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为何汽车烧汽油、卡车烧柴油、飞机烧煤油、船烧重油?

55 2024-03-14 07:41 admin

一、为何汽车烧汽油、卡车烧柴油、飞机烧煤油、船烧重油?

学内燃机的来答一发,只能回答前两个问题,

首先来分析一下楼主的问题,为什么汽车烧汽油,卡车烧柴油,其实什么车烧什么油不能一概而论,同一种车型也有可能搭载不同类型的发动机,比如我们都知道一些越野车,suv等出于各种考虑会有柴油机版本,而且汽车这个统称总在此处太宽泛,所以我们可以把问题改成为什么汽油机烧汽油,柴油机烧柴油。这样更准确一点。

在回答之前我们先来了解一下发动机及燃料的发展,

发动机发展演变的过程与燃料工业的发展密切相关。发动机发展初期是以煤气为燃料,因为在19世纪中叶,欧洲各大城市已使用煤气照明,煤气是当时比较容易得到的能源。随着石油工业的发展,出现了热值比煤气高许多,而且蒸发性也很强的轻油燃料(汽油)。这时,汽油机的混合气形成及点火方式都受到煤气机的强烈影响。不过,提高汽油机性能受到不正常燃烧的限制,汽油机的压缩比不高。为了扩大使用燃料的来源,有人曾利用废气热量对重馏分油(柴油)进行加热,促使其蒸发并与空气混合后,再送入气缸。在低压缩比下用电火花点火,但这是不成功的,1893年,Diesel提出利用高温的压缩空气促使燃料着火;继而’为克服柴油蒸发性差的缺点,采用气力或机力向缸内喷射的方式以形成混合气,这便是20世纪初叶,柴油机出现的雏形。因此,从发动机发展的历史看出,燃料品质不同,是引起汽油机与柴油机在混合气形成与燃烧方面差异的基本原因。

汽油和柴油有什么不同

汽油 密度小,易挥发,自燃点为415-530℃,相对于柴油蒸发性好,粘度小,燃烧主要排放物为(CH. COx. NOx. )。

柴油 与汽油相比,具有馏分重,自燃点低(200-300℃),粘度大,相对密度大,蒸发性差,使用较安全,燃烧主要排放物为(CH, COx. NOx. 微粒碳烟PM )。

在石油蒸馏过程中,按照沸点不同,柴油可分为轻柴油(沸点范围180-370℃)和重柴油(沸点范围350-410℃)两大类。轻柴油用于高速柴油机,重柴油用于中低速柴油机,车用柴油机都属于高速柴油机。

柴油与汽油燃料的各项性质对比

很多人觉得汽油的燃点比柴油低,其实并非如如此,对燃点问题有疑问的可以参考 白晨 的回答http://www.zhihu.com/question/33444541/answer/117222681?from=singlemessage&isappinstalled=0

汽油机, 汽油机的着火方式为点燃,所以也叫点燃式发动机 (这里只讨论传统汽油机,暂且不提HCCI, 汽油均质混合气压燃), 因为汽油燃点高,如果采用压燃的着火方式,首先需要比较高的压力,当压力过高时,汽油会发生类似于爆燃的现象(请参考后面对于爆燃的解释),会导致燃烧速率不可控,严重爆燃会增加发动机的机械负荷,降低发动机寿命,所以压燃燃烧对于汽油来说并不是一个很好的选择,这就是柴油机不能用汽油的原因。

当汽油采用点燃燃烧时,气缸内就可以避免过高的压力(汽油机缸内混合气燃烧过程中压力一般不超过5MPa ),从而有效的控制爆燃,

燃烧压力较低以及燃烧过程中 压力升高率较低 (这个参数用于表征工作粗暴性,以及噪声,振动的程度),使得汽油机工作相对柔和,振动小,所以广泛用于乘用车,舒适性较好。但压力小,也是导致发动机在低转速区运转的时候,输出转矩较小的主要因素。

柴油机, 采用压燃着火,也叫压燃式发动机,柴油容易被压燃有两个原因,与汽油相比: 1,燃点低。

2,自燃性好

3,蒸发性差 油机活塞在压缩冲程末期最高爆发压力为普通柴油机5-9MPa,增压柴油机可达10-15MPa,柴油在高温高压下,迅速开始燃烧,并推动活塞做功,由于柴油机的爆发压力高,压缩比较大,所以在低转速范围内运转时依然能输出较大的转矩, 但为了承受这个压力,在各部件材料强度上就需要有很大的提升,导致柴油机较为笨重,同时运转噪声也比较大(燃烧时压力升高率较大),但随着各项技术的发展和完善,现在柴油机各项性能指标也都能达到相当不错的水平。

