車用發(fā)動機孿生姐妹

汽車發(fā)動機孿生姐妹汽油機與柴油機汽車：這里的汽車是指轎車、客車、公交車、卡車…汽車發(fā)動機主要種類汽油機：以汽油為燃料的發(fā)動機柴油機：以柴油為燃料的發(fā)動機

汽油機與柴油機相同點都屬于內(nèi)燃機：即燃料均是在發(fā)動機內(nèi)部（氣缸內(nèi)）燃燒。在外部，我們看不到燃料的燃燒過程。

與此相對應(yīng)的是外燃機?；疖囶^上的蒸汽機是典型的外燃機。你可以看到工人正在向蒸汽機內(nèi)送燃料-煤。汽油機與柴油機相同點都屬于活塞式內(nèi)燃機。內(nèi)燃機分類：活塞式內(nèi)燃機噴氣式發(fā)動機旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C汽油機與柴油機相同點都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四過程組成，通過燃料的燃燒將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)而輸出動力。四沖程需要曲軸轉(zhuǎn)2圈完成這四個過程

二沖程需要曲軸轉(zhuǎn)1圈完成這四個過程汽油機與柴油機相同點都是由配氣機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)和燃料供給系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動系統(tǒng)組成。汽油機與柴油機不同點燃料不同（這可不是廢話）從汽油機和柴油機的名稱，就可以看出柴油機的燃料是柴油，而汽油機的燃料是汽油。而對于天然氣發(fā)動機，無論是壓縮天然氣（CNG）還是液化天然氣(LNG)，其工作原理更雷同于汽油機。燃料的不同，是引起汽油機和柴油機不同的根本原因。注意不是之一原因，而是唯一原因。既然這樣，那么我們通過下表了解一下汽油與柴油的特性：汽油柴油揮發(fā)性非常好困難與空氣混合容易且均勻難粘度(mm2/s)0.55~0.853.9~5.7燃點（℃）427220汽油機與柴油機不同點燃料的點燃方式不同汽油機靠點火塞將汽油點燃；柴油機靠高壓使柴油自燃。從自燃點可以看出，在常規(guī)大氣壓下，柴油的自燃點為220°C，這樣的溫度完全可以靠提高氣缸內(nèi)的壓力而獲得，從而使柴油自燃。理論根據(jù)：對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)通過額外壓力對氣體做功，來壓縮氣體使之體積減小，此時氣體分子之間的間距減小，分子之間的相互作用力增大，其內(nèi)能隨之增大。宏觀表現(xiàn)為氣體的溫度增加。疑惑：根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程:T=kPV，當(dāng)壓力P增加，體積V隨之減小；PV的乘積不一定增加呀。也就是說T不一定增加呀?；蛘哒f，壓縮氣體，氣體溫度不一定增加呀。這與上面的理論根據(jù)完全不同。理論錯誤？怎么回事？汽油機與柴油機不同點燃料的點燃方式不同通過計算和實踐得知，當(dāng)將氣體壓縮到常規(guī)體積的1/16時，柴油即可達(dá)到它的自燃點，如220°C。因此，柴油機的壓縮比一般確定在16:1左右。根據(jù)柴油的種類、品質(zhì)、進(jìn)氣溫度和壓力、氣缸的散熱情況、氣缸與活塞的間隙、零部件的強度等等情況，柴油機的壓縮比一般處于12:1~26:1之間。壓縮比不能太低，太低，缸內(nèi)空氣溫度達(dá)不到柴油的自燃溫度，柴油就無法自燃。壓縮比也不能太大，太大，發(fā)動機零部件無法忍受如此大的沖擊，影響零部件的壽命和發(fā)動機的可靠性，還會對機械效率和排放產(chǎn)生不利影響！問題：我們習(xí)慣認(rèn)為汽油比柴油容易著火。我們通常在汽油加油站，要特別注意既不能打手機，也要注意消除自身的靜電，更不能抽煙？Why？汽油機與柴油機不同點燃料的點燃方式不同我們從表中可以看出，汽油的自燃點為427°C,要比柴油的自燃點220°C高出很多。那么，我們能不能像柴油機那樣，增加氣缸內(nèi)的壓力，而讓汽油自燃呢？從道理上講，是可以實現(xiàn)的。如果我們用提高壓縮比的辦法來使汽油自燃，那么，發(fā)動機的壓縮比一定要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于柴油機的壓縮比才能使缸內(nèi)的汽油與空氣的混合氣溫度達(dá)到427°C以上。此時，為了抵抗高壓縮比對活塞、連桿、氣缸、氣缸蓋等的巨大沖擊，這些零部件一方面必須采用非常高強度、耐高溫?zé)岬陌嘿F材料，另一方面還要增加這些零部件的質(zhì)量。這樣大幅增加了發(fā)動機的體積和質(zhì)量，比現(xiàn)在的柴油機還要笨重，得不償失。