导语：为什么柴油发动机，很难设计出“高转速”？

想知道柴油发动机的转速为什么低，我们要先了解柴油机的工作原理。柴油和汽油都是通过把原油加热分馏，得到不同沸点的物质蒸汽，再进行冷却得到不同的产品

汽油的分子量小，燃点更高，柴油的分子量更大，燃点更低。这种燃料特性的差异，也导致汽油机和柴油机工作方式的不同，最大的不同就是点火方式

点燃 VS 压燃

由于汽油的燃点高，所以在发动机活塞压缩之后，必须通过火花塞点火才能引燃

而柴油发动机则不需要火花塞，依靠气体压缩后的温度上升，就可以直接让柴油发生自燃

这种压燃的工作方式有很多好处，比如不需要点火系统，故障率更低；压缩比可以做得很高，普通汽油机压缩比13:1已经是极限，但是柴油机可以轻松达到17:1，再利用更长的活塞连杆，增加活塞的运动行程，大大提升了柴油机的扭矩容量

由于柴油的分子量更大，燃烧产生的能量也更多，相同排量下，柴油机的燃油经济性更好

正是因为采用了压燃的方式，导致柴油机的转速无法提高

燃料混合问题

汽油发动机可以预制混合气，就是先把汽油和空气进行混合之后，再通过进气歧管喷射到气缸内

或者是采用缸内直喷，利用高压喷油嘴，把汽油雾化，在气缸内一边混合一边压缩，在活塞上止点时通过火花塞引燃，总之就是会让汽油和空气先混合，再燃烧

但是柴油粘度高，无法与空气进行有效混合，所以柴油机会先吸入空气，然后把空气进行压缩升温，在活塞接近上止点时才喷入柴油，利用高温的空气把柴油引燃

这种方式有一个明显的缺点，就是需要更长的燃烧时间，前面提到增加活塞行程，也是这个目的

当发动机的转速为6000转，每分钟就要完成3000次的喷油进气，也就意味着气门需要每秒开闭50次，如此短暂的开闭时间，势必会导致进气量不足，汽油机可以通过可变气门正时、气门升程来改善高转速下的进气不足

而柴油机对进气要求不高，通过低转速吸入空气就能满足运行要求，不需要花大价钱搞什么气门正时技术，所以柴油发动机的转速并不需要做得太高

转动惯量问题

转速太快不仅会让柴油无法完全燃烧，疯狂地冒黑烟，而且还会出现扭矩衰减的现象。世界上最大的发动机，就是装在轮船上的柴油发动机，额定转速只有102r/min

在乘用车领域，柴油机的断油转速可以达到5000转，比如大众的TDI、PSA的HDI机型

而对于一些重型车来说，由于活塞、连杆、曲轴这些部件自重太高，机器在运转时产生的转动惯量过大，转得太快整个车架可能都无法承受。

小结

所以说柴油机转速低，一方面是因为特殊的点火方式，需要更长的燃烧时间；另一方面是因为大型柴油机的运动惯性太大，这也是限制柴油机转速最大的2个原因

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