Question

为什么柴油机比汽油机效率高

Answer 1

柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少．是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多。

汽油发动机还是柴油发动机都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动汽缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。在吸气冲程，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的只是空气。

在压缩冲程中，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。在做功冲程，汽油机利用火花塞产生电火花点燃燃料。柴油机是在压缩冲程终了时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油，雾状柴油遇到高温热空气立即燃烧。

Answer 2

1.汽油机是点燃式的，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；而柴油机是压燃式的，燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。

2.汽油机的汽缸压缩比较低，通常在10以下，而柴油机的汽缸压缩比较高，一般都在14以上。

Answer 3

Answer 4

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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