大家好！本文主要是為大家詳細介紹《初中物理中柴油機和汽油機的區(qū)別》的核心內(nèi)容和《柴油機概述》的相關(guān)資料。希望對您有所幫助，請繼續(xù)閱讀。

如今，絕大多數(shù)家庭用車都是汽油發(fā)動機，只有極少數(shù)車型使用柴油發(fā)動機。汽油發(fā)動機給人的印象是安靜而快速。柴油機給人的感覺是轉(zhuǎn)速高、扭矩大。而且柴油機普遍比汽油機更省油。那么，為什么兩者之間存在這些差異呢？今天，我們就來說說汽油機和柴油機最大的區(qū)別。相信看完這些，你會對引擎有更深入的了解。

燃油的引燃方式不同

汽油機靠火花塞點燃進入氣缸的機油，而柴油機靠活塞產(chǎn)生的高溫壓縮空氣使柴油自行燃燒。由于汽油的自燃溫度較高，要實現(xiàn)汽油的壓燃是不現(xiàn)實的，只能靠火花塞產(chǎn)生的高溫來點燃汽油。柴油的自燃溫度相對較低。只要壓縮比足夠大，活塞壓縮空氣產(chǎn)生的溫度就足以使柴油自燃燃燒。

因此，柴油機的壓縮比一般都比較大，以便在壓縮沖程末期能產(chǎn)生足夠高的溫度。由于壓縮比越高，熱效率越高，所以柴油機的熱效率普遍高于汽油機。

燃燒方式不同

無論是柴油還是汽油，要想燃燒，首先要使油蒸發(fā)成燃油蒸汽，然后燃油蒸汽與空氣混合形成可燃混合物。

因為汽油是高度蒸發(fā)的，所以汽油發(fā)動機在火花塞點燃之前將汽油與空氣充分混合。例如，普通的汽油機在進氣沖程時噴射燃油，使汽油在進氣沖程和壓縮沖程中有足夠的空氣。蒸發(fā)、混合并形成均勻的可燃混合物的時間。當壓縮沖程接近尾聲時，火花塞產(chǎn)生電弧點燃混合氣，發(fā)動機就可以做功了。因為汽油的蒸發(fā)性很強，汽油進入氣缸后有足夠的時間與空氣混合，所以汽油機的噴油壓力不需要太高。

柴油機在進氣沖程和壓縮沖程中不噴油。只有在壓縮沖程結(jié)束，氣缸內(nèi)溫度急劇升高時，噴油器才開始噴油。由于柴油粘度大，噴油壓力很高，柴油被噴成很小的霧滴。這些液滴在氣缸內(nèi)遇到高溫后迅速蒸發(fā)并與空氣混合，然后自行燃燒。因此，柴油機在壓縮沖程末期開始噴油，邊噴邊燃燒。

上圖是汽油在氣缸中的燃燒過程。在火花塞被點燃之前，汽油已經(jīng)完全蒸發(fā)并與空氣混合形成可燃混合氣?；鸹ㄈc燃后，電弧的熱量會點燃附近的混合氣，因為其他混合氣已經(jīng)充分混合。濃度合適，所以這個小火苗可以迅速點燃其他混合物，燃燒速度非?？?。

這是柴油在氣缸中燃燒的圖像。由于柴油是在壓縮行程末期一次性噴入氣缸，邊噴邊混合燃燒，容易出現(xiàn)混合不均勻現(xiàn)象。從圖中也可以看出有一定的黑煙，這是燃燒不充分。

動力控制方式不同

汽油機通過控制進氣量間接控制噴油量。進氣管上有一個部件叫做節(jié)氣門，它是由油門踏板控制的。節(jié)氣門就像一個閥門，控制進入氣缸的空氣量。油門踏板踩得越深，節(jié)氣門開得越大，進入發(fā)動機的空氣就越多。然后發(fā)動機控制計算機根據(jù)氣缸進氣量計算噴油量，從而控制發(fā)動機的功率輸出。

