《汽车发动机原理》教学课件-第四章-燃料与燃烧.pptxVIP

第四章 燃料与燃烧;Contents;第一节 发动机燃料;一．石油的化学组成;;;二．石油炼制的基本方法;2．减压蒸馏：降低蒸馏的压力，从而降低油料沸点的原理将常压蒸馏得到的残渣再进行分馏。;Contents;　第二节? 燃料的使用特性;一．汽油的性能;1．抗爆性;测定辛烷值时的实验条件;;;2．蒸发性;3.氧化安定性;4.汽油规范;;二．柴油的性能;2．低温流动性;3．蒸发性;4.柴油规范;三、代用燃料;天然气的研究法辛烷值为130，十六烷值为零，只能点燃不能压燃。 ; 丰田公司5S—FNE型天然气发动机的燃料供给系统; 混合器式LPG发动机燃料系统图 ;天然气和液化石油气燃料特点比较： 天然气的体积低热值和质量低热值略高于汽油，但理论混合气热值比汽油低，液化石油气则介于汽油和天然气之间。 抗爆性能高。天然气的主要成分是甲烷，甲烷的研究法辛烷值为130，液化石油气的研究法辛烷值为100～110。 混合气发火界限宽。天然气与空气混合气有很宽的着火界限，其过量空气系数的变化范围为0.6-1.8。 天然气和液化石油气比汽油的着火温度高，传播速度慢，因此需要较高的点火能量。;2.醇类燃料 醇类燃料主要是指甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH) 。 甲醇(或乙醇)与汽油的混合燃料称为甲醇(或乙醇)汽油或称汽醇。 按照醇在燃料中所占的体积分数，甲醇汽油习惯上称为Mx (x为甲醇的体积分数)，如M5(指甲醇5%)、M10(含甲醇10%)、M85(含甲醇85%)等，乙醇汽油习惯上称为Ex(x为乙醇的体积分数)，如E10(含乙醇10%)、E20(含乙醇20) %等。;当点燃式内燃机使用纯醇类燃料时，需进行一系列设计修改： 混合气的形成装置须与醇类燃料热值较低、所需的空气量较少相适应； 醇类燃料的辛烷值高，应采用高压缩比； 选择合适的火花塞和火花塞间隙； 采取措施解决冷起动不良，如：辅助喷射；电加热；火焰起动装置；热分解燃油；催化分解燃油；增加点火能量；促使燃油雾化；在燃油中添加低沸点添加剂等。 ;3. 二甲醚DME (Dimethyl Ether) 二甲醚是重要的化工原料，化学分子式为CH3-O-CH3。它与甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)一样是含氧燃料，即分子结构中含有氧原子。含氧燃料燃烧时需要的空气少，易充分燃烧，基本不产生碳烟。 二甲醚的十六烷值为55～60，一般柴油的只有40～55，二甲醚的着火温度为235 ℃ ，低于柴油的250℃，着火性能优于柴油。 ;燃料理化特性引起的发动机工作模式上的差异;4.代用燃料车的应用;改用LPG的V10宝马-汽油/液化石油气作为燃料 ;节能环保 奇瑞甲醇发动机创造新动力 ;节省费用40％ 华普甲醇动力车年内投放 ;北美车展-乙醇燃料生物系统萨博9-4 ;乙醇燃料发动机 终极梦幻超级跑车亮相 ;上海运行的清洁能源二甲醚 公交车;丰田燃料电池概念车Fine-X ;Contents;第三节 燃烧热化学;一.1kg燃料完全燃烧所需要的理论空气量;1kmol H2＋ kmol O2 1kmol H2O ; 因为1kg燃料中含有gOkg的氧，折合为gO/32kmol，此是燃料中的氧参加反应，而非空气中的氧。所以1kg燃料完全燃烧所需的氧气量为： ;二．过量空气系数α;α1 稀混合气 柴油机中因燃料与空气难以均匀混合，所以需要多供给空气 。;空燃比A/F;三. 燃料热值;2. 可燃混合气的热值 ;几种主要液体燃料的成分、热值及理论空气量;Contents;第四节 燃烧的基本知识;燃烧的定义： 可燃物质(燃料)与氧化剂(空气中的氧气)产生的剧烈放热化学反应，并伴有流动、传热、传质等物理现象（光和热）。 燃烧的分类： 固相燃烧：固体燃料没有挥发而在表面与空气(氧气)燃烧 气相燃烧：燃料以气体状态与空气混合燃烧 ① 预混燃烧：着火前燃料气体或燃料蒸气与氧化剂已按 一定比例形成混合气的燃烧 ② 扩散燃烧：着火前燃料与氧化剂是相互分开的，着火 后燃料边蒸发边与空气混合的燃烧;;一切燃烧过程分为两阶段：;一. 着火理论;一. 着火理论;自燃的原因:由于热量的积累 ;影响因素： ① 压力：pc↑→ Tc ↓ ② 过量空气系数φa: 对某一pc或Tc,存在一个混合气的着火 浓限和稀限 ③ 燃料特性：燃料不同, Tc不同;2.链式着火(链锁反应);链锁反应——烃的氧化反应需经历的链锁反应过程包括： ①链引发：反应物分子受到某种因素激发（如受热裂解、受 光辐射等）分解成自由原子或自由基。 ②链传播：自由原子或自由基与反应物作用，一方面使反应 进行，另一方