為什麼柴油機壓縮就可以點火,汽油機還要火花塞點火?

一切為人民服務123


大家都知道,汽油機和柴油機的主要區別就是燃料的點燃方式不同,汽油機是用火花塞點燃的,而柴油機是壓燃的。二者相比較而言,柴油機壓縮比更大,熱效率更高,油耗也更低,經濟性和動力性都優於汽油機,但是在噪音、振動及排放方面不如汽油機。有些人就很納悶,為什麼柴油機壓縮就可以點火,而汽油機卻必須要用火花塞來點火?汽油機也用壓縮點火不行嗎?下面我們就來分析一下這個問題。


其實汽油機和柴油機燃料點燃方式不同的根本原因在於汽油和柴油在化學性質上的差別。汽油的主要成分是主要成分為C5~C12脂肪烴和環烷烴類,以及一定量芳香烴(一般用辛烷值來表示),密度為0.725g/ml,它的餾程較低,一般只有30℃至220℃,所以它很容易蒸發汽化;而柴油的主要成分是是含9到18個碳原子的鏈烷、環烷或芳烴(一般用十六烷值來表示),柴油的密度是0.83~0.855g/ml(柴油標號越高密度越低),同時柴油的餾程較高,約為180~370℃,所以柴油的粘度更高,不容易汽化。與汽油相比,柴油含有更多更長的碳原子鏈,有更高的能量密度,每升柴油含有的能量是同體積的汽油含有能量的1.2倍,再加上柴油機的熱效率更高,所以柴油機比汽油機的油耗要低很多。

在大家的印象中,汽油更容易燃燒,所以汽油的自燃點低。事實上恰恰相反,汽油的自燃點是427℃,而柴油的自燃點是220℃,柴油的自燃點更低。這也是柴油機可以使用壓燃式的重要理論依據之一。但是汽油的閃點比較低,很容易被點燃;而柴油的閃點相對較高,不容易被點燃。

由於汽油粘度低,餾程低,更容易蒸發汽化,所以由汽油和空氣混合而成的可燃混合氣是非常均勻的,汽油基本是以分子狀態被空氣包圍,燃燒速度是非常快的,並且汽油和空氣可以實現理論上的最佳配比,達到汽油和空氣同時消耗完畢的效果,實現更好的尾氣排放;而柴油粘度高,餾程高,不容易蒸發汽化,所以由柴油和空氣混合而成的可燃混合氣是不均勻的,柴油是以一個個小油滴的狀態被空氣包圍,所以它的燃燒速度是比較緩慢的,並且為了保證每一個油滴都能充分燃燒,就必須向氣缸中充入更多的空氣,所以柴油機的空燃比是比較高的,甚至可以達到20:1以上。

接下來我們來看看汽油和柴油在發動機中的燃燒情況。由於柴油機壓縮比較高,一般在16:1~22:1之間,最高可以做到26:1。當柴油發動機處於壓縮上止點時,缸內溫度可以達到500~800℃。由於柴油的自燃點是220℃,所以此時向氣缸中噴入柴油,在很短時間內與空氣混合後便立即自行發火燃燒,在燃燒過程中會形成多個火焰中心,在一種類似於等壓的環境中燃燒;而汽油機壓縮比低,一般在8:1~11:1之間,當汽油發動機處於壓縮上止點時,缸內溫度只有300~400℃,但是汽油的自燃點是427℃,所以此時由汽油與空氣組合而成的可燃混合氣也不會燃燒,必須使用火花塞點火來引燃它,在燃燒過程中只有一個火焰中心,在一種類似於等容的環境中燃燒。因此說汽油機無法實現壓燃的一個主要原因是汽油機在壓縮終了時無法達到汽油的自燃溫度。

那麼我們為什麼不能把汽油機的壓縮比也做的更大一些呢?讓汽油機在壓縮終了時氣缸內的溫度也提高到汽油的自燃點以上,這樣汽油機不就也可以實現壓燃了嗎?而且壓縮比越高,發動機的熱效率就越高,這樣是不是還可以提高發動機的熱效率呢?答案也是不可以,主要原因是汽油的燃燒速度很快,燃燒過程不可控,很難把發動機做得平順、柔和。如果壓縮比過大,汽油和空氣的混合氣被壓縮的過於猛烈,在燃燒過程中就會出現爆燃。這是一種對發動機害處極大的燃燒狀態。所以,發動機的壓縮比要與燃料的性質相匹配,汽油機的壓縮比相對較低,主要目的就是為了避免爆燃。

