新聞主題	柴油發電機與汽油機有什么差別

 

摘要：說起汽油發電機和柴油發電機的區別，很多人都會說當然知道，不就是燃料的點燃方式不同嗎，汽油發電機是點燃的，柴油發電機是壓燃的。汽油發電機比柴油發電機多了一套點火系統，所以汽油發電機結構比柴油發電機復雜。這些說的都沒錯，但是不夠全面，今天康明斯發電機廠家從更專業更權威的角度為您解析汽油機和柴油機到底有何不同。

 

柴油發電機是個利用汽缸內燃燒柴油所產生的高溫高壓的燃氣來推動活塞運動的機器。它的主要構造與汽油發電機大致相同，所不同的是柴油發電機氣缸頂部無火花塞而有噴油嘴。它的工作過程與汽油發電機大致相同，也是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構成一個工作循環，在一個循環內，曲軸和飛輪轉動兩周，對外做功一次。以下為柴油發電機和汽油發電機之間差異的注意特征：

一、燃油的區別

眾所周知，柴油和汽油都是石油提煉物之一，它們主要以碳氫化合物混合物出現，汽油與柴油分子上區別是中碳原子數不同，構成不同相對分子質量。煉制汽油與柴油最簡便的方法是利用沸點不同直接進行分餾，依次得到石油氣-汽油-煤油-輕、重柴油-渣油。換句通俗話來說，提煉汽油的過程必定提煉出柴油，柴油與汽油就是同一個媽生，只是柴油晚一點出世而已。

（1）汽油與柴油相比要輕很多，一般汽油的密度0.725g/ml，而柴油的密度是0.83～0.855g/ml（柴油標號越高密度越低），同時柴油的粘度更高，不容易汽化。

（2）汽油的主要成分是異辛烷，而柴油的主要成分是是含9到18個碳原子的鏈烷、環烷或芳烴，一般用十六烷值來表示。比起汽油來，柴油含有更多更長的碳原子鏈。生產柴油時的精煉過程較少，所以柴油比汽油便宜。

（3）柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來，每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。再加上柴油發電機的熱效率更高，所以柴油發電機比汽油發電機的油耗要低很多。

在大家的印象中，汽油更容易燃燒，所以汽油的燃點低。事實上汽油的燃點是427℃，而柴油的燃點是220℃，柴油的燃點更低。這也是柴油發電機可以使用壓燃式的理論依據之一。由于汽油更容易汽化，所以汽油的燃燒速度更快，而柴油的燃燒速度相對較慢。

汽油和柴油對比

 

二、壓縮比的區別

汽油發電機吸入燃料與空氣的混合物并將其壓縮，然后通過火花將混合物點燃。柴油發電機只吸入空氣并將其壓縮，然后將燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣產生的熱量就能將燃油點燃。汽油發電機的壓縮比為8:1至12:1，而柴油發電機的壓縮比為14:1，甚至能達到25:1。由于柴油發電機具有更高的壓縮比，因此效率也更高。

可以看出，柴油發電機的壓縮比要遠高于汽油發電機。一般來說，壓縮比越高，發動機的熱效率就越高，那么汽油發電機為什么不可以將壓縮比做大一點呢？這主要是因為，汽油的燃燒速度很快，如果壓縮比過大，汽油和空氣的混合氣被壓縮的過于猛烈，在燃燒過程中就會出現爆燃。這是一種對發動機害處極大的燃燒狀態。在設計發動機時，壓縮比與燃料的匹配，主要就是看是否會發生爆燃。所以，汽油發電機的壓縮比相對較低，就是為了避免爆燃。　

　

 

三、缸徑的區別

一般汽油發電機的氣缸直徑都不超過100mm，。而柴油發電機的氣缸直徑很大，一些船用發動機可以做到一米多。這究竟是為什么呢？答案還是與汽油和柴油的燃燒特性有關。汽油發電機使用的是火花塞點火的方式點燃混合氣的。如果氣缸的直徑過大，氣缸中的末端混合氣就會在火焰前鋒到達前發生燃燒，即爆燃。所以汽油發電機的缸徑不能做得過大。而柴油發電機使用的是壓燃式的方式來點燃混合氣的，在燃燒時會產生多個火焰中心，不存在爆燃這種說法。所以柴油發電機的缸徑做的很大也無所謂。

　　

 

 

四、活塞行程的區別

 

柴油發電機機進氣行程中吸入純空氣。壓縮行程時，柴油油壓會提高到10MPa以上，再通過噴油器噴入氣缸，在很短時間內與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由于柴油發電機壓縮比高（一般為16-22），所以壓縮終了時氣缸內空氣壓力可達3.5-4.5MPa，同時溫度高達750-1000K（而汽油發電機在此時的混合氣壓力會為0.6-1.2MPa，溫度達600-700K），大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后，在很短時間內與空氣混合后便立即自行發火燃燒。氣缸內的氣壓急速上升到6-9MPa，溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動下，活塞向下運動并帶動曲軸旋轉而作功，廢氣同樣經排氣管排入大氣中。

