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摩托车发动机原理第四章汽油机的燃料及特性资料.ppt
第四章 汽油机的燃料及特性 主要内容 第一节 摩托车用汽油机的燃料 第二节 代用燃料及其应用 第三节 燃烧化学 第四节 燃烧的基本理论 作业及思考题 第一节 发动机的燃料 石油燃料(汽油、柴油) 一、汽油 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、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时抵抗爆燃的能力。 汽油的抗爆性是以辛烷值来表示的。根据试验规范的不同,所得的辛院值分别称为马达法MON或研究法RON辛烷值。我国生产的汽油是按研究法辛烷值RON分级的。 汽油的辛烷值越高,其抗爆性越好。 汽油的牌号以辛烷值划分。 辛烷值 辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高,则抗爆震的能力强。国产汽油是以辛烷值(研究法)来标号的 为了提高汽油的辛烷值,常使用抗爆添加剂,它是由四乙铅[Pb(C2H5)4]和溴化乙烷(C2H4Br2)组成的混合物。在汽油中加入少量的乙基液可明显地提高汽油的辛烷值。四乙铅有毒,常限制使用。含有四乙铅的汽油都用加色标明,以引起使用者的注意 测定燃料的辛烷值是在专门的试验发动机上进行的。测定时,用容易爆震的正庚烷(辛烷值定为0和抗爆性好的异辛烷(2、2、4三甲基戊烷)(其辛烷值定为100)的混合液与被测定的汽油作比较。当混合液与被测汽油在专用的发动机上的抗爆程度相同时,则混合液中异辛烷含量的体积百分数就是被测定汽油的辛烷值。 评定车用汽油的抗爆性,可采用两种试验工况,分别称为马达法与研究法。马达法规定的试验转速及进气温度比研究法高,所以用马达法测定的辛烷值(MON)比研究法辛烷值(ROM)低。 美国认为用辛烷值指数[ONI,即(RON+MON)/2]来表征在各种道路行驶(工作情况)时的抗爆性能更合理,并将汽油按ONI分为85、87、89、91、93、95、97共七个等级。 2、汽油的蒸发性 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。 一、汽油 汽油是多种烃类的混合物,没有一定的沸点,它随着温度的上升,按照馏分由轻到重逐次沸腾。汽油馏出温度的范围称为馏程 1、蒸发性:馏程曲线 (1)10%馏出温度:标志起动性;注意气阻 (2)50%馏出温度:标志平均蒸发性,它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工作稳定性 (3)90%馏出温度:标志着燃料中含有难于挥发的重质成分的数量 (3)98%馏出温度:干点, 第二节 代用燃料及其应用 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。 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。 第三节 燃烧热化学 一、燃料燃烧的热值 1kg燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。 待温度降低以后,水的汽化潜热才能释放出来。因此,水凝结以后计入水的汽化潜热的热值,称为高热值; 内燃机排气温度较高,水的汽化潜热不能利用,因此应用低热值。(完全燃烧是指某化合物被所在氧气全部氧化,其中C生成CO2、H生成H2O,其它元素生成高级氧化物。在高温的燃烧产物中,水以蒸气状态存在,水的汽化潜热不能利用。在高温下的,则为低热值。) 2. 混合气热值 当气缸工作容积和进气条件一定时,每循环加给工质的热量取决于单位体积可燃混合气的热值,而不是决定于燃料的热值。 可燃混合气的热值以kJ/kmol或kJ/m3(标准)计。
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