03 第三章 发动机燃料.pdfVIP

发动机原理 第三章 燃料 第三章 燃料 3. 1 概述 发动机的动力来自燃料的化学能。 燃料的品质及特性，决定发动机性能。 选择某种燃料作为发动机燃料，受到两个 方面的影响。 (1)发动机型式： 热气机、燃气轮机还是内燃机等； (2)燃料的燃烧特性： 燃烧温度、燃烧速度（反应速度、混合气 形成速度）和燃烧程度（反应进度）等。 第三章 燃料 3. 1 概述 发动机的燃料有许多种，燃料的不同决定 了发动机的结构和性能方面的差异。 工程机械用发动机的主要型式还是往复活 塞式内燃机。 发动机燃料主要是有机化合物。 开发新型燃料是当前发动机领域的研究热 点之一。 这方面的研究涉及到新型发动机开发，甚 至是完全不同的动力装置。 第三章 燃料 3. 1 概述 燃料成分对其品质和燃烧特性有决定性影响： 表 3 – 1 燃料成分理化性质的变化 表 3 – 2 燃料部分成分的燃烧特性 烷烃：具有饱和链状分子结构的碳氢化合物，通式为 CnH2n+2，有正构（直链）和异构（支链）烷烃。 特点：正构烷烃的热稳定性差。碳原子数多，碳链长的 烷烃，高温下容易断裂，发生化学反应，自燃性能好， 着火滞燃期短，适合做柴油机的燃料。 异构烷 热稳定性好，自燃倾向比正构烷烃小 得多，抗爆性强，适合做汽油机的燃料。 第三章 燃料 3. 1 概述 烯烃和炔烃：热稳定性和化学稳定性差，不易着火，易氧 化形成胶质，但抗爆性好。要控制它们在燃料中的比重。 环烷烃：碳原子是环状排列的饱和烃.热稳定性和化学稳 定性好，不易着火，辛烷值高，适合作汽油机的燃料。 芳香烃：芳香族烃是含有苯环结构的烃。 特点：苯环具有牢固的化学结构，热稳定性好，不易自 燃及产生爆燃。汽油中的芳香烃有增加辛烷值，提高抗爆性 的作用，但如果含量过高，易导致较高的未燃碳氢排放。由 于芳香烃含碳原子数多，氢原子数少，会使燃烧温度提高， 一定程度上会使NOx排放增加。柴油中芳香烃能够调整燃料的 十六烷值，若含量过高，燃烧过程中易产生颗粒排放。 第三章 燃料 3. 1 概述 故此，近几年由于环境保护的需要，对燃 料成分提出更高的要求，并出现配方燃料即环 保燃料概念。所谓环保燃料是指对燃料各种成 分按照给定的比例控制。达到国家对发动机排 放第三阶段控制标准必须控制燃料质量。 第三章 燃料 3. 1 概述 燃料燃烧是剧烈的氧化反应过程。在发动 机中，对燃烧有时间和速度要求；为了充分利 用燃料，还要求尽可能燃烧完全。 由于发动机空间和质量限制，对燃料还有 能量密度即热值、便于携带、安全等要求。 因此，要改进发动机的性能，不仅要研究 燃料，还要研究燃烧过程和燃烧条件，找出完 全燃烧的途径。 第三章 燃料 3.2 工程机械发动机燃料 3.2.1 传统发动机燃料 传统发动机燃料是汽油和柴油。 汽油：在常温常压下是液态； 分馏温度为50～200℃； 有机物的混合物，含碳原子数为C5～C11， 平均相对分子量在110左右，含碳量85% ～ 87%， 含氢量13% ～ 15%。包括部分芳香烃和环烷烃 以及烯、炔烃。 汽油易于挥发，粘度小，比重低，易点 燃但不易自燃。 第三章 燃料 3.2 工程机械发动机燃料 3.2.1 传统发动机燃料 柴油：常温常压下是液态，分为轻柴油和重柴油； 轻柴油分馏温度为250～360℃； 有机物混合物，含碳原子数为C14～C23，平均相对 分子量在170左右。柴油中含碳（质量分数）85% ～ 88%， 含氢12% ～ 13.6%，含硫0 ～ 0.8%，含氧0～0.03%，含 氮0～0.01%等。包括部分芳香烃和环烷烃以及烯、炔烃。 不易挥发，粘度较高，比重较大，自燃倾向比汽 油大，但不易点燃。 第三章 燃