從另一角度來看，由于汽油的揮發(fā)性好，粘度小，容易與空氣混合的非常充分，當(dāng)汽油與空氣的混合氣在達(dá)到自燃點后，會引起缸內(nèi)多點同時著火，瞬間（1500~2000m/s）點燃缸內(nèi)氣體，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的爆燃，甚至?xí)l(fā)生可怕的劇烈爆炸，致使缸內(nèi)溫度劇升，許多燃料來不及完全燃燒，產(chǎn)生黑煙。劇烈沖擊會引起發(fā)動機零部件的壽命降低，燃料的不完全燃燒降低了發(fā)動機的輸出功率，也污染了空氣，達(dá)不到排放要求。既然我們用盡洪荒之力也難使汽油平順自燃，那么我們不如利用“打火機”強制將汽油點燃。這個“打火機”就是汽油機上的火花塞。所以在汽油機中，汽油是被火花塞點燃的。汽油機與柴油機不同點壓縮比范圍不同為了使氣缸內(nèi)的空氣達(dá)到自燃點，所以需要很大的壓縮比。柴油機的壓縮比一為12:1~26:1.由于汽油的自燃點較高，很難通過壓縮缸內(nèi)燃?xì)膺_(dá)到自燃點。所以，汽油機采用點燃的方式。因此，其壓縮比不必做的很高，一般為6:1~13:1.壓縮比=活塞在下止點時氣缸內(nèi)的容積÷活塞在上止點時氣缸內(nèi)的容積。汽油機與柴油機不同點熱力學(xué)循環(huán)過程不同因汽油更容易燃燒，且燃燒過程不易控制，燃燒時活塞位置基本上沒有變化（相對），可歸屬于等容燃燒，所以熱力學(xué)循環(huán)過程更接近于奧托循環(huán)；因柴油機是通過有控制的噴射柴油進(jìn)入氣缸，所以其燃燒過程更容易得到控制（等壓燃燒），所以更接近于狄塞爾循環(huán)。你知道嗎？柴油機的英文命名為DIESEL（狄塞爾），德國工程師狄塞爾發(fā)明了柴油機。狄塞爾循環(huán)奧托循環(huán)汽油機與柴油機不同點最大轉(zhuǎn)速不同由于：汽油的燃燒速率比柴油快；汽油機運動零部件較輕；汽油機沖程較短，活塞連桿的慣性較?。黄蜋C混合氣在進(jìn)入氣缸前就提前混合，而柴油機是在氣缸內(nèi)噴射后混合；汽油機最大轉(zhuǎn)速>柴油機最大轉(zhuǎn)速一般汽油機最高轉(zhuǎn)速：5000~8000rpm一般柴油機最大轉(zhuǎn)速：2000~4000rpm驚訝！F1賽車發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速甚至達(dá)到19000rpm！汽油機與柴油機不同點熱效率不同由于汽油非常容易燃燒，燃燒速率很快，會造成少量的汽油來不及完全燃燒。又由于燃燒持續(xù)時間短，產(chǎn)生氣缸內(nèi)的溫度較低，缸內(nèi)高壓持續(xù)時間短。最高壓力低也是由于壓縮比低引起的。汽油機的熱效率一般為26%~40%;對于柴油機，由于壓縮比大，在噴入柴油前，缸內(nèi)壓力已經(jīng)很高，柴油自燃后，缸內(nèi)氣壓將更高，而且高壓持續(xù)的時間長，從而能使柴油的內(nèi)能得到較充分地釋放。柴油機的熱效率一般為34%~45%。汽油機與柴油機不同點燃油噴射系統(tǒng)不同由于柴油極其不容易揮發(fā)，不容易與空氣均勻混合，所以在柴油機中，為了使柴油霧化，需要將柴油加壓到非常高的壓力，然后才噴入氣缸。所以柴油機燃油系統(tǒng)的主要任務(wù)就是將低壓柴油加壓到足夠高壓，以便使液體的柴油變成霧化的氣體，并與空氣充分混合。柴油的最高噴射壓力一般為100MPa~220MPa單體泵、高壓共軌和泵噴嘴的噴射壓力可達(dá)220MPa,明顯大于直列泵的噴射壓力（100MPa）汽油機與柴油機不同點燃油噴射系統(tǒng)不同汽油機燃油噴射系統(tǒng)是將一定壓力的汽油噴入發(fā)動機進(jìn)氣岐管內(nèi),在氣缸外與空氣混合。因為汽油極易揮發(fā)，極易形成汽油氣體，所以沒必要再通過高壓將汽油氣化。另外，在汽油機中，汽油是在進(jìn)氣道中與空氣混合的，混合持續(xù)時間接近360°，汽油有足夠的時間與空氣充分混合。況且，由于汽油的運動粘度很?。?.55~0.85），高壓的汽油容易從零部件之間的間隙泄露。過高的汽油噴射壓力要求提高零部件運動副的制造精度，從而大大增加零部件的制造成本。因此，汽油噴射的壓力與柴油機不在一個數(shù)量級上，一般為0.25~0.55MPa。對于直噴汽油機（將汽油直接噴射到氣缸的燃燒室內(nèi)）的汽油噴射壓力，一般不超過6MPa.汽油機與柴油機不同點發(fā)動機外特性曲線不同在汽油機外特性曲線中，功率（馬力）在較低轉(zhuǎn)速下數(shù)值很小，但隨轉(zhuǎn)速增加而快速增長。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到較高轉(zhuǎn)速后，功率增長速度變緩，直至最大值后就會調(diào)頭下降，盡管此時的轉(zhuǎn)速仍會繼續(xù)增長。也就是說，最高轉(zhuǎn)速點不是最高功率點。汽油機扭矩在較低轉(zhuǎn)速下就能獲得最大值，然后隨著轉(zhuǎn)速的上升而快速下降。比油耗隨轉(zhuǎn)速的增長而呈現(xiàn)一個凹形曲線，在中間某一轉(zhuǎn)速下達(dá)到最小值，轉(zhuǎn)速增大或者減少，都會使比油耗明顯增大。

