燃烧与膨胀做功过程

辛烷和正庚烷的比例。
2015年9月7日
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
直到单缸试验机产生与被测汽油相同强度的爆震燃烧 时为止。此时，标准燃料中所含异辛烷的百分数就是被测
汽油的辛烷值，测定汽油的辛烷值可以采用不同的试验方
法，常用的为马达法与研究法。 马达法辛烷值(ＭＯＮ)是以较高的混合气温度(一般 加热至149℃)和较高的发动机转速(一般达900ｒ/min。) 的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值， 它表示汽油在发动机常用工况下低速运转时的抗爆能力。
对抗爆性有一定影响。按烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的排
列顺序，辛烷值依次增高，通过调整汽油中各类烃的比例， 如增加芳烃和烯烃比例，可以增加汽油的辛烷值。 ２.蒸发性 汽油只有从液态蒸发成为汽油蒸气，并与一定比例的 空气混合成为可燃混合气后，才能在汽油机中燃烧，在现 代汽油机中，可燃混合气形成的时间很短， 因此，汽油蒸
以增加汽油的辛烷值和含氧量，同时降低汽油蒸气压，减 少轻烃组分的挥发， 但研究发现，ＭＴＢＥ 会污染地下 水源。因此美国加州等地禁止使用 ＭＴＢＥ， 现在普遍 采用添加乙醇来替代 ＭＴＢＥ。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础 调整汽油组分也能提高汽油的辛烷值，烃的分子结构
第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 教学目标 １. 了解可燃混合气的形成机理。 燃料与燃烧基础
２. 了解发动机燃烧放热特性分析。火理论。 ５. 理解燃烧新技术。 ６. 理解膨胀做功过程中的能量利用。
７. 掌握发动机燃料及其物理化学性质。
８. 掌握发动机燃烧过程。 ９. 掌握发动机有害排放物的生成机理及其控制措施。
一、发动机燃料及其物理化学性质 在发动机工作过程中,汽缸内的工作物质是成分和比例 不断变化的混合物,其中包括:空气、燃料液滴、燃料蒸气及 燃料燃烧后的残留物。而其中的燃料占有重要的地位,它是
发动机动力的来源。发动机的生存与发展、不同类型的发动
机在结构与性能上的差异、发动机排放物对环境造成的污染 等，都与燃料的种类和品质有着密切的关系。
的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
在一台专用的可改变其压缩比的单缸试验机上，用被
测定的汽油作为燃料，在一定的条件下运转，改变试验机 的压缩比，直至其产生标准强度的爆震燃烧，然后在同样 的压缩比下，换用由一定比例的异辛烷(一种抗爆能力很 强的碳氢化合物，规定它的辛烷值为100)和正庚烷(一种 抗爆能力极弱的碳氢化合物，规定它的辛烷值为０)混合 而成的标准燃料，在相同的条件下运转改变标准燃料中异
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 第一节 燃料与燃烧基础 燃料与燃烧基础
ꎬ导致发动机或汽车运行不正常，油耗增加，很多国家对 是否允许使用ＭＭＴ添加剂存在争议，我国国Ⅲ汽油标准 要求锰含量不大于0.016ｇ/Ｌ。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
在汽油中加入一定量的醇类和醚类添加剂也可提高汽
油的辛烷值，如在汽油中添加甲基叔丁基醚(ＭＴＢＥ)可
能力。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础 马达法规定的试验转速及进气温度比研究法高，所
以马达法辛烷值(ＭＯＮ)低于研究法辛烷值(RON)，一
般采用研究法辛烷值来确定汽油的抗爆性，如要比较全面 表示抗爆性时，同时标出RON和ＭＯＮ值,也可用抗爆指数 来衡量，即抗爆指数＝(ＭＯＮ＋RON)/２，国内常用 RON值作为汽油的标号,如97号汽油的RON为９７。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
研究法辛烷值(RON)是以较低的混合气温度(一般 不加热)和较低的发动机转速(一般600ｒ/min)的中等 苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值，
它表示汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础 (一)汽油燃料的物理化学性质 汽油的性能对汽油机的工作有很大影响。因此对它有 一定的要求， 汽油的主要性能有抗爆性、蒸发性、氧化安 定性、抗腐蚀性及清净性等。 １.抗爆性 爆震是指火花塞远处的末端可燃混合气，在火焰未传
播到之前自燃着火的异常燃烧现象。 抗爆性是指汽油在发
动机汽缸内燃烧时抵抗爆震的能力，用辛烷值表示。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约 定数值，在规定条件下的标准发动机试验中通过和标 准燃料进行比较来测定，采用和被测定燃料具有相同
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
甲基环戊二烯基三羰基锰(ＣＨ３Ｃ５Ｈ４Ｍｎ(ＣＯ)３， ＭＭＴ)是一种锰基化合物，常用作汽油添加剂来提高辛 烷值， 但有研究表明，ＭＭＴ的燃烧产物会覆盖在火花
塞等零部件上，可能会导致失火，有时甚至会堵塞催化剂
显然，汽油的辛烷值越高抗爆性就越好。
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第三章 燃烧与膨胀做功过程
第一节 燃料与燃烧基础
在汽油中加入铅化物曾是提高汽油辛烷值的主要方 法，最常用的是四乙基铅(Ｐｂ(Ｃ２Ｈ５)４)， 但由于铅
对人体有害，尤其使催化剂很快产生不可逆中毒失效，
因此世界主要发达国家于20世纪70年代末、我国于2000 年开始停止生产和使用含铅汽油，但无铅汽油并非完全 无铅，我国国Ⅲ无铅汽油要求铅含量小于５ｍｇ/ Ｌ。