为何柴油发动机更省油浅析发动机原理

2022-09-17 11:50

为何柴油发动机更省油?浅析发动机原理

为何柴油发动机更省油?浅析发动机原理 2011: 开惯了汽油发动机的驾驶员,如果第一次开柴油车,或者看到柴油车的油耗指标,都会吓一跳——这么大的排量居然油耗这么低?在汽油发动机领域,许多厂商采用了各种方法来提高经济性,像日系的厂商一直都在致力于这方面的推广,但这仅仅是量变。换句话说日系发动机在省油,比同排量欧系发动机能省10%的油就非常了不起了。而柴油发动机则属于质变,同排量的柴油发动机,甚至只有汽油发动机油耗的60%-70%,特别是在城市工况的时候,这种优势更加明显。省油是柴油发动机最大的优点之一,在日美厂商热衷于开发新能源发动机的时候,欧洲厂商仍致力于柴油发动机的研发和普及,其中很重要的一项就是柴油发动机的经济性好,可以节约能源。如果柴油发动机没有省油这一优点,这种响应慢噪音大的发动机,是不可能在轿车上得到普及的。为什么柴油发动机比汽油发动机省油呢,这并不是柴油燃烧值(能量密度)高于汽油,而是柴油的燃烧效率高,燃烧更充分,热能转化效率高。 在动力要求等其他方面相同的情况下,发动机是否省油,是由发动机的燃烧效率决定的,燃烧效率更高的发动机,可以将每克燃油产生的能量更多的转换为热能推动活塞运动,从而产生更多的驱动力。那么在驱动力需求恒定的情况下,需要的燃油量自然也就少了。

燃烧效率有一个很重要的指标,那就是燃烧是否更充分,如果有燃油没有充分燃烧就进入排气系统,是无法获得很高的燃烧效率的。柴油发动机的工作特性决定了其燃烧效率比汽油发动机要好得多。

更高的压缩比能提高燃烧效率,这在汽油发动机上也是如此,事实上现在汽油发动机的稀薄燃烧技术,从而获得更高的压缩比和燃烧效率,就是基于柴油发动机的原理而来的。柴油发动机的压缩比非常高,这时由于柴油的燃烧特性决定的。正由于柴油的这种抗爆性好,不易点燃的燃烧特性,柴油发动机汽缸内的空燃混合物不是点燃的,而是压燃的,这就要求有更大压缩比,产生更大的压力和热量,使气缸内的柴油燃烧。如果汽油发动机由于使用汽油作为燃料,而汽油抗爆性差、燃点低,在压缩形成中,燃油混合物由于被压缩放出大量的热,如果压缩值过高,当放出的热量使得气缸内温度达到汽油的燃点,气缸的气体就会爆燃。由于柴油具有抗爆性好、燃点高的特点,柴油发动机可以使用更高的压缩比,这样相同体积的燃烧室可以装入更多的氧气。因此,燃料可以燃烧得更加充分。那么燃烧放出得热量也相应的更多。 另外,燃烧时间也影响燃烧的充分性,燃烧时间短就难以充分燃烧。高性能的赛车在高转速的时候油耗急剧增加就是基于这个原因。柴油发动机由于其燃烧特性,无法设计较高的转速,这本身也有利于充分燃烧。柴油发动机在点火做功行程时,由于柴油燃烧得慢,需要更多的时间燃烧,那么活塞应该使用较长的行程。这样每个冲程的时间会加长,使得柴油能有更多的时间得到充分的燃烧。由于柴油燃烧速度慢,柴油发动机在做功行程会有较长的时间的发热过程,即持续的能量转化,从而将尽可能多的燃油转换为驱动力,避免燃油的浪费。省油是柴油发动机最大的优点,这种比汽油发动机在能源消耗上存在质的差别的主要原因,是基于柴油的特性和柴油机的工作原理决定的。 这种工作原理已经逐步被一些设计师借鉴到汽油发动机上,以获得更高的能源转换效率,提高经济性。随着柴油发动机在其他方面的改进,其性能越来越接近汽油发动机,噪音和振动也控制得并不比汽油发动机大很多,因此越来越多的柴油发动机在轿车上获得采用,并且成为抢手货——在性能差别不大的情况下,谁不想少花些有钱呢?要知道全球的油价都是日新月异的攀升着的…… (end)

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