#头条创作挑战赛#
想知道柴油发动机的转速为什么低。我们要先了解柴油机的工作原理。柴油和汽油都是通过把原油加热分馏。得到不同沸点的物质蒸汽。再进行冷却得到不同的产品
汽油的分子量小。燃点更高。柴油的分子量更大。燃点更低。这种燃料特性的差异。也导致汽油机和柴油机工作方式的不同。最大的不同就是点火方式
点燃 VS 压燃
由于汽油的燃点高。所以在发动机活塞压缩之后。必须通过火花塞点火才能引燃
而柴油发动机则不需要火花塞。依靠气体压缩后的温度上升。就可以直接让柴油发生自燃
这种压燃的工作方式有很多好处。比如不需要点火系统。故障率更低；压缩比可以做得很高。普通汽油机压缩比13:1已经是极限。但是柴油机可以轻松达到17:1。再利用更长的活塞连杆。增加活塞的运动行程。大大提升了柴油机的扭矩容量
由于柴油的分子量更大。燃烧产生的能量也更多。相同排量下。柴油机的燃油经济性更好
正是因为采用了压燃的方式。导致柴油机的转速无法提高
燃料混合问题
汽油发动机可以预制混合气。就是先把汽油和空气进行混合之后。再通过进气歧管喷射到气缸内
或者是采用缸内直喷。利用高压喷油嘴。把汽油雾化。在气缸内一边混合一边压缩。在活塞上止点时通过火花塞引燃。总之就是会让汽油和空气先混合。再燃烧
但是柴油粘度高。无法与空气进行有效混合。所以柴油机会先吸入空气。然后把空气进行压缩升温。在活塞接近上止点时才喷入柴油。利用高温的空气把柴油引燃
这种方式有一个明显的缺点。就是需要更长的燃烧时间。前面提到增加活塞行程。也是这个目的
当发动机的转速为6000转。每分钟就要完成3000次的喷油进气。也就意味着气门需要每秒开闭50次。如此短暂的开闭时间。势必会导致进气量不足。汽油机可以通过可变气门正时。气门升程来改善高转速下的进气不足
而柴油机对进气要求不高。通过低转速吸入空气就能满足运行要求。不需要花大价钱搞什么气门正时技术。所以柴油发动机的转速并不需要做得太高
转动惯量问题
转速太快不仅会让柴油无法完全燃烧。疯狂地冒黑烟。而且还会出现扭矩衰减的现象。世界上最大的发动机。就是装在轮船上的柴油发动机。额定转速只有102r/min
在乘用车领域。柴油机的断油转速可以达到5000转。比如大众的TDI。PSA的HDI机型
而对于一些重型车来说。由于活塞。连杆。曲轴这些部件自重太高。机器在运转时产生的转动惯量过大。转得太快整个车架可能都无法承受。
小结
所以说柴油机转速低。一方面是因为特殊的点火方式。需要更长的燃烧时间；另一方面是因为大型柴油机的运动惯性太大。这也是限制柴油机转速最大的2个原因
