為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

商用車 貨車 武器 空軍 買車大師 買車大師 2017-09-15

其實一開始,大師沒有想過會寫這麼一篇文章。說得難聽點,都是些很蠢的問題,蠢到就好比當年牛頓問為什麼蘋果熟透了只會往地上掉,而不是掉到天上去。有一天,兒子突然問,呆地,為什麼小轎車加汽油,卡車加柴油,飛機燒煤油,而輪船卻燒重油呢?那一瞬間,我竟然無言以對……不單單是我,怕是99%的車迷、車友還有專職司機們,都沒有辦法知其所以然。所以,“蘋果為什麼往地上掉”,絕對不是一個蠢問題。大多數人只是習慣了“蘋果往地上掉”而已,並不知道真正的原因。鑑於此,大師惡補了一星期,寫出了這麼一篇文章。看完本文之後,相信各位以後和朋友出去聚會喝酒,又多了一項裝逼絕技……

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

:上圖為2014年Danish航展宣傳海報千萬別當真!真正的霸氣的加油照片在後面……

小汽車為何燒汽油

要解釋清楚這個問題,不妨說一件二戰中不為人知的故事——二戰爆發之前,德國的柴油機技術已經發展到登峰造極的地步,併成功實現了柴油機的小型化……然而有意思的是,二戰期間燒柴油的德國潛艇雖然在大西洋鬧得雞飛狗跳,但陸地上的德國坦克,卻全部搭載汽油發動機,這是為何?

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

其實這還是和柴油的物理特性有關。汽油在零下60℃的極寒天氣下不會凍結,加入醇類抗凍劑之後,甚至可以在零下100℃保持液態。而當時的柴油在低溫環境下雖說不會完全凍結,但隨著溫度的降低,會變得粘稠甚至析出石蠟,堵塞供油管道導致車輛無法啟動。當時德國軍方擔心在極寒地區例如挪威和蘇聯西伯利亞作戰時,難以從當地獲取質量有保證的柴油,因此,擁有世界一流柴油機技術的德國不得不選擇汽油版的坦克……

此外,當時的柴油機都屬於中低轉速內燃機,持續經濟地輸出動力是強項,不擅長頻繁地起步和變化轉速,而汽車總是要走走停停的,所以從燃料特性和柴油機特性而言,以前的汽車確實不太適合燒柴油。直到二戰之後,大眾公司才在德國市場首次推出柴油轎車。不過隨著技術的進步,目前柴油汽車在歐洲相當普及。

現在的柴油在二氧化碳排放量方面遠遠低於汽油,但氮氧化物排放量卻高於汽油,正是因為這個原因,一些國家對柴油車採取了比較嚴苛的限制政策。

卡車坦克為何燒柴油?

其實在二戰以前的大部分卡車燒的也是汽油。1924年,第一輛柴油卡車誕生於德國MAN公司,這家公司的創始人叫Rudolf Diesel,此人也是柴油機的發明者,柴油的英文單詞“Diesel”,正是源於其姓氏。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

相對於汽油卡車而言,柴油卡車的高轉速動力表現雖然略差,但在起步的爆發力和整體的燃油經濟性上有絕對的優勢,作為商用運輸車輛而言,成本永遠是第一競爭力,這也是為何現在柴油卡車一統天下的原因。

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而坦克使用柴油作為燃料,是二戰以後的事情了。都說打仗燒錢,坦克自然不用擔心燃料成本,然而問題在於,由於反坦克武器的進步,坦克裝甲越來越厚;且隨著任務需求的多樣化,坦克上的配備和武器單元也越來越多,這些因素合在一起,導致坦克重量越來越大,現代的主戰坦克如果自重低於45噸,那都算“瘦”的……

一般來說,在最大功率基本一致的前提下,渦輪增壓柴油機的最大扭矩是同排量渦輪增壓汽油機的1.25倍左右,所以現代主戰坦克為了追求機動性,都採用柴油機作為動力源。

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如此一來不得不說一件往事——二戰期間德軍曾經研發出“鼠”式坦克(8號坦克),別看這款坦克的名字很弱雞,卻是人類歷史上最重的坦克,其重量高達188噸,其裝甲和火力足以碾壓當時任何型號的坦克!這款坦克出自保時捷公司創始人斐迪南·保時捷之手,此君也是大眾甲殼蟲的設計師。由於過於沉重,“鼠”式坦克起步都成問題,保時捷公司不得不開發出世界上第一套油電動混動系統,以大扭矩電動機來輔助坦克起步。

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所以說,現在的坦克選擇柴油機,主要看中的是柴油機的大扭矩特性,而不是柴油機的經濟性。

飛機為何用航空煤油?

