柴油機和汽油機在總體構造上的異同,它們之間的主要區別是什么?
汽油發動機與柴油發動機同屬于內燃式熱機,結構上的區別并不是很大,運行的步驟也都是“進氣噴油、壓縮蒸發、燃爆做功、排除廢氣”四個步驟,結構上都需要氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪、氣門等,核心的區別證在于點火方式的不同。
汽油機的壓縮比比較小,所謂的壓縮指壓縮空氣,因為空氣被壓縮會產生高溫,高溫的作用是用做將液態汽油蒸發為氣態。汽油從液態變成氣態后燃燒的速度變變快很多,為了提升燃燒效率必須存在壓縮沖程使其蒸發;但汽油的燃點比較高(427℃),想要通過壓縮空氣達到超高溫需要的壓縮比會很夸張,過高的壓縮比本身也會損耗動力。所以汽油發動機只適合蒸發后被點燃,于是這種發動機有一臺完善的點火系統:由點火線圈將12V電變壓成為超20000V的高壓電,之后通過火花塞電出電弧用以引燃混合油氣,每個氣缸都會有一枚火花塞。
柴油機的壓縮比高于汽油機,柴油的燃點也低至了220攝氏度;比較低的燃點可以通過加大壓縮比直接達到自然溫度,所以柴油發動機并不需要點火系統,這是結構上與汽油機的主要區別。其次則是壓縮比對運行狀態的影響,想要實現高壓縮比則要讓發動機活塞以大深度壓縮活塞的氣缸,也就是從下止點到上止點掃過的深度比汽油機更大;柴油機活塞可以探到氣缸的幾乎頂端,氣缸內留下用作爆燃做功的空間(燃燒室)很小,而且燃燒是在壓縮到頂端的瞬間形成。
在活塞瞬間相對靜止的狀態下爆燃則會對活塞產生比較強的震動,不過爆燃瞬間火焰產生的推力也會更大,所以柴油機消耗與汽油機等量的燃油也能做到比汽油機更大的扭矩,因為汽油機往往是在活塞達到上止點并開始下行后才會點燃產生動能,為了讓振感小一些不得不浪費掉一定比例的動力。
以上是汽油發動機與柴油發動機的主要區別,點火系統和NVH(噪音、震動、聲振粗糙度)是主要的差別,供參