内燃机学 教学课件 作者 周龙保第六章 6.2.pptVIP

第二节 含氧燃料 一.醇类燃料 Alcohols 醇类燃料汽油中的溶解度 甲醇燃料的应用 甲醇燃料的物化性质和使用特性 甲醇燃料在发动机上的试验结果 在汽油机上燃用醇类燃料 在柴油机上燃用甲醇燃料 甲醇燃料的物化性质和使用特性 甲醇燃料的低热值仅为汽油的46%左右，应增加循环油量。 甲醇燃料的气化潜热为汽油的7倍（按相同热值的混合气计），从而使混合气在气化时的温降较大，有利于提高发动机的充量系数和动力性，但会造成发动机冷起动困难和暖机时间长。 甲醇燃料的辛烷值高,在汽油机上使用时可提高压缩比,有利于提高发动机的动力性能和经济性能。但甲醇燃料的十六烷值低,在柴油机上使用时,需要有助燃措施。 甲醇燃料的物化性质和使用特性 由于甲醇燃料的气化潜热大,因此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。 甲醇含氧量达50%，利于燃料完全燃烧。 在定容燃烧弹中测出的甲醇的层流火焰传播速度为32.7cm/s，汽油为25.2cm/s，在相同条件下，甲醇的燃烧速度高于汽油，燃烧持续期缩短，有利于提高热效率。 甲醇的着火极限比汽油、柴油浓，使用更安全。 甲醇燃料使用中应注意的问题 甲醇对呼吸系统、皮肤、眼睛等有毒，要对相关人员进行安全教育和岗前培训，对甲醇汽油加色，杜绝口吸或饮用。 有些塑料件和橡胶件与甲醇不能兼容，会发生溶胀，导致采用上述材料的密封件失效；甲醇对一些有色金属有腐蚀性； 甲醇沸点较低，容易在供油系统中发生高温气阻。 甲醇的吸水性强，在运输和贮存时除防火外，还要防湿，否则将影响甲醇的纯度，甲醇汽油混合燃料吸水后还易产生分层； 甲醇燃烧后会产生醛类等非常规排放物； 汽油机上燃用甲醇燃料的试验结果 甲醇燃料的苯和1，3丁二烯比汽油类燃料低，但甲醇燃料仍有甲醛排放。 电喷汽油机的三效催化转化器在达到起燃温度后，可以催化转化排气中的甲醛，使其排放值降低到接近零排放。 柴油机上燃用甲醇燃料的试验结果 以掺烧为主，掺烧方式有： 乳化液法 熏蒸法 双燃料喷射系统法 甲醇和柴油掺烧可以提高发动机热效率,改善柴油机的排放,尤其是降低烟度 柴油机上燃用甲醇燃料的试验结果 乙醇燃料的应用 乙醇燃料的性质与甲醇燃料相似，乙醇在发动机上的应用情况与甲醇类似。 乙醇燃料的低热值为汽油的62%左右。因此当在汽油机上燃用乙醇时，应调整循环油量。 乙醇燃料的气化潜热为汽油的2.9倍，从而使混合气在气化时温降大。这有利于提高发动机的充量系数和动力性，但会造成发动机冷起动困难和暖机时间长。 乙醇燃料的辛烷值高,在火花点火发动机上使用时,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。乙醇燃料的十六烷值低,在柴油机上使用需要有助燃措施。 乙醇燃料的气化潜热大,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。 乙醇的粘度比汽油高得多，当在管道中流动阻力较大时，会导致火花点火发动机高速、高负荷时功率上不去。 二. 二甲醚Dimethyl Ether 二甲醚燃料的物化性质和使用特性 二甲醚作为内燃机替代燃料的主要特性如下 ： 二甲醚的十六烷值比一般轻柴油高，自燃温度比一般轻柴油低，它滞燃期短，有利于减少NOx排放和降低燃烧噪声。 二甲醚分子结构中没有C-C键，只有C-H和C-O键，此外它含氧34.8%，因此在任何工况下均可实现无烟燃烧。 二甲醚蒸发潜热约为柴油的1.6倍,它有利于降低气缸内燃烧的最高温度，使NOx排放下降。 二甲醚的沸点低，喷入气缸后可立即气化，因此二甲醚对喷油系统的喷射压力要求不高。 二甲醚燃料的物化性质和使用特性 二甲醚燃料在使用中也存在如下问题： 二甲醚的低热值为柴油的64.7%，密度又比柴油小，因此为使发动机燃用二甲醚后与燃用柴油有相同的功率输出，必须增大循环供油量。 二甲醚是一种很强的溶剂, 与天然橡胶不能兼容，其燃油供给系统的橡胶部件、橡胶油封和垫片需要采用新型耐二甲醚的橡胶（氟醚橡胶等）或高分子材料（如聚四氟乙烯）等。 二甲醚粘度很低，作为燃料使用时需加润滑添加剂。 二甲醚的蒸气压随温度增加而急剧升高，需增加燃料供给系的供油压力，避免产生气阻。 二甲醚/柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用 二甲醚燃料在压燃式发动机上的应用  三.生物柴油 bio-diesel 生物柴油的理化性质和使用特性 使用生物柴油时应注意问题 一般残炭含量较高，发动机容易形成积碳，导致磨损增加。 浊点、凝点或冷滤点较高，低温流动性差，必要时需添加流动性能改进剂； 氧化安全性差，易老化，会造成滤清器堵塞，排烟增大和启动困难。 生物柴油在发动机上的应用 生物柴油对重型发动机排放的影响 * 二甲醚 生物柴油 醇类燃料 Oxygenated Fuel 主要学习内容 1.醇类燃料在汽