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1、第一节发动机的燃料及使用特性第二节燃烧热化学第三节燃烧的基础知识第五章燃料与燃烧热化学石油燃料石油燃料（汽油、柴油）代用燃料代用燃料 汽油的主要性能有：抗爆性、抗爆性、蒸发性蒸发性、氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。、氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。(一一)、汽油、汽油第一节发动机的燃料及使用特性一、发动机的燃料1、抗爆性、抗爆性汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸内燃烧是指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。时抵抗爆燃的能力。汽油的抗爆性用汽油的抗爆性用辛烷值辛烷值来表示。辛烷值越高，来表示。辛烷值越高，其抗爆性越好。其抗爆性越好。辛烷值辛烷值:在规定条件下在规定条件下,被测定汽油和标
2、准燃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数是被测定汽油的辛烷值辛烷值。测定汽油的辛烷值测定汽油的辛烷值有不同的试验方法，常用有不同的试验方法，常用的为马达法与研究法。的为马达法与研究法。马达法辛烷值（马达法辛烷值（MON）是以较高的混合气温度）是以较高的混合气温度（一（一 般加热至般加热至149）和较高的发动机转速（一般达）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烷值。它表示汽油在发动机常用工况下低速运
3、转时的抗爆能力。的抗爆能力。研究法辛烷值（研究法辛烷值（RON）是以较低的混合气温度）是以较低的混合气温度（一（一 般不加热）和较低的发动机转速（一般在）的中般不加热）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。时的抗爆能力。马达法辛烷值（马达法辛烷值（MON）低于研究法辛烷（）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，
4、同时标出较全面表示抗爆性时，同时标出RON和和MON值。值。2 2、蒸发性、蒸发性液态汽油汽化的难易程度称为汽油的液态汽油汽化的难易程度称为汽油的蒸发性蒸发性。汽油的蒸发性越强，越容易汽化，要求汽油必须具汽油的蒸发性越强，越容易汽化，要求汽油必须具有有良好的蒸发性良好的蒸发性。但蒸发性也不能太强，否则易形。但蒸发性也不能太强，否则易形成供油系成供油系“气阻气阻”，甚至发生供油中断现象。，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
5、还会使发动机工作不稳定，油耗上升。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。润滑遭破坏，造成机件磨损增大。汽油的蒸发性用汽油蒸发量为汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10、50、90和和100时所对应的温度来评定。时所对应的温度来评定。用用10馏出温度低，汽油的起动品质越好。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馏出温度低，说明汽油的中间馏分容易蒸发，有利于汽油机
6、的加速和由冷的状态很蒸发，有利于汽油机的加速和由冷的状态很快转入工作状态。快转入工作状态。90馏出温度高，表明汽油中不易蒸发的重馏出温度高，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。的润滑油和加大气缸磨损。3 3、氧化安定性氧化安定性 汽油抵抗大气或氧气的作用而保持其性质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不发生长久性变化的能力称为氧化安定
7、性氧化安定性。汽油氧化安定性直接影响汽油的储存、运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，统堵塞，气门关闭不严，气缸散热不良，增大爆燃倾向。增大爆燃倾向。4 4、汽油规格汽油规格 我国目前有两种规格，一种是车用汽油的我国目前有两种规格，一种是车用汽油的国家标准（国家标准（GB 1793-1999），一种是无铅），一种是无铅汽油的行业标准。汽油的行业标
8、准。我国的无铅车用汽油国家标准见表我国的无铅车用汽油国家标准见表4-1。(二二)、柴油、柴油1、柴油的自燃性、柴油的自燃性柴油的自燃性柴油的自燃性:柴油在没有外界火源的情况柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的能力。下能自行着火的能力。柴油的自燃性好，柴油机工作较柔和，在低柴油的自燃性好，柴油机工作较柔和，在低温时易于起动。温时易于起动。十六烷值十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。是评定柴油自燃性好坏的指标。柴柴油油的的十十六六烷烷值值：标标准准燃燃料料是是正正十十六六烷烷和和一一甲甲基基萘萘的的混混合合物物。正正十十六六烷烷自自燃燃性性最最好好，作作为为自自燃燃性性好好的的标标准准，其其十十
