汽油機(jī)與柴油機(jī)優(yōu)劣比較

摘 要:本文主要對汽油機(jī)與柴油機(jī)的優(yōu)劣情況進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞:汽油機(jī) 柴油機(jī)

中圖分類號:U464文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0056-01

近幾年，我國汽車保有量進(jìn)入快速增長期，2010年國內(nèi)汽車銷售1800多萬輛，居全球第一;作為汽車的心臟——發(fā)動機(jī)主要有以汽油為燃料的汽油機(jī)和以柴油為燃料的柴油機(jī)，二者各有什么優(yōu)缺點(diǎn)、哪個更環(huán)保？成為很多人關(guān)心的問題。

汽油機(jī)是點(diǎn)燃式的，燃料在氣缸內(nèi)靠電火花塞點(diǎn)燃;而柴油機(jī)是壓燃式的，燃料依靠汽缸內(nèi)空氣壓縮產(chǎn)生的熱量引燃，也就是空氣壓縮會升高溫度，當(dāng)壓縮空氣的溫度高于柴油的燃點(diǎn)時柴油就會燃燒。所以，汽油機(jī)的汽缸壓縮比較低，通常在6～9，而柴油機(jī)的汽缸壓縮比較高，一般都在12～22。

汽油機(jī)因?yàn)閴嚎s比小，所以震動小、轉(zhuǎn)速高，升功率大，比重量輕，制造成本低，啟動比較容易，負(fù)荷變化特性好，操作平穩(wěn)，以及噪音和震動都比較小等優(yōu)點(diǎn)，適用于轎車和輕型車輛;而柴油機(jī)因?yàn)閴嚎s比大，動力強(qiáng)勁，熱效率遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，功率大，特別適合載重量大的車型;據(jù)統(tǒng)計(jì)同功率柴油機(jī)比汽油機(jī)節(jié)省燃油18%～28%，且柴油的價格一般略低于汽油。故同功率柴油機(jī)汽車比汽油機(jī)汽車節(jié)省燃料費(fèi)用30%～40%。而且柴油機(jī)工作可靠，壽命長，大修間隔里程可達(dá)50萬km，是汽油機(jī)的兩倍還多。缺點(diǎn)是震動大，噪音大，轉(zhuǎn)速行程小，通常只有500～1500這么點(diǎn)行程，而汽油機(jī)通常800～5000轉(zhuǎn)都可以正常運(yùn)行，而汽車為了更簡單，變速箱只有那么幾檔，所以就只能用汽油機(jī)了，而且柴油機(jī)啟動通常都需要很大的動力，所以蓄電池必須能有24V以上，所以這就造成了一些困難，但是現(xiàn)在，隨著技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)在平順性和體積上都有很大改善，高強(qiáng)度的鋁制缸體制造工藝，減輕了發(fā)動機(jī)的重量;廢氣后處理與顆粒物回收有效降低尾氣污染;燃油高壓共軌噴射以及較低壓縮比(相對于傳統(tǒng)柴油機(jī))有效抑制噪聲;平衡軸的應(yīng)用提升了平順性;VGT可變截面渦輪和中冷器提升了發(fā)動機(jī)功率，眾多優(yōu)良的設(shè)計(jì)逐漸裝備于乘用車之上，讓柴油機(jī)有了可以和汽油機(jī)競爭的資本，而其較低的碳排放以及出色的低速扭矩，被眾多SUV甚至轎車包括高級轎車所接受。

