第4章燃料与燃烧化学.pptVIP

基本思路：;第一节 发动机燃料 ;;;第二节 代用燃料 ;一、气体代用燃料 ; LPG的主要成分是丙烷和丁烷，发动机用的 LPG一般是纯丙烷（ C3 H8）或丙烷与丁烷（C4H10）的混合物。;;CNG发动机的主要技术特点如下： l）CNG发动机的排放特性、经济性要优于LPG发动机。同时，由于天然气资源较丰富，CNG汽车具有广阔的发展前景。;二、液体代用燃料 ; 1．醇类燃料的物化特性和使用特性 常用的代用燃料与汽油、柴油的物理化学特性的比较 l）醇类燃料的低热值比汽油的低，甲醇仅为汽油的 46％，乙醇为汽油的 62％；但甲醇、乙醇燃烧时的理论空气量也少，甲醇为汽油的43％，乙醇为汽油的60％。因此当在汽油机上燃用甲醇、乙醇时，应增大循环供油量（化油器发动机可增大主量孔直径或调大可调量孔，电控喷射的汽油机需要增???喷油脉宽）从而使混合气的热值大体与汽油空气混合气相等或略高，这样使发动机在燃用醇类燃料时动力性能不降低甚至可以提高。 2）醇类燃料的蒸发潜热比汽油大得多，甲醇为 1101 kJ／kg，乙醇为862kJ／kg，甲醇为汽油的3．7倍，乙醇为汽油的2．9倍，从而使混合气在燃料蒸发时温降大（甲醇为汽油的7倍，乙醇为汽油的4．16倍）。醇类燃料较大的混合气温降有利于提高发动机的充量系数和动力性，但不利于燃料在低温下的蒸发，造成发动机冷起动困难（尤其是在冬季）和暖机时间长。由于进入气缸的混合气温度低，滞燃期长，应适当增大点火提前角。 3）醇类燃料的辛烷值高，甲醇为 109，乙醇为 110，在汽油机上使用时，可以提高压缩比，有利于提高发动机的动力性能和经济性能。醇类燃料的十六烷值低，在柴油机上使用时，需要采用助燃措施。;2、醇类燃料的优缺点 （1）甲醇的优缺点 甲醇作为车用燃料有以下优点： l）甲醇可从煤或天然气中提炼，它可以大规模专门生产，也可以利用现有的氮肥厂设备联产，或采用多联产（热、电、化工产品如甲醇、二甲醚、合成气等联产，简称IGCC），生产成本低。 2）甲醇是液体燃料，可以沿用石油燃料的运输储存系统，基础设施投人少。 3）燃用甲醇燃料可以提高发动机动力性能、经济性能，有害排放物低，是一种清洁代用燃料。 甲醇的主要缺点是： l）有毒、不可饮入口中或溅入眼中，须对甲醇燃料加强管理并严格遵守操作规程。 2）排气中有未燃醇和醛有害气体排放物，需进行排气后处理。其中未燃醇在环境中存在的时间短，可以被带氧微生物分解。 3）甲醇对有色金属、橡胶有腐蚀作用，需对燃油系统在结构上与材料上采取措施，如采用耐溶胀的硫化橡胶、不锈钢制油箱及聚四氟乙烯燃油管道等。; （2）乙醇（酒精）优缺点 乙醇的来源有三种，即剩余粮食、能源作物和秸秆。巴西和美国分别利用本国生产的甘蔗和玉米大量生产乙醇作为车用燃料。;乙醇作为内燃机代用燃料的缺点是： l）乙醇生产成本高，虽然利用阶段性过剩、存放期过长甚至霉变的粮食制取酒精可以在一定程度上缓解粮食过剩和燃料不足的矛盾。但我国可耕地面积少（为世界的7％），人口多（占全世界人口的 22％），粮食来源不稳定，生产乙醇过程中耗能大（生产乙醇的耗能量接近乙醇发出的能量）、耗粮大，生产乙醇过程中有大量CO。排放，利用粮食生产乙醇，只能适度开展。此外利用乙醇作为燃料或辛烷值添加剂时，政府要考虑给予补贴，否则在市场经济条件下难以推广应用。 2） 利用能源作物（如酣高粱的茎杆、木薯等）制乙醇也是可行的，生产成本比粮食制乙醇低 1000元/t左右，秸秆制酒精是将秸秆通过酶水解成单糖，然后发酵成乙醇。由于酶成本高，秸秆收集比较困难，世界上未大规模生产。秸秆比较适宜在汽化生成沼气后，作为民用燃料。;第三节 燃烧化学 ;二、燃油完全燃烧的化学反应(略) 发动机所用的汽油或柴油主要由碳、氢、氧组成，其它成分如氮、硫等含量不多，在热计算时不考虑，如以gC、gH、gO分别表示1kg燃油中所含碳、氢、氧的kg数，即质量成分%，则： gC + gH + gO=1 汽油的平均质量成分： gC = 0.855；gH =0.145； gO=0.000 柴油的平均质量成分： gC =0.870； gH =0.126； gO =0.004 发动机中，