西华大学 吉林大学 汽车专业 发动机原理 之 第三章 燃料与燃烧

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1、第三章燃料与燃烧本章内容：各种燃料的使用特性燃烧热化学第一节燃料的使用特性燃料分类：常规燃料：汽油、柴油。代用燃料：其余的燃料。代用燃料分类：按物态分：1）气体代用燃料：CNG、LNG、LPG、氢气（H2）、沼气（CH4）、发生炉煤气（CO）、水煤气（CO，H2）、二甲醚等；2）液体代用燃料：甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH）、某些动、植物油及可燃的化工液体副产品；3）固体代用燃料：煤粉、水煤浆等。一、柴油轻柴油的牌号：按凝点划分为10、5、0、－10、－20、－35、－50号7种牌号。凝点：轻柴油在一定的试

2、验条件下，冷却到液面不移动时的最高温度。轻柴油性能评价：1）自燃性——十六烷值；2）燃烧完善及起动有关——馏程；3）燃料喷射——粘度；轻柴油的燃烧过程着火延迟期（滞燃期）速燃期缓燃期补燃期轻柴油的燃烧性能轻柴油在气缸内是否容易着火，并防止柴油机工作粗暴的能力。燃烧性能不好：着火延迟期长，柴油机工作粗暴；燃烧性能过好：燃烧不完全，输出功率下降，油耗增加。1、十六烷值：评定自燃性能好坏。规定条件下的标准发动机试验中，通过和标准燃料进行比较来测定的，采用和被测定燃料具有相同燃烧性能的标准燃料的十六烷值来表示。CN（Cea

3、neNumber）标准燃料：两种性能相差悬殊的烃作基准物配制而成。1）正十六烷：C16H34，燃烧性能良好，十六烷值为100；2）：C11H10，燃烧性能差，十六烷值为0。影响：与分子结构及分子量有关。正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>烯烃>芳香烃十六烷值高：自燃性好，工作柔和，冷起动性能好。2、馏程：评定燃料的蒸发性。油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围。50％馏出温度：100mL油品在规定条件下蒸馏时，馏出50mL时的气相温度。表明其轻质馏分的含量。90％和95％馏出温度：表明重质馏分的含量。3、粘度：

4、评定燃料流动性。液体在外力作用下发生移动时，在液体分子间所呈现的内部摩擦力。粘度小，流动性好，雾化后油滴的平均直径小，燃油和空气混合均匀，燃烧完全。二、汽油着火延迟期急燃期补燃期爆震燃烧终端混合气自燃。1、辛烷值：评价汽油的抗爆性。规定条件下的标准发动机试验中，通过和标准燃料进行比较来测定，采用和被测定燃料具有相同抗爆性的标准燃料的辛烷值来表示。ON（OctaneNumber）标准燃料：两种抗爆性相差悬殊的烷烃作基准物配制而成。异辛烷：C8H18，抗爆性良好，辛烷值为100；正庚烷：C7H16，抗爆性差，辛烷值为0

5、。分类：按试验条件不同，分为马达法辛烷值和研究法辛烷值。研究法辛烷值（RON，ResearchOctaneNumber），n＝600r/min，混合气不加热。马达法辛烷值（MON，MotorOctaneNumber），试验条件苛刻，n＝900r/min，混合气加热到149度。抗爆指数＝（RON＋MON）/2影响：烃类组成、烃分子的结构。芳香烃、异构烷烃>环烷烃、烯烃>正构烷烃我国车用汽油牌号：90号、93号、95号。2、馏程和饱和蒸气压：评定汽油蒸发性。1）馏程：10％馏出温度：表明轻质馏分含量，影响起动性。50％

6、馏出温度：汽油的平均蒸发性能。影响暖车、加速性、工作稳定性。90％馏出温度：重质馏分含量。2）饱和蒸气压：表示汽油平均蒸发能力。在规定条件下，汽油在适当的试验仪器中蒸发达到平衡状态时，汽油蒸气所显示的最大压力。三、汽油、柴油性能差异对发动机的影响1、混合气形成：汽油：蒸发性强，较低温度下在气缸外形成均匀混合气。柴油：蒸发性差，低温下不能形成混合气。2、着火与燃烧：汽油：自燃点高，着火点低，适于外源点火。柴油：自燃点低，应促进自燃。3、负荷调节方式：汽油机：控制节气门开度。量调节。柴油机：调节循环喷油量。质调节。四、

7、醇类燃料1、醇类燃料特点辛烷值高；甲醇、乙醇（MON＝92，RON＝112、111）。蒸发潜热大；着火极限宽；热值低；甲醇＝50％汽油，乙醇＝61％汽油。腐蚀性大；沸点低。2、使用方式：掺醇燃烧：甲醇或乙醇以不同比例掺入汽油中。纯醇燃烧：单纯燃烧甲醇或乙醇燃料。五、天然气1、天然气的特点：着火极限宽；点火能量高；抗爆性好；RON＝130功率低；排污小；携带性差。2、使用方式：压缩天然气（CNG）汽车：专用CNG汽车、CNG与汽油两用燃料汽车、CNG与柴油双燃料汽车。液化天然气（LNG）汽车：储存要求高。吸附天然气汽

8、车(ANG）。第二节燃烧热化学一、1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量设：1kg燃料中各元素含量为gC、gH、gO：有：gC+gH＋gO=1kg空气主要成分：O2、N2。按化学反应当量关系，可得：二、过量空气系数1、定义：燃烧1kg燃料实际提供的空气量L与理论所需空气量L0之比。2、影响因素：发动机类型、混合气形成、燃料的种类、工况、功率调节等。汽油机：0.8