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汽油和柴油为什么不能混合用?

电脑版   2020-11-26 16:06  

汽油和柴油为什么不能混合用?:油有柴油和汽油,同样的汽车也分柴油车和汽油车。各加各的油,各跑各的路。柴油车不能加汽油,同样汽油车也不能加柴油。这都是生:

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油有柴油和汽油,同样的汽车也分柴油车和汽油车。各加各的油,各跑各的路。柴油车不能加汽油,同样汽油车也不能加柴油。这都是生活常识,但是有人就喜欢打破砂锅问到底:反正都是油,都能燃烧,为什么它俩就不能互换呢?其实这是个很有意思的问题,我觉得了解一下可以让我们对发动机有一个更加深入的认识。所以今天我们就来说说这个话题。

先说结论:之所以不能互换是因为两种燃油的特性和发动机燃烧原理。柴油刚好就适应柴油机的燃烧原理,而汽油也刚好适应汽油机的燃烧原理。如果互换的话发动机就不能正常燃烧了。

汽油和柴油的特性

汽油非常容易挥发,但是汽油引燃温度比较高,在400摄氏度以上。

柴油不容易挥发,但是温度达到200多摄氏度时柴油就可以被引燃。

看到这里是不是感觉有点不可思议?因为柴油被引燃的温度这么低,但是现实中柴油却比汽油更难着火。记得以前看过一个视频,同样的两个烧杯,分别放了同样多的汽油和柴油。划根火柴分别放到两个烧杯里。结果汽油着火了,只是火焰只在汽油液体的表层,并不是所有汽油都同时燃烧。而柴油压根就没着火。

这是什么道理呢?其实原理也很简单:不管是汽油或者柴油都不是以液体状态在燃烧,而是气态。就拿点燃烧杯里汽油的视频来说,之所以火柴能引燃汽油那是因为汽油容易挥发,烧杯里看起来装的是液态汽油,而实际上液态汽油上方已经有大量汽油蒸汽了,这部分汽油蒸汽与空气中的氧气接触,遇到火柴的高温就立马着火。而烧杯里的液态汽油在高温下不断持续蒸发,使得火焰能持续燃烧。

而柴油不容易挥发,烧杯里的液态柴油几乎没有挥发,因此即使是燃烧的火柴棒也很难将其引燃。

汽油机点火方式

汽油机是靠火花塞点火的,因为火花塞电弧中心温度可以达到上千摄氏度,这个温度可以轻松引燃汽油和柴油。但我们要注意这个重点:火花塞电弧非常小,其核心的高温部位则更小,而且持续的时间也特别短。那么你认为哪种燃料更容易被火花塞点燃呢?

当然是汽油了!因为汽油容易挥发,所以汽油进入气缸后更容易形成足够浓度的均匀的油气混合物,这些混合气体围绕着火花塞电极,只要火花塞点火电弧瞬间就能把其附近的混合气引燃,然后这一部分火苗继续引燃其他混合气,发动机的燃烧就完成了。燃烧速度非常快,所以汽油机转速可以做的很高。

而柴油不容易挥发,在发动机工作的情况下进入气缸的柴油很难与空气形成足够浓度的混合气体,所以火花塞很难引燃。

柴油机点火方式

柴油机工作时活塞压缩空气产生高温,然后喷油嘴以极高的压力将柴油喷入气缸,柴油被雾化成非常细小的雾状颗粒,最外层的柴油液滴最先蒸发并与空气混合,然后在高温下燃烧。而燃烧的高温继续促进其他柴油进一步蒸发、混合、燃烧。

由此可见柴油在气缸里燃烧速度比汽油慢多了,基本上是喷油嘴一边喷一边烧。正因为如此柴油机活塞运行速度不能太快,否则留给燃烧的时间就不够了。所以柴油机转速普遍不会太高。

所以说柴油机用柴油汽油机用汽油都是根据发动机的工作方式和燃料特性决定的。

汽油机和柴油机能互换燃料吗?

如果汽油机使用纯柴油的话那么冷车状态下你根本发动不起来,因为柴油粘度大且不容易挥发,汽油机喷油压力又低,所以喷入气缸的柴油不能很好的雾化蒸发,火花塞点不着,自然无法运行。

但是汽油里加入少量柴油的话由于汽油数量足够多,也能形成可以被火花塞引燃的混合气,燃烧可以持续,所以这时候发动机还可以工作。但是柴油数量太多的话在气缸的高温下柴油也会迅速蒸发,同时由于柴油燃点低,没等火花塞点火就容易同时燃烧并引燃汽油从而在气缸里瞬间产生巨大的冲击力,这就叫做爆震,很容易引起发动机损坏。

