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    技術文章

    球場養護機械動力系統之一

    ----- 汽油發動機和柴油發動機

    上海巴洛耐斯草坪機械有限公司 總經理

    博士

    在種類繁多的草坪管理機械中,作業都是需要由動力來驅動的,而絕大部分機械的動力是由發動機來提供的。發動機按燃料形式可分汽油發動機與柴油發動機。顧名思義使用汽油燃料的發動機被稱之為汽油發動機,使用柴油燃料的發動機被稱之為柴油發動機。由于汽油發動機與柴油發動機分別具有各自的特點,因此這兩類發動機在高爾夫球場的草坪管理機械中都得到了廣泛應用。

    關于這兩類發動機,我們一般可以通過觀察其結構和聽聲音等方法來區別它們。例如,觀構造:汽油發動機有汽化器和火花塞,而柴油發動機有高壓油泵和噴油嘴;聽聲音:汽油發動機用電火花點燃汽油,振動較弱,噪音也小,而柴油發動機是壓燃,需要很大的壓縮比,所以振動強烈,噪音很大。下表為汽油發動機和柴油發動機的對比表。

    內 容

    汽油發動機

    柴油發動機

    燃 料

    汽油

    柴油

    燃料供給方式

    化油器

    噴油泵、噴油嘴

    燃燒性質

    在勻質燃氣中傳播燃燒, 揮發

    霧狀燃油射流噴入熱空氣中被壓燃,不易揮發

    點火方式

    電火花點燃

    壓燃式

    壓縮比

    一般小于10

    一般為大于10

    燃燒室

    燃燒室簡單

    燃燒室復雜

    結構上的區別

    缸壁輕薄,體積小,功率小

    缸壁厚重,體積大,功率大

    污染物排放規律

    燃料蒸發排放物多

    柴油與空氣的混合不均勻

    特 點

    體積小,重量輕,

    起動性好,價格便宜,

    最大功率時的轉速高,振動及噪聲小

    可靠性高,比較笨重,

    體積較大,成本較高,振動噪聲大,

    柴油不易蒸發冬季冷車時起動困難

    應 用

    中、小型設備

    大、中型設備


    一. 汽油發動機與柴油發動機的相同之處
    無論是汽油發動機,還是柴油發動機都需經過進氣、壓縮、作功和排氣的過程,才能完成一個完 整的工作循環。

    它們的換氣方式,也都是按照傳統內燃機那種經典的呼吸式換氣方式,通過活塞在汽缸內一進一退的運動,來進行進氣與排氣。

    發動機的氣缸、連桿、曲軸與曲軸箱,還有潤滑系統的基本結構相同。而區別是:柴油發動機的這些結構要比汽油發動機所需要承受的力大,所以各零部件的尺寸相應也較大,在同排量的情況下,柴油發動機要比汽油發動機相對笨重粗獷一些。

    .汽油發動機與柴油發動機的不同之處

    眾所周知,汽油發動機就是以汽油為燃料,柴油發動機就是以柴油為燃料。由于燃料的不同,最終導致了這兩類發動機的燃供給方式、燃燒性質、點火(燃燒)方式等有差異。

    1. 燃料供給方式不同

    汽油發動機與柴油發動機的主要不同之處在于可燃混合氣的形成方式不同。汽油機用的是靠進氣負壓吸取燃油的化油器來供給霧化燃油,而柴油機則是靠高壓燃油泵擠壓供應出液態燃油,這里有“因為柴油比汽油要粘稠得多,使用化油器效果不佳?!钡脑?。但更重要的原因是:為了防止出現“爆炸性的燃燒”,柴油機的壓燃方式不宜使用勻質燃氣。
    汽油機燃油霧化后還要靠發動機的結構與熱量來進一步地氣化和混合成勻質燃氣;而柴油機則是通過高壓噴油嘴,向氣缸燃燒室內直接噴出霧狀燃油射流。

