简述柴油发电机和柴油机较大的差异

摘要：说起柴油发电机和柴油发电机的差异，很多人都会说当然知道，不就是燃料的点燃方法不一样吗，柴油发电机是点燃的，柴油发电机是压燃的。柴油发电机比柴油发电机多了一套点火装置，故而柴油发电机构成比柴油发电机复杂。这些说的都没错，但是不够全面，今天康明斯发电机授权厂商从更专业更权威的角度为您叙说柴油机和柴油发电机到底有何不一样。

柴油发电机是个利用气缸内燃烧柴油所产生的过热高压的燃气来推动活塞运动的机器。它的具体组成与柴油发电机大致相同，所不同的是柴油发电机汽缸顶部无火花塞而有喷油泵。它的作业程序与柴油发电机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排烟四个冲程组成一个工作循环，在一个循环内，主轴和飞轮转动两周，对外做功一次。以下为柴油发电机和柴油发电机之间差异的注意特点：

众所周知，柴油和柴油都是石油提炼物之一，它们主要以碳氢化合物混合物产生，柴油与柴油分子上差异是中碳原子数不一样，构造不一样相对分子质量。炼制柴油与柴油较简便的方法是利用沸点不一样直接进行分馏，依次得到石油气-柴油-煤油-轻、重柴油-渣油。换句通俗话来说，提炼柴油的步骤必定提炼出柴油，柴油与柴油就是同一个妈生，只是柴油晚一点出世而已。

（1）柴油与柴油相比要轻很多，通常柴油的密度0.725g/ml，而柴油的密度是0.83～0.855g/ml（柴油标号越高密度越低），同时柴油的粘度更高，不容易汽化。

（2）柴油的主要成分是异辛烷，而柴油的详细成分是是含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。比起柴油来，柴油含有更多更长的碳原子链。生产柴油时的精炼步骤较少，所以柴油比柴油便宜。

（3）柴油比柴油有更高的能量密度。平均算来，每升的柴油含有的能量是每升的柴油含有能量的1.2倍。再加康明斯油发电机的热效率更高，于是柴油发电机比柴油发电机的油耗要低很多。

在大家的印象中，柴油更容易燃烧，于是柴油的燃点低。事实上柴油的燃点是427℃，而柴油的燃点是220℃，柴油的燃点更低。这也是柴油发电机可以使用压燃式的理论依据之一。因为柴油更容易汽化，于是柴油的燃烧速度更快，而柴油的燃烧速度相对较慢。

柴油发电机吸入燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花将混合物点燃。柴油发电机只吸入空气并将其压缩，然后将燃油喷入压缩空气。压缩空气产生的热量就能将燃油点燃。柴油发电机的压缩比为8:1至12:1，而柴油发电机的压缩比为14:1，甚至能达到25:1。由于柴油发电机具有更高的压缩比，因此效率也更高。

可以看出，柴油发电机的压缩比要远高于柴油发电机。一般来说，压缩比越高，发电机的热效率就越高，那么柴油发电机为什么不可以将压缩比做大一点呢？这具体是由于，柴油的燃烧转速很快，如果压缩比过大，柴油和空气的混合气被压缩的过于猛烈，在燃烧程序中就会发生爆燃。这是一种对发电机害处极大的燃烧状态。在布置发电机时，压缩比与燃料的匹配，具体就是看是否会产生爆燃。于是，柴油发电机的压缩比相对较低，就是为了避免爆燃。

通常柴油发电机的汽缸直径都不超过100mm，。而柴油发电机的汽缸直径很大，一些船用发电机可以做到一米多。这究竟是因何呢？答案还是与柴油和柴油的燃烧特性有关。柴油发电机使用的是火花塞点火的程序点燃混合气的。如果汽缸的直径过大，汽缸中的末端混合气就会在火焰前锋到达前产生燃烧，即爆燃。于是柴油发电机的缸径无法做得过量。而柴油发电机使用的是压燃式的方法来点燃混合气的，在燃烧时会产生多个火焰中心，不存在爆燃这种说法。故而柴油发电机的缸径做的很大也无所谓。

柴油发电机机进气行程中吸入纯空气。压缩行程时，柴油油压会提高到10MPa以上，再通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的过热空气混合，形成可燃混合气。因为柴油发电机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时汽缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而柴油发电机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入汽缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动主轴旋转而作功，废气同样经排烟管排入大气中。

