为什么很难设计出高转速柴油发动机？看了下面的几个答案，感觉有一个很重要的问题大家都没回答，那就是柴油在发动机中的燃烧过程。不说明这个问题，很难回答柴油机的转速为什么不能设计得很高。
大家看柴油车的仪表盘，感觉与汽油车有很大的差异，最大的区别就在于转速表：汽油车的转速表最大示数可以高达7000~8000转，个别车型可以高达10000转以上，单缸摩托车的最大转速更是高达15000转以上；但是柴油车的转速表，最大转速一般就是4000转左右，卡车的转速表最大转速更是只有2800转，并且最经济的转速区间一般在1500转左右，高转速区间不建议使用。很多人就感到奇怪了：为什么汽油机的转速可以这么高，但是柴油机的转速却那么低？如果把柴油机的转速也设计得很高会怎样？下面我们就来分析这个有趣的话题。
首先我们来看一下柴油机的特点。所谓的柴油机，是指以柴油为动力源的发动机，是一个把柴油中的热能释放出来并转化成机械能的
一种机器。柴油机的特点是低速扭矩大、省油、热效率高(平均比汽油机高5%左右)，缺点是工作粗暴、噪音大。柴油作为柴油机的燃料，它的自燃点较低，只有220℃，可以在压缩终点时被压燃；同时由于柴油在炼制过程中馏程较高，一般在180～370℃之间，所以柴油很难雾化、蒸发，也很难与空气组成均匀的可燃混合气；此外，柴油粘度高，热值高，但是燃烧速度较慢。
那么柴油在柴油机中的燃烧过程是怎样的呢？
在活塞运动到压缩上止点之前的某一个角度(喷油提前角)，喷油器开始向气缸中高压、高速的喷射柴油，进入燃烧室中的柴油，在喷射过程中会被蒸发、雾化一部分，与气缸在被压缩的高温高压空气混合成可燃混合气。由于柴油的自燃点比较低，在温度较高、柴油较多的区域，柴油就会自行发火燃烧，在气缸中同时形成了多个火焰中心，开始推动活塞向下运动做功。在随后的做功过程中，柴油会持续喷射，一直不停的与空气混合、燃烧，形成一种“边喷射、边混合、边燃烧”的奇特过程。整个过程基本可以分为预燃期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段，柴油是在一种类似于等压加热过程中进行燃烧的。由于在整个做功过程中都有动力输出，所以柴油机的扭矩更加充足。
可以看出，柴油机的燃烧过程与汽油机是截然不同的。汽油机的可燃混合气是预先混合好的，在做功过程中不再有汽油喷射；在压缩上止点时由火花塞点火，点燃可燃混合气，可燃混合气在瞬间燃烧，几乎可以在活塞还没有下行的瞬间，汽油就已经燃烧殆尽，是在一种类似于等容加热的过程中进行的。然后燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，推动曲轴旋转对外输出动力。在活塞下行过程中推力是逐渐减小的，所以汽油机的扭矩相对较小。
从柴油的燃烧过程中可以看出，柴油与空气的混合是不均匀的，由于柴油粘度大，蒸发、雾化较慢，在喷射的瞬间很难与空气完全混合，事实上形成的是柴油液滴在空气中悬浮的气溶胶。并且柴油的燃烧过程也很复杂，燃烧速度较慢，需要较长的时间才能完全燃烧。所以，柴油机的转速一般都不高，基本不超过4000转/分钟，普遍在3000转/分钟以下，经济转速一般在1500转/分钟左右。它的结构一般都是活塞行程大于气缸直径的低转速设计。
如果把柴油机转速设计得非常高会怎样？想要提高转速其实是比较简单的，由于柴油机的控制属于“质”的控制，没有节气门，进入发动机中的空气量基本是固定的，只要多喷油，就可以提高发动机转速。但是如果转速过高的话，柴油在气缸中没有没有时间与空气充分雾化、混合，会形成极不均匀的可燃混合气，这样会导致可燃混合气在燃烧时形成的火焰中心分布不均匀，柴油机工作粗暴；此外，由于柴油燃烧速度较慢，过高的转速会使大量柴油没有燃烧完全就排出气缸，汽车会冒黑烟，从而极大地降低柴油机的经济性和尾气排放。
