汽车发动机原理 第四章 燃料与燃烧化学.

燃料等
按化 学成 分 烃燃料 含氧燃料
一、天然气
天然气主要成分为甲烷 CH4 ( 容积比可达 83～ 99以上)，另外还包括乙烷C2H6以及丙烷C3H8等。 天然气的热值和辛烷值均较高，在用作点 燃式发动机的燃料时，通过适当的技术措施， 如提高发动机的压缩比等，可以接近原发动机 的动力性能。同时，天然气又是一种比较洁净 的能源，排污低，使用比较方便，特别是压缩 天然气(CNG——Compressed Natural Gas)，便 于储存，配合相应的基础设施〔如加气站〕的 建设，在城市车辆如公共汽车、出租车中具有 广阔的应用前景。
3、氧化安定性
• 汽油抵抗大气或氧气的作用而保持其性质 不发生长久性变化的能力称为氧化安定性。 • 汽油氧化安定性直接影响汽油的储存、运 输和在发动机上的应用。安定性不好的汽 油，易发生氧化、缩合和聚合反应，生成 酸性物质和胶状物质，将导致燃料供应系 统堵塞，气门关闭不严，气缸散热不良， 增大爆燃倾向。
3、柴油的粘度
• 柴油的粘度决定柴油的流动性。 粘度 粘度过 流动性 物化性好，过低，润滑性降低；
滤清困难，喷雾不良，流动阻力增大。
4、柴油的凝点
柴油的凝点指柴油冷却到失去流动性的温度。
第二节
按 物 态
代用燃料及其应用(自学)
气体代用燃料：天然气、液化石油气、
代 用 燃 料
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氢气、煤气、沼气等
液体代用燃料：甲醇、乙醇、植物油
• 汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10％、50％、 90％和100％时所对应的温度来评定。 • 用10％馏出温度低，汽油的起动品质越好。 • 50％馏出温度低，说明汽油的中间馏分容易 蒸发，有利于汽油机的加速和由冷的状态很 快转入工作状态。 • 90％馏出温度高，表明汽油中不易蒸发的重 质含量多。汽油中这些重质成分在混合气形 成的过程中很难蒸发，它们附着在进气管和 气缸壁上，将增加燃油消耗、稀释气缸壁上 的润滑油和加大气缸磨损。
• 柴油的十六烷值：标准燃料是正十六烷和一 甲基萘的混合物。正十六烷自燃性最好，作 为自燃性好的标准，其十六烷值定为 100 。 一甲基萘最不易自燃，作为自燃性差的标准， 定其十六烷值为 0 。柴油的自燃性通常介于 正十六烷与一甲基萘之间。将上述两种成分 按不同比例混合，可得出不同十六烷值的标 准燃料，其十六烷值为该混合物中正十六烷 所占的体积百分数。如果某种柴油与某种标 准燃料的自燃性相同，则该标准燃料的十六 烷值即为该柴油的十六烷值。
• 汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸内燃烧 时抵抗爆燃的能力。 • 汽油的抗爆性用辛烷值来表示。辛烷值越高， 其抗爆性越好。 • 辛烷值: 在规定条件下,被测定汽油和标准燃 料进行比较，标准燃料中所含异辛烷的百分 数是被测定汽油的辛烷值。 • 测定汽油的辛烷值有不同的试验方法，常用 的为马达法与研究法。
第四章 燃料与燃烧化学
主要内容
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 发动机的燃料 代用燃料及其应用（自学） 燃烧化学 燃烧的基本理论
• 作业及思考题
第一节
•代用燃料 一、汽油
发动机的燃料
• 石油燃料（汽油、柴油）
汽油的主要性能有：抗爆性、蒸发性、 氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。
1、抗爆性
4、汽油规格
• 我国目前有两种规格，一种是车用汽油的 国家标准（GB 1793-1999），一种是无铅 汽油的行业标准。 • 我国的无铅车用汽油国家标准见表4-1。
二、柴油
1、柴油的自燃性 • 柴油的自燃性: 柴油在没有外界火源的情况 下能自行着火的能力。 • 柴油的自燃性好，柴油机工作较柔和，在低 温时易于起动。 • 十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。
• 十六烷值过高或过低的柴油，都对柴油机的 性能或工作不利。十六烷值越高，着火性越 好。十六烷值过高，燃烧不完全。 • 国产柴油的十六烷值规定为 40~65 之间，不 必要过分增大。
2、柴油的蒸发性
• 柴油的蒸发性影响滞燃期内柴油的蒸发量及 燃烧的完全程度，用馏程表示。 • 馏程指柴油蒸馏过程中馏出一定百分数所处 的温度，通常以馏出50﹪的温度来评定。馏 程低，说明这种燃轻馏分多，蒸发性好，有 利于混合气形成，改善了燃烧过程。但是， 馏程过低，燃料蒸发过快，则在着火延迟期 内形成的混合气量过多，柴油机工作粗暴。 车用柴油机的柴油馏程为200℃~300℃。
2、蒸发性
• 液态汽油汽化的难易程度称为汽油的蒸发性。
• 汽油的蒸发性越强，越容易汽化，要求汽油必须具 有良好的蒸发性。但蒸发性也不能太强，否则易形 成供油系“气阻”，甚至发生供油中断现象。
• 蒸发性很弱的汽油，难以形成良好的混合气，这样 不仅会造成发动机起动困难、加速缓慢，而且未气 化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定，油耗上升。 如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上，还会破坏润滑 油膜，甚至窜入曲轴箱稀释润滑油，从而使发动机 润滑遭破坏，造成机件磨损增大。
• 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）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。
• 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（一般在）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 的抗爆能力。 • 马达法辛烷值（MON）低于研究法辛烷（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。
二、液化石油气
液化石油气(LPG-Liquefied Petroleum
Gas）主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙
烯C3H6、丁烯C4H8及其异构物，在常温下加 压，可以变成液体燃料，其单位容积热值高 于天然气，可以作为汽油机的燃料，还可以
获得较好的排放性能。
三、醇类燃料
• 醇类燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。 • 甲醇可以从天然气、煤、生物质等原料中提 取；乙醇主要是将含有糖和淀粉的农作物经 过发酵后制得。 • 醇类燃料是液体燃料，可以沿用传统的石油 燃料的运输、贮存系统，相关的基础设施建 设投入少，而发动机的动力性与经济性可以 接近或超过原有汽油机或柴油机，排气有害 成分少，是一种很有发展前景的代用燃料。