為什么柴油機壓縮就可以點火,汽油機還要火花塞點火?原來如此!
柴油和汽油在發(fā)動機氣缸內(nèi)的點火方式確實是不一樣的,柴油是壓燃式,而汽油則是通過火花塞點燃。柴油和汽油雖然都是從原油里提煉出來的,但它們兩個在某些方面的性格卻相差較大。
從物理性能上來說,柴油的燃點是220℃,汽油是427℃,在初中物理課本上就講過,物體要燃燒需要滿足一些條件:可燃物質(zhì);助燃物質(zhì),例如充足的氧含量;點火源。
汽油的燃點雖然要比柴油高很多,但汽油卻是一種極易揮發(fā)的物質(zhì),當汽油被噴入發(fā)動機氣缸后,由于自身的易揮發(fā)性很容易和氣缸內(nèi)的空氣進行混合?;鸹ㄈ邳c火時所產(chǎn)生的溫度大概是500-600℃,這個溫度足以將汽油點燃,所以結(jié)合汽油自身的特性,汽油發(fā)動機采用火花塞點燃是最經(jīng)濟可行的辦法。
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柴油和汽油不同,柴油是一種粘度較大的物質(zhì),極難揮發(fā),但它的燃點卻要比汽油低很多,因此這就為使用壓燃點火提供了很好的條件。它的原理是發(fā)動機氣缸在進行壓縮沖程時會產(chǎn)生高溫高壓氣體,噴油嘴將柴油噴入氣缸內(nèi)部時,當柴油遇到超過燃點溫度的空氣時,柴油便在氣缸內(nèi)被點燃,這就形成了壓燃式點火。
至于汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的一些區(qū)別,下面就簡單說一下:
汽油發(fā)動機的氣缸直徑一般不超過100MM,這個數(shù)值已經(jīng)是接近于汽油發(fā)動機的極限寬度,而柴油發(fā)動機這才算是剛剛起步,例如用在船舶上的柴油發(fā)動機直徑還可以做到1米多。
這是因為汽油燃燒速度快,氣缸直徑過大的話,新噴入的混合油氣會在前面火焰的末端就很快燃燒殆盡,無法達到氣缸中心位置,這樣發(fā)動機就容易爆燃。而柴油是壓燃式點火,它會形成多個火焰中心點,所以柴油發(fā)動機不存在爆燃現(xiàn)象;
由于汽油的燃燒速度較快,因此能量的爆發(fā)和衰減速度也較快,因此汽油發(fā)動機的活塞行程要比柴油發(fā)動機更短一些。這樣汽油發(fā)動機才能通過高轉(zhuǎn)速來達到提高扭矩的目的,這也是為什么汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速都要比柴油發(fā)動機更高的原因;
柴油發(fā)動機的熱效率轉(zhuǎn)換要比汽油發(fā)動機更高一些,而熱效率越高,發(fā)動機的功率也就越高,扭矩也就越大,因此柴油發(fā)動機會比汽油發(fā)動機更有勁,燃油經(jīng)濟性更好。
汽油由于燃點高、燃燒速度快,不能通過高壓縮比的方式來進行壓燃。因為汽油發(fā)動機采用高壓縮比極易造成氣缸爆燃,這是對發(fā)動機傷害非常大的。因此現(xiàn)在大多數(shù)的汽油車發(fā)動機壓縮比都在1:8到1:10之間,有個別的例如馬自達可以做到1:14左右,這對汽油發(fā)動機來說已經(jīng)算是非常高了,但這對于柴油發(fā)動機來說卻是較低數(shù)值。柴油發(fā)動機的壓縮比一般都在1:16到1:22之間,變態(tài)的可以做到1:26左右。
雖然柴油發(fā)動機在某些性能上要比汽油發(fā)動機更好一些,且部件磨損較小、使用壽命和故障率都要遠低于汽油發(fā)動機,但它也是有一些缺點的。例如柴油發(fā)動機振動大;噪聲大;排放污染大;自重大;提速慢;對供油系統(tǒng)、噴油嘴等部件的生產(chǎn)工藝要求高,制造難度較大等等。
總的來說,兩種發(fā)動機的點火方式都是根據(jù)燃油自身特點所設(shè)計的。
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