同时柴油机的热效率要大于汽油机,尤其是在采用增压以后这个差距会进一步加大,总体来说,与汽油机相比较,柴油机具有耗油量低,能量利用率高,工作可靠性高,低速性能好,扭矩大,工具使用范围宽广等优点。所以,这也是柴油机几乎霸占了重型汽车发动机领域的主要原因。

注一:

解释一下什么叫爆燃(不感兴趣的话看下面第一段就行,后面的可以忽略 (*^▽^*),我一激动就写多了,,,,sorry )

总的来说就是汽油机的一种异常燃烧,即在火花塞点火时,火花塞远处的末端混合气由于压力温度过高,在火焰未传播到之前会提前自燃着火的现象,对于发动机的各项性能指标都有较大影响

贴一张爆燃时的示功图

在火花塞点火以后,火焰前锋面以球面波形状向外传播,传播速度在30~70m/s ,汽油燃烧时产生的压力波以音速传播,所以对于距离火花塞叫远处的末端可燃混合气,压力波要先于火焰前锋面到达,这时末端混合气压力和温度上升,燃前化学反应加速,如果这一反应过于迅速,在火焰前锋面还没到达之前,末端混合气就开始自燃了(有点类似于柴油机的着火方式),然后会导致一系列的波动,撞击燃烧室壁面,发出高频颤音,发生强烈爆燃的时候火焰传播速度可达800-1000m/s ,这对于发动机的各项性能都非常不利(热负荷上升,机械负荷增大,动力性,经济性下降等等)。

注二:

我看到楼下有答主说『柴油机压缩比高是因为柴油不易爆燃,』,此处为概念错误,我再来科普一下。 关于柴油的自燃性和汽油的抗爆性这是柴油和汽油非常重要的两个性质,虽然名字不同,但它们所描述的关键点都在于 【自燃】

自燃性: 燃料在无外源点火的情况下能够自燃着火的性能,抗爆性: 燃料抵抗爆燃的能力,前者描述自燃的能力,后者描述抵抗自燃的能力,

我们再看爆燃的定义: 火花塞远处的末端混合气在火焰未传播到之前会提前自燃着火的现象,

所以,爆燃的本质就是自燃,而汽油的正常燃烧,是不应该有爆燃的(此处指严重爆燃,轻微爆燃有利于提高性能,在发动机中ECU通过爆震传感器的信号控制点火提前角对爆燃进行控制)。

柴油的自燃性在某一范围内(十六烷值小于50),自燃性越好越有利。汽油的抗爆性越强越有利。所以,不存在柴油不易爆燃这一概念!

补充说明: 这个答案在原基础上作出了很多修改,(改了好多回了,心累,)总感觉之前答的很乱,包括我之前的结论,“”汽油机和柴油机都是根据各自的燃料燃烧特性而设计的,所以什么样的机器烧什么样的油,这样就能完美发挥出各自的性能优势。” 看起来好像没错,但实际上存在一个严重的逻辑错误,起初,是首先设计出了发动机,然后再选用了适于其使用的燃料,再针对燃料特性对发动机进行优化,而不是专门为一种燃料设计了发动机,颠倒了主次。对之前看到过这个结论的知友说声抱歉,我也是想了很久才发现这个问题。

如果还有别的问题还望各路大神指正,

最后

谢谢各位的点赞, (-^〇^-)

参考资料

汽车运行材料第三版,凌永成 北京大学出版社

汽车发动机原理,王建昕 清华大学出版社

二、皮卡烧汽油吗?

皮卡车烧什么油要取决于皮卡使用的是什么发动机,当前皮卡汽车市场分为柴油和汽油二种发动机,而且以柴油皮卡居多,如在南方地区可以加注0号柴油,北方地区要加注-10或-20号柴油;汽油皮卡要看发动机要求,可以加注92号93号97号汽油。

三、什么汽油不耐烧?

