大家都知道，在卡車(chē)、大中型客車(chē)以及各種工程機(jī)械上，搭載的都是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。其中的道理就是柴油機(jī)更省油并且動(dòng)力更足。很多人感到奇怪，為什么同等排量的柴油車(chē)比汽油車(chē)更省油？下面我們就來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。
1、柴油比汽油的能量密度更高
汽油的主要成分是異辛烷，而柴油的主要成分是是含9到18個(gè)碳原子的鏈烷、環(huán)烷或芳烴，一般用十六烷值來(lái)表示。比起汽油來(lái)，柴油含有更多更長(zhǎng)的碳原子鏈。同時(shí)柴油比汽油密度更高（汽油的密度0.725g/ml，而柴油的密度是0.83～0.855g/ml）。
所以，柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來(lái)，每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。即每燃燒1升的柴油所釋放的能量，相當(dāng)于燃燒1.2升的汽油所釋放的能量。
2、柴油機(jī)的壓縮比更高，熱效率更高
柴油機(jī)的壓縮比一般在16：1~22:1之間，較高可以做到26:1；而汽油機(jī)的壓縮比在8:1~11:1之間。
可以看出，柴油機(jī)的壓縮比要遠(yuǎn)高于汽油機(jī)。一般來(lái)說(shuō)，壓縮比越高，燃油轉(zhuǎn)化率也越高，能獲得更高的燃燒效率，所以柴油機(jī)的熱效率一般高于汽油機(jī)。在現(xiàn)階段，汽油機(jī)的熱效率普遍在30%~40%之間，而柴油機(jī)可以達(dá)到35%~45%。
有人可能會(huì)說(shuō)，那么汽油機(jī)為什么不可以將壓縮比做大一點(diǎn)呢？
這主要是因?yàn)?，汽油的燃燒速度很快，如果壓縮比過(guò)大，汽油和空氣的混合氣被壓縮的過(guò)于猛烈，在燃燒過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)爆燃。
這是一種對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)害處極大的燃燒狀態(tài)。在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，壓縮比與燃料的匹配，主要就是看是否會(huì)發(fā)生爆燃。所以，汽油機(jī)的壓縮比相對(duì)較低，主要就是為了避免爆燃。
3、柴油機(jī)的混合氣濃度更低，并且采用壓燃式；而汽油機(jī)的混合氣一般都控制的標(biāo)準(zhǔn)濃度范圍，利用火花塞點(diǎn)火。
柴油機(jī)的混合氣是在壓縮行程終了時(shí)才開(kāi)始的，噴入的柴油立即發(fā)火燃燒，柴油與空氣的混合是不均勻的，并且空氣始終是過(guò)量的，它的空燃比可以高達(dá)20:1。
而汽油機(jī)中汽油與空氣是在整個(gè)壓縮行程中充分混合的，當(dāng)?shù)竭_(dá)上止點(diǎn)時(shí)火花塞點(diǎn)火燃燒，它的空燃比一般嚴(yán)格控制在14.7:1。壓燃比點(diǎn)燃更節(jié)約能量。
那么汽油機(jī)為什么不能采用低濃度的混合氣壓燃呢？
大家知道，發(fā)動(dòng)機(jī)工作有四個(gè)行程，分別是進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣。當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于壓縮上止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)溫度可以達(dá)到500~800℃。
由于柴油的燃點(diǎn)是220℃，所以此時(shí)噴入柴油，在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒；而汽油機(jī)的缸內(nèi)溫度只有300~400℃，但是汽油的燃點(diǎn)是427℃，所以此時(shí)即使噴入汽油，汽油也不會(huì)燃燒，必須使用火花塞點(diǎn)火來(lái)引燃它。
因此汽油機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓燃的。并且汽油混合氣是有點(diǎn)火極限的，如果混合氣的濃度低于17:1，就很難點(diǎn)燃了。
綜上所述，柴油有更高的能量密度、有更高的熱效率、可以采用低濃度的可燃混合氣，可以使用更節(jié)能的混合氣燃燒方式，因此柴油機(jī)的油耗要明顯低于汽油機(jī)。
柴油機(jī)還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是發(fā)動(dòng)機(jī)的低速扭矩更大，這一點(diǎn)對(duì)于貨車(chē)和越野車(chē)來(lái)說(shuō)特別適用。
所以，柴油機(jī)在大型貨車(chē)、工程機(jī)械以及一些越野車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用。但是它在工作時(shí)噪音大，振動(dòng)大，排放也比汽油機(jī)差，同時(shí)柴油是國(guó)家的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，所以，柴油機(jī)在家庭轎車(chē)中很難推廣開(kāi)來(lái)。