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1、第一章第一章 燃料及其使用性能燃料及其使用性能劳斯莱斯百年幻影汽油汽油柴油柴油喷气燃料喷气燃料燃料油燃料油液化气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的牌号及其使用性能汽油牌号汽油牌号研究法辛烷值研究法辛烷值抗爆指数抗爆指数燃烧性能燃烧性能辛烷值是衡量汽油抗爆性能的重要指标。辛烷值是衡量汽油抗爆性能的重要指标。一般供应的汽油：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，
2、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，更易的生成和聚集，自燃的倾向愈大，更易于发生爆震。于发生爆震。如果燃料的自燃点低，易发生爆震现象。如果燃料的自
3、燃点低，易发生爆震现象。汽油的抗爆性取决于其化学组成，芳香汽油的抗爆性取决于其化学组成，芳香烃烃异构烷烃和异构烯烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环正构烯烃和环烷烃烷烃正构烷烃。对于同族烃类，其辛烷正构烷烃。对于同族烃类，其辛烷值随相对分子质量的增大而降低。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 燃料中异辛烷的体积百分数压缩比在压缩比在80以下的选用以下的选用90号汽油，号汽油，压缩比在压缩比在8085的选用的选用93号或号或95
4、号汽油，号汽油，压缩比在压缩比在8590的选用的选用95号或号或97号汽油，号汽油，压缩比在压缩比在9095的选用的选用97号或号或98号汽油，号汽油，压缩比在压缩比在95100的就应选用标号的就应选用标号98号号以上的汽油了。以上的汽油了。汽油牌号的选择汽油牌号的选择n一般可以在汽车说明书中查到压缩比。除说明书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，才能使发动压缩比，选用相应标号的车用汽油，才
5、能使发动机发挥出最佳的效能。机发挥出最佳的效能。n如使用比规定要求牌号低的无铅汽油。发动机将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，甚至打坏活塞、缸体等。震。将会损坏发动机，甚至打坏活塞、缸体等。n但是选择汽油也不是标号越高越好。汽油标号选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提
6、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，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。还会造成浪费。燃烧性能：辛烷值燃烧性能：辛烷值蒸发性能：馏程、蒸气压蒸发性能：馏程、蒸气压安定性能：实际胶质、诱导期安定性能：实际胶质、诱导期腐蚀性：铜片腐蚀、水溶性酸或碱、杂质及腐蚀性：铜片腐蚀、水溶性酸或碱、杂质及水分水分环保要求：铅含量、硫含量、苯含量环保要求：铅含量、硫含量、苯含量柴油的牌号和使用性能柴油的牌号和使用性能柴油牌号柴油牌号凝点凝点低温流动性能低温流动性能
7、柴油牌号：柴油牌号：0、10、20、35、50柴油牌号的选用柴油牌号的选用选用的原则：柴油必须在凝固点以上选用的原则：柴油必须在凝固点以上3的气的气温条件下使用。温条件下使用。实际使用性能与冷滤点指标相关性好，主要实际使用性能与冷滤点指标相关性好，主要与冷启动有关与冷启动有关柴油的燃烧性能柴油的燃烧性能柴油机是压燃式发动机，因没有点火装置，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。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，发生滞若燃料自燃点过高，不能迅速自燃，发生滞燃，引起爆震现象。燃，引起爆震现象。表示柴油抗爆性的质量指标：十六烷
8、值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，较轻组分的十六烷较重组分的十六烷值高，较轻组分的十六烷值低值低柴油的其他使用性能柴油的其他使用性能蒸发性能：馏程、闪点、蒸发性能：馏程、闪点、安定性：氧化安定性、安定性：氧化安定性、腐蚀性：硫含量、酸度、铜片腐蚀、水分、腐蚀性：硫含量、酸度、铜片腐蚀、水分、机械杂质机械杂质外观：色度外观：色度喷气燃料喷气燃料喷气燃料又称航空煤油喷气燃料又称航空煤油质量要求质量要求雾化性能和蒸发性能：馏程、闪点、黏度雾化性能和蒸发性能：馏程、闪点、黏度燃烧性：热值、积炭倾向燃烧性：热值、
9、积炭倾向低温性能：冰点低温性能：冰点腐蚀性腐蚀性安定性安定性P7原油蒸馏后所剩余的残渣油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油可分为船用燃料油和炉用燃料油质质量量指指标标： 粘粘度度、闪闪点点(开开)、硫硫%、灰灰分分、机机械杂质等。械杂质等。商品牌号商品牌号: 恩氏粘度恩氏粘度燃料油燃料油液化气液化气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：二、燃料油品发展方向：主要是适应环保要求主要是适应环保要求红旗加长目前我国汽油性质的特点：目前我国汽油性质的特点：(1)硫含量高硫含量高 (2)汽油中芳烃水平相对较低汽油中芳烃水平
