汽油的抗爆性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由于这种燃烧速度极为迅速，气缸容积来不及 膨胀，使气缸内的压力和温度急剧上升。
这种压力和温度的不平衡产生强烈的冲击波，以 超音速向前推进，猛烈撞击气缸盖、活塞顶和气缸壁， 使发动机产生震动，并发出清脆的敲缸声。
这种现象就是爆燃。
3.爆燃的危害
爆燃对发动机的危害很大，表现在以下几个方面：
1）由于强烈冲击波的作用，会使气缸盖、活塞顶、 气缸壁、连杆、曲轴等机件的负荷增加，产生变形甚 至损坏。
一种是异辛烷（C8H18），它的抗爆性能良好， 规定其辛烷值为100；另一种是正庚烷（C7H16）， 它的抗爆性能差，规定其辛烷值为0。
按不同体积比例混合这两种基准物，便得到多种 标准燃料。
标准燃料中异辛烷的体积分数规定为标准燃料的 辛烷值，该值范围为0～100。
2.辛烷值测定
辛烷值的测定按照GB/T503－1995《汽油辛烷 值测定法（马达法）》和GB/T5487—1995《汽油辛 烷值测定法（研究法）》的规定进行。
辛烷值通常用英文缩写ON（Octane Number） 表示。
在标准发动机试验中，由于规定条件不同，测得 的辛烷值也不同。
按照试验条件，辛烷值分为马达法辛烷值和研究 法辛烷值两种。
马达法辛烷值英文缩写为MON（Motor Octane Number）；研究法辛烷值英文缩写为RON （Research Octane Numbcr）。
2.3 汽油的抗爆性
2.3.1爆燃产生的原因及危害
1.正常燃烧
汽油的抗爆性是指汽油在汽油发动机气缸内燃烧 时不产生爆燃的性能。
汽油在汽油机内的燃烧分正常燃烧和不正常燃烧。
正常燃烧的特征为可燃混合气被电火花点燃后， 在火花塞附近形成火焰中心，火焰逐渐向未燃混合 气扩散（传播速度约为20～50m/s），气缸内压力和 温度上升均匀。
对既定的发动机，当压缩比一定、点火提前角 恒定不变时，爆燃产生的主要影响因素就是汽油自 身的抗爆性。
所以，为避免爆燃现象的出现，应尽量使用抗 爆性好的汽油。
2.3.2汽油抗爆性的评价指标 汽油抗爆性的评价指标是辛烷值和抗爆指数。
1.辛烷值
辛烷值是表示点燃式发动机燃料抗爆性的一个 约定数。
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 同抗爆性的标准燃料的辛烷值表示。
不正常燃烧的特征为形成多个火焰中心，火焰 传播速度快，气缸内压力和温度上升急剧。其中爆 燃是常见的不正常燃烧之一。
影响爆燃的因素很多，汽油本身的抗爆性能是 最根本的。
2.爆燃产生的原因
当可燃混合气在气缸内被电火花点燃后，一部 分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射 作用，温度和压力急剧升高，化学反应加剧，生成 许多不稳定的过氧化物。
2）爆燃的高压和高温，会破坏气缸壁的润滑油膜的 润滑性，使发动机磨损加快，气缸的密封性下降， 发动机功率降低。
3）爆燃产生的高温，会增加冷却系统的负担，易使 发动机出现过热。
4）爆燃的局部高温，引起热分解现象严重，使燃 烧产物分解为HC、CO和游离碳的现象增多，排气 冒黑烟严重；产生的碳易形成积炭，破坏活塞环、 火花塞、气门等零件的正常工作，使发动机的可靠 性下降。
过氧化物的特点是当其浓度较大时容易发生自 燃。
抗爆性好的汽油，在燃烧过程中其氧化分解产 生的过氧化物不会达到自燃的浓度。
如汽油的抗爆性不好，就容易使过氧化物聚集， 尤其是在已燃混合气的热辐射和压力作用下，过氧 化物会迅速达到自燃的浓度而自燃，进而在未燃的 混合气中形成多个火焰中心，向四面八方传播。
马达法辛烷值的试验条件要比研究法辛烷值的试 验条件苛刻。例如，测定马达法辛烷值时，发动机 转速一般为900r／min，混合气一般加热至149℃； 而测定研究法辛烷值时，发动机转速一般为 600r/min，混合气一般不加热。
正因为马达法辛烷值的试验条件苛刻，所以马达 法辛烷值一般低于研究法辛烷值。
测定辛烷值的标准燃料，是用两种抗爆性相差悬 殊的烷烃作基准物配制而成的。
