柴油與汽油增壓的區(qū)別.doc

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)，都是燃燒燃料后通過推動(dòng)氣缸內(nèi)活塞作往返運(yùn)動(dòng)來將燃料中的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)的機(jī)械能量，因此兩者的工作原理大體是相同的。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最主要的區(qū)別在于燃料物理特性所引起的點(diǎn)火方式的區(qū)別，從而表現(xiàn)出各自不同的熱效率、經(jīng)濟(jì)性，以及外形特點(diǎn)等。詳見下表的比較。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料汽油柴油燃料能量密度柴油為各日常燃料中最高，比液化天然氣高出近1倍，比汽油高出10以上燃料揮發(fā)性較強(qiáng)不易揮發(fā)燃料燃點(diǎn)220-250著火點(diǎn)較高點(diǎn)火方式火花塞點(diǎn)燃?jí)喝际綁嚎s比一般10一般為16-22熱效率35%45%經(jīng)濟(jì)性柴油機(jī)較高，比汽油節(jié)油15%-30%特點(diǎn)體積小、重量輕、起動(dòng)性好，價(jià)格便宜，最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速高；振動(dòng)及噪聲小可靠性高，比較笨重，體積較大，成本較高，振動(dòng)噪聲大；柴油不易蒸發(fā)，冬季冷車時(shí)起動(dòng)困難應(yīng)用載客汽車、轎車大、中型載重貨車(近年逐步應(yīng)用于轎車)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，油氣混合氣進(jìn)入氣缸后，在壓縮接近終了時(shí)由火花塞點(diǎn)燃。因此，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要一套控制何時(shí)讓火花塞工作的點(diǎn)火系統(tǒng)，為保證汽油機(jī)的正常工作，必須精確控制火花塞放電的時(shí)刻和火花能量的大小，故燃料供給系和點(diǎn)火系是發(fā)生故障比例較高的部位。此外由于汽油的燃點(diǎn)較低，汽油機(jī)的壓縮比就不能太高，以免油氣自燃，因此其熱效率和經(jīng)濟(jì)性較柴油機(jī)為差。汽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于其體積小、重量輕、價(jià)格便宜、起動(dòng)性好，最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速高，工作中振動(dòng)及噪聲小。因此在載客汽車，特別是轎車中，汽油機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在我們國(guó)家目前生產(chǎn)的絕大多數(shù)轎車，都是采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為自己的動(dòng)力系統(tǒng)。柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃燃點(diǎn)，這時(shí)再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒。因此，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需點(diǎn)火系。同時(shí)，柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油機(jī)壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟(jì)性都要好于汽油機(jī)，同時(shí)在相同功率的情況下，柴油機(jī)的扭矩大，最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速低，適合于載貨汽車的使用。柴油機(jī)的噴油泵與噴嘴制造精度要求高，所以成本較高；另外，柴油機(jī)工作粗暴，振動(dòng)噪聲大；柴油不易蒸發(fā)，冬季冷車時(shí)起動(dòng)困難。在環(huán)保方面，柴油機(jī)的二氧化碳排放平均比汽油機(jī)的低30%-35%。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)汽油機(jī)缸內(nèi)直噴作為新技術(shù)前景喜人。缸內(nèi)直噴的原理是通過均勻燃燒和分層燃燒，實(shí)現(xiàn)了高負(fù)荷、尤其是低負(fù)荷下的燃油消在全負(fù)荷時(shí)，燃油噴射與進(jìn)氣同步，燃油得到完全霧化，使混合汽均勻地充滿燃燒室，自然會(huì)得到充分的燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力得到淋漓盡致的發(fā)揮。在均勻燃燒時(shí)有著和傳統(tǒng)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)相同的空氣與燃油混合比，即空燃比是14.71，此時(shí)的lambda值是1。而燃油的蒸發(fā)又使混合汽降溫，去除了爆震的產(chǎn)生。也就是說在均勻燃燒情況下，在獲得高動(dòng)力輸出和扭矩值的同時(shí)付出了較低的燃油消耗。出色的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在部分負(fù)荷時(shí)的分層燃燒。可燃混合物只分布在火花塞周圍，混合汽層的大小范圍精確地反映了瞬時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的需求。在分層燃燒時(shí)，直到壓縮行程時(shí)才噴射燃油，油霧直接進(jìn)入燃燒室中的空氣，而噴油就發(fā)生在點(diǎn)火前瞬間。分層燃燒時(shí)lambda值達(dá)到4，可見發(fā)動(dòng)機(jī)在中、低速時(shí)燃油是多么節(jié)省。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在燃燒時(shí)空氣層隔絕了熱，減少了熱量向汽缸壁的傳遞，從而減少了熱量損失提升了發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。完善的發(fā)動(dòng)機(jī)后處理使排放達(dá)到歐標(biāo)準(zhǔn)：廢氣的30%又流回了燃燒室。幫助降低了燃燒溫度，并使分層燃燒時(shí)的氮氧化物降低了70%。FSI發(fā)動(dòng)機(jī)有2個(gè)觸酶轉(zhuǎn)化器，在排氣歧管后面是三元催化轉(zhuǎn)換器，再后面是NOx儲(chǔ)存型轉(zhuǎn)化器。排放達(dá)到了歐，在德國(guó)每年要節(jié)省307歐元的道路使用稅。油噴射與進(jìn)氣同步，燃油得到完全霧化，使混合汽均勻地充滿燃燒室，自然會(huì)得到充分的燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力得到淋漓盡致的發(fā)揮。今天，各大公司已經(jīng)把目光鎖定在了直噴，如博世公司開發(fā)了Motronic MED7汽油直噴系統(tǒng)，奧迪公司開發(fā)了FSI系統(tǒng)，奔馳開發(fā)了CGI系統(tǒng)，菲亞特則開發(fā)了JTS系統(tǒng)，雖然名字不同，但它們都代表了汽油缸內(nèi)直噴。