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柴油發(fā)動機的優(yōu)點是扭矩大、經(jīng)濟性能好。柴油發(fā)動機的工作過程與汽油發(fā)動機有許多相同的地方,每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。但由于柴油機用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸發(fā),而其自燃溫度卻比汽油低,因此,可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要有,柴油發(fā)動機的氣缸中的混合氣是壓燃的,而非點燃的。柴油發(fā)動機工作時,進入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點的時候,溫度可以達到500-700℃,壓力可以達到40—50個大氣壓?;钊咏现裹c時,供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油,柴油形成細微的油粒,與高壓高溫的空氣混合,可燃混合氣自行燃燒,猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力,推動活塞下行做功,此時溫度可達1900-2000℃,壓力可達60-100個大氣壓,產(chǎn)生的扭矩很大,所以柴油發(fā)動機廣泛的應(yīng)用于大型柴油設(shè)備上。
傳統(tǒng)柴油發(fā)動機的特點:熱效率和經(jīng)濟性較好,柴油機采用壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度,使空氣溫度超過柴油的自燃點,這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。因此,柴油發(fā)動機無需點火系統(tǒng)。同時,柴油機的供油系統(tǒng)也相對簡單,因此柴油發(fā)動機的可靠性要比汽油發(fā)動機的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油機壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟性都要好于汽油機,同時在相同功率的情況下,柴油機的扭矩大,大功率時的轉(zhuǎn)速低,適合于載貨汽車的使用。
但柴油機由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強度和剛度,所以柴油機比較笨重,體積較大;柴油機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機工作粗暴,振動噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時起動困難。由于上述特點,以前柴油發(fā)動機一般用于大、中型載重貨車上。傳統(tǒng)上,柴油發(fā)動機由于比較笨重,升功率指標不如汽油機(轉(zhuǎn)速較低),噪聲、振動較高,炭煙與顆粒(PM)排放比較嚴重,所以一直以來很少受到轎車的青睞。特別是小型高速柴油發(fā)動機的新發(fā)展,一批先進的技術(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)動機上應(yīng)用,使原來柴油發(fā)動機存在的缺點得到了較好的解決,而柴油機在節(jié)能與CO2排放方面的優(yōu)勢,則是包括汽油機在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機無法取代的,成為“綠色發(fā)動機”。
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