为什么柴油车有加热装置?柴油车和汽油车还有哪些区别
创始人
2025-12-02 12:26:53

柴油车冒黑烟、柴油车动静大,柴油车加油麻烦,为什么柴油车有这么多“槽点”,柴油车和汽油车还有什么区别?接下来,从结构、燃烧方式、燃料本身、排放和后处理等多个方面讲起。

燃烧方式导致结构差异化

要说柴油机和汽油车最大的区别,那就是燃烧方式,汽油机是预混合的火焰传播燃烧,阶段包括进气→压缩(油气混合物)→点火燃烧(定容燃烧)→排气;柴油机主要是扩散燃烧,进气(纯空气)→压缩(纯空气)→喷油自燃(定压燃烧)→排气。

柴油机与汽油机最根本的区别在于点火方式,柴油机采用压燃式(CI Engine,Compress Ignition Engine)点火,而汽油机则依赖火花塞点燃(SI Engine,Spark Ignition Engine)。

柴油机工作时,只吸入空气并将其压缩,随后喷油器将柴油以雾状形式喷入高温高压的空气中,柴油在压缩空气产生的高温下自行燃烧。这种点火方式决定柴油机不需要复杂的点火系统,如火花塞和高压线圈。汽油机则不同,它吸入的是空气与燃油的混合物,在压缩冲程接近尾声时,火花塞产生电火花点燃混合气。

由于柴油机依靠压燃式燃烧,因此燃油喷射压力极高,高的达到2500bar,而汽油机目前量产的第五代EA888搭载的500bar喷油压力已属“天花板”,对比柴油机的供油压力是“小巫见大巫”。同时,柴油机由于没有点火系统,省去火花塞等部件的定期更换,总体维护成本较低。但柴油机的喷油嘴和燃油泵等部件价格较高,一旦损坏维修费用不菲。

压缩比更高 效率也更高

汽油机的压缩比较低,一般在8-12之间,热效率相对较低。柴油机采用压燃式燃烧,少了点火系统,结构更简单(更可靠),依靠高压缩比(约16-26之间)压燃柴油。

由于柴油机的压缩比更高,是高效的重要原因之一,柴油机将更多热能转化为机械能,热效率通常可达40%-45%,部分先进机型甚至超过50%,而汽油机的热效率多在30%-35%之间。这种差异直接导致了两者在结构和工况上的不同:柴油机结构更简单可靠,但需承受更高的爆发压力,因此零部件更笨重,极限转速不高,一般在3000转左右;汽油机则结构相对轻巧,转速提升快,极限转速高,一般在6000转左右。此外,柴油机没有泵气损失,而汽油机因为泵气损失导致在低负载工况下热效率较差。

柴油热值略高 汽油更抗冻

相比汽油来,柴油含有更多更长的碳原子链,同时柴油的密度为0.83g/ml—0.855g/ml,汽油的密度0.725g/ml,能量密度上汽油比柴油略低一些。粗略计算,每燃烧1升的柴油所释放的能量,约等于燃烧1.2升的汽油释放的能量。

柴油机普遍使用0号柴油受温度局限性较大,冬季低温在0℃以下时容易析蜡,需要加注低温柴油。同时,柴油车油箱一般有一路加热装置,防止冻结。而汽油的冰点是零下75℃,如果是乙醇汽油,其冰点可到达零下117℃左右,无论是哪一种型号的汽油,基本能满足冬季正常使用。

同时,柴油具备一定的吸水特性,这就需要供油滤芯具备油水分离的能力。否则水会导致喷油嘴卡滞磨损而损坏。

相比夏季,在冬季低温下,内燃机都不太容易启动。而对于柴油车来说更不容易启动。在低温环境下,压缩空气的热量会通过冰冷的气缸壁流失,导致温度达不到柴油的自燃点,通过对进气或燃烧室进行加热,确保发动机顺利启动。常见的预热装置有两大类:火焰喷射预热器和电热丝预热器。

火焰喷射预热器安装在进气管上,通过电热丝加热阀体,使燃油汽化后遇高温电热丝形成火焰,直接加热进气。电热丝预热器则直接安装在燃烧室或进气管中,通电后电热丝可升温至约900℃,直接加热空气。除了进气预热,一些柴油车还配备了柴油滤清器加热装置,防止柴油结蜡堵塞油路。

除了加柴油 还要单独加尿素

汽油机采用当量空燃比燃烧,燃烧结束时,氧气大致正好用完,由于燃烧温度较高,但又没有多余氧气,所以会产生些许氮氧化物。但汽油机后处理有一个三元催化器,只要可燃混合气是当量比的,三元催化器就可以把尾气几乎完全转化成无害的CO2和水。

但柴油机就不一样了,由于柴油机混合气的平均空燃比远大于理论空燃比,因此C0与HC排放明显低于汽油机,但柴油机的氮氧化物和PM排放却高于汽油机。

柴油机在高温高压条件下,缸体内始终存在富余的空气,氮气与氧气在高温高压的情况下会产生氮氧化物;柴油机的工作原理导致燃料与空气的混合程度无法均匀,有富氧的位置也有缺氧的位置。而在氧气较少的位置,燃料中的碳氢化合物燃烧所产生的烃与空气中的氮气反应形成CN、HCN,其继续与氧气反应形成氮氧化物

在国六排放法规下,有一部分汽油车通过加装GPF(颗粒物捕捉器)来实现达标排放,而在柴油车上,几乎100%的车型都加装DPF(颗粒物捕捉器)。除此以外,柴油车还会有一个SCR,也称选择性催化还原系统(Selective Catalytic Reduction)。

SCR的原理是将尿素溶液喷入排气管中,由于排气温度较高,水解后产生氨,在选择性催化还原系统中与氮氧化物进行还原反应,从而实现降低氮氧化物排放的目的。这套系统主要由尿素供给模块、尿素喷射模块和控制模块等组成。简而言之,在柴油车上还有一个专门用来装尿素的“油箱”。而且这个尿素“油箱”内还大有乾坤。

车用尿素溶液由32.5%高纯度尿素和67.5%去离子水配制的水溶液,又称柴油机尾气处理液或AdBlue。既然成分里有近7成都是水,那么就有结冰的可能性。在实际使用中,车用尿素溶液会在-11℃下开始结冰,约-20℃时会完全上冻。因此在柴油车的尿素“油箱”中,也有一路发动机的冷却水路,不过这里走的是热水,用来加热尿素防止冻结。如上图所示的这个就是尿素箱内的一个总成部件,具备加热尿素、过滤/抽吸尿素、液位高度以及尿素品质检测的功能。

相关内容

热门资讯

三门峡发掘出45座古墓,时代跨... 来源:大河网12月1日,记者从三门峡市仰韶文化研究中心(原三门峡市文物考古研究所)了解到,考古人员在...
安徽广德召开“三件套”专题会:... “机不可失,时不再来。”据安徽广德市融媒体中心消息,12月1日下午,广德市委书记周其红主持召开市委专...
清水源股价涨5.56%,中信保... 12月2日,清水源涨5.56%,截至发稿,报22.80元/股,成交9.98亿元,换手率27.11%,...
奥司他韦,销量暴涨!紧急提醒 来源:广州日报 最近你身边是不是也有“流感患者”?据中国疾病预防控制中心近日发布的《全国急性呼吸道传...
沪电股份跌2.01%,成交额2... 12月2日,沪电股份盘中下跌2.01%,截至13:25,报70.64元/股,成交27.95亿元,换手...