10、相对较低 (3)汽油中烯烃含量高汽油中烯烃含量高(4)汽油的蒸汽压偏高汽油的蒸汽压偏高(5)含氧化合物低含氧化合物低(6)辛烷值分布差辛烷值分布差汽油的发展方向汽油的发展方向无铅化、无铅化、低蒸气压、硫、烯烃、芳烃、低蒸气压、硫、烯烃、芳烃、90%馏出温馏出温度度)、较高的含氧化合物较高的含氧化合物汽汽车车尾尾气气排排放放物物：CO、CO2 、SOx 、NOx 、CH化化合合物物 电电喷喷技技术术(电电子子燃燃烧烧喷喷射射或或汽汽油油发发动动机机控控制制系系统统,简简称称EMS):它它能能精精确确控控制制空空气气和和燃燃油油的的混混合合比比例例并并及及时时点点火火。比比传传统统油油化化器器降降
11、低低5060%污污染染，另另外外三三元元催催化化转转化化器器可可降降低低95%的的污污染染排排放放。铅铅会会污污染染大大气气，使使电电喷喷氧氧传传感感器器失失灵灵，寿寿命命大大大大缩缩短短，堵堵塞塞喷喷咀咀，还还使使催催化化剂剂中中的的贵贵金金属中毒。属中毒。 EMS三三元元催催化化转转化化器器是是世世界界上上解解决决汽汽车车污污染染的的最最佳佳方案，具有很好的经济和环保意义。方案，具有很好的经济和环保意义。柴油：柴油：低硫、低芳烃、高十六烷值低硫、低芳烃、高十六烷值我国清洁车用轻柴油我国清洁车用轻柴油:S% 45芳烃芳烃30，稠环芳烃，稠环芳烃5与汽油相比与汽油相比 节油、经济：与汽油比，节
12、省节油、经济：与汽油比，节省1/3 环保、清洁环保、清洁: 总废气排放减少总废气排放减少40 动力、平安：动力、平安： 低速时扭矩大，既保证动力性，低速时扭矩大，既保证动力性， 又有利于低速时加速；又有利于低速时加速； 不容易挥发，着火点较高不容易挥发，着火点较高三、替代燃料三、替代燃料LPG、CNG、LNG醇类汽油醇类汽油二甲醚二甲醚乳化柴油乳化柴油生物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、LNGLPG：液化石油气：液化石油气 在常温、常压下呈气相，在常温、常压下呈气相，加压后加压后1MPa可液化的烃类。主要来源于可液化的烃类。
13、主要来源于天然石油气和石油炼厂气。主要成分为碳三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。和碳四的烃类混合气。CNG：压缩天然气：压缩天然气 主要为甲烷主要为甲烷LNG：液化天然气：液化天然气 由天然气液化制取的，以由天然气液化制取的，以甲烷为主要成分的液态烃。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，约为天然气的辛烷值高，约为130天然气以气态进人发动机，与空气同相因此天然气以气态进人发动机，与空气同相因此混合气混合均匀，燃烧比较完全可大
14、幅度降混合气混合均匀，燃烧比较完全可大幅度降低一氧化碳低一氧化碳(CO)和碳氢化台物和碳氢化台物(CH)的排放量。的排放量。发动机燃用天然气时，冷启动性能好，运转平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，可延长换油期质作用小，可延长换油期1倍以上。倍以上。天然气资源丰富，许多国家的天然气资源丰富，许多国家的CNG价格比汽油价格比汽油和柴油的便宜。和柴油的便宜。CNG的缺点CNG钢瓶的工作压力为钢瓶的工作压力为20MPa，体积压缩，体积压缩200250分之一，分之一，CNG钢瓶的材质特殊钢瓶的材质特殊在汽车上一
15、次充气行驶距离是汽车的在汽车上一次充气行驶距离是汽车的1/4LNG 将天然气冷却到将天然气冷却到-161时，天然气时，天然气即成为液态。天然气液化前的体即成为液态。天然气液化前的体积相当于液化后体积的积相当于液化后体积的634倍。液倍。液化天然气是一种大量运输天然气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运，船中设有耐低温的铝合金储舱。能装载数千立方米的液化天舱。能装载数千立方米的液化天然气。然气。1959年第一批液化天然气年第一批液化天然气是从美国路易斯安那州的查理斯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
16、气湖运往英国的。从此可将天然气运到不产或缺少天然气的国家，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液化的过程还可以经济地生产氦气等稀有气体。气等稀有气体。 LNG能量密度大。同样容积的能量密度大。同样容积的LNG车用罐装车用罐装载的天然气是载的天然气是CNG储气瓶的储气瓶的25倍，续驶里倍，续驶里程长。目前国外大型程长。目前国外大型LNG货车一次加气可连货车
17、一次加气可连续行驶续行驶10001300 km，非常适合长途运输，非常适合长途运输的需要。的需要。运输可行方便运输可行方便LNG燃料汽车尾气排放性能优于燃料汽车尾气排放性能优于CNG燃料汽燃料汽车车LNG冷能可回收利用。冷能可回收利用。LNG汽车除了可以为汽车除了可以为普通汽车夏季提供冷量用于空调外，还可以普通汽车夏季提供冷量用于空调外，还可以将其冷量进行回收用于低温冷藏。将其冷量进行回收用于低温冷藏。LNG安全性能好。安全性能好。LNG着火点为着火点为650 ，比，比汽、柴油、汽、柴油、LPG的着火点都要高，的着火点都要高，LNG泄漏泄漏与空气混合的爆炸极限为与空气混合的爆炸极限为5 15
