第4章燃料与燃烧.ppt

发动机传统的燃料是汽油与柴油，它们是石油的炼制品。石油的主要成分是碳、氢两种元素，含量约占97%-98%，其它还有少量的硫、氧、氮等。石油产品是以多种碳氢化合物的混合物的形式出现的，分子式为CnHm，通常称为烃。 对汽油的性能要求 适宜的蒸发 良好的抗暴性和氧化安定性 无腐蚀 不含机械杂质和水 汽油的使用性能主要有： 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）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 。它对汽油能否完全燃烧和发动机的磨损有关。 何谓汽油机的正常燃烧？ 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 马达法辛烷值（MON）是以较高的混合气温度（一般加热至149℃）和较高的发动机转速（一般达900r/min）的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机常用工况下低速运转时的抗爆能力。 研究法辛烷值（RON）是以较低的混合气温度（一般不加热）和较低的发动机转速（一般在600r/min ）的中等苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆能力。 抗爆指数＝（MON+RON）/2。 美国认为用抗爆指数[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。 汽油的选用 根据说明书 根据发动机的压缩比来选择其相应使用的汽油 3、氧化安定性 汽油的氧化安定性指汽油在使用过程中抵抗氧化生胶的能力。 4、腐蚀性 柴油 柴油是沸点170～370℃的烃类混合物，通常从原油中分馏出来之后，即可直接使用 对柴油的性能要求 良好的燃烧性 良好的低温流动性 适宜的黏度和蒸发性 无腐蚀 不含机械杂质和水 柴油的使用性能主要有： 1）醇类燃料的热值低，但醇中含氧量大，所需的理论空气量不到汽油的一半，所以两者的混合气热值都差不多，从而保证发动机动力性能不致降低。由于热值低，酒精汽油的燃油消耗率比普通汽油高，不过热效率并不比普通汽油低，而且其混合气比汽油混合气还稀。 2）醇的汽化潜热是汽油的三倍左右，混合燃料蒸发汽化，可以促使进气温度进一步降低，增加了充气量，提高了功率。但困难的是，在使用中需予以强预热。 a)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； b)醇类燃料的辛烷值高，应采用高压缩比； c)选择合适的火花塞； d)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。 气体燃料可分为天然气（NG）、液化石油气（LPG）及工业生产中的气体燃料。 天然气是以自由状态或与石油共生于自然界中的可燃气体，它的主要成分是甲烷。 液化石油气是在石油炼制过程中产生的石油气，主要成分是丙烷、丙烯等。 天然气用于汽车一般有两种形式： 一种是压缩天然气（CNG）。通常以20MPa压缩储存于高压气瓶中； 一种是液化天然气（LNG），将天然气以-162℃低温液化储存于隔热的液化气罐中。 1 kg燃料完全燃烧所需的理论空气量为 1、汽油机的高温单阶段着火 化学反应产生热量，使温度上升，而温度上升又加快了反应速率，导致放出更多的热量，这种互为促进，最终产生剧烈的化学反应，称之为热爆炸。 柴油机的低温多阶段自燃 四 醇类燃料 3）醇具有高的抗爆性能，加醇的混合汽油可提高燃料的辛烷值，这对提高汽油机的压缩比极为有利。 4）醇的沸点低，产生气阻的倾向比汽油大，要采取相应的措施。 5）在常温下醇难溶于汽油，混合不匀的燃料使发动机运转不稳定。为此，需要加入适量的助溶剂，以利于醇与汽油相互溶解。 6）甲醇对视神经有损伤作用，其混合燃料有一定的毒性，在储运及使用中要注意安全。 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 五 气体燃料 l）天然气的主要成分是甲烷，CO排放量少，未燃HC成分引起的光化学反应低，燃料中几乎不含硫的成分，从全球环保的角度看，SO2排放量要低。 2）辛烷值高达130，可采用高压缩比，获得高的热效率。 3）燃烧下限宽，稀燃特性忧越，在广泛的运转范围内，可降低NOx生成，进而也可提高热效率。 天然气燃料的优点 4）由于是气体燃料，低温起动性及低温运转性能良好，进而在暖机过程中，不需要在使用液体燃