而柴油机里加入少量汽油的话也不影响发动机工作,这时候气缸内还是以柴油压燃为主,汽油捎带着一起烧了。但是汽油量过多的话就麻烦了。因为柴油机工作时喷入气缸的柴油是逐渐燃烧的,气缸里压力是均匀的。而汽油太多的时候柴油燃烧会导致汽油瞬间同时燃烧,气缸里的压力会突然升高,也非常容易损坏发动机。

很早以前见过老司机们有过类似操作,比如冬天柴油机往油箱里加点汽油,据说可以防止柴油上冻。我也见过有人往摩托车油箱里加柴油的,当时是摩托车油箱基本见底了,怕跑不到加油站,就加了一丁点儿柴油,最后凑合着跑到加油站了。但那都是二十多年前的回忆了,那时候的发动机技术远不如现在,现在的发动机更加精密和高效,但同时对燃料要求也更加的高,所以我们知道这个原理就行了,千万别尝试,弄不好就真出问题了。

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汽油柴油不可以互换-少量混用情况是存在的

同样为原油炼化的燃油,为什么要区分汽油、柴油、航空煤油等多种类型呢?原因为交通工具需要不同类型的发动机,而不同的发动机需要的运动状态各不相同的燃油。从结果反推源头更容易找到标准答案,那么就从发动机来分析汽柴油是各自特点吧。


压燃&扭矩-柴油

商用汽车中的中重型客货车整备质量非常大,动辄数吨甚至数十吨的重量需要非常大的马力才能驱动。而得出马力的基础是依靠大扭矩,其计算公式为:(转速×扭矩÷9549)×1.36=PS。在转速与数据固定不变的前提下,扭矩越大则马力越大,如何实现大扭矩就很重要了。营运车辆不追求很理想的NVH(噪音/振动/声振粗糙度)的体验,所以点火角度可以在发动机活塞运行到上止点的一瞬间开始爆燃,以爆燃瞬间的最大推动力、在最有效地节点推动活塞运转(转化扭矩),参考下图。

上图为柴油发动机点火的节点,而提升扭矩的方式不仅需要找到对点火对的节点,同时还需要燃料本身可以释放出极大的热能。在不考虑NVH的前提下,从原油中炼化的柴油热值会很高,因其燃点仅仅为220℃;而内燃式柴油机在压缩冲程达到活塞上止点时,通过压缩空气就能达到这一温度标准。也就是说省去了点火的步骤即可让柴油自燃做功,能在最短的时间内点火则等于在设定时间内以最长的时间燃烧转化动力,所以柴油燃烧产生的热能总量就会大一些,燃烧火焰温度可以达到1800℃的高标准。

知识点:燃烧温度是化学反应的结果,反应过程中分子运动是产生高温的过程,同时运动过程也是转化为扭矩的过程;最终得到的温度数值高,等于转化成为的扭矩大。套用马力计算公式则可以得出柴油的“大扭矩特点”可以以低转速实现大马力,内燃机的转速越低进气量越少,在空燃比固定的前提下喷油量则会越低,所以柴油与内燃机的组合可以实现低油耗。


点燃&平稳-汽油

普通家用代步车型多为汽油动力,原因为此类车的整备质量很低,主流的紧凑级及以下标准的车辆仅在1.5吨以下。这么轻盈的车身并不需要太大的马力, 所以对扭矩的要求也就没有那么高了。但是汽油动力内燃机也是四程冲机,在压缩冲程中也会产生非常高的温度;如果使用柴油的话则会在压缩过程中导致燃油自燃,这就无法实现让点火角迟滞(活塞达到上止点后/开始下行的节点点火)以达到降低爆燃瞬间对活塞的冲击,而降低内燃机运行中振动的目的。所以只有提升燃油的燃点才能解决这一问题,于是汽油出现了。

汽油的燃点约为427℃(92#汽油标准),足够高的燃点做到了压缩冲程产生的温度不会让汽油自燃,但是燃油最终还是需要燃烧才能转化为动力。于是则需要高压线圈与火花塞配合点火,以电弧明火引燃混合油气以达到燃烧的目的。简而言之为其汽油的燃点高于柴油,在相同的四冲程内“燃烧迟滞”,这种迟滞虽然无法转化出大扭矩,但却也确实以够用标准的扭矩实现了平顺与安静的运行。


知识点:汽油与柴油的共存是因为需要适配不同类型的内燃机,或者说需要适配不同用途与需求的汽车。

  • 汽油与汽油车平稳而静谧,属于轻奢代步车。

  • 柴油与柴油车暴躁但省油,属于工具实用车。

这就是需要区分汽柴油的原因,同时也清晰的解释了为什么汽柴油不能混用——燃点差异太大,汽油机混用柴油会造成压燃与爆燃同时存在,发动机振动程度加大会造成活塞与气缸的严重磨损(拉缸),同时也会降低车辆的NVH水平。反之柴油机加注汽油则会造成无法燃烧,因为燃点差了200多摄氏度。

