汽油能被压燃吗_汽油能被压燃吗
1.为什么柴油压缩就可以点火,而汽油机却需要火花塞?
2.为什么柴油机不用点火运转,汽油机不用压缩燃烧?
3.都在捧马自达压燃发动机,真实力还是噱头?
太平洋汽车网95号汽油抗爆性强,在高压下也不会被压燃,就可以保证发动机处于最佳的点火提前角,动力输出不受影响。发动机在运行中每一个工况都是有最佳点火提前角的,发动机性能、动力、经济性都是这个时候最佳。
贵的车加95,更显动力加95能提升低转速时候的扭矩首先,95号汽油让更贵的车子发挥更强的扭矩,土话说就是车子更有劲。
清华大学汽车安全与节能国家重点实验室做过一个实验,研究了辛烷值对汽油机动力性的影响,实验结果,提升辛烷值的汽油使带有爆震传感器的汽油机动力得到了改善。
加高辛烷值油的汽油机比加低辛烷值油的汽油机低扭最大升幅达到了4.6%。
简单的说,就是低速转速时候的性能,汽油标号越高,性能就越高,会提升,在相对的适配范围内。
加95号油可以让发动机更稳定加95号汽油可以让发动机更安全的运行在高压之上,参考《装备制造技术》里有篇文章,《汽油机爆震研究》,文章里面说,燃油辛烷值低是爆震引发的原因之一。
高压,气缸里面不是高压的吗?低辛烷值的汽油容易被压燃,使发动机发生爆震。
高标号的就是擦炮,你要拿个像火柴一样「_」一擦,「呲」烧起来,「啪」扔出去,才会「啪」炸一下,它就不容易压爆,直接在地上丢丢,擦炮是不会响的,抗压能力就更好一点。
贵的车子对抗压性要求更高对于贵的车子的发动机来说,就很重要了。
许多车子为了压榨动力,本来缸内压力就调得是比较高的,再加上高温、高加速、满载上坡、重载发动,发动机转速上升,气缸内的压力就会更大。
低标号汽油就有“没有到底,直接提前爆炸”,像摔炮一样的爆震风险了。
运气好,ECU提前介入,“哎,你不能爆震”,你刚刚扔下去的时候,它给你接牢,就没有爆震,但有时候,ECU是给你接牢了,修正了点火的时间了,但是就不是最佳的工况了,动力就不够好了。
还有一种是没接牢,接不牢,ECU来不及介入,就发生爆震了,厉害的时候发动机要搞坏的。
95号汽油抗爆性强,在高压下也不会被压燃,就可以保证发动机处于最佳的点火提前角,动力输出不受影响,依然稳定,所以贵的车子一般都是要求加95号的。
发动机工作稳定就能进一步压榨性能另一方面,如果发动机运行状况稳定的话,设计制造的时候,就能进一步压榨它的性能了。
《汽车实用技术》里面有篇文章,《点火提前角对发动机性能影响的研究》中讲到,发动机在运行中每一个工况都是有最佳点火提前角的,发动机性能、动力、经济性都是这个时候最好。
为什么柴油压缩就可以点火,而汽油机却需要火花塞?
谈何容易!在这个领域,各个汽车制造大亨正在进行探索,我国的研究差距很大,只能选择比较容易突破的“电动汽车”进行攻关。1、汽油太容易挥发,稍加压力,就很容易产生“爆燃”,爆燃目前还不能控制,只能逐步逼近爆燃或者让爆燃成分更低一些。2、产生爆燃,如何实现大功率输出和小功率输出的转换的措施还找不到。3、哪些材料能够应用在爆燃发动机上,又能否让消费者承受等等。
为什么柴油机不用点火运转,汽油机不用压缩燃烧?
大家知道,现在很多车型配置的都是缸内直喷的汽油机。有些人就会问:汽油机都能将汽油直接喷射在气缸内了,为什么不能像柴油机那样直接压燃呢?为什么还要用火花塞来点火呢?
让我们分别从几个方面来看看~
1汽油更容易被点燃?