在2002年底，奔馳也上市了配有1.8L CGI汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的C級(jí)轎車，即C200 CGI。峰值功率是125kW，扭矩比上一代增加了15%，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速只有1500rpm時(shí)即可輸出扭矩的75%，在3000rpm時(shí)輸出最高扭矩250Nm，并持續(xù)到4500rpm。與相同排量C級(jí)車相比節(jié)油超過19%，綜合油耗是7.8L/100km。排放達(dá)到歐。0到100km/h的加速時(shí)間是9.0秒，最高時(shí)速222km/h。與C200 CGI有著相同排量的C 180 KOMPRESSOR峰值功率是105kW，最高扭矩220Nm/2500rpm，0到100km/h的加速時(shí)間是9.7秒，最高時(shí)速222km/h，綜合油耗8.2L/100km。從以上數(shù)值就可以看出這2款發(fā)動(dòng)機(jī)的差距了。耗降低，動(dòng)力還有很大提升，在部分負(fù)荷時(shí)仍具有的巨大節(jié)油作用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓直接噴射技術(shù) 今天的柴油機(jī)由于采用了渦輪增壓直接噴射技術(shù)(Turbo Direct Injection,簡(jiǎn)稱TDI)，徹底改變了原來那種令人厭惡的冒黑煙、功率低的舊形象，且壽命更長(zhǎng)，動(dòng)力更強(qiáng)勁。與傳統(tǒng)的柴油噴射系統(tǒng)中：無論是直列泵還是分配泵，都是由一只油泵向所有的噴油器供油，這種結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是噴射壓力低，噴油時(shí)刻和噴油量也很有限。而TDI柴油機(jī)從根本上克服了這些缺陷，它的每一個(gè)氣缸都有一個(gè)獨(dú)立的泵噴嘴，由于取消了油管，噴射壓力得以大幅度的提高，而電腦控制系統(tǒng)的引入使噴射的時(shí)間控制更精確，另外還能通過預(yù)噴射進(jìn)一步降低排氣污染。此系統(tǒng)的核心部件為控制單元和泵噴嘴。泵噴射系統(tǒng)在技術(shù)上的突破使柴油轎車的扭矩、車速有了極大的進(jìn)展，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了平穩(wěn)、高效燃燒的理想狀態(tài)，并降低了燃燒噪聲、降低了尾氣中的NOx的含量。在豪華轎車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)方面，德國(guó)奧迪公司在核心技術(shù)和工藝方面都處于領(lǐng)先地位。奧迪自1976年即開始了TDI的研發(fā)，1989年第一款配備TDI的奧迪柴油車正式投放市場(chǎng)。經(jīng)過15年的發(fā)展，奧迪迄今已在TDI領(lǐng)域積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。奧迪在TDI的四氣閥技術(shù)、渦旋進(jìn)氣系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)等技術(shù)上取得了創(chuàng)造性的突破。奧迪還在世界上第一個(gè)推出六缸TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并最先用在奧迪A8豪華轎車上。一汽大眾2004款寶來轎車上裝備了先進(jìn)的直噴式渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(TDI)，采用了多項(xiàng)最新技術(shù)，例如泵噴射系統(tǒng)、可變噴嘴式渦輪增壓器等都是首次在國(guó)產(chǎn)轎車上應(yīng)用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)發(fā)展前景傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比較笨重，升功率指標(biāo)不如汽油機(jī)（轉(zhuǎn)速較低），噪聲、振動(dòng)較高，炭煙與顆粒排放比較嚴(yán)重，所以一直以來很少受到轎車的青睞。但隨著近年來柴油機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，特別是小型高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的新發(fā)展，一批先進(jìn)的技術(shù)，例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術(shù)得以在小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用，使原來柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在的缺點(diǎn)得到了較好的解決，而柴油機(jī)在節(jié)能與CO2排放方面的優(yōu)勢(shì)，則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動(dòng)機(jī)無法取代的，因此，先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲III號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，成為“綠色發(fā)動(dòng)機(jī)”，目前已經(jīng)成為歐美許多新轎車的動(dòng)力裝置，“綠色柴油機(jī)”副主席兼中國(guó)AVL公司總裁MichaelLaske先生說：“當(dāng)今柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使發(fā)動(dòng)機(jī)變得前所未有的平滑、低噪音而且更加干凈。在降噪和制造工藝方面，柴油機(jī)和汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的小汽車，幾乎沒有明顯區(qū)別?！笨梢灶A(yù)見，我國(guó)將出現(xiàn)越來越多的柴油轎車。石油價(jià)格日益高漲的今天，汽車的節(jié)能要求也日益提高，雖然目前出現(xiàn)了很多新能源：氫動(dòng)力，燃料電池或混合動(dòng)力等，新能源汽車也開始逐步實(shí)用化，但從真正經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，現(xiàn)階段采用新型柴油機(jī)作為車輛動(dòng)力，無疑是最可行的方案之一。歐盟各國(guó)乘用車市場(chǎng)柴油機(jī)車市場(chǎng)占有率在2005年達(dá)到新高。作為世界第二大汽車消費(fèi)市場(chǎng)，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)和強(qiáng)動(dòng)力性符合了歐洲市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。根統(tǒng)計(jì)， 2004年歐洲銷售的所有乘用車當(dāng)中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的