总结:汽柴油发动机加错燃油总会有严重影响,柴油发动机会直接宕机。不过在冬季低温时倒是可以微量混加,指柴油车可以按照5%左右的比例混加汽油;因为汽油的冰点低至-70摄氏度以上,而各级柴油的冰点却会低的多。为了防止柴油结冻则可以适当少量混加汽油,少量添加存在影响但是可以忽略不计,因为压燃点火瞬间产生的高温足以引燃部分汽油,就是这样了。


编辑:天和Auto

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因为点燃方式不同,汽油是火花塞点燃,而柴油是压燃的,所以不能混合。

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化学成分不一样,燃点不一样,工作方式,一个是压燃,一个是电子点火,所以不能混用

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柴油和汽油在挥发性、与空气的混合性、蕴含能量、燃烧方式、排放特点上有所不同。

蕴含的能量

汽油比较轻,成分是较小的分子,烃基化合物的分子中含有的碳原子大约在8-10个,柴油则为12-15个,燃烧时,碳越多,燃烧充分的情况下,释放的能量就越大,所以同体积的汽油和柴油相比,柴油是能提供更高能量的,在热效率相近的情况下,柴油发动机更节油就是必然的了。

这也就是越大型的车辆越倾向使用柴油的缘故(大部分坦克使用柴油发动机,也有少量坦克使用汽油燃气轮机,性能更好,但燃料消耗大,还需要加强防护,因为汽油太容易被点燃)。

燃烧方式

汽油分子比较小,活跃燃点低,汽油机混入理想比例的空气,压缩到10左右火花塞点燃就是比较理想的状态,柴油因为含碳高,需要更多空气,也不容易被火花塞点燃,所以要用15~18倍的压缩比,将柴油混合气压缩(气体压缩后温度会升高)至燃烧。就是说,汽油发动机是火花塞点燃,柴油发动机没有火花塞,是压燃的。

从挥发性区别柴油和汽油

汽油易挥发,柴油不易挥发。所以去加油站,我们闻到的很大味道就是汽油味儿,不是柴油味儿。

与空气的混合性

汽油易与空气混合,易挥发就是容易进入空气中,汽油当然容易与空气混合,这就是为什么汽油发动机会用到缸内直喷、分层喷射等方式,进一步优化汽油和空气的混合,混合之后燃烧就更充分了。柴油则不容易跟空气混合,所以柴油机燃烧容易不充分,燃烧不充分就有部分成分没烧完,变成黑色的碳颗粒排放出来,所以柴油车容易冒黑烟,容易味道大,但技术成熟燃烧良好的柴油发动机,是不会冒黑烟的,味道还比汽油发动机更小。

排放特点

汽油燃烧剧烈温度高,未充分燃烧的化合物会部分高温离解,主要排放物是一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物。

柴油发动机内空气更多,但因为混合不如汽油充分,缺氧的区域会容易产生碳烟,就是老旧的柴油大车急加速、冷启动时浓烟滚滚的原因。也因为空气更多,柴油发动机排放的一氧化碳和碳氢化合物反而不多,颗粒物和氮氧化物是柴油排放的主要物质

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这里要说明的是指在汽车使用当中,汽油和柴油为什么不能混合使用!

首先,汽油和柴油的物理化学特性决定他们的使用方式,比如燃点温度、燃烧速度。汽油的压缩比不能太大,如果压缩比过高的话就会产生自燃,也就是暴震的现象,就会导致还没来得及正常工作,提前燃烧了。所以,汽油发动机在原先设定的压缩比之內,通过采用火花塞火把它点燃。

柴油化学特征是能经受高压,并且可以釆用压燃方式工作!也就是说,在压缩终了时瞬间通过高压油泵喷射出柴油而自行燃烧工作,从而推动活塞!

所以从化学特征导致他们不可以在汽车上混合使用!但是在部分的农业发动机上也会见到有汽油和柴油按一定比例使用,但是这种燃油经济性就比较差。动力表现差,噪音大等不好因素!

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由于点火方式的不同,柴油发动机都是靠压燃做工的,所谓压燃,就是靠活塞在气缸里的压力,导致柴油受压自燃,这就需要很大的压缩比,说白了就是活塞下压的深度很深。这使得柴油发动机的输出扭矩都会比汽油机大。大扭矩不会影响车速,但会影响车的瞬间加速,和负载能力,因此很多工具车都用柴油,说白了就是有劲。另外,所有的柴油机都是涡轮增压。

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点火方式不同,燃烧的温度不一样。

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燃点不一样。

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柴油是压燃的 汽油是点燃的 燃点都不一样

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