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丰田D4D发动机技术研究,59楼补充说明
    也是基于柴油的这种发火特性,使得柴油在抗爆性方面比汽油有着很大的优势。如果注意过柴油发动机和汽油发动机压缩比的人应该有印象,通常柴油发动机的压缩比要比汽油发动机的高一倍以上,就是得益于柴油的抗爆性好。高压缩比的好处显而易见,它可以让燃烧更为充分。汽油发动机的进步其中有一项就是压缩比的逐步提高,这也使得汽油的抗爆性越来越高,98号汽油的高昂价格已经说明高抗爆性汽油的成本之高。即便如此,普通燃烧方式的汽油发动机有11以上的压缩比就很不错了,而柴油发动机的这个数字常常能够超过20。这无疑有利于充分燃烧,柴油发动机普遍比汽油发动机更省油的主要原因也在于此。
  柴油的燃烧速度比汽油慢得多,这使得柴油混合气点燃的速度要慢于汽油混合气,.常规的柴油发动机响应慢,也是因为柴油的这个特性导致的。另外柴油的挥发性也要比汽油慢,因此它不能像汽油发动机那样通过进气负压来吸进混合气,而是需要通过高压油泵来将雾化的柴油压人汽缸内,才能与空气充分混合。
所有以上这些柴油与汽油的特性差异,导致柴油发动机的整体设计与汽油发动机完全不一样,它们的性能特点也有着很大的区别。传统的柴油发动机扭矩很大,可靠性也非常高,但功率小、响应差、低温点火困难、污染严重等等,而且其震动噪音大,因此常常只能被一些载货汽车采用,少数硬派越野车也会采用这种柴油发动机,但对于注重舒适的轿车或者公路SUV而言,在过去是很少有柴油发动机版本的。
  传统柴油机给人这种印象是因为技术特性决定的。如前面所说,柴油的挥发性差,不能通过进气负压被动吸人汽缸,因此柴油发动机必须靠油泵将燃油泵入汽缸内。所有的柴油发动机都采用高压缩比设计,因此对于油泵的能量要求也很高。在民用车柴油发动机以前,几乎所有的柴油发动机都是采用机械泵喷射的,它分为总泵和分泵两部分,目的也是为了获得足够的泵油压力。这种活塞往复式的机械泵是靠凸轮来驱动的,凸轮的能量则源自曲轴。每个汽缸会有一个喷油器,每个喷油器又必须匹配一个油泵,这使得整台发动机的油泵数量很多。这种机械油泵不仅供油压力有限,而且它们都是纯机械式的,在往复运动以及与凸轮发生作用的时候,会产生巨大的噪音,这是传统柴油发动机噪音大的原因之一。
柴油发动机是靠压燃式的,也就是在压缩行程的末端,被压缩的空气产生高温高压以后,油泵将柴油以雾状喷人汽缸内自燃。这种“点火”方式如果发生在汽油发动机上,就相当于爆震。事实上,柴油发动机的爆震是不可避免的,它需要靠这种方式来实现混合物的点燃。柴油发动机之所以震动和噪音明显大于汽油发动机,主要就是基于这个原因。
    对于爆震本身任何内燃机都是不希望看到的。对于柴油发动机而言,它的点火依靠爆震,但作为设计师而言则希望这个爆震控制在能够点火的临界点即可。多余的爆震自然会增加震动和噪音,乃至影响工作效率。传统柴油机纯机械式的泵油方式,很难做到精准控制,这使得爆震也难以精准控制,所以这类发动机的震动和噪音都异常强烈。很好理解,难以精准控制的喷油量,使得空燃比实现精准控制也变得不可能,因此传统柴油发动机很难做到精确燃烧,排放加剧以及燃烧效率下降也就很自然了。
    从上面的介绍可以看出,传统柴油发动机的特点:热效率和经济性较好,柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系。同时,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机,同时在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。







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