此外，早期的柴油机使用的是机械泵供油，机械式调速器控制发动机转速。如果发动机转速过高，会导致调速器卡死而形成一种“飞车”的故障。此时的发动机转速极高，不受油门的控制，发动机活塞连杆在高速运转的情况下，很容易由于润滑不足而导致拉缸、化瓦等故障，严重时甚至会导致拉缸折断，打碎发动机缸体。现在的柴油机大多采用电控高压共轨系统，取消了调速器，柴油的喷射直接用电磁阀控制，如果曲轴转速传感器发现发动机转速过高，会直接切断供油，防止发动机转速过高。
综上所述，由于柴油燃烧速度慢，柴油与空气混合不均匀，柴油燃烧过程复杂，所以柴油机的转速一般都不是很高。如果强行设计高转速的柴油机，反而会失去了柴油机自身的优势。不过虽然柴油机的转速低，但是扭矩充足，所以可以配置大速比的变速箱，通过变速箱来提高最终的输出转速，所以，柴油机虽然转速低，但是柴油车的速度并不低。
柴油机具有很大的扭矩优势，可以在高转速下实现高功率，但为什么柴油机是高扭矩低转速机型？ 原因是平衡的寿命。
知识点一：柴油机为什么能实现大扭矩？ 第一个主要原因是其特殊的点火方式和点火提前角。 柴油机可以实现极高的压缩比直接点燃柴油的高温，四冲程发动机的运行步骤包括“进气压爆排”四个步骤。 其中的压缩行程压缩空气，通过分子运动摩擦产生高温，当温度达到一定程度时，蒸发汽油，或点燃柴油。
“压缩自燃式点火”等于将活塞行程设计得较大，也就是说从气缸下止点到上止点的距离较长，同时将空气压缩得更小(压缩程度更大)。 空气的运动强度高的话，摩擦引起的温度也会变高，柴油机在活塞被压缩到上止点的瞬间燃烧开始工作。 在这一瞬间活塞得到下行推进力，曲轴被活塞推压，可以输出较大的转矩。
柴油的“兴奋”
汽油的燃烧火焰温度为1200，柴油机燃烧火焰温度为1800。
燃料的燃烧温度越高，转化的内量越大，越白，推进力越强。 因此，目前最好的2.0T柴油发动机(中国制造)具有480Nm的峰值扭矩，而最牛的汽油2.0T发动机也不过是420Nm，推动活塞发力的节点与燃料自身的“能量储存差异”
重点：用更大的内部和更早的爆炸推进活塞，实现了柴油机的高燃耗，但同时也必然引起强度较大的振动，这一点在第一节的照片中也得到了印证。 活塞和发动机的气缸不是通过导轨或其他方式刚性连接的，活塞刺入圆形的缸筒，在与气缸壁有间隙的运转中震动强度大时，活塞和气缸壁的“碰撞磨损”的程度变大，相反地变低柴油机为什么不能实现高转速高扭矩？ 为什么总是低功率？
如何提高转速
汽车的油门控制“节气门”，油门越大节气门开度越大，进入发动机内部的空气也越多。 发动机的喷射量根据“空燃比”(14.7:1 )计算，进气量越大，喷射量越大——点。 进气量和喷射量的同时增加燃烧更多的燃料，产生的内在自然也变大，带动活塞杆的曲轴转速变快，曲轴的转速是发动机的转速概念。
综上所述，提高柴油机的功率其实很简单，控制程序必须限制柴油机的转速。 但是，转速越高，燃烧引起的内向越大，活塞振动也越强。 简单来说，就是转速高等振动强，也等于活塞的超严重磨损。 在这种情况下，柴油发动机恐怕连汽油发动机的三分之一的寿命都没有。 这是柴油机扭矩大，但功率不高的原因。 扭矩转速9549=功率，功率低的话高速加速能力差，所以——的读者不愿意接受高性能低油耗，但是必须以数万公里更换组件的发动机。
此前，利用“世界最大柴油发动机”的名义普及船舶知识的一系列句子，以为船舶是冷门领域，但几乎每一篇都是“火”，感谢读者的支持，进一步坚定了我创作的信心。到今天为止，我已经完成了“船舶柴油机的启动方法”、“船舶轴基本直径计算”、“船舶螺旋桨轴与桨的连接方式”、“船舶燃料系统(重油)”、“世界最大柴油机的油耗计算”、“船舶螺旋桨连接处的防水方法”等相关句子。今后将继续更新，展示更多船舶相关知识的句子，以及“不掺水”、“不糊弄”、“有质量的名牌句子”。
世界最大柴油机额定速度为什么是102转？那么低的转速有什么好处？
今天我来告诉大家世界上最大的柴油机为什么速度这么低。因为前一句网民质疑世界上最大的柴油机速度为什么是102转，甚至低于2200转，不能称为柴油机。