18、，相对，相对密度为空气的一半，稍有泄漏很快会在空气密度为空气的一半，稍有泄漏很快会在空气中挥发扩散。而中挥发扩散。而LPG的爆炸极限为的爆炸极限为2495 ，着火点为，着火点为465 ，气化后密度大于，气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发扩散；汽油的爆炸极空气，泄漏后不易挥发扩散；汽油的爆炸极限为限为10 6，燃点为，燃点为427；柴油的爆；柴油的爆炸极限为炸极限为05 41 ，燃点为，燃点为260。因而，因而，LNG汽车比汽车比LPG汽车、汽柴油汽车使汽车、汽柴油汽车使用起来更安全。用起来更安全。醇类汽油甲醇、乙醇）醇类汽油甲醇、乙醇）特点：特点： 辛烷值高。它和汽油混合的调和辛烷值上升效辛烷
19、值高。它和汽油混合的调和辛烷值上升效果很高果很高 清洁环保。清洁环保。CO稍减少，稍减少，Nox减少减少3050，HC减少减少3060 低发热值。燃料耗量增加低发热值。燃料耗量增加 沸点低，易气阻沸点低，易气阻 冷起动难，蒸发潜热大冷起动难，蒸发潜热大甲醇汽油在少量水分存在下容易发生相分离，甲醇汽油在少量水分存在下容易发生相分离，可采取加入共溶剂可采取加入共溶剂腐蚀性、毒性。腐蚀性、毒性。解决办法：掺入解决办法：掺入15以下或改装发动机。以下或改装发动机。二甲醚二甲醚二甲醚(DME)是一种醚类化工产品，无毒，物是一种醚类化工产品，无毒，物理特性与液化石油气理特性与液化石油气(LPG)十分相似，
20、常温常十分相似，常温常压下为无色气体，压下为无色气体，5个大气压下呈液体状态。个大气压下呈液体状态。一是燃烧性能好，一是燃烧性能好， 污染物排放水平低。二甲醚污染物排放水平低。二甲醚作民用燃料时，燃烧更充分，作民用燃料时，燃烧更充分， 没有液化石油气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，动力性能的同时尾气污染物排放大幅下降， 可可满足欧美国家最新排放标准。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石
21、油气储存、运输和应用基础设施的兼容性较好，可直接加以利用或仅需简单改造。而且，好，可直接加以利用或仅需简单改造。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。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。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、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，重油残渣等多种资源制取， 因此可因地制宜地因此可因地制宜地选择合适的原料资源。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。燃烧热值低。改造发
22、动机。发动机的改造不是轻而易举的改造发动机。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、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，系统进行重新改造，成本价格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。分是脂肪酸甲酯。十六烷值高达十六烷值高达53，它的高含氧量和十六烷值有，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
23、低尾气有害物利于压燃机的正常燃烧，从而降低尾气有害物质排放。质排放。有较好的润滑性能，可降低喷油泵、发动机缸有较好的润滑性能，可降低喷油泵、发动机缸和连杆的磨损率，延长其使用寿命。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。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、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。无毒、对环境无害。生物柴油具有可再生性，资源不会枯竭。因而，生物柴油具有可再生性，资源不会枯竭。因而，生物柴油作为优质的柴油代用品，属环境友好生物柴油作为优质的柴油代用品，属环境友好型绿色燃料。型绿色燃料。 乳
24、化柴油乳化柴油是柴油、水和添加剂的混合物，用乳化柴油是柴油、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，作发动机的燃料，可以降低燃烧的最高温度，从而减少从而减少NOx的排放，同时也使燃烧略为延的排放，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，但动力性能的柴油发动机也可以继续使用，但动力性能略有损失。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一般柴油机中产生碳氢化合物的主要原因是混合不均匀
25、，以及在燃烧过程后期低速离开喷油器的燃油均匀，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；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，气化而发生达到沸点，气化而发生“微爆现象，可使得油滴微爆现象，可使得油滴进一步微粒化，雾滴的进一步微粒化，雾滴的“2次雾化大大改进了燃油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。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
