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国际金属加工网 2018年10月29日

为什么汽车烧汽油、卡车烧柴油、飞机烧煤油、船舶烧重油?
一句话来说,就是如果某种燃料能够最大程度满足某种运输工具使用需求,那么这种燃料就是这种运输工具最适合的燃料。
额...是不是有点听晕了?请听小编慢慢道来......
本文转载自微信公众号“机械前线”(ID:jiexieqianxian),原文首发于2017年12月25日,原标题为《为什么小汽车烧汽油、卡车烧柴油、飞机烧煤油、船舶烧重油?》,不代表瞭望智库观点。
1 汽油与汽车
汽油是石油产物中偏轻质的馏分,密度小、热值低、易挥发,而且相比某些重油烧起来特别快,可以理解为点燃火药与点柴火之间的区别。

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图为汽油发动机

再说说发动机,相比船舶(邮轮或者军用舰艇)/飞机(客机或者战斗机),汽车用的发动机在账面数据上的要求简直是小儿科,但提速上要求较高,尺寸也不能太大,特别是某些跑车0-100km/h都控制在5秒以内,所以要求发动机提速要快,汽油这种暴躁的性格比较适合汽车使用。
2 煤油与飞机
飞机使用的航空煤油是石脑油、石蜡油等经过多道工序提纯出来的,相比先一步蒸出来的汽油,它的性格要沉稳很多,密度不高、热值不低、不易挥发,在涡轮机那种特殊燃烧环境下,烧起来速度居然一点不比汽油慢。

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图为五缸星型发动机

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图为涡扇发动机

飞机也有很多种,二战时候的飞机用的大多是星型内燃机,说白了也是往复式的,多烧汽油,现代化的涡轮发动机应用到飞机(首先是战机)上已经是二战末期,战机的性能才有了质的飞跃。
因为高空中汽油更容易挥发,用在飞机上很不安全(中弹=爆炸),所以使用性能更卓越的煤油(动辄上万转速)。另外,煤油相比汽油还有一个优势就是不容易积碳,这一点对于高精度要求的飞机引擎同样极为重要。
为什么不用柴油?很简单,烧得太慢(特别是高空低温),飞机机动性太差怎么跟人斗?
3 柴油与卡车
汽油我们说它暴躁,煤油我们说它开朗,柴油的性格可以用稳重来形容,它可以分为轻柴油(汽车/卡车)和重柴油(重机械/中小船舶)两种,后者相比前者密度更高,热值更高,燃点更高,也更粘稠。
因为特性偏稳定,燃点低,所以可以压燃,不用担心爆燃现象,可以做成很大的燃烧室,汽油就不行。

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图为大型柴油发动机

对部分船舶和重工机械来说,因为需要高载荷,对提速没什么要求,但对功率和扭矩(特别是扭矩)要求很高,柴油的高热值加上柴油发动机的高压缩比可以更充分利用其能量,虽然转速上不去,但动力强劲,完全不是汽油发动机能比拟的。

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图为轻质柴油发动机

而对使用轻质柴油的卡车和部分家用汽车来说,因为本身对加速性能没有多少需求,轻质柴油发动机相比汽油发动机结构简单、可靠性高、油耗低等优势就凸显出来了。另外,柴油机也会积碳,但柴油机对积碳的不良反应不是很敏感,特别是重型柴油机,歧管那么粗,积碳的影响完全就是蚊子腿。
4 船舶与重油
重油就是石油该蒸的都蒸差不多了,最后剩下来的粘稠物,密度高、热值高、一小瓶能烧个把小时那种,氧气不足的话更是黑烟滚滚(不完全燃烧产生的碳单粒)。

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图为蒸汽轮机

这种油在以前根本没法在内燃机上使用,因为没法喷射,所以都是直接在充氧点着,然后烧锅炉,推动蒸汽轮机作为动力。现在技术更成熟,这些重油可以用在商船的大型二冲程柴油机上,最高转速也就一百转出头,因为转速越低效率越高,所以比汽车上的用的主机效率都要高。
最最重要的是,重油非常便宜,要知道船舶的油耗按吨计算的。但是烧重油发动机的变速性能差,所以船舶在进港时还得使用柴油发动机,便于应对频繁加减速及变道。


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