网民提出疑问
我们还是先邀请我们今天的主人公，由芬兰的瓦锡兰公司设计的型号RT-flex96C。船用柴油机。RT-flex96C具有10万9千马力(80056.2千瓦)，长27.3米，高13.5米，安装总重量2446吨(净重2300吨)，转速102转/分钟
RT-plex 96 C船用柴油机
通过RT-flex96C柴油机的参数，我们发现转速真的是102转/分，相信这个转速一定会颠覆一些人对柴油机的认识。这是因为，列出我们小时候农村最常见的拖拉机的小型单独柴油机，额定转速基本在2000转以上。(Wind Summer，Wind Summer)。
手扶拖拉机
我们生活中遇到的更大的柴油机，例如中卡用柴油机，它们的转速已经被认为很低了，它们的额定转速也基本在1800到2200之间。小车更高，基本上爬了3000圈以上。这也很好理解为什么会有网民，低于2200转的人不能叫柴油机。
世界最大柴油机额定速度为什么是102转？那么低的转速有什么好处？中卡用发动机
但是在这里，我想对这个网民说，低于2200转的是柴油机。在我国船舶领域，高于1000转的高速柴油机，低于300转的是低速机，为什么要把船舶柴油机的速度设计得那么低也是有原因的。这就是我们今天要说的重点。(阿尔伯特爱因斯坦，北方执行部队)。
船舶
为了解开世界上最大的柴油机每分钟只转102转的原因，我们需要从两个方面开始。首先是柴油机对船舶主机和船舶推进的适应性。第二个是柴油机本身的问题。
关于船舶和推进的适应性的问题。一般来说，“RT-flex96C”等柴油机安装在下图所示的超大型集装箱中，这些船舶都是用螺旋桨推进的。
“艾玛·马士基本”集装箱船
在我国船舶领域，人们认为，当出口功率恒定时，船舶的螺旋桨直径越大，转速越低，效率越高。这意味着，在不降低主机功率的情况下，降低主机转速，是提高船只的推进效率。研究表明，柴油机转速每下降1%，推进效率就能提高0.25%至0.30%，这一收益非常大。
船舶螺旋桨
可能有人提到可以使用齿轮箱减速，但这在中小型船舶上是普遍采用的方法，但在大型船舶领域不太适用。(大卫亚设，Northern Exposure)不适用的主要原因是：
第一，对于小型船只，主机功率不是很大，设计这样的齿轮箱并不困难，成本也不高。(威廉莎士比亚、温斯顿、小、小、小、小)设计能制造“RT-flex96C”等柴油机的变速箱非常困难，即使能制造，价格也相当昂贵。(以前参加过2000Kw主机船，其“ZF减速齿轮箱”价格达到100万韩元左右，这10万马力达到10万马力。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视))。
齿轮箱
其次，如果在船舶的轴系统上安装齿轮箱，则必须在柴油机和齿轮箱之间安装高弹，这样推进系统才会变得复杂，可靠性也会下降。
利用中速器加速减速齿轮箱和俯仰桨的动力系统结构复杂。
第三，再好的变速箱也有传动损失。变速箱的传动效率在95%以上，但可以达到98%至99.5%。我们以98%的传动效率为基准，有2%的机械损失，这种机械损失对小船来说确实不算什么，但对功率达10万马力的RT-flex96C柴油机来说，将失去2000马力，想象一下整个航线下来时需要消耗多少燃料！世界最大柴油机额定速度为什么是102转？那么低的转速有什么好处？
齿轮箱内部结构
因此，降低柴油机设计转速，去掉齿轮箱等中间传动环，可以大大简化轴系，提高传动效率，提高可靠性，更好地适应船舶推进器的特性。
同时，降低柴油机的设计速度可以改善柴油机本身的问题，大大提高柴油机的性能。
第一个问题是，降低柴油机的转速，可以有更长的通风时间，提高通风质量。由于具有更长的燃烧时间，提高了燃烧效率，现在大型低速机的热效率可以达到50% ~ 55%(普通汽车引擎为25% ~ 30%)
汽车发动机
第二个问题是柴油发动机属于往复机械。事实上，柴油机的活塞不是在汽缸里进行一定速度的运动。柴油机的活塞一直在汽缸里，并继续进行加速3354减速的往返运动。