现在汽油不耐烧主要有以下三个原因1:汽油掺有乙醇,虽然乙醇也是高热值燃料,但其燃爆性能较汽油有较多差距,而且和汽油燃爆点不一致,看看改甲醇的车烧甲醇的量就知道差距啦,而且乙醇还不如甲醇热值高。

2:随着汽油标准提升,汽油中芳烃类含量越低,芳烃类物质对汽油耐烧有较大影响,同时对大气污染有较大影响。

3:寒冷天气影响,车辆水温上升慢造成混合气浓,汽油及空气温度低造成发动机功率降低。

四、不耐烧的汽油?

我看网上很多媒体说来说去,还在拿着乙醇汽油那档子事儿在说。其实乙醇的事情,我到觉得没啥可多说的。因为大家都知道乙醇热值低(热值越高就可以理解为“越耐烧”),乙醇汽油不耐烧是地球人都知道的……

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

原本曾说2020年起全国普及乙醇汽油,但如今这个设想已经废弃,乙醇的使用地区不会再增加——这也是为什么我觉得“乙醇没啥可说”的原因。今天我想说说(纯)汽油本身!因为在“非乙醇地区”广大车主也感到如今的汽油不耐烧了,甚至还怀疑是不是“偷偷混入了乙醇”……

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

首先我们可以肯定一点:既然是“非乙醇地区”,只要是正规加油站出来的汽油,就肯定是(纯)汽油。那么为啥不耐烧?我要从汽油的成分说起!因为如今的汽油和以前的汽油,成份上发生了很大的改变。——首先我们从汽油的成分说起。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

“干净”的汽油,烃类少

热值相应也受到影响

汽油本身就是非常复杂的混合物(在实验室里,普通汽油里可以分解出上千种物质),但主要来说逃不掉烯烃、芳烃、烷烃、MTBE等抗爆剂……这些物质。事实上我们回顾汽油从国3到如今的国6,不难发现国家对汽油里的成分的限制越来越严格了。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

比如烯烃、芳烃、苯等物质的最高允许含量越来越低。当然我们知道这是为了环保所需。比如少量的苯能够“活化”汽油分子;但苯是有毒的(如今部分东南亚国家汽油依然含有大量苯)!比如烯烃和芳烃容易导致燃烧不完全,但是它们对于汽油热值的贡献却不算小。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

简单来说就是:烯烃和芳烃含量大的汽油往往热值越高,热值高了有啥好处?同样的汽油可以让车跑更远路程!但是坏处就是不够环保。比如烃类物质不容易彻底燃烧而导致大量胶质物质产生并导致颗粒物排放超标。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

反过来说,汽油从国3到国6,尾气是越来越干净了,也确实越来越环保了,但是热值其实是存在降低现象的。热值低了那同样多的汽油能够让汽车跑的路程,当然也就短了。这是导致很多车主觉得“如今的汽油咋越来越不耐烧”的第一原因。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

国6发动机往往通过软件调教

“保环保,牺牲动力和经济性”

上述还只是“如今汽油不耐烧”的原因之一,事实上汽油耐烧不耐烧,还和我们的车有关!车和汽油一样,排放标准逐年提高,如今已经是国6时代。和以往的车相比,国6汽车最大的不同在于排气系统和软件。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

对于发动机制造商来说,要造出国6发动机,要么重新设计结构,推出真正全新的机型;要么在以往发动机基础上改写软件;要么改进排气管的“过滤性能”。显然,重新设计发动机代价太大,大多数厂家选择后2个办法。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

比如“改写软件”的意思就是:通过“刷阶”强制让发动机运行在更环保的运转区间(比如喷油量、空燃比、点火正时、气门正时等参数)。玩改装的都懂“刷阶”的意思:原厂发动机通过改写程序,让发动机爆发出更大的动力(通常会牺牲一定的环保性能)。而“国6刷法”是越刷动力越肉……越肉你开起来就越想“大油门”,结果油耗却上去了……尴尬

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

国6车型的GPF/DPF

导致排气不畅,油耗升高

比如“改进排气过滤能力”,通常指的就是GPD/DPF过滤器(颗粒物过滤器)了。为了良好的过滤性能,GPD/DPF的滤芯孔径很细很细(比三元还细),这直接导致排气阻力增高(想象一下在鼻孔里塞棉花,然后呼吸的感觉),最终发动机“排气不畅”而导致油耗恶化。

现在的汽油越来越不耐烧!是车的问题还是汽油的猫腻?

