汽油机和柴油机的区别_初中物理必知的发动机工作原理

聊到汽车或者机械，发动机绝对是绕不开的核心话题。而在这片由钢铁和火焰构建的世界里，汽油机和柴油机无疑是两大“顶流”，它们驱动着我们日常通勤的轿车，也支撑着那些吞吐万物的巨型卡车。别看它们都能把燃料变成动力，内在的门道可大不一样，这其中的差别，不仅体现在驾驶感受、燃油经济性上，更深层次地，反映了两种截然不同的能量转化哲学。

要说汽油机和柴油机的核心区别，其实就藏在它们“点火”的方式里，一个靠“火花塞”，一个靠“憋大招”（压缩点火）。 简单来说，汽油机是吸入汽油和空气的混合气，然后用火花塞点燃，让它“轰”地一下烧起来做功。 柴油机呢，只吸入纯空气，然后把空气使劲儿压缩，压到温度足够高，再把柴油喷进去，柴油遇到高温高压的空气，自己就烧起来了，这就是所谓的“压燃”。

四冲程的默契与差异

无论是汽油机还是柴油机，现代汽车上绝大多数都采用四冲程的工作模式。 这个“四冲程”，就像是发动机完成一个工作循环的固定舞蹈步骤，分别是：进气、压缩、做功、排气。 每完成这四个步骤，活塞在气缸里上下往复运动两次，曲轴也就跟着转了两圈。

1. 进气冲程： 想象一下，气缸就像一个肺，活塞往下走，进气门打开，新鲜的“空气”（汽油机是空气和汽油的混合气，柴油机是纯空气）被吸进来。,

2. 压缩冲程： 活塞开始往上挤压，进气门和排气门都关得严严实实，吸进来的气体体积变小，压力和温度蹭蹭上涨。, 这里的“挤压”程度，柴油机可比汽油机狠多了，它的压缩比更高。

3. 做功冲程： 这是发动机真正“发力”的时刻！对于汽油机，火花塞在这时候“滋啦”一下放电，点燃混合气，产生的巨大压力把活塞猛地往下推。 柴油机则是在压缩冲程快结束的时候，把柴油喷进炙热的空气里，柴油自燃，同样产生巨大压力推动活塞。, 能量在这里转化为机械能，驱动曲轴旋转，为汽车提供动力。

4. 排气冲程： 活塞再次向上运动，排气门打开，将燃烧后的废气排出气缸，为下一个循环做好准备。,

看到了吗？前两个冲程和最后一个冲程大同小异，真正的魔术发生在“做功冲程”，点火方式的不同，是区分汽油机和柴油机的关键。

为何点火方式如此重要？

别小看这小小的点火方式差异，它直接决定了两种发动机的“性格”和适用场景。

• 燃烧特性不同： 汽油的挥发性好，更容易和空气混合均匀，因此适合采用火花塞点燃，像放了一把火，火焰以波的形式传播。 柴油沸点高，不容易气化，所以采用高压喷射，然后在高温高压下自燃，更像是“爆燃”。, 虽然听起来有点野蛮，但这种方式能让柴油燃烧得更充分。

• 压缩比差异： 柴油机的高压缩比是实现压燃的关键，这意味着它能从相同体积的空气中榨取出更多能量，热效率更高。, 换句话说，同样多的油，柴油机能跑更远。 汽油机如果采用过高的压缩比，还没等火花塞点火，混合气就可能提前自燃，产生“爆震”，对发动机不利。

• 扭矩与功率： 由于柴油机在燃烧过程中压力升高更快，它在中低转速下就能输出更大的扭矩，这让它在拉重物或者爬坡时显得更有劲儿，所以大货车、工程机械更青睐柴油机。, 汽油机则更擅长高转速下的功率输出，加速轻快，适合乘用车追求的速度感。

• 燃油经济性与排放： 柴油机更高的热效率通常意味着更好的燃油经济性。 但在排放方面，柴油机虽然燃烧充分颗粒物较少，但氮氧化物排放相对较高，而汽油机则颗粒物排放较多。, 这也是为什么近年来各国对柴油机排放法规越来越严格的原因之一。

一点思考：技术演进与未来

当然，科学技术是发展的。现在的汽油机已经有了缸内直喷等技术，提高了燃油效率。 柴油机也通过共轨喷射、颗粒物捕集器等技术不断优化排放。 甚至有人在研究将柴油机的压燃方式应用到汽油机上，比如均质充量压燃（HCCI）技术，试图结合两者的优点。

不过，即便技术不断进步，汽油机和柴油机在基本原理和核心特性上的差异依然是存在的。理解这些差异，不仅能帮助我们更好地理解发动机的工作原理，也能在我们选择车辆时，有更清晰的判断。毕竟，适合自己的，才是最好的。

下次当你听到汽车引擎轰鸣时，不妨想想这背后是火花闪耀的激情，还是高温高压下的从容自燃，它们都在用各自的方式，将那些蕴藏在液体黄金中的能量，转化为推动人类前行的澎湃动力。

引用来源：

• 奥托循环与柴油循环的区别. 亚搏app综合.

• 四冲程循环. 维基百科，自由的百科全书.

• 四冲程汽油机的工作原理. 汽车之家.

• 为什么有的汽车烧汽油而有的汽车烧柴油. 中国石油天然气集团有限公司.

• 汽油机与柴油机在性能特点方面有何区别. 康明斯发电机组.

• 四冲程发动机工作原理简析. 车家号.

• 柴油机和汽油机有什么区别. 易车百科.

• 柴油机和汽油机的区别有哪些. 易车百科.

• 被欧洲人捧上神坛的柴油车，为啥中国人不买账？ 澎湃新闻.

• 四冲程柴油发动机的工作原理(图文). 康明斯发电机组.

• 听“学霸”来聊聊飞机的“心脏”——航空发动机的进化史.

• 柴油发动机的工作原理（第一部分）. Volgen Power.

• 柴油发动机的结构和控制及工作原理. 康明斯发电机组.

• 一些机械的动作原理：四冲程发动机. 初中物理教师网.

• 四冲程汽油机发动机工作原理(图解). 易车.

• 奥托和柴油循环. JoVE.

• 柴油发动机和汽油发动机到底有什么不同？看完收获很大.

• 汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例. 菁优网.

• 【图】解读发动机之汽油柴油机. 汽车之家.

• 柴油循环:定义，过程，PV和TS图，推导，效率，应用. 亚搏app综合.

• 初中物理知识点解析-柴油机的工作循环. 王尚物理问答.

• 初中物理知识点总结（8） 教育繁星点点.

• 汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例. 菁优网.

• 柴油发动机-哔哩哔哩. Bilibili.

• 柴油发动机动画原理-哔哩哔哩. Bilibili.