四冲程柴油机的原理
我们知道所有物体都有惯性，惯性和质量有关。大型低速机的活塞直径可以达到900毫米以上。这样直径接近1米的活塞的质量相当大。这么大质量的活塞在汽缸中进行减速的往返运动，一定会产生“惯性力”。(惯性力发生在物体有加速度时。也就是说，柴油机冲程的时间越长，转速越高，活塞的加速度越大，活塞本身的巨大质量就越大。那么这个惯性力一定会变大。柴油机要克服这种惯性力需要消耗相当大的能量。同时，这种惯性力测试连杆和曲轴的强度。
大型低速机的活塞连杆很大
第三个问题是，柴油机降低转速，减少运动部件的摩擦，提高了机器的寿命。同样的运动部件，一分钟100次，一分钟3000次，你认为它的寿命更长吗？
因此，世界上最大的柴油机每分钟转动102圈是非常合理的，并且正在朝越来越低的方向发展。(大卫亚设，Northern Exposure(美国电视剧)，成功)以我国制造的世界最大缸径柴油机“8K98MC”为基准，额定速度低于100，达到94r/min，11S90ME船用柴油机的速度为84r当然，还有速度更低的柴油机。在这里我不会再说了。世界最大柴油机额定速度为什么是102转？那么低的转速有什么好处？
11S90ME船用柴油机曲轴总长度为21.56米，重量为426吨
当然，柴油机的转速也不小，转速低就有柴油机、质量、体积大的问题，单位质量功率小的问题，所以柴油机的转速设计更多取决于其用途。总之，转速快的话转速高，转速低的话，转速低也行。(威廉莎士比亚，哈姆雷特，旋转，旋转，旋转，旋转，旋转，旋转，旋转，旋转)。
对于大多数汽车迷来说，汽车的三个主要部分是他们最关心的部分，而发动机是他们热情的源泉。毕竟，只有他们知道驾驶时的力量感。
为什么粉丝们谈论的高转速引擎逐渐在汽车中消失？
尽管汽车市场现在是一个涡轮增压的世界，但是一些车主仍然对自吸式发动机有着令人钦佩的痴迷，而高速发动机通常与自吸式发动机相关。谈到高速自吸时，AP1 S2000上的B16，B18C和F20C等许多自信心爱好者都非常兴奋，它们具有9000rpm的油压和176kW的峰值扭矩，这非常了不起。
高速发动机的一般定义是速度超过7000。在汽车问世之前，作为摩托车制造商的本田和铃木已经推出了超高速发动机。本田的高速发动机享誉世界，其VTEC技术已完全改变了日本的高速发动机，并已成为高端车型的潮流。当然，此后，高转速发动机也变得很流行，例如三菱的MIVEC，日产的VVL和丰田的VVTL-i。目前配备高转速发动机的是保时捷911 GT3 RS，斯巴鲁BRZ，包括在街上行驶的机车等。
随着时代的发展，高转速发动机已逐渐从汽车中消失，特别是在当今的乘用车中，这种发动机的外观几乎是看不见的。实际上，在涡轮增压技术尚未成熟的时代，例如想要增加功率并具有排量限制的赛车和高性能汽车，它们只能通过提高速度来增加功率。但是，提高速度会带来一系列问题，使大多数用户驾驶不便。
消费者最关心这两个部分。首先，就驾驶而言，高转速发动机几乎在任何时候的扭矩输出都是非常不舒服的。功率只能以数千的高速爆炸，并且都低于4000rpm。怠速。而且加速也很慢。如今，主流涡轮增压器仅需数千转即可达到最大扭矩。在这样的对手面前，高转速发动机的缺点更加明显。通常，城市旅行也受速度限制的影响，特别是在没有很多挡位的情况下。在道路上驾驶这样的汽车时，车主只会感到“被吸”。
高速发动机的工作周期间隔非常短，这非常不利于燃烧条件的固有特性。当速度增加时，排放超过标准，这与当前政策不符。实际上，它达到了大多数消费者最关心的一点：油耗。高速发动机通常采用大缸径和短冲程的设计。火焰传播速度不够快且燃烧不充分，导致发动机过热，工作效率急剧下降。即使修改也无法解决。另外，气缸壁和活塞环之间的摩擦次数的增加也造成了燃料消耗的额外负担。因此，爱丽舍大街的所有者显然开着一辆看起来只有1.6升小排量的汽车，而市区仍然可以开10辆燃油。