第三章燃料与燃烧
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凝点。 与柴油机磨损腐蚀有关的性质—机械杂质、水
分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和碱、残 炭等等。
十六烷值
十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。 自燃性好的燃料，着火后压力升高速度低，柴油机工
作柔和，冷起动性能改善。 测定柴油的十六烷值，是在特殊的单缸试验机上按规
定的条件进行。试验时采用由十六烷和α甲基萘混合 制成的混合液。 增大十六烷值带来燃料分子量加大，使油的蒸发性变 差及粘度增加，导致排气冒烟加剧及燃油经济性下降。 国产柴油的十六烷值规定在40-50之间，不必要过分 增大。
第二节 燃料的使用特性
一、柴油
轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于 中、低速柴油机。
轻柴油的牌号按凝点不同分为10号、 0号、-10号、-20号、－35号五级。
轻柴油的性能
评价柴油自燃性的指标——十六烷值。
与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性
质———馏程。 与燃料喷射有密切关系的性质——粘度。 与柴油储存运送、使用有关的性质——闪点、
燃料热值与混合气热值
热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量。根据 排气中水的状态，又分为高热值和低热值。低 热值数值： 汽油 44000KJ/Kg 轻柴油 42500KJ/Kg
馏程
馏程表示柴油的蒸发性，用燃油馏出某一 百分比的温度范围来表示。
燃料馏出50%的温度低，说明这种燃料轻馏 分多、蒸发快，有利于混合气形成。
90%和95%溜出温度标志柴油中所含难于蒸 发的重馏分的数量。
重馏分过多，燃烧不容易及时和完全；馏 分太轻也不好，将使柴油机工作粗暴。
粘度
粘度是燃料流动性的尺度，是表示 燃料内部摩擦力的物理特性。
测定燃料的辛烷值是在专门的试验发动机上进行的。 测定时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定为0）和抗爆 性好的异辛烷（其辛烷值定为100）的混合液与被测定 的汽油作比较。
用马达法测定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM） 低。汽油按ONI分为85、87、89、91、93、95、97共 七个等级。
汽油辛烷值的大小主要决定于汽油的组成情况、炼制 方法及添加剂等。
馏程和蒸气压
馏程和蒸气压是评价汽油蒸发性的指标为了 评价燃料的挥发性，以10%、50%和90%的馏出 温度作为几个有代表意义的点。
馏出10%的温度 ：标志着起动性高低。 溜出50%的温度 ：标志着汽油的平均蒸发性。
它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工 作稳定性。
溜出90%的温度 ：标志着燃料中含有难于挥 发的重质成分的数量。此温度过高，燃烧容 易形成积炭；或者稀释机油。
根据烃分子中碳原子数的不同，可构成不同 相对分子质量、不同沸点的物质。
石油气—汽油—煤油—轻、重柴油—渣油。
烃分子中碳原子数的影响
C原子数 沸点 品种 相对分子质量 理化性质
————————————————————————————————————————————
C1～C4 C5～C11 C11～C19 C16～C23 C23以上
三、汽油、柴油性能差异对发动机的影响
引起在混合气形成上的差异
引起着火与燃烧上的差异
• 汽油挥发性强。因而可在较低温度下在气缸外部形成均匀
的混合气，控制混合气的数量调节汽油机的功率。 • 柴油蒸发性差，但粘性比较好。适宜用油泵油嘴向气缸内
部喷油，靠调节供油量来调节负荷。
• 汽油自燃温度较高，但汽油蒸气闪点温度极低。适宜外源点
烃分子化学结构
烷烃：直链式结构热稳定性差，容易自燃；支 链式结构抗暴性好。
不饱和烃：常温化学安定性差，易氧化。 环烷烃：环状分子结构，热稳定性和自发火温
度均较高，抗暴性好，是良好的汽油机燃料。 芳香烃：含苯基结构，热稳定性高，是良好的
汽油机抗暴剂。石油中含量少，炼制中常增多 芳香烃含量。
不同成分对化学安定性的影响
醇类燃料（甲醇和乙醇） 液化石油气（LPG） 压缩天然气（CNG）