9、六六烷烷值值定定为为100。一一甲甲基基萘萘最最不不易易自自燃燃，作作为为自自燃燃性性差差的的标标准准，定定其其十十六六烷烷值值为为0。柴柴油油的的自自燃燃性性通通常常介介于于正正十十六六烷烷与与一一甲甲基基萘萘之之间间。将将上上述述两两种种成成分分按按不不同同比比例例混混合合，可可得得出出不不同同十十六六烷烷值值的的标标准准燃燃料料，其其十十六六烷烷值值为为该该混混合合物物中中正正十十六六烷烷所所占占的的体体积积百百分分数数。如如果果某某种种柴柴油油与与某某种种标标准准燃燃料料的的自自燃燃性性相相同同，则则该该标标准准燃燃料料的的十十六六烷烷值即为该柴油的十六烷值。值即为该柴油的十六烷值。十
10、十六六烷烷值值过过高高或或过过低低的的柴柴油油，都都对对柴柴油油机机的的性性能能或或工工作作不不利利。十十六六烷烷值值越越高高，着着火火性性越越好。十六烷值过高，燃烧不完全。好。十六烷值过高，燃烧不完全。国国产产柴柴油油的的十十六六烷烷值值规规定定为为4065之之间间，不不必必要过分增大。要过分增大。2、柴油的、柴油的蒸发性蒸发性柴柴油油的的蒸蒸发发性性影影响响滞滞燃燃期期内内柴柴油油的的蒸蒸发发量量及及燃烧的完全程度，用燃烧的完全程度，用馏程馏程表示。表示。馏馏程程指指柴柴油油蒸蒸馏馏过过程程中中馏馏出出一一定定百百分分数数所所处处的的温温度度，通通常常以以馏馏出出50的的温温度度来来评评定
11、定。馏馏程程低低，说说明明这这种种燃燃轻轻馏馏分分多多，蒸蒸发发性性好好，有有利利于于混混合合气气形形成成，改改善善了了燃燃烧烧过过程程。但但是是，馏馏程程过过低低，燃燃料料蒸蒸发发过过快快，则则在在着着火火延延迟迟期期内内形形成成的的混混合合气气量量过过多多，柴柴油油机机工工作作粗粗暴暴。车用柴油机的柴油馏程为车用柴油机的柴油馏程为200300。3、柴油的粘度粘度柴油的粘度决定柴油的流动性。柴油的粘度决定柴油的流动性。粘度流动性物化性好，过低，润滑性降低；粘度过滤清困难，喷雾不良，流动阻力增大。4、柴油的凝点凝点柴油的凝点指柴油冷却到失去流动性的温度凝点指柴油冷却到失去流动性的温度。代用燃料
12、及其应用代用燃料及其应用代代用用燃燃料料按按物物态态气体代用燃料：天然气、液化石天然气、液化石油油气、气、氢气、煤气、沼气氢气、煤气、沼气等液体代用燃料：甲醇甲醇、乙醇、乙醇、植物油植物油 燃料燃料等等按化按化学成学成分分烃燃料含氧燃料（三）、天然气（三）、天然气 天然气主要成分为甲烷CH4(容积比可达8399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天然气的热值和辛烷值均较高，在用作点点燃式发动机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，排污低排污低，使用比较方便，特别是压
13、缩压缩天然气天然气(CNGCompressed 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。（四）、液化石油气（四）、液化石油气 液化石油气(LPG-Liquefied Petroleum Gas）主要成分是丙丙烷烷C3H8、丁烷丁烷C4H10、丙丙烯烯C3H6、丁烯丁烯C4H8及其异构物及其异构物，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。（五）、醇类燃料（五）、醇类燃料醇类燃料主要是甲醇甲醇CH3OH和乙醇乙醇C2H5OH。甲醇甲醇可以从天然气、煤、生
14、物质等原料中提取；乙醇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。乙醇汽油是一种由粮食及各种植物乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成替代能源成替代能源。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。乙醇它以乙醇它以 玉米玉米、薯、薯类、糖蜜等、糖蜜等为原料，原料，经发酵、蒸酵、蒸馏制成。制成
15、。试点点检测结果表明，使用果表明，使用车用乙醇汽油不影响汽用乙醇汽油不影响汽车的行的行驶性能。其排放的尾气中一氧化碳下降超性能。其排放的尾气中一氧化碳下降超过30、碳、碳氢化合物下降化合物下降10，苯系物明，苯系物明显减少，氮氧化减少，氮氧化合物基本不合物基本不变。汽。汽车使用乙醇汽油已被使用乙醇汽油已被视为改善城市改善城市空气空气质量的重要手段。量的重要手段。对目前中国推广乙醇汽油目前中国推广乙醇汽油试点工作，有点工作，有专家家强调认为，必，必须妥善解决好以下三个关妥善解决好以下三个关键问题：一一是乙醇汽油百公里耗油量高于同牌号的是乙醇汽油百公里耗油量高于同牌号的汽油消耗量；汽油消耗量；二二
16、是由于中国乙醇汽油的推广是由于中国乙醇汽油的推广刚刚起步，究竟乙醇汽油起步，究竟乙醇汽油对加油机、汽加油机、汽车等零部等零部件是否有影响及影响程度均不是很清楚；件是否有影响及影响程度均不是很清楚；三三是是由于乙醇汽油不宜由于乙醇汽油不宜长期期储存的特性，乙醇汽油存的特性，乙醇汽油的的调配和配和销售同普通汽油相比具有更大的售同普通汽油相比具有更大的质量量风险。（一）、柴油的发火性u自燃能力，用十六烷值表示。u十六烷值过高、过低都不好。u车用柴油机：十六烷值4060。二、燃料的使用特性柴油的蒸发性柴油蒸发性:用50%、90%、95%馏出温度来评价50%馏出温度低，轻馏分多，蒸发性好，但其着火性差。如果此温度过低，使柴油机工作粗暴。90%、95%馏出温度高，重馏分多，蒸发性差。因此，要求柴油的50%馏出温度适宜，90%馏出温度和95%馏出温度应比较低。粘度粘度决定其流动性，影响雾化质量和润滑能力。粘度大，滤清困难，流动阻力增加，不易雾化。粘度小，流动性好，容易雾化，但粘度过小使其失去必要润滑能力，磨损、柴油的露失量增加。凝点u凝点：指柴油冷却到开始失去流动性的温度，是评价柴油低温流动性的指标