傳統的汽油機中,汽油與空氣的混合是在氣缸外完成的,而現在很多汽油機採用了缸內直噴的技術,汽油直接噴射在氣缸內與空氣相混合,這樣是不是可以直接壓燃呢?其實汽油機的缸內直噴與柴油機的燃油噴射還是有區別的。汽油缸內直噴是在發動機進氣行程結束、壓縮行程開始就開始噴入汽油,汽油與空氣是在整個壓縮行程中充分混合的,當到達上止點時火花塞點火燃燒,燃燒是在瞬間完成的;而柴油機噴油是在壓縮行程終了時才開始的,並且燃油的噴射過程會持續比較長的時間,噴入的柴油立即發火燃燒,燃燒過程中柴油邊噴射邊燃燒,混合氣的成分是不斷變化的。這樣的燃燒過程汽油是無法做到的。

還有人腦洞大開,如果柴油機也用火花塞點火會怎樣?是不是燃燒的能夠更好一些呢?答案也是不可以的。前文說過了,柴油與空氣混合而成的可燃混合氣是不均勻的,柴油是以一個個小油滴的狀態被空氣包圍,這樣就很難保證在火花塞跳火的區域有適合燃燒的可燃混合氣存在,因此就無法保證火花塞每一次點火都會成功,發動機失火率會非常高;另外,柴油燃燒會產生更多的積碳,這些物質沉積在火花塞電極上,火花塞很快就會失去點火作用。所以,柴油機用火花塞點火是不可能實現的。

所以,汽油機無法實現壓燃,主要是由汽油自身的性質決定的。其實,從發動機誕生至今的一百多年來,人們在不斷的進行各種試錯實驗,現在發動機工作方式就是人們淘汰了錯誤的方式方法以後,得出來的最佳結果。不過現在發動機的性能已經基本接近於極限了,如果在發動機理論上沒有重大突破,燃油發動機也就技止此耳了。現在日本的馬自達公司正在研究汽油機壓燃技術,這是一個技術瘋子,認準的方向就不會回頭,相信在未來無火花塞點火的汽油機也會應用在汽車上。


老侯解車


這是汽油和柴油燃燒特性不同所決定的。標準大氣壓下汽油的燃點在415-530度之間,柴油的燃點在220度,從這個數值上來看似乎柴油應該更易燃,但實際上不是這樣的,即便你用火柴去點柴油都很難點著。

這裡我們就還要提到閃點,它才是代表液體易燃的程度。是通過點火源點燃液體表面氣化部分的最低溫度。汽油的閃點可以小於28度,而輕質柴油的閃點在45-120度,閃點低於61度的油品為易燃品。舉個更簡單的例子一塊木頭讓它燃燒並不算很容易,但如果一堆木材的爆花卻很容易燃燒,這主要是它們增大了和空氣的接觸面,更容易發生氧化反應。

柴油並不像汽油那樣易於揮發成氣體,只有表面一層於空氣接觸,而汽油極易揮發產生汽油蒸汽與空氣比較充分的混合,這就像木頭和木材爆花的區別。

柴油很難依靠點燃獲得均勻快速的燃燒,而汽油是非常容易被點燃並迅速燃燒的。所以柴油更適合用壓燃的方式均勻燃燒,柴油機壓縮比可以達到19:1左右的高壓縮比,活塞壓縮的是純空氣到上止點燃燒前的缸內溫度可以達到600-700度,這時噴入高壓霧化的柴油,這樣既保證了燃燒室的溫度遠高於柴油燃點,同時霧化的柴油可以和高溫壓縮空氣更加充分的接觸實現均勻快速的燃燒。而汽油機的壓縮比在9-11:1左右,比柴油機壓縮比低,將混合氣壓縮後溫度為300-500度仍低於汽油的燃點,通過火花塞點燃,依據汽油的易揮發特性可以迅速充分燃燒,所以汽油並不需要更高的壓力和氣密性就可以實現穩妥的燃燒做功。


感觸汽車影像特效


為什麼柴油機用壓縮燃燒,而汽油機還要火花塞點火?

