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1、第一章 燃料及其使用性能,劳斯莱斯百年幻影,汽油 柴油 喷气燃料 燃料油 液化气,大众甲壳虫,一、燃料及其性能,汽油的牌号及其使用性能,汽油牌号 研究法辛烷值 抗爆指数 燃烧性能 辛烷值是衡量汽油抗爆性能的重要指标。 一般供应的汽油：90、93、97、98,在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时，发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件的损坏。这种现象就是爆震燃烧，也叫敲缸。发生的原因有两个方面，一是与发动机的结构和工作条件有关，而是取决于所用燃料的质量。 气缸内燃料的燃烧大体以球面形状逐层发火燃烧，向前推进，直至绝大部分燃料燃尽为止。若火焰前锋尚未到达之
2、前，未燃混合气的局部温度已超过了其自燃点，从而发生爆炸性燃烧。,爆震现象的产生与发动机的压缩比有密切的联系。发动机的压缩比愈大，压缩终了时气缸内混合气的温度和压力就愈高。这就加速了未燃混合气中过氧化物的生成和聚集，自燃的倾向愈大，更易于发生爆震。 如果燃料的自燃点低，易发生爆震现象。汽油的抗爆性取决于其化学组成，芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃正构烷烃。对于同族烃类，其辛烷值随相对分子质量的增大而降低。,通常将异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的辛烷值定义为100，将正庚烷的辛烷值定义为0。 某种汽油的辛烷值就等于将此油在标准汽油机上作试验时，爆震性能与之相同的由异辛烷与正庚烷配制的参比
3、 燃料中异辛烷的体积百分数,压缩比在80以下的选用90号汽油， 压缩比在8085的选用93号或95号汽油， 压缩比在8590的选用95号或97号汽油， 压缩比在9095的选用97号或98号汽油， 压缩比在95100的就应选用标号98号以上的汽油了。,汽油牌号的选择,一般可以在汽车说明书中查到压缩比。除说明书以外，汽车生产厂也会在油箱盖内侧标注推荐使用的燃油标号。车主应严格按汽车发动机不同的压缩比，选用相应标号的车用汽油，才能使发动机发挥出最佳的效能。 如使用比规定要求牌号低的无铅汽油。发动机将出现爆震现象。一般在急加速及爬坡时。出现爆震现象，如果由于汽油标号低，使发动机长期爆震。将会损坏发动机
4、，甚至打坏活塞、缸体等。 但是选择汽油也不是标号越高越好。汽油标号选择的主要依据是发动机的压缩比。压缩比、点火提前角等参数已经设置，车主只要严格按照使用说明的要求选择汽油就没有问题。盲目使用高标号汽油，其高抗爆性的优势无法无法发挥出来，还会造成浪费。,燃烧性能：辛烷值 蒸发性能：馏程、蒸气压 安定性能：实际胶质、诱导期 腐蚀性：铜片腐蚀、水溶性酸或碱、杂质及水分 环保要求：铅含量、硫含量、苯含量,柴油的牌号和使用性能,柴油牌号 凝点 低温流动性能 柴油牌号：0、10、20、35、50,柴油牌号的选用,选用的原则：柴油必须在凝固点以上3的气温条件下使用。 实际使用性能与冷滤点指标相关性好，主要与
5、冷启动有关,柴油的燃烧性能,柴油机是压燃式发动机，因没有点火装置，要求油品的自燃点低，喷油后能迅速自燃。 若燃料自燃点过高，不能迅速自燃，发生滞燃，引起爆震现象。 表示柴油抗爆性的质量指标：十六烷值 烷烃的十六烷值高，芳烃的十六烷值低 较重组分的十六烷值高，较轻组分的十六烷值低,柴油的其他使用性能,蒸发性能：馏程、闪点、 安定性：氧化安定性、 腐蚀性：硫含量、酸度、铜片腐蚀、水分、机械杂质 外观：色度,喷气燃料,喷气燃料又称航空煤油 质量要求 雾化性能和蒸发性能：馏程、闪点、黏度 燃烧性：热值、积炭倾向 低温性能：冰点 腐蚀性 安定性,P7,原油蒸馏后所剩余的残渣油 可分为船用燃料油和炉用燃料