“油+车”两者综合到一起,加上汽油“只涨不跌”于是乎大家就觉得如今的汽油是真不耐烧了。谜底已经解开,但我们对此却无能为力。毕竟在更高层面来说保护环境就是保护我们的未来,虽然也许机动车本身对环境污染的占比并不算大,但努力去减少排放总比啥事不做强。

五、耐烧的汽油好还是不耐烧的汽油好?

耐烧的汽油好。

汽油的英文名为Gasoline(美)/Petrol(英),外观为透明液体,可燃,馏程为30℃至220℃,主要成分为C5~C12脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃,汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能),并按辛烷值的高低分为90号、93号、95号、97号等牌号。汽油由石油炼制得到的直馏汽油组分、催化裂化汽油组分、催化重整汽油组分等不同汽油组分经精制后与高辛烷值组分经调和制得,主要用作汽车点燃式内燃机的燃料。

19世纪中,人们还没有认识到汽油的重要性,当时大量使用的是点灯用煤油。那时的石油炼制依赖简单的蒸馏过程,将石油中沸点不同的成分分离出来。煤油组分的沸点较高,点灯时使用安全,成为原油炼制的主要产品,而汽油和其他成分则往往被当作燃料烧掉。到了19世纪中后期,创制成功使用汽油的内燃机, 1886年汽油机作为汽车动力运行成功,由此,汽油的重要性与日俱增。但采用蒸馏法,仅能从原油中提炼出20%的汽油。1911年,美国标准石油公司解决了汽油收率低的问题,采用威廉姆·伯顿和罗伯特·哈姆福瑞斯发明的热裂化工艺,将重质的瓦斯油加热裂化为轻质的汽油等馏分,从而整体提高了汽油收率,热裂化工艺在1913年获得了美国专利授权。 随后的催化裂化工艺比热裂化工艺进一步提高了汽油收率,而且辛烷值更高。

六、汽暖烧汽油行吗?

汽车暖风不烧油,因为它只是发动机余热的再利用。

其构造与工作原理:在汽车冷却系统中串联一个小水箱,一般安放在仪表板下面。它直接参与冷却液的循环流动,所以与发动机水道和水箱散热器同温度。在小水箱旁边安置一个小鼓风机,经鼓风机的吹拂,便把热风通过风道和风口吹进驾驶舱内。暖风使用的前提条件是发动机必须要有一定温度,发动机刚刚启动低温运行时是没有暖风的。不像冷风有空调压缩机运转来专门提供。

正因为暖风是发动机余热的利用 ,所以它并不费油 ,只是鼓风机转动要用一点电(可忽略不计)。这是一个比较节能而巧妙的设计。

七、哪种汽油耐烧?

纯汽油耐烧。以下是关于汽油的具体介绍:

1、汽油差异:不同加油站、不同使用环境、不同发动机加相同标号的汽油,也会存在细微差异。

2、乙醇汽油:乙醇汽油不如纯汽油耐烧,因为乙醇的含碳量(热值)远低于汽油混合物的平均含碳量,夏天因为温度高,汽油更容易气化,烧起来更彻底,所以比冬天更耐烧。

3、依据:汽油耐烧与否都是跟含碳量的多少决定,含碳量低不耐烧,含碳量高耐烧,但是含碳量高容易产生积碳,对车辆的清洁性有损。

八、汽油哪家耐烧?

经常用车的车主建议您还是选择中国石化的油,因为中国石化的油更加耐烧,如果车主平时用车不多,只是开车上下班而已,那么也是可以选择中国石油,从中国石化和中国石油的价格来讲,中国石油的价格偏低,从耐烧方面讲,中国石化的油更加耐烧!

九、冬天汽油不耐烧?

冬天开车一般都要怠速预热一会,温度上来了才能驾驶,还有就是当短时间停车时,也都是打着火

十、什么汽油耐烧?

纯汽油耐燃。 

汽油的具体介绍:

 1.汽油区别:不同的加油站,不同的使用环境,相同标号的汽油,不同的发动机都会有细微的差别。

 2.乙醇汽油:乙醇汽油不如纯汽油耐燃,因为乙醇的含碳量(热值)远低于汽油混合物的平均含碳量。夏天汽油更容易汽化,燃烧更彻底,所以比冬天更耐烧。

 3.依据:汽油的耐燃性是由含碳量的多少决定的。含碳量低不是耐燃,含碳量高是耐燃。但含碳量高容易积碳,不利于车辆的清洁。

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