柴油機要簡單得多，功率直接由噴油量控制。柴油機沒有節(jié)氣門，氣缸總能獲得最大進氣量，然后通過控制噴油量來調(diào)節(jié)功率。輕踩油門踏板時，噴油量小，功率小。當油門踏板踩得很重時，噴油量會增加，動力會更強勁。

汽油機工作時，節(jié)氣門會在一定程度上阻礙進氣，因此活塞吸入空氣的阻力會增大，從而消耗更多的發(fā)動機功率。但是，柴油機沒有節(jié)氣門，活塞吸氣總是很容易，消耗的功率少，這也是柴油機熱效率高的原因之一。不過，現(xiàn)在的柴油機也有節(jié)氣門，但那主要是配合廢氣再循環(huán)系統(tǒng)來控制排放，這與汽油機的節(jié)氣門在用途上有很大區(qū)別。

了解了以上內(nèi)容后，我們可以嘗試用以上理論來解釋生活中遇到的一些問題：

柴油機為什么容易冒黑煙？

柴油機比汽油機更容易冒黑煙。其實這是由柴油機特殊的燃燒方式?jīng)Q定的。

因為柴油機的油門直接控制噴油量，油門踩得比較大時噴油量會增加，但柴油機不能提前將柴油混合好，只能在時點噴入氣缸。壓縮行程結(jié)束。這么多的柴油是不容易和空氣充分混合的，一部分柴油還沒來得及蒸發(fā)混合就被高溫氧化成了碳粒，所以踩油門的時候柴油機非常容易冒黑煙。

現(xiàn)在排放要求提高了，柴油機不得不在排氣系統(tǒng)上安裝顆粒過濾器，過濾廢氣中的碳顆粒，所以現(xiàn)在的柴油機不容易冒黑煙，但這只是結(jié)果經(jīng)過尾氣處理，發(fā)動機應(yīng)該還是會冒黑煙的，只是我們看不到而已。

柴油機轉(zhuǎn)速為什么更低？

如果你開過柴油車，你會發(fā)現(xiàn)大部分柴油車的發(fā)動機轉(zhuǎn)速都低于汽油機。目前家用汽車發(fā)動機的紅線轉(zhuǎn)速在6000轉(zhuǎn)左右，更高的可達6500轉(zhuǎn)。柴油機的紅線轉(zhuǎn)速基本在4000-5000轉(zhuǎn)。

其實這是由燃燒方式?jīng)Q定的，因為柴油機是壓燃式的，所以必須在活塞壓縮最劇烈的時候?qū)⒉裼蛧娙霘飧?，這樣氣缸內(nèi)的溫度就足夠高，以保證柴油的平穩(wěn)燃燒。如果噴油早或晚，缸內(nèi)溫度會下降，柴油可能無法燃燒。所以柴油機只能在壓縮沖程末期噴射一小段時間的燃油。如果柴油機轉(zhuǎn)速過高，壓縮沖程轉(zhuǎn)瞬即逝，柴油來不及完全燃燒。因此，柴油機的轉(zhuǎn)速一般較低。

柴油機噪音為什么更大？

柴油機的噪音主要來自兩個方面。一種是柴油機的油泵。由于柴油機的噴油壓力很高，普通的電子油泵根本無法滿足需求，所以柴油機采用機械油。泵，在工作的過程中難免會發(fā)出更大的噪音。如今很多直噴汽油機為了滿足排放法規(guī)也使用了高壓機械油泵，在怠速時也能明顯聽到油泵的噪音。不過和柴油機的噴油壓力相比還是小多了。

另一個原因就是柴油機燃燒的噪音了，因為柴油機沒有節(jié)氣門節(jié)流，所以氣缸里每次都可以最大限度地吸入空氣，足量的空氣再加上柴油機超高的壓縮比，在壓縮沖程末端氣缸內(nèi)壓力非常高。此時柴油又在瞬間全部噴入氣缸劇烈燃燒，巨大的壓力和猛烈的燃燒就會導(dǎo)致柴油機燃燒噪音非常大。

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