能量：物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種度量,。對(duì)應(yīng)于物質(zhì)的各種運(yùn)動(dòng)形式,，能量也有各種形式,，彼此可以互相轉(zhuǎn)換,，但總量不變,。熱力學(xué)中的能量主要指熱能和由熱能轉(zhuǎn)換而成的機(jī)械能。我們汽車的發(fā)動(dòng)機(jī),，正是將化石燃料中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，從而推動(dòng)汽車行駛,。

　　前文提到很多四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),，（點(diǎn)擊進(jìn)入：解讀汽車發(fā)動(dòng)機(jī)（一） 內(nèi)燃機(jī)的誕生）我們將其歸為兩類：奧托循環(huán)特性的燃?xì)鈾C(jī)和汽油機(jī)，狄賽爾循環(huán)特性的柴油機(jī),。現(xiàn)代燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本等同于汽油機(jī),，缸內(nèi)直噴汽油機(jī)雖結(jié)構(gòu)有變化，但做功機(jī)制仍屬奧托循環(huán)范圍之內(nèi),。為了方便解讀,，下文都稱之為汽油機(jī)和柴油機(jī)。

　　說(shuō)到發(fā)動(dòng)機(jī)的原理,，很多讀者都會(huì)脫口而出：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)分為吸氣,、壓縮、做功、排氣四個(gè)階段,。汽油機(jī)吸入混合氣,，然后壓縮至上止點(diǎn)，火花塞跳火點(diǎn)燃混合氣,，燃燒做工把活塞推至下止點(diǎn),，隨即向上排出廢氣；柴油機(jī)區(qū)別在于吸入純空氣,，在上止點(diǎn)位置將柴油噴入被壓縮的熱空氣內(nèi)點(diǎn)燃做功,。

　　但我們是否曾經(jīng)疑問(wèn)過(guò)，汽油機(jī)為什么要有火花塞,？柴油機(jī)為什么不能噴入汽油,？為什么說(shuō)柴油機(jī)更有力，更省油但平順性卻不理想,？好吧,，小編在此文中用對(duì)比的方式，解讀汽汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作原理,。

　　表面上看,，兩種熱機(jī)在進(jìn)氣和燃料的引燃方式有著區(qū)別，雖然看起來(lái)都是燒油,，發(fā)力,，但就是在活塞處于頂端，燃燒的一霎那,，幾個(gè)毫秒之內(nèi)發(fā)生的事兒,，讓兩種機(jī)器有著不同的特質(zhì)。這也就是小編經(jīng)常提起的奧托循環(huán)和狄賽爾循環(huán)的差異,。

 
兩種循環(huán)工作狀態(tài)和對(duì)應(yīng)的p-v圖  左側(cè)為奧托循環(huán),，右側(cè)為狄賽爾循環(huán)

兩種循環(huán)的工作程序

　　我們先說(shuō)左側(cè)的奧托循環(huán)。如上圖所示,，p代表缸內(nèi)壓力,，v代表缸內(nèi)容積，A-B吸氣沖程,，活塞向下吸氣,，此時(shí)燃?xì)獾膲簭?qiáng)幾乎保持不變；B-C絕熱壓縮沖程,，活塞向上運(yùn)動(dòng)壓縮,，使氣體壓強(qiáng)增加，這時(shí)活塞對(duì)氣體做功,，消耗了機(jī)械能,，增加了氣體的內(nèi)能（溫度升高）,；C-D等容燃燒過(guò)程，氣體突然燃燒,，壓強(qiáng)激增,，在這瞬間體積還來(lái)不及變化，所以可把它看作是等容變化,，D-E絕熱做功沖程,，氣體壓強(qiáng)增加后作絕熱膨脹推動(dòng)活塞向下做功，同時(shí)消耗本身的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功,，壓強(qiáng)逐漸減�,。籈-B等容排氣過(guò)程,，做功沖程終了時(shí),，排氣閥開(kāi)放，氣體壓強(qiáng)突然降低而體積還來(lái)不及變化,；B-A排氣沖程,，活塞由于慣性作用繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)排除廢氣,，這時(shí)壓強(qiáng)不變,。

