汽车发动机原理教学课件作者阎春利4燃料与燃烧化学课件.pptVIP

第四章 常用燃料与燃烧化学 一、常用燃料 1.燃料成分——主要是碳氢化合物CmHn 随着C含量的减少，H含量的增加，燃料的质量变轻，并呈气态。 当C含量增加，H含量减少时，则成为重质燃料，当n近似为零时，便成为煤炭。 1.燃料成分 1.燃料成分 燃料中H的质量分数大，燃烧污染低；H的质量分数小，燃烧污染高。 不同的燃料分子组合，确定了燃料的不同特性。 发动机所用的燃料中，主要含有： 烷烃； 烯烃； 炔烃等。 1.燃料成分 烷烃烷烃是饱和的链式结构。正烷烃是直链式结构，异烷烃是分支结构。由于异烷烃分子结构紧凑，其着火性要比正烷烃差，抗爆性比正烷烃好。异辛烷的抗爆性最好，定为100％。 烯烃是由两个或多个C原子构成，C原子间至少有一个双键连接，属不饱和结构。烯烃也有异构体，正烯烃与正烷烃相比，具有更高的抗爆性。常温下稳定性差，易生成胶质，高温下形成过氧化物的倾向较小。 环烷烃为环形单键相联的碳氢化合物。环烷烃的抗爆性介于正烷烃和异烷烃之间，形成过氧化物的倾向较小。 芳香烃以双键相联的环状结构称之为芳香烃。芳香烃结构紧凑，性能最稳定，不液化气主要由丙烷和丁烷组成，混合比从50：50～98：2。汽油和柴油由多种成分构成。 2.燃料的使用性能 （1）汽油的使用性能 1)挥发性 汽油是由多种碳氢化合物组合而成，不能象单一化合物那样有一个沸点，而是一个范围。 常用馏程来评价汽油的挥发性，即10％、50％、90％蒸发温度。 （1）汽油的使用性能 10％蒸发温度标志燃油的起动性。10％蒸发温度低，起动性好，但太低了容易引起气阻，在油箱和化油器中蒸发损失增加。10％蒸发温度太高，则冷起动困难。 50％蒸发温度标志燃油的平均挥发性。50％蒸发温度低，可以缩短暖机时间，但过低会导致化油器结冰。50％蒸发温度高，则汽油机冷机的过渡特性差。 90％蒸发温度标志燃油中所含重质成分的多少。90％蒸发温度高，燃油中重质成分多，在燃烧室内易形成杂质，并稀释润滑油。 （1）汽油的使用性能 2) 抗爆性 汽油机爆燃燃烧是一种不正常燃烧现象。 评定汽油抗爆性的指标是辛烷值，汽油的牌号是按辛烷值划分的。 汽油的辛烷值，是按不同的体积分数，将正庚烷(辛烷值为0)和异辛烷(辛烷值为100)混合，组成标准燃料，其中异辛烷的含量便是“标准”燃料的辛烷值。 （1）汽油的使用性能 测定方法：在专用可变压缩比单缸试验机上，与待测燃料进行对比试验。当两者具有相同的抗爆性时，“标准”燃料的辛烷值就是待测燃料的辛烷值。 辛烷值的测定方法分： 研究法(RON) 马达法(MON)两种 使用不同的测定方法和规范，同一燃料的辛烷值不同。 （1）汽油的使用性能 汽油的抗爆性在很大程度上取决于碳氢燃料的结构： 闭链结构比开链结构燃料的抗爆性强； 不饱和结构比饱和结构燃料的抗爆性强； 分支结构比直链结构燃料的抗爆性强。 (2)柴油的使用性能 1) 低温流动性 柴油的低温流动性，是指柴油在低温条件下具有一定流动状态的性能。通常在柴油中含有一部分石蜡，当温度降低时，石蜡结晶析出，使流体流动阻力增加，甚至失去流动性。 评定柴油低温流动性的指标是凝点、浊点和冷滤点等。我国只采用凝点和冷滤点。 凝点是指油品在规定的试验条件下冷却，将试管倾斜45°，保持液面不能移动时的最高温度。 我国轻柴油的牌号是按凝点划分的。 2.燃料的使用性能 (2)柴油的使用性能 2) 雾化和蒸发性 柴油的雾化性和蒸发性，决定了混合气形成的质量和速度。 柴油的雾化性和蒸发性过强，不仅贮存和运输中蒸发损失大，而且安全性差。 评定柴油雾化和蒸发性的主要指标是运动粘度、馏程、闪点和密度。 (2)柴油的使用性能 运动粘度 表示液体在重力作用下流动时，内摩擦力的量度。其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，以m2／s为单位。 馏程 柴油馏程采用50％蒸发温度、90％蒸发温度和95％蒸发温度。 50％蒸发温度越低，说明柴油轻质馏分多，蒸发速度越快，柴油机就越易起动。 90％蒸发温度和95％蒸发温度越低，说明柴油中重质馏分少，混合气燃烧完全，不仅能提高柴油机动力性，减少机械磨损，还能避免过热，降低油耗。 (2)柴油的使用性能 闪点 表示柴油的蒸发性，同时也能说明柴油使用的安全性。 闪点低，说明柴油中轻质馏分多，蒸发性好。 闪点过低则蒸发过快，会造成气缸压力突然上升，引起柴油机工作粗暴，使用不安全等。 柴油闪点的测定采用闭口杯法。 2.燃料的使用性能 燃烧性 燃烧性是指柴油的自燃能力。 燃烧性好的柴油，其自燃点低，在滞燃期内，燃烧室的局部易形成高