車用發(fā)動(dòng)機(jī)孿生姐妹

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)孿生姐妹汽油機(jī)與柴油機(jī)汽車：這里的汽車是指轎車、客車、公交車、卡車…汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要種類汽油機(jī)：以汽油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)：以柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)

汽油機(jī)與柴油機(jī)相同點(diǎn)都屬于內(nèi)燃機(jī)：即燃料均是在發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)應(yīng)的是外燃機(jī)。火車頭上的蒸汽機(jī)是典型的外燃機(jī)。你可以看到工人正在向蒸汽機(jī)內(nèi)送燃料-煤。汽油機(jī)與柴油機(jī)相同點(diǎn)都屬于活塞式內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)分類：活塞式內(nèi)燃機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C(jī)汽油機(jī)與柴油機(jī)相同點(diǎn)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(dòng)力。四沖程需要曲軸轉(zhuǎn)2圈完成這四個(gè)過程

二沖程需要曲軸轉(zhuǎn)1圈完成這四個(gè)過程汽油機(jī)與柴油機(jī)相同點(diǎn)都是由配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和燃料供給系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)組成。汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)燃料不同（這可不是廢話）從汽油機(jī)和柴油機(jī)的名稱，就可以看出柴油機(jī)的燃料是柴油，而汽油機(jī)的燃料是汽油。而對(duì)于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，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(jī)。燃料的不同，是引起汽油機(jī)和柴油機(jī)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(diǎn)（℃）427220汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)燃料的點(diǎn)燃方式不同汽油機(jī)靠點(diǎn)火塞將汽油點(diǎn)燃；柴油機(jī)靠高壓使柴油自燃。從自燃點(diǎn)可以看出，在常規(guī)大氣壓下，柴油的自燃點(diǎn)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(duì)于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)通過額外壓力對(duì)氣體做功，來壓縮氣體使之體積減小，此時(shí)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?。籔V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(cuò)誤？怎么回事？汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)燃料的點(diǎn)燃方式不同通過計(jì)算和實(shí)踐得知，當(dāng)將氣體壓縮到常規(guī)體積的1/16時(shí)，柴油即可達(dá)到它的自燃點(diǎn)，如220°C。因此，柴油機(jī)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(qiáng)度等等情況，柴油機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的可靠性，還會(huì)對(duì)機(jī)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(jī)，也要注意消除自身的靜電，更不能抽煙？Why？汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)燃料的點(diǎn)燃方式不同我們從表中可以看出，汽油的自燃點(diǎn)為427°C,要比柴油的自燃點(diǎn)220°C高出很多。那么，我們能不能像柴油機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)的壓縮比一定要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于柴油機(jī)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(shí)，為了抵抗高壓縮比對(duì)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(qiáng)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(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量，比現(xiàn)在的柴油機(jī)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(diǎn)后，會(huì)引起缸內(nèi)多點(diǎn)同時(shí)著火，瞬間（1500~2000m/s）點(diǎn)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(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的壽命降低，燃料的不完全燃燒降低了發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)”強(qiáng)制將汽油點(diǎn)燃。這個(gè)“打火機(jī)”就是汽油機(jī)上的火花塞。所以在汽油機(jī)中，汽油是被火花塞點(diǎn)燃的。汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)壓縮比范圍不同為了使氣缸內(nèi)的空氣達(dá)到自燃點(diǎn)，所以需要很大的壓縮比。柴油機(jī)的壓縮比一為12:1~26:1.由于汽油的自燃點(diǎn)較高，很難通過壓縮缸內(nèi)燃?xì)膺_(dá)到自燃點(diǎn)。所以，汽油機(jī)采用點(diǎn)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(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)的容積÷活塞在上止點(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)的容積。汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)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(shí)活塞位置基本上沒有變化（相對(duì)），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(jī)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(jī)的英文命名為DIESEL（狄塞爾），德國(guó)工程師狄塞爾發(fā)明了柴油機(jī)。狄塞爾循環(huán)奧托循環(huán)汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)最大轉(zhuǎn)速不同由于：汽油的燃燒速率比柴油快；汽油機(jī)運(yùn)動(dòng)零部件較輕；汽油機(jī)沖程較短，活塞連桿的慣性較?。黄蜋C(jī)混合氣在進(jìn)入氣缸前就提前混合，而柴油機(jī)是在氣缸內(nèi)噴射后混合；汽油機(jī)最大轉(zhuǎn)速>柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)速一般汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速：5000~8000rpm一般柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)速：2000~4000rpm驚訝！F1賽車發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速甚至達(dá)到19000rpm！汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)熱效率不同由于汽油非常容易燃燒，燃燒速率很快，會(huì)造成少量的汽油來不及完全燃燒。又由于燃燒持續(xù)時(shí)間短，產(chǎn)生氣缸內(nèi)的溫度較低，缸內(nèi)高壓持續(xù)時(shí)間短。最高壓力低也是由于壓縮比低引起的。汽油機(jī)的熱效率一般為26%~40%;對(duì)于柴油機(jī)，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(shí)間長(zhǎng)，從而能使柴油的內(nèi)能得到較充分地釋放。柴油機(jī)的熱效率一般為34%~45%。汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)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(jī)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(jī)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(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)不同汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)是將一定壓力的汽油噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管內(nèi),在氣缸外與空氣混合。因?yàn)槠蜆O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(jī)中，汽油是在進(jìn)氣道中與空氣混合的，混合持續(xù)時(shí)間接近360°，汽油有足夠的時(shí)間與空氣充分混合。況且，由于汽油的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jī)不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，一般為0.25~0.55MPa。對(duì)于直噴汽油機(jī)（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(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線不同在汽油機(jī)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(zhǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到較高轉(zhuǎn)速后，功率增長(zhǎng)速度變緩，直至最大值后就會(huì)調(diào)頭下降，盡管此時(shí)的轉(zhuǎn)速仍會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。也就是說，最高轉(zhuǎn)速點(diǎn)不是最高功率點(diǎn)。汽油機(jī)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(zhǎng)而呈現(xiàn)一個(gè)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(huì)使比油耗明顯增大。

汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線不同在柴油機(jī)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(dòng)機(jī)額定功率。也就是說，最高轉(zhuǎn)速點(diǎn)就是最大功率點(diǎn)。柴油機(jī)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(jī)大。柴油機(jī)的比油耗不但起點(diǎn)數(shù)值較低，而且隨轉(zhuǎn)速的變化也相對(duì)平坦。

汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)體積和質(zhì)量不同由于柴油機(jī)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(jī)械沖擊，需要將材料做的厚重，以降低噪音和振動(dòng)。其缸體材料一般會(huì)采用高強(qiáng)度的鑄鐵。因汽油機(jī)的低壓縮比，做功沖程的熱負(fù)荷和機(jī)械沖擊較小。所以其缸體材料一般采用鋁合金材料。

汽油機(jī)的比功率>柴油機(jī)的比功率比功率（kw/kg）=發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率/發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合不同由于汽油機(jī)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(jī)械…由于柴油機(jī)振動(dòng)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