雖然柴油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低，影響了其最高的輸出功率，但正是由于柴油發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速，也給了柴油充分燃燒的時間，霧化充分的柴油在氣缸內(nèi)與空氣充分混合、燃燒。使得柴油的燃燒效率要高于汽油，柴油能在燃燒室內(nèi)充分的放熱，將熱能盡可能多的轉(zhuǎn)化為推動活塞的動力。相比之下，由于汽油燃燒速度快，氣體體積迅速膨脹，消耗掉了氧氣，汽油在燃燒室內(nèi)會出現(xiàn)不能充分燃燒的現(xiàn)象，便由于發(fā)動機(jī)進(jìn)入排氣行程，將高溫高壓的氣體排放出去，從而造成了燃燒效率低，熱能轉(zhuǎn)化效率不高，燃料消耗也較多。柴油燃燒速度慢，雖然可以促進(jìn)柴油在燃燒室內(nèi)充分燃燒，但燃燒速度卻又制約了發(fā)動機(jī)的另一重要的性能指標(biāo)——發(fā)動機(jī)響應(yīng)性。發(fā)動機(jī)的響應(yīng)性也就是當(dāng)我們需要急加速時，發(fā)動機(jī)做出反應(yīng)所需的時間。當(dāng)我們需要發(fā)動機(jī)迅速提高轉(zhuǎn)速，使車輛加速前進(jìn)時，由于柴油燃燒速度慢的緣故，當(dāng)急踩下油門時，雖然供油系統(tǒng)迅速做出了響應(yīng)，增加了噴油量，但柴油依然要慢慢燃燒，使氣體在氣缸內(nèi)逐漸膨脹，推動活塞運(yùn)動，而此時柴油燃燒依然要維持原燃燒速度，氣體不能迅速膨脹。這自然導(dǎo)致當(dāng)急踩油門時發(fā)動機(jī)需要一定響應(yīng)時間。而汽油機(jī)由于汽油燃燒速度快，能迅速著火燃燒，燃燒能很快擴(kuò)散到整個氣缸中，迅速膨脹的氣體能很快推動活塞運(yùn)動，因而在發(fā)動機(jī)的響應(yīng)性上，柴油發(fā)動機(jī)遠(yuǎn)落后于汽油發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)的可靠性對性能的影響也是不可忽視的，對于一臺發(fā)動機(jī)來說，組成發(fā)動機(jī)的零件相當(dāng)多，每個零件間相互協(xié)同工作才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦某一零件出現(xiàn)故障，將對發(fā)動機(jī)的性能產(chǎn)生巨大的影響。而對于當(dāng)代的汽車技術(shù)來說，電子技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車當(dāng)中，而汽車也成了一個機(jī)電一體化的高性能產(chǎn)品。發(fā)動機(jī)在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦計(jì)算機(jī)監(jiān)測到某一信號異常，將影響發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。汽油機(jī)的工作便是如此。相比柴油機(jī)由于汽油在氣缸內(nèi)燃燒做功需要火花塞點(diǎn)火來實(shí)現(xiàn)，而當(dāng)火花塞的點(diǎn)火性能下降時，汽油發(fā)動機(jī)的動力性也會大打折扣。由火花塞、點(diǎn)火線圈等部件組成的點(diǎn)火系統(tǒng)的可靠性就直接影響到了發(fā)動機(jī)的性能。而對于結(jié)構(gòu)更為簡單的柴油發(fā)動機(jī)來說，由于柴油發(fā)火燃燒的方式不同，使得柴油發(fā)動機(jī)不需要用電火花來控制點(diǎn)火，因而避免了點(diǎn)火系統(tǒng)中諸如火花塞、高壓點(diǎn)火線圈等組成部件對發(fā)動機(jī)性能和可靠性的影響，除此之外，柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也都是純機(jī)械的，避免了電控系統(tǒng)受電磁干擾而影響發(fā)動機(jī)正常工作

當(dāng)然對發(fā)動機(jī)的環(huán)保要求，也是影響發(fā)動機(jī)性能的重要因素，現(xiàn)在苛刻的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對汽車尾氣的排放提出了較高的要求。黑煙囪現(xiàn)象必然達(dá)不到目前的環(huán)保要求，但以此否決了柴油發(fā)動機(jī)，是對柴油發(fā)動機(jī)的不公和誤解。我們上面了解了柴油發(fā)動機(jī)的很多性能特點(diǎn)，在性能上柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)各有各的優(yōu)勢，在尾氣排放方面，柴油機(jī)也有著其不可忽視的優(yōu)勢。下面我們從排放出來的污染物來了解柴油機(jī)和汽油機(jī)的排放情況。首先我們先說說汽油發(fā)動機(jī)的尾氣;汽油發(fā)動機(jī)尾氣主要的組成部分是二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸铩⒁谎趸肌U化物以及二氧化硫等，在這些污染物中，氮氧化物、碳?xì)浠衔铩U化物以及二氧化硫都對大氣造成了嚴(yán)重的污染，一氧化碳又是有毒氣體。而柴油發(fā)動機(jī)，其尾氣中包含氮氧化物、二氧化碳、碳顆粒等。相比之下，從污染物數(shù)量上講，柴油發(fā)動機(jī)排放的污染物要比汽油發(fā)動機(jī)少要少30%，而且避免了碳?xì)浠衔锖鸵谎趸技般U化物的排放，雖然在柴油機(jī)不完全燃燒時會產(chǎn)生大量的黑煙，其實(shí)這些黑煙實(shí)際是碳顆粒，可以通過精確控制噴油量和噴油壓力來改善冒黑煙的現(xiàn)象，此外還可以通過增加過濾裝置，讓碳顆粒迅速沉降，而不漂浮在空氣中。而汽油發(fā)動機(jī)排放的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸季秃茈y再進(jìn)行凈化，因此排放到空氣中又會對人體搞成較大的傷害。這么說來，柴油機(jī)相比汽油機(jī)雖然會有冒黑煙的現(xiàn)象，但其排放的有害氣體要少很多。也就是說，實(shí)際上柴油發(fā)動機(jī)比汽油發(fā)動機(jī)更環(huán)保，只不過一些老舊柴油車的黑煙讓我們產(chǎn)生了錯覺。只要柴油發(fā)動機(jī)解決碳顆粒排放問題，它的排放可以全面優(yōu)于汽油發(fā)動機(jī)。