往汽油车里加柴油,可能引发如下爆炸性场景


汽油车加柴油会导致什么后果?

作为一个从事内燃机研究的博士,我竟然不知道怎么回答,因为可能性太多了。

本人既在柴油机上进行过汽油压燃 GCI/PCI 的研究,也做过气道喷射柴油的柴油均值压燃 HCCI 和柴油缸内早喷的 PCCI 的研究,不但不会损害发动机,反而会实现更为高效清洁的燃烧(有工况范围限制),当然这主要取决与对燃烧和边界条件以及工况的的控制。

我尝试按照本科阶段学的内燃机原理去简单分析一下,因为没有做过这种破坏性的试验,所以分析不一定准确请有过经验的朋友予以指正

首先分析一下燃料

柴油:密度~0.83,自然温度~250℃,粘度~4mPa·s@20℃,十六烷值~50 左右(着火性能)

汽油:密度~0.75,自然温度~420℃,粘度~0.5Pa·s@20℃,辛烷值 90~97(抗爆指标)

基本的区别就是柴油粘度大不利混合,但易于点燃,汽油粘度低易于挥发但是不容易着火。

再来简单分析一下汽油机和柴油机,楼上几位说的很清楚了,这里只是简单说一下

汽油机通过油门开度的进气量控制喷油量,实现当量燃烧,着火时刻由火花塞点火时刻决定;

柴油机通过根据油门开度标定喷射脉宽,一般是当量比小于 1.着火时刻通过柴油喷射时刻决定。综合燃烧动力性 经济性和排放等因素二者的燃烧相位通常都是在上止点后燃烧的,着火时刻过早(同时伴随压力的剧烈波动)会导致燃烧室边界层破坏以至于烧蚀活塞,另外过高的缸内爆发压力也会损坏缸盖,损毁发动机。通常汽油机有爆震传感器,如果监测到轻微爆震便会通过推迟点火时刻来推迟燃烧相位降低燃烧粗暴程度,抑制敲缸。

超级爆震与正常的缸压曲线对比

不同着火时刻的发动机缸内压力曲线(上止点前 13° vs 上止点前 3°)

目前汽油机主要有气道多点喷射和缸内直喷两种。

气道多点喷射汽油机:通常气道喷射的压力一般在 3.8bar 左右,对于柴油这种高粘度燃料而言,很难实现良好的雾化(目前主流的高压共轨柴油机的柴油喷油压力会根据工况的不同在 700~2300bar 左右),因此不可能制备均质充量,但是滞燃期足够长,也可以形成部分可以燃烧的混合充量,在低压缩比下中低负荷实现压燃应该是可以的(即便不能压燃也可能会被火花点燃),这时候由于汽油机是由气量决定喷油量(油门开度标定喷油器喷射脉宽),所以肯定是富油燃烧,或导致燃烧不完全同时生成大量的碳烟,总之油量少不会损害发动机。如果负荷的增加,由于压燃时刻过早(远早于哗哗噻点火时刻,所以即便爆震传感器检测到爆震推迟点火时刻也是没效的)则会引起压力升高率急剧升高,发动机燃烧爆震,进而损害发动机。

GDI 发动机也差不多同样道理,喷油压力比较高大概 80~200bar 左右,但是 GDI 发动机与柴油机有个不同是 GDI 是缸内汽油早喷通过火花点火控制着火时刻,而柴油机是通过喷油时刻来控制着火时刻。如果 GDI 喷柴油,由于喷射时刻较早即便 GDI 发动机的压缩比较低,随着油量的增加会在压缩上止点前自燃着火,因此火花塞起不到控制点火的作用导致其着火时刻不可控,引起粗暴燃烧,发动机敲缸爆震,损毁。

上图看一下:

作者/wochshi

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