这就要先介绍一个物理化学术语——“闪点”。闪点,是在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。汽油的闪点可以小于28℃,而轻质柴油的闪点在45-120℃,闪点低于61℃的油品为易燃品。
拿明火靠近柴油很难将其点燃,因为气温20℃远低于柴油的闪点,这时候柴油依然很稳定,没有挥发,所以很难点燃。柴油并不像汽油那样易于挥发成气体,只有表面一层于空气接触,而汽油极易挥发产生汽油蒸汽与空气比较充分的混合,这就像木头和木材刨花的区别。
2柴油可以压燃是由于其自燃点低
自燃点指的是可燃物在有氧气的条件下发生自主燃烧的温度,柴油自燃点才220℃,也就是说柴油只要与空气混合,在220℃时就可以自行燃烧了。汽油自燃点是427℃,活塞压缩空气后产生的高温可以达到柴油的自燃点但无法达到汽油的自燃点,所以柴油机可以用压燃方式,而汽油机只能靠火花塞点燃。
3火花塞无法点燃柴油
火花塞是汽油机点火系统中将高压电流引入气缸产生电火花,以点燃可燃混合气体的部件,主要由接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极以及外壳组成,侧电极焊接在外壳上。
火花塞是电弧放电,不会产生明火,所以它只能点燃与氧气混合均匀的气态可燃物,我们平时看到的汽油在气缸里最终要被充分蒸发汽化,只有这样才能形成足够的气态可燃混合物。但是柴油本身密度就大,而且性质比汽油稳定多了,这样的燃料喷入气缸后很难挥发成气态,大部分还是柴油小颗粒,无法形成足够的可燃气态可燃混合物,所以火花塞是无法点燃柴油的。
4燃烧特性有极大的区别
汽油机是使用“预制混合气”燃料的,也就是说做功冲程里需要燃烧的混合气在点火前已经准备好了,只待点火时机一到火花塞将其引燃就行。因为点燃的时机基本上发生在活塞到达上止点附近,这时候活塞会有一个换向动作,因此可以看做这时燃烧空间是短时间恒定的,混合气就在这一瞬间快速完成燃烧膨胀做功,这就是“定容加热”的奥托循环。
都在捧马自达压燃发动机,真实力还是噱头?
一、汽油更容易被点燃
这就要先介绍一个物理化学术语——“闪点”。闪点,是在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。
汽油的闪点可以小于28℃,而轻质柴油的闪点在45-120℃,闪点低于61℃的油品为易燃品。
拿明火靠近柴油很难将其点燃,因为气温20℃远低于柴油的闪点,这时候柴油依然很稳定,没有挥发,所以很难点燃。
柴油并不像汽油那样易于挥发成气体,只有表面一层于空气接触,而汽油极易挥发产生汽油蒸汽与空气比较充分的混合,这就像木头和木材刨花的区别。
二、柴油可以压燃是由于其自燃点低
自燃点指的是可燃物在有氧气的条件下发生自主燃烧的温度,柴油自燃点才220℃,也就是说柴油只要与空气混合,在220℃时就可以自行燃烧了。
汽油自燃点是427℃,活塞压缩空气后产生的高温可以达到柴油的自燃点但无法达到汽油的自燃点,所以柴油机可以用压燃方式,而汽油机只能靠火花塞点燃。
三、火花塞无法点燃柴油
火花塞是汽油机点火系统中将高压电流引入气缸产生电火花,以点燃可燃混合气体的部件,主要由接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极以及外壳组成,侧电极焊接在外壳上。
火花塞是电弧放电,不会产生明火,所以它只能点燃与氧气混合均匀的气态可燃物,我们平时看到的汽油在气缸里最终要被充分蒸发汽化,只有这样才能形成足够的气态可燃混合物。
