為什麼汽油發動機不斷追求更高的壓縮比,柴油發動機不斷地降低壓縮比?未來是否會接近一致的壓縮比?

時間 2021-05-05 17:27:15

1樓:suwei

未來的內燃機一定會沒有火花塞;汽油機和柴油機將成為一種內燃機;汽油與柴油將成為一種油。沒有火花塞的壓燃汽油機大約在1-2年內問世,熱效率將達到50%以上。一種新的增壓進氣技術將成就以上的預言。

不知是哪位高人預言「汽油機和柴油機將成為一種機器、汽油與柴油將成為一種油」?

2樓:李奧無聲去

柴油機降壓縮比不是趨勢,不是目標,只是被逼的。要不是為了滿足NOx等排放控制要求,壓縮比提高才是王道。比如有我們FPT的二代SCR情況下

3樓:白晨

至少現在看這個趨勢是偽命題,壓縮比與其它燃燒相關邊界條件需要協同考慮決定,標準是高效低排放,馬自達的柴油機這樣設定是因為在這樣的壓縮比下,馬自達的優化可使燃燒速度加快(如有需要我再補充參考文獻),從而平衡壓縮比降低導致的效率下降,並綜合其它設定獲得較優的排放。

在重型柴油機領域,各大廠商和諮詢公司一直在考慮如何提高壓縮比。

不過在學術界,確實有將兩種發動機同一化的思想,不僅僅是壓縮比,答主如果感興趣,可以谷歌CAI、HCCI、RCCI燃燒。

4樓:

好吧,忍不住來答了。

先科普為什麼壓縮比越大越好?

根據熱力學otto迴圈的定義,壓縮比越大,發動機的效率越高(具體自己google)

為什麼汽油機的壓縮比沒有柴油機高??

關鍵在於爆震,汽油機為預混合燃燒,在進氣管中形成油氣混合物,然後火花塞點燃。正常的燃燒是靠近火花塞的地方先燃燒,然後擴散到整個氣缸。但是,凡事都有個但是,當壓縮比過高了以後,缸內的燃燒過程並不這麼理想化,在遠離火花塞的一端,由於可能存在的炙熱點會引燃可燃氣體,導致燃燒速度過快,導致缸內壓力上公升過快。

可能活塞還沒有過上止點,缸內就已經達到最大爆發壓力(最理想的位置是上止點後15度左右,沒記錯的話),這樣就降低了發動機的輸出功率,和效率,並且由於缸內壓力過大,對於機體也是有極大傷害的。

而柴油機就沒有這個顧慮,為啥呢?因為他壓縮的是空氣,在壓縮將近結束的時候,再往缸內噴油,由缸內的高溫空氣引燃柴油。而空氣隨便你怎麼壓都不會自己燒起來,所以理論上壓縮比可以無限高,但是,凡事還是有個但是,壓縮比太高了對機體強度的要求就增加了,而且效率上公升也越來越小,所以價效比就低了。

根據實驗資料,進氣管噴油的壓縮比極限在12以下,但是現在有些機器確越來越高,已經超過了12,為啥?

因為噴油方式變了啊,變成缸內直噴了,因為在缸內噴油的過程中,油滴汽化可以吸收一部分熱量,等於變相冷卻了氣缸,所以汽油機的壓縮比可以突破這個極限,但是雖然是突破了,也不可能一直高下去...

柴油機為啥要降壓縮比

一是環保,而是轉速上公升,降壓縮比可以降低一些缸內最高溫度,這樣可以適當降低NOx排放,由於柴油機轉速上公升,如果繼續保持這麼高的壓縮比的話對機體的強度要求又要再進一步提高,然後價效比又不划算了。

兩者未來的壓縮比應該是不會一樣的,這個是汽油和柴油的特性決定的,揮發性,易燃性,汽油遠比柴油高,我曾經見過漏了一地板的柴油,慌都不慌,找塊抹布慢慢擦。但是要是滴個一小灘汽油,尼瑪恨不得把整個實驗樓的電源都關了。

兩者壓縮比一致的話,高了汽油機爆震分分鐘給你甩個螺栓出來,低了,一腳油門下去,柴油機騰雲駕霧的(燃燒溫度低pm大)。

另外兩者其他裝備也不一樣,噴油壓力,後處理等等等等。

有合體的技術嗎??

HCCI算麼,但是這貨什麼時候燒不可控啊...

5樓:無往

那麼為什麼汽油機的壓縮比通常都在8-10左右,而柴油機的卻能動不動就來個20以上?可以簡單地這麼理解,汽油的燃燒速度要比柴油快得多,過高的壓縮比會加劇其燃燒速度,這樣會短時內釋放很多的能量,引起發動機爆震。爆震問題就是一直限制汽油機壓縮比提高的最主要因素。

2. 柴油發動機為什麼不斷的降低壓縮比?主要原因是排放法規的日益嚴格。

從上圖可以看出,HCCI發動機的燃油和空氣的混合氣是在燃燒之前是預混合的,這一點跟汽油機一樣,這樣能防止和柴油機一樣生成碳煙;同時HCCI發動機沒有火花塞等引燃裝置,而是壓燃的,這一點跟柴油機一樣,同時HCCI發動機是稀燃並能保持比較低的燃燒溫度,這樣能減少NOx的生成。

所以這貨根本就可以簡單看成汽油機和柴油機的合體嘛!