　　而作為等壓燃燒的狄賽爾循環(huán)，C-D-E為做功沖程,。第一階段C-D為等壓燃燒過(guò)程,，柴油正在燃燒中，活塞在一定的壓強(qiáng)下移動(dòng)壓強(qiáng)不變而容積增加,，燃油一邊推動(dòng)活塞做功一邊燃燒,，D-E為絕熱做功沖程。其他階段同上,。當(dāng)然,，圖中p-v曲線是一種理想狀態(tài)，實(shí)際工況有一定的差異,，而作為乘用車的高速柴油機(jī)介于兩種循環(huán)之間,，燃燒過(guò)程分兩個(gè)階段，前半程為等容燃燒,，后半程為等壓燃燒，滿足高轉(zhuǎn)速同時(shí)也沿襲經(jīng)典柴油機(jī)的特點(diǎn),。

你知道嗎,？柴油其實(shí)比汽油更容易引燃

　　汽油機(jī)與柴油機(jī)長(zhǎng)期共存的理由，就是是因?yàn)橛衅�油和柴油兩種燃料的存在,，從而存在兩種能把不同燃料充分發(fā)揮特性的內(nèi)燃機(jī),。這看似廢話,，卻也驗(yàn)證了那句“存在即是合理”。

　　汽油和柴油,，都是由成分為碳和氫兩種元素的烴類化合物組成的,。汽油是由5-9個(gè)碳分子的烴類組成，而組成柴油的烴類的碳原子數(shù)則有10-20個(gè),，由于汽油分子比柴油要小,，所以汽油的揮發(fā)性更好，燃燒速度也更快,，但長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的柴油更容易被氧化,，所以柴油自燃點(diǎn)要低于汽油。

　　柴油比汽油更容易引燃,？看起來(lái)很難以理解,，但這是事實(shí)。我們把烴類比作很常見(jiàn)的木頭,，那么汽油就好比一堆木屑,，可以被吹散在空氣中慢慢飄落，而柴油則好像牙簽,，怎樣扔起來(lái)都會(huì)做自由落體運(yùn)動(dòng),；木屑用火柴很難點(diǎn)燃，但牙簽很容易被點(diǎn)燃,；但把木屑扔在火堆中,，瞬間就化成一團(tuán)火，而牙簽至少可以燒幾秒,。

兩種發(fā)動(dòng)機(jī)不是簡(jiǎn)單的壓燃與點(diǎn)燃的區(qū)別,，這僅僅是開(kāi)始

正是因?yàn)橛辛诉@些差異，兩種發(fā)動(dòng)機(jī)也有了區(qū)別和特性

　　·汽油比柴油揮發(fā)更快,，所以汽油可以混合氣狀態(tài)在吸氣行程進(jìn)入氣缸,，而柴油不易揮發(fā)，不容易形成混合氣,，所以只能在做功行程開(kāi)始前直接噴入缸內(nèi),。

　　·柴油的自燃點(diǎn)比汽油更低，所以柴油可以在高溫高壓的汽缸中自燃,；而汽油機(jī)如果采用壓燃方式,，就必須要有更高的壓力，從而得到更高的溫度才能點(diǎn)燃,，但因?yàn)槠�油容易揮發(fā),，揮發(fā)時(shí)又會(huì)吸收大量的熱，這就再次增加了壓燃的難度,，所以用火花塞點(diǎn)燃是最適合的方式,。

　　·汽油比柴油燃燒的更快,，所以把汽油放在高溫高壓的環(huán)境下太威猛，機(jī)體受不了這種火藥脾氣,，所以要降低氣缸的壓力,，而用火花點(diǎn)燃時(shí)，缸內(nèi)火焰是以“波”的形式蔓延燃燒,，這也就避免了爆燃形成的沖擊,；而柴油在高溫高壓空氣中，多處同時(shí)燃燒形成火焰,，也就是以爆燃的方式（和汽油機(jī)的“爆震”相似）做功,，工作狀態(tài)比較粗暴，但因?yàn)椴裼腿紵�較慢,，所以雖然燃燒的開(kāi)始很劇烈,，但燃燒時(shí)間還是要長(zhǎng)于汽油機(jī)的。

題外話：此油門非彼油門

　　汽油機(jī)通過(guò)油門踏板改變節(jié)氣門的開(kāi)度,，控制混合氣進(jìn)入汽缸的數(shù)量,，以達(dá)到不同功率的輸出；而柴油機(jī)控制功率輸出完全依靠噴油的多少,，是真正意義上的油門,，取消了節(jié)氣門，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣就更充足,，燃燒也就更充分,，這也是柴油機(jī)熱效率較高的原因之一。

同為2011款途銳,，左側(cè)柴油機(jī)最高為6000轉(zhuǎn),，基本不可達(dá)到
而右側(cè)汽油機(jī)，6000轉(zhuǎn)僅僅是紅線開(kāi)始