但是柴油本身密度就大,而且性质比汽油稳定多了,这样的燃料喷入气缸后很难挥发成气态,大部分还是柴油小颗粒,无法形成足够的可燃气态可燃混合物,所以火花塞是无法点燃柴油的。
四、燃烧特性有极大的区别
汽油机是使用“预制混合气”燃料的,也就是说做功冲程里需要燃烧的混合气在点火前已经准备好了,只待点火时机一到火花塞将其引燃就行。
因为点燃的时机基本上发生在活塞到达上止点附近,这时候活塞会有一个换向动作,因此可以看做这时燃烧空间是短时间恒定的,混合气就在这一瞬间快速完成燃烧膨胀做功,这就是“定容加热”的奥托循环。
而柴油机是在活塞接近上止点缸内温度高于其自燃点时开始向气缸里喷油,雾化的柴油进入气缸后与空气混合,由于温度达到自燃点,柴油开始燃烧,由于柴油燃烧速度慢,所以一次做功需要燃烧的柴油不会瞬间喷完,而是会持续向气缸里喷射,结果就是气缸里一边燃烧一边持续喷油,喷入的油继续与空气混合并且被引燃燃烧,膨胀的空气持续推动活塞,这就是定压加热的迪赛尔循环,在英语里柴油机就叫做迪赛尔引擎。
有人问:为什么不能把汽油机的压缩比做得更高,也像柴油机一样在压缩上止点喷油呢?这主要是因为汽油的燃烧速度太快了,燃烧过程不可控,很难把发动机做得平顺、柔和。
油品的物理特性决定了它们被“区别对待”。
不知道大家在读书时期,有没有一个低调不张扬的学霸,TA可能不会参加班里的活动,可能到毕业的那天,TA在班里也没有刷过明显的存在感。但可能也就是这样一个默默无闻钻研学问的理科男,拿着班里为数不多的211/985的录取通知书毕业了。
而在一众汽车品牌中,同样也有这么一个低调默默钻研发动机技术的“理科男”——马自达。最近几年出了呼声很高的复活“转子发动机”,还有压燃汽油机。估计了解过网友都知道,压燃是广泛应用到柴油发动机上的技术。而汽油发动机更多通过火花塞点燃为主,随着成都车展上,马自达CX-30搭载压燃发动机亮相,这项技术又成热点话题了,今天茶哥就找几个最关键的问题,具体谈谈压燃发动机的应用。
为什么柴油多是压燃,而汽油多是点燃
使之然的原因有很多个,其中最简单的理由,汽油的燃点在415℃-530℃之间,而柴油的燃点相比汽油则要低得多,仅需要220℃。压燃更适合柴油特性,点燃更适合汽油特性。
为什么说柴油机比汽油机更省油
柴油机比汽油机更省油,并非空穴来风。其实很大一部分的功劳就是因为柴油机的压缩比更高,压缩比即是发动机活塞运动的上止点到活动运动下止点的体积比值。简单而言由于汽油压缩比一般在8-13之间浮动,一般奥拓循环,压缩比会稍低,而阿特金森循环,压缩比会稍高,但总体依然是在8-13的区间里浮动。
而柴油机的压缩比则是在16-25之间,同时又因为压缩比越大,燃烧做功的空间更充分,所以也导致了柴油机的热效率更高。再加上在化学性质上,由于汽油的馏程更低的原因,柴油在组成上则以C4-C12烃类为主。而柴油馏程更高,以C15-C18烷烃为主,同时具有更长更多的碳原子链。单位体质的柴油相比同体积汽油具有更高的能量。两者结合,导致了形成柴油机比汽油机更省油的结果。
为什么压燃要比火花塞点燃燃烧效率更高?
大家可以想象一下,燃料从点火到完全燃烧起来是有一个过程的。而正是这个过程,发动机的气缸是继续运动的,活塞从上止点往下止点运动的过程中,燃烧产生的爆炸力同时也转移到缸壁中,这部分的能量并不能转化为有用的内能。而压燃的过程中,燃料混合气几乎同时到达燃烧条件,燃烧更为迅速,同时由于压燃瞬间,基本活塞依然在上止点位置,减少了气缸壁的作用面积,可以提高一定的效率。
为什么汽油机不提高高压缩比?
这个问题的出发点很高,汽油机提高压缩比这样就可以提高效率了。确实,汽油机提高压缩比同样也可以提高效率。但是提高压缩比,由于汽油燃烧速度过快,而且燃烧过程不可控,极容发生爆震现象。
什么是爆震?