    2. 燃燒性質不同

    油發動機的燃燒過程是由點到面,靠火焰層在勻質燃氣中傳播燃燒;而柴油發動機燃燒過程是由霧狀燃油射流噴入熱空氣中被點燃的“隨噴隨燒”。
    汽油發動機燃燒的是經過高度氣化混合過的勻質燃氣,燃燒速度較快;而柴油發動機燃燒的是燃油射流中的細小燃油霧滴,燃燒速度相對偏慢。

    3. 點火方式不同

    汽油發動機和柴油發動機的點火(燃燒)方式不同。汽油發動機是把吸入氣缸的可燃燒混合氣加壓,然后由火花塞通過電火花點燃。柴油發動機是由噴油嘴噴出的霧狀柴油與氣缸內空氣壓縮產生的熱量壓縮爆燃,也就是空氣壓縮會升高溫度,當壓縮空氣的溫度高于柴油的燃點時柴油就會燃燒。汽油發動機是靠瞬間高溫的電火花來點燃勻質氣化燃料,對燃氣質量要求較高;而柴油發動機則是靠壓縮缸內空氣產生的高溫來引燃油霧著火燃燒。

    4. 壓縮比不同

    壓縮比是指活塞在氣缸中運動時,氣缸中出現氣體的最大體積和最小體積之比?;钊谧畹忘c時氣缸中氣體體積最大,活塞在最高點時氣缸中氣體體積最小。

    一般汽油發動機的氣缸壓縮比較低,而柴油發動機的氣缸壓縮相對比較高。平時柴油發動機的燃燒壓力也比汽油發動機要大許多,在啟動與運轉中也會偶爾有爆燃狀況,所以它的結構比汽油發動機要粗獷笨重結實,運轉時的噪音與振動也比汽油發動機要大得多。為此,柴油發動機的底座一般都要求比較結實與牢固。

    . 汽油發動機與柴油發動機的主要優缺點

    1. 汽油發動機的優缺點

    優點:

    汽油發動機體積小,重量輕,運轉平穩。

    轉速高,噪音小。

    爆發性好,提速迅捷, 起動容易。

    廢氣排放低。

    缺點:

    汽油的點低、容易氣化揮發。

    汽油機需要對汽油的噴入量、噴入時間以及點火時間控制得十分準確,零件加工精度要求高。

    低轉速扭矩及最大扭矩低于柴油發動機。

    燃油利用率比較低,扭矩小,自身功耗比較大。

    2. 柴油發動機的優缺點

    優點:

    柴油發動機的燃燒熱效率高、耗油低。

    壓縮比大,功率大。

    排放性能相對較好。

    機械整體結構簡單、安全、耐用,使用維修都很簡單。

    低轉速扭矩及最大扭矩可超過汽油發動機。

    缺點:

    工作壓力大,要求各相關零件具有較高的結構強度和剛度,體積較大,比較笨重。

    工作粗暴、振動噪聲大以及排放污染嚴重。

    柴油發動機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,成本較高。

    柴油不易蒸發,不易自燃,冬季冷車時起動困難。


    四.汽油發動機與柴油發動機的應用

    綜上所述,汽油發動機和柴油發動機都具有各自的特點,這兩類發動機在高爾夫球場草坪管理機械設備中也都被廣泛得到應用。

    關于草坪管理機械設備的發動機選用,決不能單純考慮發動機的馬力大小,而必須綜合考慮設備的需要,如噪音的大小、環保等各方面的要求。由于柴油發動機一般馬力都比較大,因此多數被采用在重型的牽引機械上,如草坪拖拉機或大型球道剪草機等,而汽油發動機則由于其輕巧和噪音小,因此被廣泛應用于中、小型的草坪機械上,如果嶺剪草機、打孔機、鋪沙機等。

    由于人們對環保重要性認識的不斷提高,對于以美化環境為代表的高爾夫球場的草坪管理機械設備,其所使用的發動機的環保要求將也會提高,隨著科學技術的發展,綠色環保的汽油發動機也將越來越受到人們的青昧,并正在逐步由過去單純追求大馬力柴油發動機的草坪機械設備向低污染排放,低噪音的綠色環保汽油發動機的草坪機械設備發展。

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