能源危机解决方案 柴油发动机的现状和发展

　　新浪汽车讯 当宝马X5柴油版在国内高调上市成为争议热点的时候，还曾经被它的豪情壮志所打动，当然再早之前神行者柴油版和奔驰ML柴油版都有过试水。但是当JEEP大切诺基携带3.0L柴油机再次高调出场的时候，显然我已经觉得这些已经不是什么柴油车这么简单的事情了(因为这还预示了更低的价格)，这款发动机刚刚在2014年的沃德十佳发动机中出尽风头(宝马X5的那款也是)，无疑这对大切来说是一款重要的车型，它为何如此匆忙的来到中国呢？要知道有些人对柴油机的概念还停留在那个又脏又吵的大块头概念上(实际上对于其他概念也如此)究竟柴油发动机和汽油发动机有何本质区别，柴油动力又为何会在节能减排中发挥重要作用呢？我们一起往下看。

　　柴油发动机工作原理和优劣势

　　柴油发动机和汽油发动机结构上有很大的区别，柴油机没有火花塞，它吸入并压缩空气，然后将燃油直接喷入燃烧腔(直喷式)。其实是压缩空气产生的热量点燃了柴油机的燃油。

柴油发动机和汽油发动机结构区别

　　柴油机的喷油器是其最为复杂精密的部件，到目前为止还是从本质上提高柴油机效率的关键部件。因为具体到每一台发动机，其喷油器的位置都可能各不相同。

柴油发动机的喷油器

　　喷油器应当能够承受气缸内部的温度和压力，同时使喷出的燃油呈细密的雾状。雾化的效果也取决于柴油机的喷油嘴。使气缸内部循环的油雾能够均匀分布也是一个问题，因此一些柴油机采用特殊的感应阀、预燃烧腔或其他装置，以使气流在燃烧腔内呈旋涡状，或者改进点火和燃烧过程。

　　柴油机还比汽油机拥有更高的压缩比，之前的汽油机采用进气道喷射，而不采用直喷。因此在汽车发动机内部，全部燃油在进气冲程期间被注入到气缸中，然后被压缩。燃油与空气的混合物的压缩限制了发动机的压缩比，因为如果过度压缩空气，燃油与空气的混合物将自行点燃并导致爆震。

缸内直喷的汽油机技术源于柴油发动机

　　如今缸内直喷汽油发动机越来越普遍，这也是根据柴油机的直喷设计而来，但是对于相同排量发动机来说，缸内直喷的汽油机的动力性不占优势，因为汽油发动机本身特点制约了压缩比，所以无论如何汽油机都无法实现柴油机的低转速大扭矩的特点。而且汽油直喷没有油压传感器，油压不能闭环反馈也就无法达到进一步控制燃烧的效果。

柴油发动机的高压缩比

　　而柴油机这方面具有先天的优势，柴油机直接压缩空气，因此压缩比可比汽油机高出许多。汽油机的压缩比为8:1至12:1，而柴油机的压缩比为14:1，甚至能达到25:1。由于柴油机具有更高的压缩比，因此效率也更高也不是一般的省油，由于柴油的能量热效率比汽油车高出15%，所以柴油发动机比汽油发动机平均省油30%。

　　从柴油和汽油的角度来说，由于柴油较重，所以蒸发很慢。比起汽油来，它含有更多更长的碳原子链。生产柴油时的精炼过程较少，所以柴油比汽油便宜。柴油比汽油有更高的能量密度。这一优势结合柴油机更高的效率，说明了柴油机比汽油机里程费用低的原因。

柴油机的制造成本比相对较高

　　虽然柴油机具有压缩比高，马力大，燃烧充分，省油特点，但是它的制造成本也要比一般汽油发动机高。柴油机暴躁的燃烧性质和没有节气门导致了它的动力更直接，相应的平顺性没有汽油机好(这不是绝对的)。柴油机粗犷的秉性需要更为强壮的气缸活塞的连杆等零件对抗气缸内高压和大扭矩，而且喷油嘴上雾化器更为精密，传感器也大有文章。

柴油发动机的排放污染物

　　从能源的利用角度来说，柴油机能够高效于汽油机一倍以上，这是一个顺应能源发展的趋势方向。 柴油引擎的省油效率较佳、因此可以减少二氧化碳排放，而且柴油引擎在中低转速即可提供高扭力的特性，对于日常的行车能提供较佳的实用性。但相反的它也具有污染较高的问题——长碳链有机化合物燃烧后易产生主要以碳粒为主的悬浮微粒(SS)与超细悬浮微粒(PM2.5)，再加上高温高压下亦产生的氮氧化物(NOx，是光烟雾的主要造成原因)。不过柴油比汽油安定常温不易燃烧的优点，让柴油引擎也被使用于二战的潜水艇。使用高品质(超低硫)的柴油与较新的引擎及污染控制科技可以降低许多污染，随着科技的发展，柴油机的颗粒物污染已经被很好的控制，并符合欧美国家的环保标准。

　　题外篇，压燃只能是柴油发动机才能实现么？

　　答案当然是NO，HCCI发动机这一种不伦不类的产物真的很奇怪，HCCI发动机使用汽油燃料，但是则使用压燃的方式点火，通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。

柴油发动机、汽油发动机与HCCI发动机

　　HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式，现在的限制而言，HCCI汽油发动机还不能实现完全的压燃稀燃模式进行，它只在中低转速的时候介入工作，提高效率，降低油耗。