般汽油机的气缸直径都不超过100mm,以前的解放141使用的CA6102汽油机气缸直径是102mm,这几乎是汽油机缸径的极限了。而柴油机的气缸直径很大,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。所以汽油机的缸径不能做得过大。现在市场上常见的民用车中,普拉多装备的2.7排量四缸发动机,气缸直径是95mm,是我所知道的最大缸径的汽油发动机了。

 

  而柴油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。所以柴油机的缸径做的很大也无所谓。

 

  活塞的行程

 

  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。一般汽油机燃烧速度快,趋向于使用短行程、高转速;而柴油机燃烧速度慢,趋向于使用长行程、低转速。所以一般同排量的汽油机和柴油机,柴油机相对更高一些,就是这个原因。同时由于柴油机压缩比高,工作压力大,所以柴油机的零部件都经过加强,比较笨重。
 

 

  混合气燃烧方式

 

  这是网友最熟知的区别了。汽油机采用点燃式,而柴油机采用压燃式。那么为什么汽油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。因此汽油机是无法实现压燃的。

 

  有人说,现在的汽油机也使用了缸内直喷的技术了,这不就跟柴油机一样了吗!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,汽油机的空燃比一般严格控制在14.7:1,而柴油机的空燃比可以高达20:1。

来源:潮粉
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