直噴汽油機為什麼還要安裝火花塞?

糊塗畘悳

題主的意思是說:汽油機都能將汽油直接噴射在氣缸內了,為什麼不能像柴油機那樣直接壓燃呢?為什麼還要用火花塞來點火呢?眾所周知柴油機熱效率更高,讓汽油機也像柴油機一樣燃燒,是不是就可以大幅度的提高汽油機的熱效率呢?下面老侯就來給大家說說汽油機為什麼不能壓燃這個問題。



其實汽油機的缸內直噴技術跟柴油機還是有區別的。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,汽油機的空燃比一般嚴格控制在14.7:1,而柴油機的空燃比可以高達20:1。


由於柴油機壓縮比高,當柴油發動機處於壓縮上止點時,缸內溫度可以達到500~800℃。由於柴油的燃點是220℃,所以此時噴入柴油,在很短時間內與空氣混合後便立即自行發火燃燒,在燃燒過程中會形成多個火焰中心;而汽油機壓縮比低,當汽油發動機處於壓縮上止點時,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,在燃燒過程中只有一個火焰中心。因此汽油機是無法實現壓燃的。

有人說為什麼不能把汽油機的壓縮比做得更高,也像柴油機一樣在壓縮上止點噴油呢?這主要是因為汽油的燃燒速度太快了,燃燒過程不可控,很難把發動機做得平順、柔和。不過現在日本的馬自達公司正在研究汽油機壓燃技術,相信在未來無火花塞點火的汽油機也會應用在汽車上。


老侯解車

朱博士回答:現在的汽油缸內直噴技術還是不能有效地避免爆震現象的發生,因此壓縮比受到限制。大家知道壓縮比不夠高,壓縮終了缸內溫度壓力都不夠高,達不到汽油自燃的溫度,也只能用火花點燃。

汽油機採用預製均質混合氣火花點燃方式,燃燒柔和,碳煙排放極低,理論上為0;

柴油機採用非均質混合氣壓燃方式,熱效率高,但是碳煙很難控制;

全球的內燃機工作者都想把這兩種燃燒方式的優點結合起來,改進汽油機和柴油機。

在這種思想指導下,產生了新型燃燒模式——均質混合氣壓縮著火(HCCI),國內國際上的研究機構已經對該模式進行了多年的研究。

HCCI燃燒模式,就是指汽油或柴油用氣道口間接噴射或缸內直噴的供油方式,首先形成均質混合氣,然後在壓縮上止點附近被壓縮著火。

HCCI燃燒模式,可以使柴油機採用汽油機的均質混合氣燃燒模式,也可以使汽油機採用柴油機的壓縮著火模式,從而使兩種發動機的性能都得到提高。

至於什麼時候能量產,值得我們期待。


朱博士白話發動機

柴油發動機用壓燃式點火,而汽油發動機要用點燃式點火。

這主要是由於柴油和汽油的自燃點不一樣。

柴油的自燃點為220攝氏度左右,而汽油的自燃點達到了427攝氏度左右。

柴油發動機的壓縮比一般為12—22之間,所以,能將柴油與空氣混合氣體直接壓縮到自燃點溫度(220攝氏度),點燃混合氣體,故,柴油發動不用火花塞點燃,而是直接壓燃。

而,汽油發動機的壓縮比一般為8—11之間,又由於汽油自燃點很高(427攝氏度),所以,壓縮空氣的溫度是達不到汽油的自燃點溫度的,無法將汽油直接壓燃,而是用點燃式。

所以,無論汽油從進氣歧管進入氣缸還是採用缸內直噴的方式,都是不能直接壓燃的,必須要用火花塞點燃。


另,由於柴油機採用的壓燃式,所以,工作比較粗暴,震動和噪音都比較大。而,汽油的穩定性較高且採用點燃式,所以,工作過程比較平穩,柔和。這也是柴油機和汽油機最為明顯的區別之一。


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