大家都知道,在卡車、大中型客車以及各種工程機械上,搭載的都是柴油發動機。其中的道理就是柴油機更省油并且動力更足。很多人感到奇怪,為什么同等排量的柴油車比汽油車更省油?下面我們就來探討這個問題。
1、柴油比汽油的能量密度更高
汽油的主要成分是異辛烷,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。比起汽油來,柴油含有更多更長的碳原子鏈。同時柴油比汽油密度更高(汽油的密度0.725g/ml,而柴油的密度是0.83~0.855g/ml)。
所以,柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來,每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。即每燃燒1升的柴油所釋放的能量,相當于燃燒1.2升的汽油所釋放的能量。
2、柴油機的壓縮比更高,熱效率更高
柴油機的壓縮比一般在16:1~22:1之間,較高可以做到26:1;而汽油機的壓縮比在8:1~11:1之間。
可以看出,柴油機的壓縮比要遠高于汽油機。一般來說,壓縮比越高,燃油轉化率也越高,能獲得更高的燃燒效率,所以柴油機的熱效率一般高于汽油機。在現階段,汽油機的熱效率普遍在30%~40%之間,而柴油機可以達到35%~45%。
有人可能會說,那么汽油機為什么不可以將壓縮比做大一點呢?
這主要是因為,汽油的燃燒速度很快,如果壓縮比過大,汽油和空氣的混合氣被壓縮的過于猛烈,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。在設計發動機時,壓縮比與燃料的匹配,主要就是看是否會發生爆燃。所以,汽油機的壓縮比相對較低,主要就是為了避免爆燃。
3、柴油機的混合氣濃度更低,并且采用壓燃式;而汽油機的混合氣一般都控制的標準濃度范圍,利用火花塞點火。
柴油機的混合氣是在壓縮行程終了時才開始的,噴入的柴油立即發火燃燒,柴油與空氣的混合是不均勻的,并且空氣始終是過量的,它的空燃比可以高達20:1。
而汽油機中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,它的空燃比一般嚴格控制在14.7:1。壓燃比點燃更節約能量。
那么汽油機為什么不能采用低濃度的混合氣壓燃呢?
大家知道,發動機工作有四個行程,分別是進氣、壓縮、作功、排氣。當柴油發動機處于壓縮上止點時,缸內溫度可以達到500~800℃。
由于柴油的燃點是220℃,所以此時噴入柴油,在很短時間內與空氣混合后便立即自行發火燃燒;而汽油機的缸內溫度只有300~400℃,但是汽油的燃點是427℃,所以此時即使噴入汽油,汽油也不會燃燒,必須使用火花塞點火來引燃它。
因此汽油機是無法實現壓燃的。并且汽油混合氣是有點火極限的,如果混合氣的濃度低于17:1,就很難點燃了。
綜上所述,柴油有更高的能量密度、有更高的熱效率、可以采用低濃度的可燃混合氣,可以使用更節能的混合氣燃燒方式,因此柴油機的油耗要明顯低于汽油機。
柴油機還有一個優勢是發動機的低速扭矩更大,這一點對于貨車和越野車來說特別適用。
所以,柴油機在大型貨車、工程機械以及一些越野車上得到了廣泛的應用。但是它在工作時噪音大,振動大,排放也比汽油機差,同時柴油是國家的重要戰略物質,所以,柴油機在家庭轎車中很難推廣開來。
柴油車比起汽油車,居然這么會省油,感覺以前損失好多億
作者:牛奶運輸車發布時間:2019-11-09所屬欄目:貨運百科返回列表
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