为什么柴油机比汽油机效率大???

如题所述

内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机;使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都比汽油机好。汽油机两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成;柴油机两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成,柴油机是压燃的,不需要点火系。曲柄连杆机构由曲轴、连杆以及与连杆铰接的活塞组成。曲柄连杆机构的主要作用是把活塞的往复直线运动转化成曲轴的旋转运动并输出。曲轴由主轴和连杆轴间隔布置,主轴用来支承曲轴,连杆轴与连杆用滑动轴承连接。曲轴安装时其轴向间隙有要求,以免工作过程中发生轴向窜动。连杆一端与连杆轴相连,一端与活塞相连(滑动轴承连接)。活塞头上靠近连杆部分开有挡油环槽,远离连杆部分开有挡气环槽,用来隔开活塞两侧的油和气。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。配气机构由定时齿轮、桃形轴、活塞推杆(上有调节螺母)、摇臂轴、摇臂、气门、气门回位弹簧和气门座组成。定时齿轮带动桃形轴旋转,桃形轴上的偏心轮不同相位布置,与曲轴运动的相位对应。桃形轴推动活塞推杆,活塞推杆推动摇臂一端,使摇臂另一端压下气门和气门回位弹簧,使气门打开,油缸进气或者出气,活塞推杆离开摇臂时,气门在回位弹簧作用下复位,气门关闭。要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀等组成。润滑系是保证发动机正常运行的关键,直接关系到发动机的寿命和运行状况。其中活塞的润滑方式为溅油润滑汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。在汽油机中,气缸内的可燃混合气是*电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
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第1个回答  2020-10-13
第2个回答  2022-07-24
1.高负荷时差距扩大的因素;


在高负荷条件下,汽油机的混合气较浓,过量空气系数=0.8-1.0,而柴油机的平均过量空气系数=1.3-2.0,混合气总体偏稀。
汽油机的压缩比虽然较低,但由于混合气较浓而且等容度也较高,所以它的最高燃烧温度反而比柴油机高很多;此外,汽油机的残余废气系数比柴油机高。以上两方面的原因,使得汽油机的等熵指数比柴油机小,高温热分解作用加剧,这些都使得汽油机的热效率相对于理论循环的下降幅度远大于柴油机。虽然汽油机的分子变化系数要高于柴油机,但其影响较小,不起主要作用。
2.低负荷时差距进一步扩大的因素;
由于混合气形成和负荷调节方式的差别,汽油机的负荷越低,过量空气系数越小。而柴油机则相反。这进一步扩大了两者热效率的差距。
汽油机是量调节负荷,负荷越低,进气量越少,残余废气系数越高。而柴油机的残余废气系数在低负荷变化时大致维持不变。这一因素除对汽油机的等熵指数有影响外,更多的是使汽油机的燃烧速度降低,热效率下降。
汽油机高、低负荷时,工质燃烧后的温差要比柴油机小,即低负荷时汽油机仍保持较高的燃烧温度。这是因为汽油机是量调节负荷,各种负荷时混合气的过量空气系数变化不大。虽然低负荷时进入缸内的混合气量少,但单位质量工质的发热量没有改变,故燃烧后工质的温度下降幅度不大。
柴油机是质调节负荷,低负荷时过量空气系数增大,单位质量工质的发热量减少,燃烧后工质的温度成比例下降。这一因素使汽、柴油机低负荷时的工质温度差别更显著,由此引起两者的热效率的差距加大。
通过汽、柴油机的理论循环和理想循环热效率的全面对比,从理论上阐明了两种不同燃烧模式对热效率影响的本质原因。近年来,缸内直喷(GDI)、均质压燃(HCCI)汽油机的出现,正是这些循环理论应用的突出体现。

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