辛烷值测定机如图 2.8 所示，包括一 台连续压缩比可在 4～10范围内变化 的单缸发动机，附 带相应的负载设备、 辅助设备和测试仪 器、仪表，它们都 装在一个固定的底 座上。
图2.8 辛烷值测定机
测定某汽油辛烷值时，将被测汽油在试验机上 按规定试验条件运转，逐渐调大压缩比，使试验机 发生爆燃，直至达到规定的爆燃强度。
为能较全面地反映汽油在车辆运行中的抗爆能 力，引入了抗爆指数这一指标。
抗爆指数是汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值 的平均值。即
抗爆指数＝ RON MON 2
（2-2）
2.3.3汽油各烃类组分的抗爆性
汽油的抗爆性，主要由其烃类组成和各类烃分 子的化学结构决定。组成汽油的烃主要是含5～11 个碳原子的烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。
由于各类烃的热氧化安定性不同，开始氧化的 温度和自燃点有差别，所以辛烷值也不相同。
总的来说，芳香烃和异构烷烃的抗爆性最好， 环烷烃和烯烃居中，正构烷烃最低。
2.3.4汽油机的压缩比与汽油辛烷值的关系 汽油发动机的压缩比与其热效率有如下关系
1
t
1；
冷却液温度/℃ 进气温度/℃
混合气温度/℃ 曲轴箱发动机油温度/℃
点火提前角/（°）
马达法
4~10 900±10 100±2 40~50 149±1 50~75 14~26
研究法
4~10 600±6 100±1.5
— — 57±8.5 13
3.抗爆指数
从上面辛烷值的测定条件看，马达法辛烷值表 示的是汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗 爆能力，研究法辛烷值表示的是汽油在发动机常有 加速条件下低速运转时的抗爆能力，两者都不能全 面反映车辆运行中汽油燃烧的抗爆性能。
爆燃强度可用电子爆燃表测量。
然后，在相同条件下选择已知辛烷值的标准燃 料进行对比试验。
当某标准燃料的爆燃强度恰好与试验汽油的爆 燃强度相同时，测定过程结束。
该号标准燃料的辛烷值即为所测汽油的辛烷值。
有关调试范围如表2-5所示。
表2-5 单缸可变压缩比汽油机调试规范
主要指标
压缩比 发动机转速/（r·min- l）
这种压力和温度的不平衡产生强烈的冲击波，以 超音速向前推进，猛烈撞击气缸盖、活塞顶和气缸壁， 使发动机产生震动，并发出清脆的敲缸声。
这种现象就是爆燃。
3.爆燃的危害
爆燃对发动机的危害很大，表现在以下几个方面：
1）由于强烈冲击波的作用，会使气缸盖、活塞顶、 气缸壁、连杆、曲轴等机件的负荷增加，产生变形甚 至损坏。
一种是异辛烷（C8H18），它的抗爆性能良好， 规定其辛烷值为100；另一种是正庚烷（C7H16）， 它的抗爆性能差，规定其辛烷值为0。
按不同体积比例混合这两种基准物，便得到多种 标准燃料。
标准燃料中异辛烷的体积分数规定为标准燃料的 辛烷值，该值范围为0～100。
2.辛烷值测定
辛烷值的测定按照GB/T503－1995《汽油辛烷 值测定法（马达法）》和GB/T5487—1995《汽油辛 烷值测定法（研究法）》的规定进行。
辛烷值通常用英文缩写ON（Octane Number） 表示。
在标准发动机试验中，由于规定条件不同，测得 的辛烷值也不同。
按照试验条件，辛烷值分为马达法辛烷值和研究 法辛烷值两种。
马达法辛烷值英文缩写为MON（Motor Octane Number）；研究法辛烷值英文缩写为RON （Research Octane Numbcr）。
2.3 汽油的抗爆性
2.3.1爆燃产生的原因及危害
1.正常燃烧
汽油的抗爆性是指汽油在汽油发动机气缸内燃烧 时不产生爆燃的性能。
汽油在汽油机内的燃烧分正常燃烧和不正常燃烧。
正常燃烧的特征为可燃混合气被电火花点燃后， 在火花塞附近形成火焰中心，火焰逐渐向未燃混合 气扩散（传播速度约为20～50m/s），气缸内压力和 温度上升均匀。
对既定的发动机，当压缩比一定、点火提前角 恒定不变时，爆燃产生的主要影响因素就是汽油自 身的抗爆性。
所以，为避免爆燃现象的出现，应尽量使用抗 爆性好的汽油。
2.3.2汽油抗爆性的评价指标 汽油抗爆性的评价指标是辛烷值和抗爆指数。
1.辛烷值
