直喷汽油机为什么还要安装火花塞?

糊涂畘悳

题主的意思是说:汽油机都能将汽油直接喷射在气缸内了,为什么不能像柴油机那样直接压燃呢?为什么还要用火花塞来点火呢?众所周知柴油机热效率更高,让汽油机也像柴油机一样燃烧,是不是就可以大幅度的提高汽油机的热效率呢?下面老侯就来给大家说说汽油机为什么不能压燃这个问题。



其实汽油机的缸内直喷技术跟柴油机还是有区别的。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。


由于柴油机压缩比高,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,在燃烧过程中会形成多个火焰中心;而汽油机压缩比低,当汽油发动机处于压缩上止点时,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,在燃烧过程中只有一个火焰中心。因此汽油机是无法实现压燃的。

有人说为什么不能把汽油机的压缩比做得更高,也像柴油机一样在压缩上止点喷油呢?这主要是因为汽油的燃烧速度太快了,燃烧过程不可控,很难把发动机做得平顺、柔和。不过现在日本的马自达公司正在研究汽油机压燃技术,相信在未来无火花塞点火的汽油机也会应用在汽车上。


老侯解车

朱博士回答:现在的汽油缸内直喷技术还是不能有效地避免爆震现象的发生,因此压缩比受到限制。大家知道压缩比不够高,压缩终了缸内温度压力都不够高,达不到汽油自燃的温度,也只能用火花点燃。

汽油机采用预制均质混合气火花点燃方式,燃烧柔和,碳烟排放极低,理论上为0;

柴油机采用非均质混合气压燃方式,热效率高,但是碳烟很难控制;

全球的内燃机工作者都想把这两种燃烧方式的优点结合起来,改进汽油机和柴油机。

在这种思想指导下,产生了新型燃烧模式——均质混合气压缩着火(HCCI),国内国际上的研究机构已经对该模式进行了多年的研究。

HCCI燃烧模式,就是指汽油或柴油用气道口间接喷射或缸内直喷的供油方式,首先形成均质混合气,然后在压缩上止点附近被压缩着火。

HCCI燃烧模式,可以使柴油机采用汽油机的均质混合气燃烧模式,也可以使汽油机采用柴油机的压缩着火模式,从而使两种发动机的性能都得到提高。

至于什么时候能量产,值得我们期待。


朱博士白话发动机

柴油发动机用压燃式点火,而汽油发动机要用点燃式点火。

这主要是由于柴油和汽油的自燃点不一样。

柴油的自燃点为220摄氏度左右,而汽油的自燃点达到了427摄氏度左右。

柴油发动机的压缩比一般为12—22之间,所以,能将柴油与空气混合气体直接压缩到自燃点温度(220摄氏度),点燃混合气体,故,柴油发动不用火花塞点燃,而是直接压燃。

而,汽油发动机的压缩比一般为8—11之间,又由于汽油自燃点很高(427摄氏度),所以,压缩空气的温度是达不到汽油的自燃点温度的,无法将汽油直接压燃,而是用点燃式。

所以,无论汽油从进气歧管进入气缸还是采用缸内直喷的方式,都是不能直接压燃的,必须要用火花塞点燃。


另,由于柴油机采用的压燃式,所以,工作比较粗暴,震动和噪音都比较大。而,汽油的稳定性较高且采用点燃式,所以,工作过程比较平稳,柔和。这也是柴油机和汽油机最为明显的区别之一。


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