清洁能源：
氢燃料电池
第三节
1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量
燃烧热化学
按照化学反应的当量关系，可求出1kg燃料完全燃
烧所需的理论空气量：
L0
1 gc 0.21 12
gh 4
go 32
kmol / kg燃料
L0 '
1 0.23
火，而防止其自燃；着火后，以火焰传播的方式向均匀的混 合气展开。 • 柴油利用易自燃的优点。采用压缩自燃的方式。柴油的喷射 及与空气的混合，短暂又不均匀，常有随喷随烧的现象，因 而使燃烧时间延长。
四、其它燃料
世界石油储量日益减少和环保要求日趋严格， 使用代用燃料与清洁能源的趋势正在加速。
代用燃料有：
Baidu Nhomakorabea
8 3
gc
8gh
go
kg /
k g燃料
数值为： 汽油 14.9Kg/Kg 柴油 14.5Kg/Kg
过量空气系数α与空燃比A/F
过量空气系数α：燃烧 1kg燃料实际提供的空气 量与理论上所需空气量 之比。
空燃比A/F：燃烧时空气 量与燃料的比。
不同负荷汽油机、柴油 机α变化。
柴油机负荷是靠质调节； 汽油机负荷是靠量调节。
第三章 燃料与燃烧
本章主要内容
发动机的常用燃料和代用燃料 燃烧的基本知识
第一节 发动机的燃料
发动机的燃料－汽油和柴油
汽油与柴油是石油的炼制品。 石油的主要成分是碳、氢两种元素，含量约
占97%-98%，其它还有少量的硫、氧、氮等等。 石油产品是以多种碳氢化合物的混合物的形
式出现的，分子式为CnHm，通常称为烃。
常温 石油气 50～200 汽油 180～300 煤油 250～360 轻/重柴油 360以上 渣油
16～58 95～120 100～180 180～200 220～280
质轻 挥发性强 粘度减小 化学安定性好 自燃性差 点燃性好
————————————————————————————————————————————
它影响柴油的喷雾质量。粘度越大， 雾化后油滴颗粒越大。
喷油泵柱塞、喷油器的喷针都是靠 燃油润滑，所以柴油应具有一定的 粘度。
二、汽油
国产汽油是以辛烷值来标号的。 影响汽油机性能的关键性指标主要是
辛烷值和馏程等。
辛烷值
辛烷值是表示汽油抗爆性的指标。
随着压缩比及气缸内气体温度的升高，可能出现一种 不正常的自燃现象，称为爆震。
分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和碱、残 炭等等。
十六烷值
十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。 自燃性好的燃料，着火后压力升高速度低，柴油机工
作柔和，冷起动性能改善。 测定柴油的十六烷值，是在特殊的单缸试验机上按规
定的条件进行。试验时采用由十六烷和α甲基萘混合 制成的混合液。 增大十六烷值带来燃料分子量加大，使油的蒸发性变 差及粘度增加，导致排气冒烟加剧及燃油经济性下降。 国产柴油的十六烷值规定在40-50之间，不必要过分 增大。
第二节 燃料的使用特性
一、柴油
轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于 中、低速柴油机。
轻柴油的牌号按凝点不同分为10号、 0号、-10号、-20号、－35号五级。
轻柴油的性能
评价柴油自燃性的指标——十六烷值。
与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性
质———馏程。 与燃料喷射有密切关系的性质——粘度。 与柴油储存运送、使用有关的性质——闪点、
燃料热值与混合气热值
热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量。根据 排气中水的状态，又分为高热值和低热值。低 热值数值： 汽油 44000KJ/Kg 轻柴油 42500KJ/Kg
馏程
馏程表示柴油的蒸发性，用燃油馏出某一 百分比的温度范围来表示。
燃料馏出50%的温度低，说明这种燃料轻馏 分多、蒸发快，有利于混合气形成。
90%和95%溜出温度标志柴油中所含难于蒸 发的重馏分的数量。
重馏分过多，燃烧不容易及时和完全；馏 分太轻也不好，将使柴油机工作粗暴。
粘度
粘度是燃料流动性的尺度，是表示 燃料内部摩擦力的物理特性。
测定燃料的辛烷值是在专门的试验发动机上进行的。 测定时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定为0）和抗爆 性好的异辛烷（其辛烷值定为100）的混合液与被测定 的汽油作比较。