辛烷值是表示点燃式发动机燃料抗爆性的一个 约定数。
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 同抗爆性的标准燃料的辛烷值表示。
不正常燃烧的特征为形成多个火焰中心，火焰 传播速度快，气缸内压力和温度上升急剧。其中爆 燃是常见的不正常燃烧之一。
影响爆燃的因素很多，汽油本身的抗爆性能是 最根本的。
2.爆燃产生的原因
当可燃混合气在气缸内被电火花点燃后，一部 分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射 作用，温度和压力急剧升高，化学反应加剧，生成 许多不稳定的过氧化物。
2）爆燃的高压和高温，会破坏气缸壁的润滑油膜的 润滑性，使发动机磨损加快，气缸的密封性下降， 发动机功率降低。
3）爆燃产生的高温，会增加冷却系统的负担，易使 发动机出现过热。
4）爆燃的局部高温，引起热分解现象严重，使燃 烧产物分解为HC、CO和游离碳的现象增多，排气 冒黑烟严重；产生的碳易形成积炭，破坏活塞环、 火花塞、气门等零件的正常工作，使发动机的可靠 性下降。
过氧化物的特点是当其浓度较大时容易发生自 燃。
抗爆性好的汽油，在燃烧过程中其氧化分解产 生的过氧化物不会达到自燃的浓度。
如汽油的抗爆性不好，就容易使过氧化物聚集， 尤其是在已燃混合气的热辐射和压力作用下，过氧 化物会迅速达到自燃的浓度而自燃，进而在未燃的 混合气中形成多个火焰中心，向四面八方传播。
马达法辛烷值的试验条件要比研究法辛烷值的试 验条件苛刻。例如，测定马达法辛烷值时，发动机 转速一般为900r／min，混合气一般加热至149℃； 而测定研究法辛烷值时，发动机转速一般为 600r/min，混合气一般不加热。
正因为马达法辛烷值的试验条件苛刻，所以马达 法辛烷值一般低于研究法辛烷值。
测定辛烷值的标准燃料，是用两种抗爆性相差悬 殊的烷烃作基准物配制而成的。
辛烷值测定机如图 2.8 所示，包括一 台连续压缩比可在 4～10范围内变化 的单缸发动机，附 带相应的负载设备、 辅助设备和测试仪 器、仪表，它们都 装在一个固定的底 座上。
图2.8 辛烷值测定机
测定某汽油辛烷值时，将被测汽油在试验机上 按规定试验条件运转，逐渐调大压缩比，使试验机 发生爆燃，直至达到规定的爆燃强度。
为能较全面地反映汽油在车辆运行中的抗爆能 力，引入了抗爆指数这一指标。
抗爆指数是汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值 的平均值。即
抗爆指数＝ RON MON 2
（2-2）
2.3.3汽油各烃类组分的抗爆性
汽油的抗爆性，主要由其烃类组成和各类烃分 子的化学结构决定。组成汽油的烃主要是含5～11 个碳原子的烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。
由于各类烃的热氧化安定性不同，开始氧化的 温度和自燃点有差别，所以辛烷值也不相同。
总的来说，芳香烃和异构烷烃的抗爆性最好， 环烷烃和烯烃居中，正构烷烃最低。
2.3.4汽油机的压缩比与汽油辛烷值的关系 汽油发动机的压缩比与其热效率有如下关系
1
t
1；
冷却液温度/℃ 进气温度/℃
混合气温度/℃ 曲轴箱发动机油温度/℃
点火提前角/（°）
马达法
4~10 900±10 100±2 40~50 149±1 50~75 14~26
研究法
4~10 600±6 100±1.5
— — 57±8.5 13
3.抗爆指数
从上面辛烷值的测定条件看，马达法辛烷值表 示的是汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗 爆能力，研究法辛烷值表示的是汽油在发动机常有 加速条件下低速运转时的抗爆能力，两者都不能全 面反映车辆运行中汽油燃烧的抗爆性能。
爆燃强度可用电子爆燃表测量。
然后，在相同条件下选择已知辛烷值的标准燃 料进行对比试验。
当某标准燃料的爆燃强度恰好与试验汽油的爆 燃强度相同时，测定过程结束。
该号标准燃料的辛烷值即为所测汽油的辛烷值。
有关调试范围如表2-5所示。
表2-5 单缸可变压缩比汽油机调试规范
主要指标
压缩比 发动机转速/（r·min- l）