6、油 质量指标： 粘度、闪点(开)、硫%、灰分、机械杂质等。 商品牌号: 恩氏粘度,燃料油,液化气,LPG: 绿色（清洁）、高效燃料， 民用、车用、工业用、切割、化工利用,Sixteen,二、燃料油品发展方向： 主要是适应环保要求,红旗加长,目前我国汽油性质的特点：,(1) 硫含量高 (2) 汽油中芳烃水平相对较低 (3) 汽油中烯烃含量高 (4) 汽油的蒸汽压偏高 (5) 含氧化合物低 (6) 辛烷值分布差,汽油的发展方向,无铅化、 低（蒸气压、硫、烯烃、芳烃、90%馏出温度)、 较高的含氧化合物,汽车尾气排放物：CO、CO2 、SOx 、NOx 、CH化合物 电喷技术(电子燃烧喷射或汽油发动
7、机控制系统,简称EMS):它能精确控制空气和燃油的混合比例并及时点火。比传统油化器降低5060%污染，另外三元催化转化器可降低95%的污染排放。铅会污染大气，使电喷氧传感器失灵，寿命大大缩短，堵塞喷咀，还使催化剂中的贵金属中毒。 EMS三元催化转化器是世界上解决汽车污染的最佳方案，具有很好的经济和环保意义。,柴油： 低硫、低芳烃、高十六烷值,我国清洁车用轻柴油: S% 45 芳烃30，稠环芳烃5,与汽油相比,节油、经济：与汽油比，节省1/3 环保、清洁: 总废气排放减少40 动力、安全： 低速时扭矩大，既保证动力性， 又有利于低速时加速； 不容易挥发，着火点较高,三、替代燃料,LPG、CNG、
8、LNG 醇类汽油 二甲醚 乳化柴油 生物柴油,宝来迷你,寻求替代燃料的原因,石油资源越用越少 减少汽车尾气污染 减少温室气体排放,LPG、CNG、LNG,LPG：液化石油气 在常温、常压下呈气相，加压后（1MPa）可液化的烃类。主要来源于天然石油气和石油炼厂气。主要成分为碳三和碳四的烃类混合气。 CNG：压缩天然气 主要为甲烷 LNG：液化天然气 由天然气液化制取的，以甲烷为主要成分的液态烃。,LPG,燃烧完全，一氧化碳(CO)和碳氢化台物(CH)的排放量低 辛烷值高 大大延长汽车的检修期和耐用寿命 依旧来源于原油，资源面临枯竭,CNG的优点,天然气的辛烷值高，约为130 天然气以气态进人发动
9、机，与空气同相因此混合气混合均匀，燃烧比较完全可大幅度降低一氧化碳(CO)和碳氢化台物(CH)的排放量。 发动机燃用天然气时，冷启动性能好，运转平稳发动机寿命长。对发动机润滑油的劣化变质作用小，可延长换油期1倍以上。 天然气资源丰富，许多国家的CNG价格比汽油和柴油的便宜。,CNG的缺点,CNG钢瓶的工作压力为20MPa，体积压缩200250分之一，CNG钢瓶的材质特殊 在汽车上一次充气行驶距离是汽车的1/4,LNG,将天然气冷却到-161时，天然气即成为液态。天然气液化前的体积相当于液化后体积的634倍。液化天然气是一种大量运输天然气的经济方法。液化天然气可以船运，船中设有耐低温的铝合金储舱
10、。能装载数千立方米的液化天然气。1959年第一批液化天然气是从美国路易斯安那州的查理斯湖运往英国的。从此可将天然气运到不产或缺少天然气的国家，如日本国是最大进口液化天然气的国家。目前已能大量在深冷情况下储存液化天然气，然后升温使其气化后输入管网。在天然气液化的过程还可以经济地生产氦气等稀有气体。,LNG能量密度大。同样容积的LNG车用罐装载的天然气是CNG储气瓶的25倍，续驶里程长。目前国外大型LNG货车一次加气可连续行驶10001300 km，非常适合长途运输的需要。 运输可行方便 LNG燃料汽车尾气排放性能优于CNG燃料汽车 LNG冷能可回收利用。LNG汽车除了可以为普通汽车夏季提供冷量用
