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同技术发动机,为什么汽油比柴油热效率低

发布时间:2021-01-23浏览:82次

动力系统作为一辆车驱动力的源泉是整车重要的部分之一,评价动力系统的好坏有很多标准,例如扭矩、马力、燃油经济性、发动机变速箱的匹配程度等等。

其中前两个评价指标是单独针对发动机的,后两个评价的是动力系统整体性能表现,上述四个评价指标重要且常见,但还有一个同样重要的性能指标在柴油机领域不易被提起,叫做发动机热效率。

热效率是指发动机在燃料燃烧爆炸发热的过程中,将燃料释放的的热量转化成机械能的效率,无论是汽油机,柴油机还是航空器用的涡喷,涡轴,涡桨发动机,它们都无法将燃料燃烧释放的能量完全转化成机械能用于驱动。

目前汽油机的热效率主要集中在35%-40%之间,引入国内的车用汽油机热效率的是丰田DynamicForceA25 2.5升引擎,热效率达到了41%,能达到这个热效率对于汽油机来说实属不易。

但是对于柴油发动机来说达到41%并不是难事,拿同品牌的2.8T-1GD柴油机来说热效率达到了44%,这台发动机采用了高压共轨,可变截面涡轮,活塞顶部隔热涂层等一系列新技术,热效率也属于车用柴油发动机里的水准。

可以看出同样是高技术水平的发动机,柴油机的热效率会更高一些,这是因为柴油汽油发动机不同特点导致的。

一般来说,对热效率影响的就是压缩比,柴油发动机的点火原理是压燃,首先吸取空气然后关闭气门将空气压缩,这个过程中会产生大量的热量,进而喷入柴油直接就会开始燃烧膨胀做功。

而汽油发动机会将汽油和空气混合后一起压缩然后在进行点燃,因为单纯靠压缩产生的热量不足以点燃汽油,所以压缩后还需要火花塞点燃(汽油燃点427°柴油燃点220°,所以实际上汽油比柴油更不易被点燃)。

那么既然都有压缩过程,为什么汽油机不能提高压缩比,进而提升热效率呢?

这是因为爆震的存在,汽油机点火之后火焰以火花塞为中心向外燃烧扩散,燃烧开始之后因为气体的膨胀气缸内的压力会进一步提升。

这会产生一个问题,在混合气的外围因为压力过大,中心火焰没有传播过来时就会提前燃烧,两股气体相互碰撞就会产生爆震,动力会下降严重是缸体或者连杆也可能受损。

所以因为爆震的原因,汽油机无法像柴油机一样设计成很高的压缩比,也就无法达到柴油机的高热效率。

说完了柴油机热效率较高的原因,再来说一说热效率对于发动机实际表现的影响,首先要强调一点,并不是一辆车的发动机的热效率越高油耗就一定会越低。

因为一台发动机的热效率高低取决于它在特定工况下的表现,并不是全工况下都能达到这个数值,所以实际上这个热效率对油耗的影响并不太大。

重要的是常用工况下热效率能达到什么水平,再者发动机变速箱匹配,换挡逻辑,速比选择等都会在很大程度上影响油耗,热效率只是影响油耗的其中一点。

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