汽油機(jī)和柴油機(jī)優(yōu)劣分析

　　汽油機(jī)內(nèi)混合氣體點(diǎn)燃后,，瞬間燃燒,，并爆發(fā)出能量，所以可以在單位時(shí)間內(nèi)可以多次重復(fù)該循環(huán),，用高轉(zhuǎn)速輸出高功率,，因而很小的體積，輕盈的體重,，就能擁有較高性能和更快的響應(yīng)速度,，寬泛的轉(zhuǎn)速區(qū)間也能夠帶來(lái)更好的操控感覺(jué)。但汽油機(jī)的壓縮比往往只有柴油機(jī)的一半,，做功行程時(shí)缸內(nèi)溫度和壓力比柴油機(jī)低很多,，所以熱效率比較低，也就是俗稱的“費(fèi)油”,。

　　柴油機(jī)噴入燃料后,，燃燒需要一定的時(shí)間，所以適合較低轉(zhuǎn)速下讓燃油充分燃燒以帶來(lái)大扭矩,，而為了對(duì)抗氣缸內(nèi)高壓和大扭矩,，柴油機(jī)的汽缸和活塞的連桿等零件都要比汽油機(jī)強(qiáng)壯,，所以較汽油機(jī)更笨重,。但也正是柴油機(jī)因?yàn)楦邏嚎s比低轉(zhuǎn)速的特性,，能把熱量更好的轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,，所以柴油機(jī)有著更好的熱效率,，也就是更好的油耗表現(xiàn)。這就是通常轎車和賽車使用汽油機(jī),，而公交車、卡車等大型車輛使用柴油機(jī)的原因,。

為了適應(yīng)柴油機(jī)工況，目前國(guó)內(nèi)乘用車柴油機(jī)的缸體還都采用厚重的鑄鐵制造

柴油機(jī)現(xiàn)狀

　　隨著技術(shù)的發(fā)展,，柴油機(jī)在平順性和體積上都有很大改善,，高強(qiáng)度的鋁制缸體制造工藝,，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；廢氣后處理與顆粒物回收有效降低尾氣污染,；燃油高壓共軌噴射以及較低壓縮比（相對(duì)于傳統(tǒng)柴油機(jī)）有效抑制噪聲；平衡軸的應(yīng)用提升了平順性；VGT可變截面渦輪和中冷器提升了發(fā)動(dòng)機(jī)功率,，眾多優(yōu)良的設(shè)計(jì)逐漸裝備于乘用車之上（點(diǎn)擊進(jìn)入：高效強(qiáng)勁環(huán)保 乘用車柴油機(jī)技術(shù)淺析）,，讓柴油機(jī)有了可以和汽油機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的資本，而其較低的碳排放以及出色的低速扭矩,，被眾多SUV甚至轎車所接受。

　　在歐洲,，柴油車在乘用車中的比重已經(jīng)達(dá)到40%,，而國(guó)內(nèi)柴油機(jī)主要搭配在SUV車型當(dāng)中，就在最近，國(guó)產(chǎn)自主品牌柴油轎車也已經(jīng)上市,。但目前國(guó)內(nèi)的柴油品質(zhì)還不夠好,，導(dǎo)致柴油機(jī)在國(guó)內(nèi)未被重視,。主要問(wèn)題在于十六烷值不夠高（燃燒性不好），硫含量過(guò)高（損害發(fā)動(dòng)機(jī)零部件增加尾氣污染）,，多環(huán)芳香烴過(guò)多（也就是雜質(zhì)過(guò)多，燃燒不好會(huì)結(jié)焦積碳）等,，假如中國(guó)柴油的品質(zhì)可以提升的話,，相信在飛漲的油價(jià)和日益惡化的環(huán)境面前，國(guó)人也會(huì)逐漸接受柴油車,。
 

大眾奧迪共用的3.0T渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī),，體重和汽油機(jī)相差無(wú)幾
功率與汽油機(jī)相比略遜一籌，但扭矩更為強(qiáng)大

　　講到這里,，本文已經(jīng)接近尾聲了,。不過(guò)很多同學(xué)看完第一篇文章之后，對(duì)結(jié)尾“Diesel”的廣告圖片頗感興趣,，這樣，小編再放另一張?jiān)瓐D讓大家一看究竟,。

 這仨老頭就是大名鼎鼎的二戰(zhàn)三巨頭——丘吉爾,、羅斯福,、斯大林