汽油機與柴油機優劣比較

摘 要:本文主要對汽油機與柴油機的優劣情況進行了比較。

關鍵詞:汽油機 柴油機

中圖分類號:U464文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0056-01

近幾年，我國汽車保有量進入快速增長期，2010年國內汽車銷售1800多萬輛，居全球第一;作為汽車的心臟——發動機主要有以汽油為燃料的汽油機和以柴油為燃料的柴油機，二者各有什么優缺點、哪個更環保？成為很多人關心的問題。

汽油機是點燃式的，燃料在氣缸內靠電火花塞點燃;而柴油機是壓燃式的，燃料依靠汽缸內空氣壓縮產生的熱量引燃，也就是空氣壓縮會升高溫度，當壓縮空氣的溫度高于柴油的燃點時柴油就會燃燒。所以，汽油機的汽缸壓縮比較低，通常在6～9，而柴油機的汽缸壓縮比較高，一般都在12～22。

汽油機因為壓縮比小，所以震動小、轉速高，升功率大，比重量輕，制造成本低，啟動比較容易，負荷變化特性好，操作平穩，以及噪音和震動都比較小等優點，適用于轎車和輕型車輛;而柴油機因為壓縮比大，動力強勁，熱效率遠高于汽油機，功率大，特別適合載重量大的車型;據統計同功率柴油機比汽油機節省燃油18%～28%，且柴油的價格一般略低于汽油。故同功率柴油機汽車比汽油機汽車節省燃料費用30%～40%。而且柴油機工作可靠，壽命長，大修間隔里程可達50萬km，是汽油機的兩倍還多。缺點是震動大，噪音大，轉速行程小，通常只有500～1500這么點行程，而汽油機通常800～5000轉都可以正常運行，而汽車為了更簡單，變速箱只有那么幾檔，所以就只能用汽油機了，而且柴油機啟動通常都需要很大的動力，所以蓄電池必須能有24V以上，所以這就造成了一些困難，但是現在，隨著技術的發展，柴油機在平順性和體積上都有很大改善，高強度的鋁制缸體制造工藝，減輕了發動機的重量;廢氣后處理與顆粒物回收有效降低尾氣污染;燃油高壓共軌噴射以及較低壓縮比(相對于傳統柴油機)有效抑制噪聲;平衡軸的應用提升了平順性;VGT可變截面渦輪和中冷器提升了發動機功率，眾多優良的設計逐漸裝備于乘用車之上，讓柴油機有了可以和汽油機競爭的資本，而其較低的碳排放以及出色的低速扭矩，被眾多SUV甚至轎車包括高級轎車所接受。

雖然柴油發動機的轉速低，影響了其最高的輸出功率，但正是由于柴油發動機低轉速，也給了柴油充分燃燒的時間，霧化充分的柴油在氣缸內與空氣充分混合、燃燒。使得柴油的燃燒效率要高于汽油，柴油能在燃燒室內充分的放熱，將熱能盡可能多的轉化為推動活塞的動力。相比之下，由于汽油燃燒速度快，氣體體積迅速膨脹，消耗掉了氧氣，汽油在燃燒室內會出現不能充分燃燒的現象，便由于發動機進入排氣行程，將高溫高壓的氣體排放出去，從而造成了燃燒效率低，熱能轉化效率不高，燃料消耗也較多。柴油燃燒速度慢，雖然可以促進柴油在燃燒室內充分燃燒，但燃燒速度卻又制約了發動機的另一重要的性能指標——發動機響應性。發動機的響應性也就是當我們需要急加速時，發動機做出反應所需的時間。當我們需要發動機迅速提高轉速，使車輛加速前進時，由于柴油燃燒速度慢的緣故，當急踩下油門時，雖然供油系統迅速做出了響應，增加了噴油量，但柴油依然要慢慢燃燒，使氣體在氣缸內逐漸膨脹，推動活塞運動，而此時柴油燃燒依然要維持原燃燒速度，氣體不能迅速膨脹。這自然導致當急踩油門時發動機需要一定響應時間。而汽油機由于汽油燃燒速度快，能迅速著火燃燒，燃燒能很快擴散到整個氣缸中，迅速膨脹的氣體能很快推動活塞運動，因而在發動機的響應性上，柴油發動機遠落后于汽油發動機。發動機的可靠性對性能的影響也是不可忽視的，對于一臺發動機來說，組成發動機的零件相當多，每個零件間相互協同工作才能實現發動機的正常運轉，一旦某一零件出現故障，將對發動機的性能產生巨大的影響。而對于當代的汽車技術來說，電子技術已經被廣泛應用于汽車當中，而汽車也成了一個機電一體化的高性能產品。發動機在計算機的監控下穩定運轉，一旦計算機監測到某一信號異常，將影響發動機正常運轉。汽油機的工作便是如此。相比柴油機由于汽油在氣缸內燃燒做功需要火花塞點火來實現，而當火花塞的點火性能下降時，汽油發動機的動力性也會大打折扣。由火花塞、點火線圈等部件組成的點火系統的可靠性就直接影響到了發動機的性能。而對于結構更為簡單的柴油發動機來說，由于柴油發火燃燒的方式不同，使得柴油發動機不需要用電火花來控制點火，因而避免了點火系統中諸如火花塞、高壓點火線圈等組成部件對發動機性能和可靠性的影響，除此之外，柴油機的供油系統也都是純機械的，避免了電控系統受電磁干擾而影響發動機正常工作

當然對發動機的環保要求，也是影響發動機性能的重要因素，現在苛刻的環保標準對汽車尾氣的排放提出了較高的要求。黑煙囪現象必然達不到目前的環保要求，但以此否決了柴油發動機，是對柴油發動機的不公和誤解。我們上面了解了柴油發動機的很多性能特點，在性能上柴油發動機和汽油發動機各有各的優勢，在尾氣排放方面，柴油機也有著其不可忽視的優勢。下面我們從排放出來的污染物來了解柴油機和汽油機的排放情況。首先我們先說說汽油發動機的尾氣;汽油發動機尾氣主要的組成部分是二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、一氧化碳、鉛化物以及二氧化硫等，在這些污染物中，氮氧化物、碳氫化合物、鉛化物以及二氧化硫都對大氣造成了嚴重的污染，一氧化碳又是有毒氣體。而柴油發動機，其尾氣中包含氮氧化物、二氧化碳、碳顆粒等。相比之下，從污染物數量上講，柴油發動機排放的污染物要比汽油發動機少要少30%，而且避免了碳氫化合物和一氧化碳及鉛化物的排放，雖然在柴油機不完全燃燒時會產生大量的黑煙，其實這些黑煙實際是碳顆粒，可以通過精確控制噴油量和噴油壓力來改善冒黑煙的現象，此外還可以通過增加過濾裝置，讓碳顆粒迅速沉降，而不漂浮在空氣中。而汽油發動機排放的碳氫化合物和一氧化碳就很難再進行凈化，因此排放到空氣中又會對人體搞成較大的傷害。這么說來，柴油機相比汽油機雖然會有冒黑煙的現象，但其排放的有害氣體要少很多。也就是說，實際上柴油發動機比汽油發動機更環保，只不過一些老舊柴油車的黑煙讓我們產生了錯覺。只要柴油發動機解決碳顆粒排放問題，它的排放可以全面優于汽油發動機。