航空煤油別名“無臭煤油”。其實飛機不一定只用航空煤油的。航空煤油只是國內對於這類燃料的一種通俗叫法,而國際上則將其稱為“Jet fuel”——直譯過來就是“噴氣燃料”。由此可見,其實只有噴氣發動機(渦輪噴氣或衝壓噴氣)才指定使用“噴氣燃料”,而普通活塞螺旋槳飛機是使用汽油的。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

噴氣發動機的點火主要是靠一個小型的發動機或電動機帶動轉軸,當轉速達到額定轉速的30%-60%時,燃燒室就有足夠的壓力,這個時候發動機開始噴油,火花塞只用打一次火,就能保證燃燒室內持續保持燃燒狀態,所以就不需要火花塞不停地打火了——這和咱們家裡的煤氣灶點火方式有些類似。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

由於燃料不存在衝程式的週期燃燒,而是持續燃燒,因此噴氣發動機的供油管道極易受熱;此外,由於飛行高度的原因,噴氣式飛機的所處的環境溫度極低,對於超音速戰鬥機而言,在超音速狀態下,由於機體和空氣摩擦生成大量的熱量,很可能造成油箱受熱不均的情況……

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

試想一下,如果使用汽油作為燃料,飛機的供油管道受熱之後,極易蒸發的汽油容易在供油管道內形成氣阻,從而造成發動機熄火;此外汽油極易燃燒,容易在燃燒室內出現爆燃,影響燃燒的穩定性。

如果使用柴油作為燃料,問題更大。首先是柴油冰點溫度較高,在高空極寒條件下容易出現結冰;其次,柴油黏度太大不符合噴氣發動機的燃料霧化要求;第三,柴油在生產儲運過程中容易吸收空氣中的水分,一般來說柴油含水量低於5%就已經很不錯了,國內柴油含水量在10%至20%之間,而航空燃料允許的最大含水量為30ppm即0.0003%,含水量超過這一比例,高溫供油管道中的燃料就容易出現水蒸氣氣阻……

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

所以,這些特定的需求就決定了噴氣式飛機只能使用物理特性和化學特性極其穩定的航空煤油作為燃料。必須說明的是,民用航空煤油分1、2、3、4號,其中3號比較常用。而軍用航空煤油就更為細化嚴格,例如普通艦載戰鬥機的航空煤油要求洩漏之後就算著火,也可以被水稀釋撲滅;美國SR-71黑鳥偵察機的燃料在非霧化的常態下甚至連明火都點不燃,且不能和美國U2高空偵察機的燃料通用……

船舶為何燒的是重油?

很多人認為,重油其實就是重柴油。其實這是誤解。所謂的重油,其實是殘渣燃料油的不太嚴謹的俗稱,也就是從原油提煉燃料油的過程中,最後“有用的”那部分燃料油。使用重油(殘渣燃料油)的,往往是一些大型的遠洋船舶,其動力系統往往不是所謂的燃氣輪機或柴油內燃機,而是重油鍋爐蒸汽輪機。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

重油的特點是分子量大、黏度高、雜質多,既不能用在汽車上也不能用在飛機上,但熱值卻不亞於汽油柴油,而且價格超便宜,每噸價格只有2000元左右,所以對用油需求量大的遠洋大型船舶來說,重油是不錯的燃料——說白了就是“價格便宜量又足”。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

不過你以為船舶只燒重油,那就大錯特錯了。查閱我國船用燃油的國家強制標準GB/T17411,以及國際船用燃油標準ISO8217-2012,不難發現,其實-10#柴油、0#柴油以及5#柴油,還有10#重柴油和20#重柴油也在船舶燃油之列——由於水的冰點為0℃,因此就算再冷的天氣,位於船體底部的燃料艙可以常年保持在0℃左右,這就是為什麼船用柴油最低標號為-10#的原因。

為啥汽車燒汽油卡車燒柴油,船舶竟然只能燒油渣?

柴油燃料有易於儲存、扭矩大、經濟性好等優點,適用於中高轉速的船用柴油機以及船用燃氣輪機,例如目前常規動力軍用艦艇,還有漁船以及內河船舶等等。畢竟遠洋漁船和大型軍艦諸如護衛艦、驅逐艦,出去跑一趟就是幾千上萬公里,不是哪裡都能找得到加油站的。軍艦採用柴油動力還有另外一個目的,那就是在馬力全開的加速狀態下,可以讓柴油燃氣輪機介入工作,柴油燃氣輪機體積小,功率大,但油耗也是相當嚇人的,因此軍艦日常巡航時,還是使用更加經濟的柴油內燃機組。

寫在最後:

什麼樣機器使用什麼樣的燃料,完全是由這臺機器的用途以及燃料的特性來決定的,僅此而已。好了,恭喜爾等又習得新的裝逼招數,眾愛卿可以退下了。

——END——

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