汽油机缸内直喷和柴油机燃油喷射有什么区别？

其实汽油机和柴油机燃料点燃方式不同的根本原因在于汽油和柴油在化学性质上的差别。汽油的主要成分是主要成分为C5～C12脂肪烃和环烷烃类，以及一定量芳香烃（一般用辛烷值来表示），密度为0.725g/ml，它的馏程较低，一般只有30℃至220℃，所以它很容易蒸发汽化；而柴油的主要成分是是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃（一般用十六烷值来表示），柴油的密度是0.83～0.855g/ml（柴油标号越高密度越低），同时柴油的馏程较高，约为180～370℃，所以柴油的粘度更高，不容易汽化。与汽油相比，柴油含有更多更长的碳原子链，有更高的能量密度，每升柴油含有的能量是同体积的汽油含有能量的1.2倍，再加上柴油机的热效率更高，所以柴油机比汽油机的油耗要低很多。

在大家的印象中，汽油更容易燃烧，所以汽油的自燃点低。事实上恰恰相反，汽油的自燃点是427℃，而柴油的自燃点是220℃，柴油的自燃点更低。这也是柴油机可以使用压燃式的重要理论依据之一。但是汽油的闪点比较低，很容易被点燃；而柴油的闪点相对较高，不容易被点燃。

由于汽油粘度低，馏程低，更容易蒸发汽化，所以由汽油和空气混合而成的可燃混合气是非常均匀的，汽油基本是以分子状态被空气包围，燃烧速度是非常快的，并且汽油和空气可以实现理论上的最佳配比，达到汽油和空气同时消耗完毕的效果，实现更好的尾气排放；而柴油粘度高，馏程高，不容易蒸发汽化，所以由柴油和空气混合而成的可燃混合气是不均匀的，柴油是以一个个小油滴的状态被空气包围，所以它的燃烧速度是比较缓慢的，并且为了保证每一个油滴都能充分燃烧，就必须向气缸中充入更多的空气，所以柴油机的空燃比是比较高的，甚至可以达到20:1以上。

接下来我们来看看汽油和柴油在发动机中的燃烧情况。由于柴油机压缩比较高，一般在16：1~22:1之间，最高可以做到26:1。当柴油发动机处于压缩上止点时，缸内温度可以达到500~800℃。由于柴油的自燃点是220℃，所以此时向气缸中喷入柴油，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧，在燃烧过程中会形成多个火焰中心，在一种类似于等压的环境中燃烧；而汽油机压缩比低，一般在8:1~11:1之间，当汽油发动机处于压缩上止点时，缸内温度只有300~400℃，但是汽油的自燃点是427℃，所以此时由汽油与空气组合而成的可燃混合气也不会燃烧，必须使用火花塞点火来引燃它，在燃烧过程中只有一个火焰中心，在一种类似于等容的环境中燃烧。因此说汽油机无法实现压燃的一个主要原因是汽油机在压缩终了时无法达到汽油的自燃温度。

那么我们为什么不能把汽油机的压缩比也做的更大一些呢？让汽油机在压缩终了时气缸内的温度也提高到汽油的自燃点以上，这样汽油机不就也可以实现压燃了吗？而且压缩比越高，发动机的热效率就越高，这样是不是还可以提高发动机的热效率呢？答案也是不可以，主要原因是汽油的燃烧速度很快，燃烧过程不可控，很难把发动机做得平顺、柔和。如果压缩比过大，汽油和空气的混合气被压缩的过于猛烈，在燃烧过程中就会出现爆燃。这是一种对发动机害处极大的燃烧状态。所以，发动机的压缩比要与燃料的性质相匹配，汽油机的压缩比相对较低，主要目的就是为了避免爆燃。

传统的汽油机中，汽油与空气的混合是在气缸外完成的，而现在很多汽油机采用了缸内直喷的技术，汽油直接喷射在气缸内与空气相混合，这样是不是可以直接压燃呢？其实汽油机的缸内直喷与柴油机的燃油喷射还是有区别的。汽油缸内直喷是在发动机进气行程结束、压缩行程开始就开始喷入汽油，汽油与空气是在整个压缩行程中充分混合的，当到达上止点时火花塞点火燃烧，燃烧是在瞬间完成的；而柴油机喷油是在压缩行程终了时才开始的，并且燃油的喷射过程会持续比较长的时间，喷入的柴油立即发火燃烧，燃烧过程中柴油边喷射边燃烧，混合气的成分是不断变化的。这样的燃烧过程汽油是无法做到的。

还有人脑洞大开，如果柴油机也用火花塞点火会怎样？是不是燃烧的能够更好一些呢？答案也是不可以的。前文说过了，柴油与空气混合而成的可燃混合气是不均匀的，柴油是以一个个小油滴的状态被空气包围，这样就很难保证在火花塞跳火的区域有适合燃烧的可燃混合气存在，因此就无法保证火花塞每一次点火都会成功，发动机失火率会非常高；另外，柴油燃烧会产生更多的积碳，这些物质沉积在火花塞电极上，火花塞很快就会失去点火作用。所以，柴油机用火花塞点火是不可能实现的。

所以，汽油机无法实现压燃，主要是由汽油自身的性质决定的。其实，从发动机诞生至今的一百多年来，人们在不断的进行各种试错实验，现在发动机工作方式就是人们淘汰了错误的方式方法以后，得出来的最佳结果。不过现在发动机的性能已经基本接近于极限了，如果在发动机理论上没有重大突破，燃油发动机也就技止此耳了。现在日本的马自达公司正在研究汽油机压燃技术，这是一个技术疯子，认准的方向就不会回头，相信在未来无火花塞点火的汽油机也会应用在汽车上。