這種概念燃燒技術所包含的可能:

實現比常規汽油機更高的壓縮比,也就意味著油耗會降低;

燃燒溫度低,可實現更稀的燃燒;

能滿足更低的排放法規要求;

可以使用汽油、柴油或者其他替代燃料;

當然,這種概念技術也會有一些潛在的缺點:

更高的可能損壞發動機的爆發壓力;

混合氣的點燃與燃燒不易控制;

功率範圍更小

冷起動困難

這樣的發動機是不是很令人激動。好吧,我知道你肯定會問這麼吊炸天的技術,為啥現在沒有看到有應用。嗯之前就說了嘛,這個是概念燃燒技術,所以這個技術大多數還在實驗室階段。

我們來看一些例子好了,拿出來跟人談論提公升逼格還是管點用的。

2023年通用將其一台由2.2L Ecotech發動機改制的HCCI發動機裝備在土星 Aura和歐寶 Vectra上。 好吧,這台發動機帶有火花塞,能在汽油機和HCCI模式之間切換。

2. 馬自達表示,在其2023年的創馳藍天 2代中,將會使用HCCI技術。而壓縮比將從比一代使用阿特金森迴圈的14提公升到使用HCCI技術的18。

嗯,我看好你哦,馬自達!希望不要再像AXELA一樣被你在中國隊友給毀了。

6樓:C Shawn

從熱力學理論理論迴圈來說,壓縮比越大,熱效率就越高。我想這是汽油機試圖適量提高壓縮比的原因。

現在汽油機用直噴且提高壓縮比確實是在某種程度上柴油機化。

但題主說的未來區分柴油機和汽油機就看有無火花塞,有待商榷啊。

柴油機壓縮比降低的趨勢,與越來越先進的柴油供給有一定的關係。共軌系統、高壓噴射等可使柴油進入缸內後更好的霧化,更容易被壓燃。就可以適當減小壓縮比,以避免產生過大壓力公升高率而造成工作粗暴。

7樓:nachteule

汽油發動機也不都是追求高壓縮比,進氣增壓到一定水平壓縮比就沒必要太高了,a45 amg 的m133發動機它公升功率是181匹每公升但壓縮比只有8.6,靠的是它1.8bar的增壓器。

這個思路和柴油機降低壓縮比靠提高進氣增壓思路是一樣的。考慮到其他因素,比如nvh ,追求相同的動力性,高增壓比和低增壓比高進氣增壓中當然選擇後者。

8樓:何先生

汽油機追求高壓縮比

1....汽油機直噴。燃油直噴進入氣缸能夠吸收熱量,降低汽油機的爆震傾向,所以直噴發動機能夠適當的提高壓縮比1~2個單位。

2...嚴格的油耗法規。適當提高汽油機壓縮比能夠提高燃燒效率,當然也就節油一些,提高壓縮比帶來的爆震問題,可以通過電控,標定來避過爆震點。

3....分層燃燒。

以前包括現在,歧管噴射的汽油機燃燒方式是均質當量比燃燒,混合氣混合均勻,這樣在燃燒的時候,混合氣放熱比較集中(雖然有火焰傳播),導致缸內溫度比較高,而且汽油機當量比燃燒以及低膨脹比使得排氣溫度也很高,所以爆震傾向很大,壓縮比受限,現在如果引入直噴,能夠實現稀薄分層燃燒(大眾FSI),缸內燃燒溫度會下降,這樣混合氣遠端不那麼容易自燃,爆震傾向就降低了,有可能話,是可以提高壓縮比的。

柴油機降低壓縮比:較低的壓縮比導致較低的氣缸壓力,減少氣缸的熱應力和機械應力,這樣,柴油機就能夠輕量化,體重減輕,and then,油耗減小,同時內部摩擦也就減小,機械效率提高。

9樓:

柴油機不太熟,試著答一下。

首先壓縮比越高等於發動機效率越高,所以汽油機一直在追求高壓縮比。但同時壓縮比提高後汽油機有個背反要素就是爆震,在缸內直噴技術出現前由於爆震的限制汽油機壓縮比一直不高,但即使是現在汽油機壓縮比也不可能達到柴油機的高度,我們最近做的壓縮比12.8的發動機已經比較接近普通家用車的極限了,就這樣爆震控制起來也比以前低壓縮比的難很多。

而且壓縮比一超過12在高進氣溫下還會產生叫プレイグ的現象(不同於爆震),給標定又平添很多麻煩。

至於柴油機壓縮比越來越小,我暫時想不到什麼理論支援,請相關方面專家補充。

總而言之個人認為在現有技術下汽油機和柴油機的壓縮比不會趨於一致。另外汽油機和柴油機的區別可不只有引燃方式。

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