用马达法测定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM） 低。汽油按ONI分为85、87、89、91、93、95、97共 七个等级。
汽油辛烷值的大小主要决定于汽油的组成情况、炼制 方法及添加剂等。
馏程和蒸气压
馏程和蒸气压是评价汽油蒸发性的指标为了 评价燃料的挥发性，以10%、50%和90%的馏出 温度作为几个有代表意义的点。
馏出10%的温度 ：标志着起动性高低。 溜出50%的温度 ：标志着汽油的平均蒸发性。
它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工 作稳定性。
溜出90%的温度 ：标志着燃料中含有难于挥 发的重质成分的数量。此温度过高，燃烧容 易形成积炭；或者稀释机油。
根据烃分子中碳原子数的不同，可构成不同 相对分子质量、不同沸点的物质。
石油气—汽油—煤油—轻、重柴油—渣油。
烃分子中碳原子数的影响
C原子数 沸点 品种 相对分子质量 理化性质
————————————————————————————————————————————
C1～C4 C5～C11 C11～C19 C16～C23 C23以上
三、汽油、柴油性能差异对发动机的影响
引起在混合气形成上的差异
引起着火与燃烧上的差异
• 汽油挥发性强。因而可在较低温度下在气缸外部形成均匀
的混合气，控制混合气的数量调节汽油机的功率。 • 柴油蒸发性差，但粘性比较好。适宜用油泵油嘴向气缸内
部喷油，靠调节供油量来调节负荷。
• 汽油自燃温度较高，但汽油蒸气闪点温度极低。适宜外源点
烃分子化学结构
烷烃：直链式结构热稳定性差，容易自燃；支 链式结构抗暴性好。
不饱和烃：常温化学安定性差，易氧化。 环烷烃：环状分子结构，热稳定性和自发火温
度均较高，抗暴性好，是良好的汽油机燃料。 芳香烃：含苯基结构，热稳定性高，是良好的
汽油机抗暴剂。石油中含量少，炼制中常增多 芳香烃含量。
不同成分对化学安定性的影响
醇类燃料（甲醇和乙醇） 液化石油气（LPG） 压缩天然气（CNG）
清洁能源：
氢燃料电池
第三节
1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量
燃烧热化学
按照化学反应的当量关系，可求出1kg燃料完全燃
烧所需的理论空气量：
L0
1 gc 0.21 12
gh 4
go 32
kmol / kg燃料
L0 '
1 0.23
火，而防止其自燃；着火后，以火焰传播的方式向均匀的混 合气展开。 • 柴油利用易自燃的优点。采用压缩自燃的方式。柴油的喷射 及与空气的混合，短暂又不均匀，常有随喷随烧的现象，因 而使燃烧时间延长。
四、其它燃料
世界石油储量日益减少和环保要求日趋严格， 使用代用燃料与清洁能源的趋势正在加速。
代用燃料有：
Baidu Nhomakorabea
8 3
gc
8gh
go
kg /
k g燃料
数值为： 汽油 14.9Kg/Kg 柴油 14.5Kg/Kg
过量空气系数α与空燃比A/F
过量空气系数α：燃烧 1kg燃料实际提供的空气 量与理论上所需空气量 之比。
空燃比A/F：燃烧时空气 量与燃料的比。
不同负荷汽油机、柴油 机α变化。
柴油机负荷是靠质调节； 汽油机负荷是靠量调节。
第三章 燃料与燃烧
本章主要内容
发动机的常用燃料和代用燃料 燃烧的基本知识
第一节 发动机的燃料
发动机的燃料－汽油和柴油
汽油与柴油是石油的炼制品。 石油的主要成分是碳、氢两种元素，含量约
占97%-98%，其它还有少量的硫、氧、氮等等。 石油产品是以多种碳氢化合物的混合物的形
式出现的，分子式为CnHm，通常称为烃。
常温 石油气 50～200 汽油 180～300 煤油 250～360 轻/重柴油 360以上 渣油
16～58 95～120 100～180 180～200 220～280
质轻 挥发性强 粘度减小 化学安定性好 自燃性差 点燃性好
————————————————————————————————————————————
它影响柴油的喷雾质量。粘度越大， 雾化后油滴颗粒越大。
喷油泵柱塞、喷油器的喷针都是靠 燃油润滑，所以柴油应具有一定的 粘度。
二、汽油
国产汽油是以辛烷值来标号的。 影响汽油机性能的关键性指标主要是
辛烷值和馏程等。
辛烷值
辛烷值是表示汽油抗爆性的指标。
随着压缩比及气缸内气体温度的升高，可能出现一种 不正常的自燃现象，称为爆震。