活塞的行程越大，發動機的扭矩就越大，但是發動機的轉速較低。一般汽油發電機燃燒速度快，趨向于使用短行程、高轉速；而柴油發電機燃燒速度慢，趨向于使用長行程、低轉速。所以一般同排量的汽油發電機和柴油發電機，柴油發電機相對更高一些，就是這個原因。同時由于柴油發電機壓縮比高，工作壓力大，所以柴油發電機的零部件都經過加強，比較笨重。

 

 

五、燃燒方式的區別

柴油發動機跟汽油發動機的工作過程一樣，每個工作步驟都會經歷進氣、壓縮、作功、排氣四個行程。不過柴油發電機的燃料，粘度比汽油大，不易蒸發，但自燃溫度比汽油低，所以柴油發電機點火方式與汽油發電機不同。汽油發電機采用點燃式，而柴油發電機采用壓燃式。那么為什么汽油發電機不能采用壓燃式呢？大家知道，發動機工作有四個行程，分別是進氣、壓縮、作功、排氣。當柴油發動機處于壓縮上止點時，缸內溫度可以達到500~800℃。由于柴油的燃點是220℃，所以此時噴入柴油，在很短時間內與空氣混合后便立即自行發火燃燒；而汽油發電機的缸內溫度只有300~400℃，但是汽油的燃點是427℃，所以此時即使噴入汽油，汽油也不會燃燒，必須使用火花塞點火來引燃它。因此汽油發電機是無法實現壓燃的。

有人說，現在的汽油發電機也使用了缸內直噴的技術了，這不就跟柴油發電機一樣了嗎！其實二者還是有區別的。汽油缸內直噴是在發動機進氣行程結束、壓縮行程開始就開始噴入汽油，汽油與空氣是在整個壓縮行程中充分混合的，當到達上止點時火花塞點火燃燒；而柴油發電機噴油是在壓縮行程終了時才開始的，噴入的柴油立即發火燃燒，柴油與空氣的混合是不均勻的。所以，汽油發電機的空燃比一般嚴格控制在14.7:1，而柴油發電機的空燃比可以高達20:1。

 

燃燒效率比示意圖

六、熱效率的區區別

 

汽油發電機通常使用汽化作用，即在空氣進入氣缸或油口之前，空氣與燃油早已混合；或使用油口燃油噴射，即在開始進氣沖程（氣缸外）之前噴射燃油。柴油發電機采用直噴式，即柴油被直接噴入氣缸。由于柴油發動機的壓縮比是高于汽油發電機發動機的，所以其燃油轉化率也是遠遠高于汽油發電機的，能獲得更高的燃燒效率，所以柴油發電機的熱效率一般高于汽油發電機。在現階段，汽油發電機的熱效率普遍在30%~40%之間，而柴油發電機可以達到35%~45%。

　　

 

發動機燃燒熱率特征曲線

 

 

七、扭矩的區別

 

大家都知道，柴油發電機更“有勁”，其實是指發動機的扭矩更大。如果對比同排量的汽油發電機和柴油發電機，會發現汽油發電機的功率更大，但是柴油發電機的扭矩更大。這主要是因為柴油發電機的壓縮比大，活塞行程大，所以可以發出較大的扭矩。但是由于轉速低，所以功率并不大。柴油發電機最大的優勢就是可以在較低的轉速下發出較大的扭矩，所以一般大型發電機組采用柴油機來做主動力。

 

八、使用成本的區別

 

（1）耗油量區別

相比起汽油發電機，柴油發電機具有燃油消耗率低（平均比汽油發電機低30%），而且柴油價格較低，所以燃油經濟性較好；同時柴油發電機的轉速一般比汽油發電機來得低，扭距要比汽油發電機大，但其質量大、工作時噪音大，制造和維護費用高，同時排放也比汽油發電機差。但隨著現代技術的發展，柴油發電機的這些缺點正逐漸的被克服。

（2）燃油價格區別

由于柴油較重，所以蒸發很慢。比起汽油來，它含有更多更長的碳原子鏈（汽油一般是C9H20，而柴油一般是C14H30）。生產柴油時的精煉過程較少，所以柴油比汽油便宜。柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來，3.8升的柴油含有約155x106焦耳能量，而3.8升的汽油含有132x106焦耳。這一優勢結合柴油發電機更高的效率，說明了柴油發電機比汽油發電機運行費用低的原因。

九、排放污染的區別

 

汽油機的排放物應為二氧化碳(CO2)、氮(N2)和水(H2O)。但汽油發動機在實際工作過程中，混合氣燃燒往往是不完全的，燃燒生成物除了以上三種之外，還有炭氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOX)、鉛化物以及二氧化硫等。柴油機排放特點是碳顆粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)排放量少。而氮氧化物是全球目前需要治理的主要目標，于是從綜合性來看上柴油機污染大于汽油機。

 

 

廢氣排放差異示意圖

 

 

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