柴油機(jī)與汽油機(jī)相比的不同之處
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)跟汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程是一樣的,由進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣4個(gè)行程組成每個(gè)工作循環(huán)。兩者的最大區(qū)別是點(diǎn)火方式不同,汽油機(jī)通過火花塞直接點(diǎn)燃混合氣體。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油,其黏度比汽油大,不易蒸發(fā),而其自燃溫度卻較汽油低,其可燃混合氣通過電壓燃式實(shí)現(xiàn)燃燒。
柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時(shí),柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10mpa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時(shí)間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合,形成可燃混合氣。由于柴油機(jī)壓縮比高(一般為16~22),所以壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5~4.5mpa,同時(shí)溫度高達(dá)750~1000k(而汽油機(jī)在此時(shí)的混合氣壓力會為0.6~1.2mpa,溫度達(dá)600~700k),大大超過柴油的自燃溫度。因此,柴油在噴入氣缸后,在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6~9mpa,溫度也升到2000~2500k。活塞在高壓氣體推動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)做功,廢氣經(jīng)排氣管排入大氣。
風(fēng)冷型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外形圖
康明斯6bt柴油發(fā)動(dòng)機(jī)3d模型
一、柴油機(jī)主要特點(diǎn)
普通柴油機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸驅(qū)動(dòng),高壓油泵將柴油輸送到各缸噴油器。這種供油方式要隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化,做不到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油量。共軌噴射式供油系統(tǒng)由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電子控制單元(electronic con-trol unit,ecu)和一些管道壓力傳感器組成,系統(tǒng)中的每一個(gè)噴油器通過各自的高壓油管與公共供油管相連,公共供油管對噴油器起到液力蓄壓作用。工作時(shí),高壓油泵以高壓將燃油輸送到公共供油管,高壓油泵、壓力傳感器和ecu組成閉環(huán)工作,對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制,徹底改變了供油壓力隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的現(xiàn)象。
1、噴油正時(shí)與燃油計(jì)量完全分開,噴油壓力和噴油過程由ecu適時(shí)控制。
2、可依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況去調(diào)整各缸噴油壓力,噴油始點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間,從而追求噴油的最佳控制點(diǎn)。
3、能實(shí)現(xiàn)很高的噴油壓力,并能實(shí)現(xiàn)柴油的預(yù)噴射。
相比汽油機(jī),柴油機(jī)具有燃油消耗率低(平均比汽油機(jī)低30%),而且柴油價(jià)格較低,所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好;同時(shí)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比汽油機(jī)轉(zhuǎn)速低,扭矩要比汽油機(jī)大,但其質(zhì)量大、工作時(shí)噪聲大,制造和維護(hù)費(fèi)用高,排放污染比汽油機(jī)嚴(yán)重。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)的這些缺點(diǎn)正逐漸地被克服。
二、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別
1、點(diǎn)火方式不同:
汽油機(jī)吸入燃料與空氣的混合物并將其壓縮,然后通過火花塞將混合物點(diǎn)燃。柴油機(jī)只吸入空氣并將其壓縮,然后將燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣產(chǎn)生的熱量就能使燃油自燃。
2、壓縮比不同:
汽油機(jī)的壓縮比為8:1至12:1,而柴油機(jī)的壓縮比為14:1,甚至能達(dá)到25:1。由于柴油機(jī)壓縮比更高,效率也更高。
3、點(diǎn)火方式不同
(1)汽油機(jī)具有汽化作用,即空氣與燃油混合是在空氣進(jìn)入氣缸或油口之前;或使用油口燃油噴射,即在開始進(jìn)氣沖程(氣缸外)之前噴射燃油。柴油機(jī)采用直噴式,直接將柴油噴入氣缸。
(2)柴油機(jī)不安裝火花塞,它吸入并壓縮空氣,然后將燃油直接噴入燃燒腔(直噴式)。以壓縮空氣產(chǎn)生的熱量點(diǎn)燃了柴油機(jī)的燃油。
4、噴油器位置不同
噴油器是柴油機(jī)的重要部件。不同類型發(fā)動(dòng)機(jī),其噴油器的位置都可能各不相同。噴油器需承受氣缸內(nèi)部的溫度和壓力,噴出霧狀的燃油呈細(xì)密型。使氣缸內(nèi)部循環(huán)的油霧能夠均勻分布,因此一些柴油機(jī)采用特殊的感應(yīng)閥、預(yù)燃燒腔或其他裝置,使燃燒腔內(nèi)的氣流呈旋渦狀,改進(jìn)點(diǎn)火和燃燒過程。
5、燃油注入方式不同
注入步驟不同是柴油機(jī)與汽油機(jī)之間一項(xiàng)很大的差異。大多數(shù)汽油機(jī)不采用直噴而采用油口噴射或化油器。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,在進(jìn)氣沖程期間全部燃油被注入氣缸中進(jìn)行壓縮。燃油與空氣的混合物的壓縮限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,因?yàn)槿暨^度壓縮燃油與空氣的混合物會自行點(diǎn)燃并導(dǎo)致爆震。而柴油機(jī)僅壓縮空氣,因此壓縮比高出汽油機(jī)許多。產(chǎn)生的功率隨壓縮比升高而增大。
6、預(yù)熱方式不同
預(yù)熱塞在一些柴油機(jī)使用。當(dāng)柴油機(jī)在冷機(jī)狀態(tài)時(shí),壓縮過程無法將空氣升至燃油的燃點(diǎn)。預(yù)熱塞是一個(gè)電熱線圈,在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)點(diǎn)燃燃油,加熱進(jìn)入氣缸的空氣,使發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。
現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)功能的控制均通過電子控制模塊(electronic control module,ecm)與復(fù)雜傳感器組的通信,傳感器測量包括轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和冷卻液的溫度,以及發(fā)動(dòng)機(jī)位置(即t.d.c.)等數(shù)據(jù)。大型發(fā)動(dòng)機(jī)很少采用預(yù)熱塞。ecm(electrical control module,電控模塊)檢測環(huán)境溫度并使發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷天氣下延遲計(jì)時(shí),噴油器也會延時(shí)噴油。氣缸內(nèi)的空氣受到的壓縮程度越高,輔助啟動(dòng)的熱量就會產(chǎn)生更多。
較小的發(fā)動(dòng)機(jī)以及沒有先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)采用預(yù)熱及預(yù)熱塞來解決冷啟動(dòng)問題。
7、燃料不同
柴油與汽油有許多不同點(diǎn)。氣味不同。柴油比重大。汽油汽化比柴油快很多。
比起汽油來,柴油較重蒸發(fā)很慢,它的碳原子鏈更多更長(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。從平均計(jì)算,柴油3.8升約含有155×106焦耳能量,而汽油3.8升含有132×106焦耳。說明柴油機(jī)有更高的效率,是柴油機(jī)比汽油機(jī)里程費(fèi)用低的原因。
8、優(yōu)缺點(diǎn)差異
(1)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
轉(zhuǎn)速高,質(zhì)量輕,工作噪聲小,啟動(dòng)容易,制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn),而不足的地方就是燃油消耗較高造成燃油經(jīng)濟(jì)性較差。
(2)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
功率大,壽命長,動(dòng)力性能好,排放低(比汽油低45%)的特點(diǎn),隨著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放已達(dá)到歐ii、歐iv排放標(biāo)準(zhǔn)。其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)趕上汽油機(jī)的水平,動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性等都優(yōu)越汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
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