任何發動機都是把熱能轉換為機械能的循工作環過程,但由於各種燃油的燃點不同,就要在發動機的附助功能加上助燃系統。

由於柴油的燃點低於汽油,在密封的缸筒內,由活塞上行進行壓縮,因空氣是混合氣體,所含的氧氣在瞬間壓縮時,溫度會急聚升高,而柴油燃點只有220度,而氣體壓縮到上止點時,溫度會升高至50O一70O度,這時油咀將柴油霧化並噴入缸筒內,自然會被壓縮的高溫引燃。

而汽油的燃點是427度,雖然缸筒內壓縮氣體溫度為500一700度,但不是明火,任然無法將汽油霧化氣體引燃,所以加了助燃器火花塞,火花塞在活寒運行至上止點後,瞬間起火花,點燃氣缸內的氣體,迫使活塞下行作功。

活塞是豎直運動,經過鏈杆連接曲軸,而曲軸的特點,就是把豎直運動變為圓周運動,這就是發動機的工作狀態,即是,發動機把熱能轉化為機械圓周運動的作用。





秦川農家


很簡單 柴油火花塞點不著 只有在高溫高壓的環境下噴入霧化好的柴油才能點著 所以汽油機只能用汽油或者煤油 柴油機重油 輕油 汽油 煤油都可以用




沽血薔薇


(1)汽油機在吸氣衝程中吸入了汽油和空氣的混合氣體,在壓縮衝程中,機械能轉化為內能,內能增大,溫度升高,汽油機氣缸頂端有個火花塞,此時火花塞噴出電火花,點燃汽油.產生高溫高壓的燃氣推動活塞做功.

(2)柴油機在吸氣衝程中吸入空氣,在壓縮衝程中,機械能轉化為內能,空氣的內能增大,溫度升高達到柴油的著火點,柴油機氣缸頂端有個噴油嘴,此時噴油嘴噴出霧狀的柴油,柴油依靠壓縮時內能增大,溫度升高,達到柴油著火點而燃燒,點燃方式是壓燃式.燃燒產生高溫高壓的燃氣推動活塞做功.柴油機的壓縮比例更大,溫度更高,做功越多,效率越高.

故答案為:火花塞點火;點燃式;壓縮;噴油嘴;霧狀柴油;壓燃式.

瞭解了汽油機柴油機的特性,你首先還要了解柴油的性質,柴油的燃點極低,然後說說柴油機,柴油機通過壓縮空氣,使缸內溫度升高,但後噴射燃點極低的柴油,柴油一進入汽缸就會爆炸,所以不需要火花塞。而汽油機恰恰相反,燃點極高,容易點燃,也就沒必要像柴油機那麼複雜的工序了。





車輪滾袞


看各位解釋的非常全面。

但老夫說的是,完全可以把汽油的壓縮比增加到柴油機一樣,繼續保持火花塞,。這樣,一款記可以燒柴油又可以燒汽油的發動機誕生了!

這麼簡單的道理,科學家怎麼沒有弄出來呢?老夫很無語了!


山之戀山之戀


柴油機可壓燃點火是因為它壓縮比大。柴油機壓縮比因燃燒室結構不同,壓縮比在15一22之間,在這麼大的壓縮比下,吸入氣缸的空氣溫度高達五六百度,柴油噴入即發火。汽油機壓縮比相比之下就小的多了,從早期的6到如今10左右,混和氣壓縮後溫度達不到汽油燃點,需要火花塞點火。


新出爐的大叔


不論汽油機還是柴油機都應該淘汰了,因為不管他們能先進到何種地步,都已經在威脅到我們人類及大自然界的各種生物生存環境了,國家應該加大扶持發展以新能源為動力的新興產業,減少甚至滅絕空氣汙染,留給和還給我們子孫後代一個潔淨的l藍天和美好的環境!


駕駛培訓32


柴油的燃燒點高,汽油的燃燒點低,因此,柴油是提煉出了汽油的,後續產品,所以要用高壓縮比才能點燃,發動機要厚重,但是,動力強勁,汽油燃燒點低,空氣混合後,只要用一點火花,就可點燃,作功,哈哈!!!!!!!


哈灬哈66096005


因為汽油易於點燃而柴油難於點燃,為了充分利用油的特性才產生出汽油與柴油機。這也是為什麼柴油無法讓汽油機起動而汽油更容易讓柴油機起動的所在。


分享到:


相關文章: