汽油抗爆性课件.ppt

* 2.3 汽油的抗爆性 2.3.1爆燃产生的原因及危害 1.正常燃烧 汽油的抗爆性是指汽油在汽油发动机气缸内燃烧时不产生爆燃的性能。 汽油在汽油机内的燃烧分正常燃烧和不正常燃烧。 正常燃烧的特征为可燃混合气被电火花点燃后，在火花塞附近形成火焰中心，火焰逐渐向未燃混合气扩散（传播速度约为20～50m/s），气缸内压力和温度上升均匀。 不正常燃烧的特征为形成多个火焰中心，火焰传播速度快，气缸内压力和温度上升急剧。其中爆燃是常见的不正常燃烧之一。 影响爆燃的因素很多，汽油本身的抗爆性能是最根本的。 2.爆燃产生的原因 当可燃混合气在气缸内被电火花点燃后，一部分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射作用，温度和压力急剧升高，化学反应加剧，生成许多不稳定的过氧化物。 过氧化物的特点是当其浓度较大时容易发生自燃。 抗爆性好的汽油，在燃烧过程中其氧化分解产生的过氧化物不会达到自燃的浓度。 如汽油的抗爆性不好，就容易使过氧化物聚集，尤其是在已燃混合气的热辐射和压力作用下，过氧化物会迅速达到自燃的浓度而自燃，进而在未燃的混合气中形成多个火焰中心，向四面八方传播。 由于这种燃烧速度极为迅速，气缸容积来不及膨胀，使气缸内的压力和温度急剧上升。 这种压力和温度的不平衡产生强烈的冲击波，以超音速向前推进，猛烈撞击气缸盖、活塞顶和气缸壁，使发动机产生震动，并发出清脆的敲缸声。 这种现象就是爆燃。 3.爆燃的危害 爆燃对发动机的危害很大，表现在以下几个方面： 1）由于强烈冲击波的作用，会使气缸盖、活塞顶、气缸壁、连杆、曲轴等机件的负荷增加，产生变形甚至损坏。 2）爆燃的高压和高温，会破坏气缸壁的润滑油膜的润滑性，使发动机磨损加快，气缸的密封性下降，发动机功率降低。 3）爆燃产生的高温，会增加冷却系统的负担，易使发动机出现过热。 4）爆燃的局部高温，引起热分解现象严重，使燃烧产物分解为HC、CO和游离碳的现象增多，排气冒黑烟严重；产生的碳易形成积炭，破坏活塞环、火花塞、气门等零件的正常工作，使发动机的可靠性下降。 对既定的发动机，当压缩比一定、点火提前角恒定不变时，爆燃产生的主要影响因素就是汽油自身的抗爆性。 所以，为避免爆燃现象的出现，应尽量使用抗爆性好的汽油。 2.3.2汽油抗爆性的评价指标 汽油抗爆性的评价指标是辛烷值和抗爆指数。 1.辛烷值 辛烷值是表示点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数。 在规定条件下的标准发动机试验中，通过和标准燃料进行比较来测定，采用和被测定燃料具有相同抗爆性的标准燃料的辛烷值表示。 辛烷值通常用英文缩写ON（Octane Number）表示。 在标准发动机试验中，由于规定条件不同，测得的辛烷值也不同。 按照试验条件，辛烷值分为马达法辛烷值和研究法辛烷值两种。 马达法辛烷值英文缩写为MON（Motor Octane Number）；研究法辛烷值英文缩写为RON（Research Octane Numbcr）。 马达法辛烷值的试验条件要比研究法辛烷值的试验条件苛刻。例如，测定马达法辛烷值时，发动机转速一般为900r／min，混合气一般加热至149℃；而测定研究法辛烷值时，发动机转速一般为600r/min，混合气一般不加热。 正因为马达法辛烷值的试验条件苛刻，所以马达法辛烷值一般低于研究法辛烷值。 测定辛烷值的标准燃料，是用两种抗爆性相差悬殊的烷烃作基准物配制而成的。 一种是异辛烷（C8H18），它的抗爆性能良好，规定其辛烷值为100；另一种是正庚烷（C7H16），它的抗爆性能差，规定其辛烷值为0。 按不同体积比例混合这两种基准物，便得到多种标准燃料。 标准燃料中异辛烷的体积分数规定为标准燃料的辛烷值，该值范围为0～100。 2.辛烷值测定 辛烷值的测定按照GB/T503－1995《汽油辛烷值测定法（马达法）》和GB/T5487—1995《汽油辛烷值测定法（研究法）》的规定进行。 辛烷值测定机如图2.8 所示，包括一台连续压缩比可在4～10范围内变化的单缸发动机，附带相应的负载设备、辅助设备和测试仪器、仪表，它们都装在一个固定的底座上。 图2.8 辛烷值测定机 测定某汽油辛烷值时，将被测汽油在试验机上按规定试验条件运转，逐渐调大压缩比，使试验机发生爆燃，直至达到规定的爆燃强度。 爆燃强度可用电子爆燃表测量。