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第六章油品燃烧性能的测定

目前，石油产品的绝大部分仍是作为燃料使用的，特别是内燃机（汽

油机、柴油机及喷气机）都是以液体石油产品（汽油、柴油及喷气燃料）

为动力而运转的。

燃烧性能是评价燃料油品的重要指标，所谓燃烧性是指燃料是否具有

较高的热值及在内燃机工作状况下能否充分燃烧，提供更多的有效功率。

当然，燃料能否充分燃烧和许多因素有关，诸如内燃机的结构、工作状

况、空气的合理供应，油品的物理性质和化学组成等，本节主要从油料

性能角度讨论这一问题，主要目的是阐明判断燃料燃烧性能指针与组成

的关系及其测定方法。

第一节汽油的抗爆性

一、汽油机爆震现象的产生

1.工作原理

汽油机又称为点燃式发动机，除有些种类的摩托车的发动机是二冲

程外，其余大多数汽油机车的发动机多为四冲程，即都要经历吸气、压

缩、燃烧膨胀做功和排气四个工作过程。燃料蒸气和空气（氧气）的混

合气在大于200C的温度下氧化生成过氧化物，当过氧化物积累至一定

0

浓度便自燃，生成、、出，同时放出大量的热量，但是点燃式

COCO0

2

发动机中的汽油不是靠它自燃，而是靠电火花点燃，即在压缩冲程进行

到离上止点前15-20角，火花塞便开始点火（注：压缩冲程终了汽缸

00

压力可达到1-1.4MPa,温度可达250-400C,而汽油自燃点为

°

415-530C）,电火花附近的烃类迅速氧化成过氧化物，并迅速聚集至一

°

定浓度，便被电火花点燃着火燃烧，产生焰峰，以20-40m/s速度向前推

进，此时汽缸内压力可达3-5MPa，温度可达2000-2500C,属正常燃烧

P

膨胀做功。

注：活塞从上止点到下止点的直线距离称为一个冲程，所扫过的容积

称为称为发动机的工作容积或发动机排量，用符号VL表示。

2.爆震现象

若汽油品质不好（辛烷值低），含易氧化烃类多，已燃区温度、压

力迅速增加，燃烧产物体积增加，压缩未燃区（即火焰未能传播到的地

方）使某一局部过氧化物浓度浓度已很高，温度已超过烃类自燃点很多，

这时，烃类便自燃，产生多个燃烧中心，是燃烧速度猛增至1000-2000m/s,

这时燃烧是已爆炸形式进行，气缸内压力为正常压力的2-4倍，局部温

度可达2500-3000C,其结果便产生猛烈的金属敲击声，同时也因火焰瞬

0

间掠过汽缸内空间使燃烧不完全，而排出黑烟，这就是爆震现象的产生。

二、影响点燃式发动机爆震的因素

1.燃料的性质

汽油中含有较多的自燃点低易氧化的烃类，使烃类自燃点下

降，未燃区产生过多的过氧化物，汽缸温度升高超过自燃点，使在汽缸

内产生多个燃烧中心而自燃，从而引起爆震，结果产生金属敲击声，排

气冒黑烟。

注：①数相同时，烷烃和烯烃易被氧化，自燃点最低，易产

C

生爆震

②异构烷烃、芳烃和环烷烃不易被氧化，不易引起爆震

③同类烃，沸点越高（相对分子质量越大）形成不稳定过氧化物的倾

向越大，故：由同一原油炼制的汽油，馏分越重，越易发生爆震。

2.发动机的结构和工作状况

（）压缩比

1

压缩比R为发动机在汽缸活塞行驶到下止点时汽缸的容积与

活塞行驶到上止点时汽缸的容积之比。汽油发动机的压缩比通常在

6.0-10.0之间。

发动机的好坏主要与热转化为功的效率有关，人们总是希望使用热功

率高的发动机，而热功率又与压缩比成正比，即热功率越高，汽缸所需

压缩比越大。压缩比增加，压缩后汽缸内温度压强越高，有利于烃类氧

化，过氧化物积累，因而，对汽油机来说压缩比越大越易产生爆震。但

是，对于汽油机我们不能采取降低压缩比的方法来达到不产生爆震的目

的，而是要从燃料本身入手，想法提高汽油质量，改变汽油组成。