到底为什么柴油机更省油,可能好多人都不知其所以然,我争取几句话把它说清楚 。
1)
首先,柴油作为燃料,热值比汽油高,也就是说同样数量的燃料里,柴油蕴含的能量比汽油多 。哈哈,在提炼工序上,柴油天生占据先机(而且0号柴油比汽油还便宜~每次加油我表示很开心) 。
2)
其次,柴油机和汽油机的工作原理不一样,导致了柴油机工作效率更高 。你们有没有印象,卡车油箱的加油口附近通常都脏脏的、黑黑的,油渍一大片?而我们私家车的加油口从来都干干净净 。
这不是因为卡车司机不爱打理,而是因为柴油的挥发性比汽油差很多,加油时洒到油箱外面的柴油会一直挂在那里,像发动机渗出的机油一样,不断吸附灰尘,形成油泥,时间长了就脏兮兮的一片了 。
两者挥发性的差异,造成了发动机工作原理的重大差别 。汽油的挥发性好,容易和空气混合,也容易被点燃,所以汽油机都有火花塞,引爆燃料让活塞做功;而柴油挥发性差,用一个火星是点不燃的,必须先把缸内气体预压到一个很高的压力和温度后,再喷入雾状柴油,让柴油在这种高温环境下自燃,推动活塞做功 。
PS:柴油基本不挥发,所以表面不会形成燃料蒸汽和空气的混合物,也就很难被点燃,相反汽油极易形成蒸汽,遇火星就容易爆炸,这在某种程度上决定了柴油和柴油车很安全,自燃的最大机理就是电路系统短路打火,遇到燃料系统泄漏起火,这可都是汽油车的专利哈!战场上跑的家伙基本都是烧柴油的,你得有多大的胆子才敢拉着一车汽油在枪林弹雨中穿梭啊 。
简单地说,汽油机是点燃式的,压缩比不能太高(一般9~11较为常见),否则还没到点火时刻,就先把燃料压燃了(这就叫爆震);而柴油机是压燃的,就怕压不燃,必须设计出很高的压缩比(一般16~21较为常见),才能满足让柴油射进缸内就会自己燃烧的工作条件 。
对于往复式内燃机,压缩比越高,做功效率就越高(具体原因太深奥,跳过),再加上柴油的燃烧过程缓慢而稳健,你可以理解为柴油被点爆后,活塞下行程中,有很长一段距离都在对活塞做功,而汽油机就是爆炸的那一瞬间在释放能量,做功过程很短暂 。更长的燃烧过程和有效做功时间,有助于化学能充分转化为机械能,因此柴油机的燃料能量释放率更高,因此就更省油 。我记得留学时,老师的讲义上说过,汽油机的能量效率做到30%就不错了,而柴油机可以做到45%左右(数据可能不精确,但八九不离十,不影响拿去装逼) 。
当然,柴油机为什么最大转速只有3、4千转,也是上面这个原因,柴油燃烧速度天生就慢,你如果盲目增加转速的话,那么就有一部分燃料还没来得及燃烧就被赶进排气管,在排气管里继续烧油可不是好事儿,既不经济又危险,所以工程师只能让柴油机运行在一个相对“悠闲”的转速区间,就别去和汽油机拼转速了 。
还有一个特点,因为柴油机是压燃式的,只要喷射雾化到位(严重取决于喷射压力),就能更加接近均质燃烧,燃烧彻底又充分,而且这样的燃烧条件更容易实现“稀燃”,总之,就是能提高燃油经济性 。
而汽油机是点燃式的,火焰以点火中心为起点往整个燃烧室扩散,因为距离火花塞有近有远,微观地看,混合气的点燃的时机是不一样的,对于强迫症工程癌而言,这绝逼是不完美的点火 。
无数研发人员都在努力让汽油机的混合条件接近柴油机,缩短引燃时间跨度,逼近理想状态的均质混合,或想办法实现稀燃,但难度的确很大 。
柴油机扭矩更足【宝马120i报价多少钱 柴油奔驰ML350 宝马2181报价多少钱】就拿这台柴油ML350来说吧,3.0T的柴油机在1600 rpm就能输出620 Nm的扭矩,而ML400上的高功率3.0T汽油发动机,也才480 Nm峰值而已 。所以CDI版本的ML最直接的驾驶感受就是提速很给力,只要你肯给油门,车子会非常积极地穿出去,加上能充分利用附着力的4-Matic,很快就能达到不得不松油门的速度,我觉得驾驶的极限在我自己,而不在车子上 。
民间的说法是“柴油机低扭好”,大意就是低转速扭矩大的意思 。为什么柴油机这么有力,当年我们学发动机设计时,要用一大堆公式来推导证明的,今天我用诺式语言点到为止就好,不但保证你能懂,你还能给别人讲明白 。
1)
柴油机的压缩比大,峰值压力也高,缸压高就直接导致扭矩大,这是毫无疑问的 。
2)
还有,因为汽油烧得快,点爆后是短时做功推动活塞,其他时间都得靠惯性继续运转,直到下一次点火做功;而柴油引爆后能在很长的行程上持续推动活塞,所以最后在飞轮端得到的效果就是更大的扭矩 。
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