二战德国航空燃油

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1、二战德国的航空燃油（转载）从1912年开始，火花塞点火的内燃机压缩比被一种突然出现的“爆燃”现象所束缚，爆燃也叫爆震很快就毁坏发动机，在使用低辛烷值燃料的时候，发动机会发出很大的响声像被敲打一样，工程师们一开始把原因归咎于带电子自动打火的电池点火装置，他们也知道克服了爆燃现象之后发动机功率和效率都会有很大提高。Kettering安俳ThomasMidgleyJr.去研究造成爆燃的根本原因。他们使用了一台Dobbie-McInnes压力记录仪发现爆燃并不是先前所设想的提前点火造成的，而是由于点火后压力的猛烈提升。压力记录仪不能胜任进一步的

2、研究，Midgley和Boyd发展了一种高速摄像机来拍摄到底发生了什么，还发展了“撞击指示器”来测量爆燃的程度。Ricardo通过一种可变压缩比的发动机发展了一种新概念"HUCF"即“最高使用压缩比”。但是他的指标不是绝对的，还有很多其他因素，例如点火时间，清洁度，火花塞位置，发动机温度等等。1926年1926GrahamEdgar提议使用两种碳氢混合物来衡量燃油的抗爆燃能力，也就是“正庚烷”和他首先合成的“244-三甲基色氨酸戊烷”今天也称作“异辛烷”。选择这两种烃的原因是2者的挥发性类似，比例从0：100到100：0之间都不会出

3、现明显的挥发性差别。爆燃到底是怎么一回事？简单来说就是火花塞点火后，燃烧室的燃油/空气混和物从火花塞那里开始燃烧，直到远离火花塞的油气混和物也随着火焰的到来而燃烧，但是如果那些油气混和物在火焰到来之前就开始燃烧，即自发点火，火花塞点燃的火焰和自发点火形成的火焰同时扩散，缸内压力迅速猛增，提前到达压力峰值，降低了发动机出力，引起了过热问题，爆燃现象就出现了，造成发动机在几分钟内就废掉。这种现象的原因是低辛烷值的燃油在被压缩后的高温高压情况下更容易自发点火，也就是比高标号燃油更容易燃烧，通俗一点就是说我们要使用那些能在高温高压下侹住不自动燃

4、烧而等火花塞点燃的火焰到来之后才燃烧的燃油，也就是自动点火温度值高的燃油。历史上曾有过纷繁复杂的燃油标号标准，今天的共识是没有一种标准能涵盖所有情况。区分各种燃油的最重要指标是“研究法辛烷值”（ResearchOctaneNumber，即RON），也叫辛烷等级（octanerating），用来衡量燃油的抗爆燃能力，87号燃油的含义就是其抗爆燃能力与含有87%异辛烷和13%正庚烷的混合物相同，毫无疑问，异辛烷的抗爆燃能力很强；100号燃油的抗爆燃能力和纯异辛烷无异；而130号汽油的抗爆燃能力是纯异辛烷的1.3倍，超过100号其实就是性能指

5、数，不能理解为异辛烷含量了，因为那比纯异辛烷的抗爆能力还要强，但这是如何做到的？答案是燃料添加剂，异辛烷当然不是最能抗爆的成分，竞速用的AVgas以及LPG（液化气）通常有110甚至高得多的抗爆指数。还有一种指标叫做“发动机辛烷值”（MotorOctaneNumber，即MON），这个指标的衡量汽油负载下的性能表现时效果更好，也是建立在正庚烷和异辛烷混合物基础上。现代燃油的MON比RON低10个点左右，事实上，燃油分级同时需要这两个指标。在欧洲和澳洲，使用RON在美国和其他一些国家，使用RON和MON的平均值，称之为DON，也就是说美国

6、87号汽油，在欧洲被标注为92号。1930年代，RON很流行，当时几乎不考虑MON，而1990年代，MON更被看重，1947年RON才被正式核准，虽然从1942年开始就被非官方地使用了。MON的标准更严格一些，测试了持续高速运转高负载推进下的燃油抗爆燃能力；RON测试的是典型的温和推进条件下的燃油抗爆燃力，自然，MON数值上要比RON低，因为MON和RON的油气混和物温度和引擎转速等测试条件是不同的，所以出现了差异，RON-MON=敏感度。1960年代，德国发动机厂商发现本国发动机在高速公路上长途高速运转时（类似MON测试条件）自动损坏

7、了，原因就是当时只使用RON标准，而燃油MON指标偏低。上面提到燃油添加剂，铅就是一种，最初是A.H.GibsonandHarryRicardo（英国）andThomasMidgleyandThomasBoyd（美国）研究出来的，到了1920年代，含铅汽油得到广泛应用，也产生了更强大的发动机，最流行的添加剂是四乙铅（tetra-ethyllead）。但是含铅汽油污染环境，所以1980年底含铅汽油逐步淘汰，现在流行的是芳烃，醚醇（通常是乙醇和甲醇）。其实高辛烷值的燃油更不容易燃烧，采用高辛烷值以后，发动机可以使用更高的压缩比而不会发生爆燃

8、，高压缩比往往意味着更高的功率，这也是高性能发动机需要高辛烷值的原因。需要注意的是，发动机功率也和燃料的热值有关，而热值与辛烷值并不是简单的正比关系。有些人认为使用更高辛烷值燃料会让发动机功率提高或者省油，