活塞的行程越大，发电机的功率就越大，但是发电机的转速较低。一般柴油发电机燃烧转速快，趋向于操作短行程、高转速；而柴油发电机燃烧速度慢，趋向于操作长行程、低速度。于是一般同排气量的柴油发电机和柴油发电机，柴油发电机相对更高一些，就是这个因由。同时因为柴油发电机压缩比高，作业压力大，故而柴油发电机的零部件都经过加强，比较笨重。

柴油发电机跟柴油发电机的工作过程一样，每个作业过程都会经历进气、压缩、作功、排气四个行程。不过柴油发电机的燃料，粘度比柴油大，不易蒸发，但自燃温度比柴油低，故而柴油发电机点火步骤与柴油发电机不同。柴油发电机采用点燃式，而柴油发电机采用压燃式。那么何以柴油发电机不能采用压燃式呢？大家知道，发电机工作有四个行程，分别是进气、压缩、作功、排烟。当柴油发电机处于压缩上止点时，缸内温度可以达到500~800℃。由于柴油的燃点是220℃，故而此时喷入柴油，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧；而柴油发电机的缸内温度只有300~400℃，但是柴油的燃点是427℃，故而此时即使喷入柴油，柴油也不会燃烧，必须操作火花塞点火来引燃它。因此柴油发电机是无法实现压燃的。

有人说，现在的柴油发电机也使用了缸内直喷的技术了，这不就跟柴油发电机一样了吗！其实二者还是有差别的。柴油缸内直喷是在发电机进气行程结束、压缩行程开始就开始喷入柴油，柴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；而柴油发电机喷油是在压缩行程终了时才开始的，喷入的柴油立即发火燃烧，柴油与空气的混合是不均匀的。于是，柴油发电机的空燃比通常严格控制在14.7:1，而柴油发电机的空燃比可以高达20:1。

柴油发电机通常操作汽化功能，即在空气进入气缸或油口之前，空气与燃油早已混合；或操作油口燃油喷射，即在开始进气冲程（汽缸外）之前喷射燃油。柴油发电机采用直喷式，即柴油被直接喷入汽缸。由于柴油发电机的压缩比是高于柴油发电机发电机的，所以其燃油转化率也是远远高于柴油发电机的，能获得更高的燃烧效率，所以柴油发电机的热效率一般高于柴油发电机。在现阶段，柴油发电机的热效率普遍在30%~40%之间，而柴油发电机可以达到35%~45%。

大家都知道，柴油发电机更“有劲”，其实是指发电机的功率更大。如果对比同排气量的柴油发电机和柴油发电机，会发现柴油发电机的功率更大，但是柴油发电机的功率更大。这详细是因为柴油发电机的压缩比大，活塞行程大，所以可以发出较大的功率。但是因为转速低，于是容量并不大。柴油发电机较大的优势就是可以在过低的转速下发出较大的功率，故而一般大型发电机组采用柴油发电机来做主动力。

相比起柴油发电机，柴油发电机具有燃油消耗率低（平均比柴油发电机低30%），而且柴油价格较低，故而燃油经济性较好；同时柴油发电机的转速通常比柴油发电机来得低，扭距要比柴油发电机大，但其品质大、作业时噪声大，制造和维护费用高，同时排放也比柴油发电机差。但随着现代技术的发展，柴油发电机的这些短处正逐渐的被克服。

由于柴油较重，故而蒸发很慢。比起柴油来，它含有更多更长的碳原子链（柴油通常是C9H20，而柴油通常是C14H30）。生产柴油时的精炼过程较少，故而柴油比柴油便宜。柴油比柴油有更高的能量密度。平均算来，3.8升的柴油含有约155x106焦耳能量，而3.8升的柴油含有132x106焦耳。这一特点结合柴油发电机更高的效率，说明了柴油发电机比柴油发电机运转费用低的原由。

柴油机的排放物应为二氧化碳(CO2)、氮(N2)和水(H2O)。但柴油发电机在实际工作步骤中，混合气燃烧往往是不完全的，燃烧生成物除了以上三种之外，还有炭氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOX)、铅化物以及二氧化硫等。柴油发电机排放优势是碳颗粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。而氮氧化物是全球目前需要治理的详细目标，故而从综合性来看康明斯油机污染大于柴油机。