我們知道,無論是汽油發(fā)動機(jī)還是柴油發(fā)動機(jī),它們都屬于內(nèi)燃機(jī),都是燃燒燃料后通過推動氣缸內(nèi)活塞作往返運(yùn)動來將燃料中的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動車輛前進(jìn)的機(jī)械能量,因此兩者的工作原理大體是相同的。
作為日常使用的燃料本身,柴油的能量密度最高,比液化天然氣高出近1倍,比汽油高出10%以上。與汽油相比,柴油不易揮發(fā),著火點較高,不易因偶然情況被點燃或發(fā)生爆炸。由于兩者揮發(fā)性和燃點的不同,導(dǎo)致使用這兩種燃料的發(fā)動機(jī)有不同的點火方式。
汽油發(fā)動機(jī)的特點:體積小、重量輕、起動性好
汽油發(fā)動機(jī)中,油氣混合氣進(jìn)入氣缸后,在壓縮接近終了時由火花塞點燃。因此,汽油發(fā)動機(jī)需要一套控制何時讓火花塞工作的點火系統(tǒng),此系統(tǒng)必須精確控制火花塞放電的時刻和火花能量的大小,才能保證汽油機(jī)的工作正常,汽油機(jī)的燃料供給系和點火系是汽油機(jī)上發(fā)生故障比例較高的部位。此外,由于汽油的燃點較低,汽油機(jī)的壓縮比就不能太高,以免油氣自燃,因此其熱效率和經(jīng)濟(jì)性較柴油機(jī)為差。
汽油機(jī)的優(yōu)點在于其體積小、重量輕、價格便宜;起動性好,最大功率時的轉(zhuǎn)速高;工作中振動及噪聲小,因此,在載客汽車,特別是轎車中,汽油機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是在我們國家目前生產(chǎn)的絕大多數(shù)轎車,都是采用汽油發(fā)動機(jī)作為自己的動力系統(tǒng)。
傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)的特點:熱效率和經(jīng)濟(jì)性較好
柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度,使空氣溫度超過柴油的自燃燃點,這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。因此,柴油發(fā)動機(jī)無需點火系。同時,柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也相對簡單,因此柴油發(fā)動機(jī)的可靠性要比汽油發(fā)動機(jī)的好。
由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油機(jī)壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟(jì)性都要好于汽油機(jī),同時在相同功率的情況下,柴油機(jī)的扭矩大,最大功率時的轉(zhuǎn)速低,適合于載貨汽車的使用。
但柴油機(jī)由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,所以柴油機(jī)比較笨重,體積較大;柴油機(jī)的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機(jī)工作粗暴,振動噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時起動困難。
由于上述特點,以前柴油發(fā)動機(jī)一般用于大、中型載重貨車上。
小型高速柴油發(fā)動機(jī)的新發(fā)展:排放已經(jīng)達(dá)到歐洲III號的標(biāo)準(zhǔn)
傳統(tǒng)上,柴油發(fā)動機(jī)由于比較笨重,升功率指標(biāo)不如汽油機(jī)(轉(zhuǎn)速較低),噪聲、振動較高,炭煙與顆粒(PM)排放比較嚴(yán)重,所以一直以來很少受到轎車的青睞。但隨著近年來柴油機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,特別是小型高速柴油發(fā)動機(jī)的新發(fā)展,一批先進(jìn)的技術(shù),例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術(shù)得以在小型柴油發(fā)動機(jī)上應(yīng)用,使原來柴油發(fā)動機(jī)存在的缺點得到了較好的解決,而柴油機(jī)在節(jié)能與CO2排放方面的優(yōu)勢,則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機(jī)無法取代的,因此,先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動機(jī),其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲III號的標(biāo)準(zhǔn),成為“綠色發(fā)動機(jī)”,目前已經(jīng)成為歐美許多新轎車的動力裝置,可以預(yù)見,我國將出現(xiàn)越來越多的柴油轎車。