11、于空调外，还可以将其冷量进行回收用于低温冷藏。,LNG安全性能好。LNG着火点为650 ，比汽、柴油、LPG的着火点都要高，LNG泄漏与空气混合的爆炸极限为5 15 ，相对密度为空气的一半，稍有泄漏很快会在空气中挥发扩散。而LPG的爆炸极限为2495 ，着火点为465 ，气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发扩散；汽油的爆炸极限为10 6，燃点为427；柴油的爆炸极限为05 41 ，燃点为260。因此，LNG汽车比LPG汽车、汽柴油汽车使用起来更安全。,醇类汽油（甲醇、乙醇）,特点： 辛烷值高。它和汽油混合的调和辛烷值上升效果很高 清洁环保。CO稍减少，Nox减少3050，HC减少3060 低发热
12、值。燃料耗量增加 沸点低，易气阻,冷起动难，蒸发潜热大 甲醇汽油在少量水分存在下容易发生相分离，可采取加入共溶剂 腐蚀性、毒性。 解决办法：掺入15以下或改装发动机。,二甲醚,二甲醚(DME)是一种醚类化工产品，无毒，物理特性与液化石油气(LPG)十分相似，常温常压下为无色气体，5个大气压下呈液体状态。,一是燃烧性能好， 污染物排放水平低。二甲醚作民用燃料时，燃烧更充分， 没有液化石油气罐常有的残渣；用作车用燃料时，在保持车辆动力性能的同时尾气污染物排放大幅下降， 可满足欧美国家最新排放标准。 二是基础设施建设容易。二甲醚与现有的液化石油气储存、运输和应用基础设施的兼容性较好，可直接加以利用或
13、仅需简单改造。而且， 与液化石油气相比，二甲醚在同等温度下的饱和蒸汽压更低、储运过程更安全。 三是有坚实的资源基础和灵活的原料供应路线。二甲醚可从天然气、煤炭、生物质、煤层气、重油残渣等多种资源制取， 因此可因地制宜地选择合适的原料资源。,二甲醚的优点,二甲醚的缺点,燃烧热值低。 改造发动机。发动机的改造不是轻而易举的事，因为二甲醚具有黏度小、可压缩性大、对橡胶有腐蚀等特性，必须对柴油机的喷油系统进行重新改造， 成本价格,作为调和组分，在柴油中添加不超过15的二甲醚 不需改造发动机，同时降低柴油机车污染物排放水平,解决办法,生物柴油,生物柴油是以天然油脂为原料制成的，主要成分是脂肪酸甲酯。 十
14、六烷值高达53，它的高含氧量和十六烷值有利于压燃机的正常燃烧，从而降低尾气有害物质排放。 有较好的润滑性能，可降低喷油泵、发动机缸和连杆的磨损率，延长其使用寿命。 有较好的安全性能，闪点高，不属于危险品。 生物柴油基本不含硫和芳烃，可被生物降解、无毒、对环境无害。 生物柴油具有可再生性，资源不会枯竭。因此，生物柴油作为优质的柴油代用品，属环境友好型绿色燃料。,乳化柴油,乳化柴油是柴油、水和添加剂的混合物，用作发动机的燃料，可以降低燃烧的最高温度，从而减少NOx的排放，同时也使燃烧略为延迟，因而产生较少的颗粒。乳化柴油的优点是不需要对发动机进行改造，即使是老型号的柴油发动机也可以继续使用，但动力性能略有损失。,乳化柴油节能、环保的机理,一般柴油机中产生碳氢化合物的主要原因是混合不均匀，以及在燃烧过程后期低速离开喷油器的燃油混合及燃烧不良所致； 乳化柴油喷入气缸后，由于乳化油液滴中的水分先达到沸点，气化而发生“微爆”现象，可使得油滴进一步微粒化，雾滴的“2次雾化”大大改进了燃油的燃烧过程，更加快了燃烧速率，使油分子燃烧趋近完全，达到节油的目的。,乳化柴油的问题,稳定性。乳化柴油第一次点火发动后，剩余在油缸中的油一旦发生分层，就会导致再次发动较困难。再有，乳化柴油的稳定性易受温度、杂质等环境因素的影响 乳化柴油成本较高。乳化剂的价格通常比较昂贵，这就造成乳化柴油的成本较高,
