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为什么柴油压缩就可以点火,而汽油机却需要火花塞?

大家知道,现在很多车型配置的都是缸内直喷的汽油机。有些人就会问:

汽油机都能将汽油直接喷射在气缸内了,为什么不能像柴油机那样直接压燃呢?为什么还要用火花塞来点火呢?

让我们分别从几个方面来看看~

1汽油更容易被点燃?

这就要先介绍一个物理化学术语——“闪点”。闪点,是在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。

汽油的闪点可以小于28℃,而轻质柴油的闪点在45-120℃,闪点低于61℃的油品为易燃品。

拿明火靠近柴油很难将其点燃,因为气温20℃远低于柴油的闪点,这时候柴油依然很稳定,没有挥发,所以很难点燃。

柴油并不像汽油那样易于挥发成气体,只有表面一层于空气接触,而汽油极易挥发产生汽油蒸汽与空气比较充分的混合,这就像木头和木材刨花的区别。

2柴油可以压燃是由于其自燃点低

自燃点指的是可燃物在有氧气的条件下发生自主燃烧的温度,柴油自燃点才220℃,也就是说柴油只要与空气混合,在220℃时就可以自行燃烧了。

汽油自燃点是427℃,活塞压缩空气后产生的高温可以达到柴油的自燃点但无法达到汽油的自燃点,所以柴油机可以用压燃方式,而汽油机只能靠火花塞点燃。

3火花塞无法点燃柴油

火花塞是汽油机点火系统中将高压电流引入气缸产生电火花,以点燃可燃混合气体的部件,主要由接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极以及外壳组成,侧电极焊接在外壳上。

火花塞是电弧放电,不会产生明火,所以它只能点燃与氧气混合均匀的气态可燃物,我们平时看到的汽油在气缸里最终要被充分蒸发汽化,只有这样才能形成足够的气态可燃混合物。

但是柴油本身密度就大,而且性质比汽油稳定多了,这样的燃料喷入气缸后很难挥发成气态,大部分还是柴油小颗粒,无法形成足够的可燃气态可燃混合物,所以火花塞是无法点燃柴油的。

4燃烧特性有极大的区别

汽油机是使用“预制混合气”燃料的,也就是说做功冲程里需要燃烧的混合气在点火前已经准备好了,只待点火时机一到火花塞将其引燃就行。

因为点燃的时机基本上发生在活塞到达上止点附近,这时候活塞会有一个换向动作,因此可以看做这时燃烧空间是短时间恒定的,混合气就在这一瞬间快速完成燃烧膨胀做功,这就是“定容加热”的奥托循环。

而柴油机是在活塞接近上止点缸内温度高于其自燃点时开始向气缸里喷油,雾化的柴油进入气缸后与空气混合,由于温度达到自燃点,柴油开始燃烧,由于柴油燃烧速度慢,所以一次做功需要燃烧的柴油不会瞬间喷完,而是会持续向气缸里喷射,结果就是气缸里一边燃烧一边持续喷油,喷入的油继续与空气混合并且被引燃燃烧,膨胀的空气持续推动活塞,这就是定压加热的迪赛尔循环,在英语里柴油机就叫做迪赛尔引擎。

有人问:为什么不能把汽油机的压缩比做得更高,也像柴油机一样在压缩上止点喷油呢?这主要是因为汽油的燃烧速度太快了,燃烧过程不可控,很难把发动机做得平顺、柔和。

油品的物理特性决定了它们被“区别对待”。

THE END
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