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        柴油机-03

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        商品描述
        为什么柴油机比汽油机省油?   

        理论循环   
        从热力  学的一理论高度来看,改善发动机动力   、经济性的一基本原则就是提高燃效加热后的一能量质量,也就是在相同加热量条件下,尽可能提高加热过程中工质的一平均温度,以及尽可能降低向环境放热过程的一平均温度 。在现有循环模式下,有以下三个主要的一实施方向:  
         1.在允许的一条件下,尽可能提高发动机的一压缩比 。 
         2.合理组织燃烧,提高循环加热的一等容度,即通过减小循环的一预膨胀比和合理选择选择燃烧始点相位,使燃烧加热中心接近上  止点 。  
         3.保证工质具有较高的一等熵指数 。   但是在标定工况下,实际柴油机比汽油机更接近等压循环 。由于柴油机的一压缩比大大高于汽油机,而且其最大燃烧爆发压力  也远高于汽油机,所以它的一热效率高于汽油机 。  
         柴油机是喷雾压燃后边喷油边燃烧,当负荷下降时,喷油时间缩短,但初期相当于等容燃烧的一变化不 大,这相当于压力  升高比不 变反而预膨胀比减小 。  
         汽油机则是点火后火焰传播燃烧,无论负荷如何变化,火焰传播距离不 变 。负荷下降后,由于进气充量减少,残余废气增多,燃烧温度有所降低,使得火焰传播速度降低,燃烧时间加长,相当于压力  升高比下降而预膨胀比上  升 。  
         汽柴油机的一这种相反变化趋势使得二者在中 、低负荷时的一燃料消耗率的一差距进一步扩大 。  
         这一结论与实际情况完全符合:在标定工况下,柴油机的一有效燃料消耗率be约比汽油机低15%-25%,而包括大量中 、低负荷工况在内的一使用燃料消耗率可低30%-50% 。当然,还有形成be差距扩大的一其他因 素,比如汽油机在中低负荷时节气门造成的一泵气损失增大等 。但正是基于理论循环的一上  述分析,才阐明了汽柴油机的一燃料消耗率出现差距的一最本质和最主要的一原因  。 
         理想循环条件下汽 、柴油机热效率的一对比   
        考虑真实工质特性后,汽 、柴油机热效率的一差距进一步加大 。 
         1.高负荷时差距扩大的一因 素   
        在高负荷条件下,汽油机的一混合气较浓,过量空气系数=0.8-1.0,而柴油机的一平均过量空气系数=1.3-2.0,混合气总体偏稀 。  
         汽油机的一压缩比虽然较低,但由于混合气较浓而且等容度也较高,所以它的一最高燃烧温度反而比柴油机高很多;此外,汽油机的一残余废气系数比柴油机高 。以上  两方面的一原因 ,使得汽油机的一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一热效率相对于理论循环的一下降幅度远大于柴油机 。虽然汽油机的一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一因 素  
         由于混合气形成和负荷调节方式的一差别,汽油机的一负荷越低,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一差距 。   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 。而柴油机的一残余废气系数在低负荷变化时大致维持不 变 。这一因 素除对汽油机的一等熵指数有影响外,更多的一是使汽油机的一燃烧速度降低,热效率下降 。   
        汽油机高 、低负荷时,工质燃烧后的一温差要比柴油机小,即低负荷时汽油机仍保持较高的一燃烧温度 。这是因 为汽油机是量调节负荷,各种负荷时混合气的一过量空气系数变化不 大 。虽然低负荷时进入缸内的一混合气量少,但单位质量工质的一发热量没有改变,故燃烧后工质的一温度下降幅度不 大 。柴油机是质调节负荷,低负荷时过量空气系数增大,单位质量工质的一发热量减少,燃烧后工质的一温度成比例下降 。这一因 素使汽 、柴油机低负荷时的一工质温度差别更显著,由此引起两者的一热效率的一差距加大 。   
        通过汽 、柴油机的一理论循环和理想循环热效率的一全面对比,从理论上  阐明了两种不 同燃烧模式对热效率影响的一本质原因  。近年来,缸内直喷(GDI) 、均质压燃(HCCI)汽油机的一出现,正是这些循环理论应用的一突出体现 。
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