由于汽油的挥发现象较为明显,因此在较高温度甚至常温的情况下,即会与缸内空气形成油气混合气。也因为这样的特性,汽油在燃烧前多会在气室雾化,再进行点火燃烧。
如果汽油进行压燃的话,一来汽油燃点高,二来因为汽油挥发能力强这一特点,而在压缩过程中容易导致气室内多点着火并瞬间燃烧,导致爆燃的产生。而爆燃产生的瞬间压力,会令活塞受到一个强的侧推力。而当长期处于强侧推力的环境下,不仅发动机各种金属部件更容易疲劳老化,还可能会导致缸壁异常磨损拉缸。
马自达如何实现汽油压燃技术?
令马自达汽油机实现压燃的主要功臣是马自达独有的“SPCCI(火花点火控制压燃点火)”技术。与大众所想不同的是,SKYACTIV-X发动机依旧保留了火花塞。但在特定情况下SKYACTIV-X发动机上的火花塞,并非直接作用于点燃汽油混合气。
在压燃过程中,火花塞实际作用为释放高压电弧。而高压电弧则通过对稀薄汽油混合气施加压力,把将近达到压燃条件的稀薄汽油混合气突破压燃的临界点,实现完整的压燃过程。
而e-创驰蓝天?X发动机将在全球范围内首次搭载SPCCI-火花点火控制压燃技术,该发动机是在马自达SKYACTIV-G?创驰蓝天汽油发动机以及SKYACTIV-D?创驰蓝天柴油发动机的技术基础上再研发而来。同时针对汽油爆震的情况,从SKYACTIV-G发动机的基础上将原来用4-2-1排气的设计变成了4-1排气的设计,有效降低了汽油爆震情况的发生。
SKYACTIV-X发动机成绩如何?
马自达的e-SKYACTIV?X发动机,由于压燃火花塞技术的加入,其空燃比高达36.8:1,远超稀薄燃烧比例,更高的空燃比带来的显著好处就是燃烧效率更高,同时也更环保。
SKYACTIV-X?2.0L发动机最大功率达到181马力,最大扭矩224Nm,百公里油耗仅需5.4~5.8L。而刚刚提到的“SPCCI(火花点火控制压燃点火)”技术,在不同工况下可实现火花点火和压燃点火无缝切换,提高动力输出以及油耗表现。
需要加更高标号的汽油?
有可能不需要,因为马自达在日本做过了实验,日本分别使用当地的95号油以及91号油SKYACTIV-X对其发动机工况测试。从实验结果来看,日本本土的91号油完全满足SKYACTIV-X发动机的运行要求。那么茶哥大胆推测一下,SKYACTIV-X发动机在国内量产很有可能需要添加推荐92号及以上汽油即可满足。
SKYACTIV-X会在国内哪些车型量产?
根据目前来看,这款千呼万唤的「e-SKYACTIV?X?e-创驰蓝天汽油压燃发动机」将优先量产到未来的长安马自达的CX30以及马自达3上。
茶哥之言
无论你是汽车爱好者、黑科技技术迷、普通汽车消费者,我们应该庆幸还有类似马自达品牌这种“理工男”在我们身边。正是因为有这种理工男的默默钻研,也许燃料汽车才能在我们的身边多陪伴我们一会儿。在石油危机,环保法规日趋严峻的当下,越来越多的汽车主机厂已经放弃化石燃料研发转投到新能源的怀抱中。
工艺复杂造价昂贵的陀飞轮,却不及石英表的走时精准,携带不便重量如砖的全画幅单反,却不及手机+美图来得便捷。也许几十年后,也许身边再没有发动机的轰鸣声,再没有换挡加速的铿锵感,化石燃料已经变成一种old?school的存在。
那时候的人们,更认同耳根清净的加速,丝般顺滑的动力,马路上再闻不到燃烧不完全的废气味。我曾经问过一个玩机械表的朋友,为什么花那么多钱买机械表,而不选择电子手环或者石英表。“因为没有了机械带来的味道”当时的回答,让我费解。回过头来看看自己,这不正是当前站在马自达发动机跟前的我吗?希望和茶哥同样old?school的马自达能让这一天来得更晚一些。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
声明:本站所有文章资源内容,如无特殊说明或标注,均为采集网络资源。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系本站删除。