汽油機與柴油機不同點發(fā)動機外特性曲線不同在柴油機外特性曲線中，功率是隨轉(zhuǎn)速上升而平穩(wěn)上升，轉(zhuǎn)速越高，功率就越大。當(dāng)?shù)搅俗畲筠D(zhuǎn)速（標(biāo)定轉(zhuǎn)速），就到了發(fā)動機額定功率。也就是說，最高轉(zhuǎn)速點就是最大功率點。柴油機的扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化平緩，在不同轉(zhuǎn)速下的變化量沒有汽油機大。柴油機的比油耗不但起點數(shù)值較低，而且隨轉(zhuǎn)速的變化也相對平坦。

汽油機與柴油機不同點體積和質(zhì)量不同由于柴油機的高壓縮比，產(chǎn)生很大的沖擊負(fù)荷。為了平衡這種熱和機械沖擊，需要將材料做的厚重，以降低噪音和振動。其缸體材料一般會采用高強度的鑄鐵。因汽油機的低壓縮比，做功沖程的熱負(fù)荷和機械沖擊較小。所以其缸體材料一般采用鋁合金材料。

汽油機的比功率>柴油機的比功率比功率（kw/kg）=發(fā)動機最大功率/發(fā)動機質(zhì)量汽油機與柴油機不同點應(yīng)用場合不同由于汽油機噪音小、重量輕、體積小，所以多用于中、小、微功率的高速小型裝備上：轎車、摩托車、快艇、賽車、便攜式園林機械…由于柴油機振動大、噪音大、體積大、笨重，所以一般用在大、中功率的低速大扭矩大