第三篇 柴油 油料学与炼制工艺.ppt

第二节 柴油 (1)滞燃期(发火延迟期) 滞燃期是指从喷油开始(A点)到混合气开始着火(B点)之间的一段时间。这个时期极短，只有1～3ms。 物理延迟：柴油喷入气缸后进行雾化、受热、蒸发、扩散以及与空气混合而形成可燃混合气等一系列燃烧前的物理过程，所以，这段时间又称为物理延迟。 化学延迟：燃料受热后开始进行燃烧前的氧化链反应，生成过氧化物，过氧化物达到一定浓度便自燃着火，这就是化学延迟。 这两种延迟互相影响，在时间上是部分重叠的。 滞燃期虽然很短促，但它对发动机的工作有决定性的影响。因为在这一时期结束时，气缸内已积累了一定量的柴油，而且经过了不同程度的物理的和化学的准备，一旦发火后，燃烧极为迅速。由此可见，滞燃期越长，发火前喷入的柴油越多，自行发火后，大量柴油在气缸内同时燃烧，会导致气缸内的压力和温度都急剧升高，造成发动机工作粗暴，甚至出现爆震现象。 因此，缩短滞燃期有利于改善柴油机的燃烧性能，这就要求燃料具有较低的自燃点，发动机应具有较高的压缩比以及较高的进气温度等。 (2)急燃期 这是指发动机中柴油开始燃烧(B点)直至气缸中压力不再急剧升高为止(C点)的时间。 在急燃期内，燃料着火燃烧，其燃烧速度极快，单位时间内放出的热量很多，气缸内温度和压力上升很快，压力升高速率的大小对柴油机的工作影响很大。 急燃期中压力上升的速率取决于滞燃期的长短，滞燃期越短，发动机的工作越柔和，如滞燃期过长，着火前喷入的柴油积累过多，一旦燃烧起来则温度、压力就会上升过快。而气缸内的压力上升速率过快，发动机工作就会出现爆震现象，严重时会发出金属敲击声，导致机件磨损的加剧甚至损坏。 (3)缓燃期(主燃期) 缓燃期是柴油机中燃烧过程的主要阶段，大量的燃料(约占50%—60%)是在这时期内烧掉的。 所谓缓燃期就是指从气缸压力不再急剧升高时起，到压力开始迅速下降时(通常也即喷油终止时)为止的这一段时间，相当于图中CD段。 缓燃期的特点： 气缸内压力变化不大，在后期还稍有降低， Pmax=5～12MPa 温度持续升高到最高值后开始下降，而且温度的最高值一般在压力达到最高值之后出现，Tmax=2000℃。 (4)后燃期 后燃期是燃烧的最后阶段，指从压力迅速下降到燃烧结束为止，约相当于图中的DE段。 在后燃期中，喷油虽已停止，气缸中尚未燃完的燃料仍继续燃烧。但此时的燃烧是在膨胀过程中进行的，压力和温度都逐渐降低，这样会使能量利用效率降低。 因此，后燃期中释出的热量不宜超过燃料释放出的全部热量的20%。 柴油在柴油机中的燃烧与汽油在汽油机中的燃烧不同主要体现在： 前者是靠自燃发火，后者是靠点火燃烧。也就是说从燃烧角度看，对柴油的要求是自燃点低，容易自燃，而对汽油则要求其自燃点高，难于自燃。 当柴油的自燃点过高时，会造成滞燃期过长，着火前气缸中积累燃料太多，急燃期压力升高太猛，因而使燃烧粗暴，导致爆震，这种情况发生在燃烧阶段的初期； 而汽油机的爆震则是由于汽油的自燃点过低而引起的，这种情况并不发生在燃烧阶段的初期，而是出现在火焰的传播过程中。 （三）柴油的蒸发性能 1．柴油的蒸发性对柴油机工作的影响 二、柴油的主要性能 压缩比越大，压缩终了时，压缩空气的温度与压力越高，则喷入的柴油蒸发速度越快，与空气形成可燃混合气的速度也越快 柴油馏分过轻，蒸发速度太快，在极短的时间内形成大量的可燃混合气发火燃烧，而使气缸内的压力急剧上升，导致柴油机工作不稳定。 柴油馏分过重，蒸发速度太慢，来不及在极短的时间内形成混合气，而使燃烧不完全。 （三）柴油的蒸发性能 1．柴油的蒸发性对柴油机工作的影响 二、柴油的主要性能 柴油机使用的柴油馏分不宜过重，也不宜过轻，必须保证发动机在低温下容易起动，耗油量少，燃烧良好，同时又不能引起工作粗暴。 我国轻柴油的馏程控制在200～380℃。馏程为300℃馏出量不小于50%，350℃馏出量不小于90%~95%。 （三）柴油的蒸发性能 2. 评定柴油蒸发性能的指标-馏程、闭口闪点 馏分组成影响柴油的雾化和蒸发，也影响柴油的燃烧性和起动性，燃烧的好坏直接影响着积炭、冒黑烟和耗油率 （1） 50%馏出温度 50%馏出温度越低，说明柴油中的轻馏分越多，使柴油机易于起动。我国国家标准规定轻柴油的50%馏出温度≤300℃。 二、柴油的主要性能 90 60 27 10 8 启动时间/s 285 275 250 225 200 50%馏出温度 柴油50%馏出温度与起动时间关系 （三）柴油的蒸发性能 2. 评定柴油蒸发性能的指标-馏程、闭口闪点 二、柴油的主要性能 131 114 100 单位耗油量/g 20 34 39 300℃馏出量/% 柴油300℃馏出量与耗油率 柴油中 300℃的馏分含量越高，柴油机的油耗越低。 （三）柴油的蒸发性能 2