内燃机学教学课件作者周龙保62课件

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1、第二节含氧燃料二甲醚生物柴油醇类燃料OxygenatedFuel主要学习内容一.醇类燃料Alcohols1.醇类燃料在汽油中的溶解度2.甲醇燃料的应用3.乙醇燃料的应用醇类燃料汽油中的溶解度甲醇在汽油中的互溶度与温度的关系乙醇与重柴油、轻柴油互溶温度与乙醇容积比的关系乙醇的体积百分数（%）乙醇在汽油和重柴油中的互溶临界温度与其含水率的关系甲醇燃料的应用甲醇燃料的物化性质和使用特性甲醇燃料在发动机上的试验结果在汽油机上燃用醇类燃料在柴油机上燃用甲醇燃料甲醇燃料的物化性质和使用特性甲醇燃料的低热值仅为汽油的46%左右，应增加循环油量。甲醇燃料的气化潜热为汽油

2、的7倍（按相同热值的混合气计），从而使混合气在气化时的温降较大，有利于提高发动机的充量系数和动力性，但会造成发动机冷起动困难和暖机时间长。甲醇燃料的辛烷值高,在汽油机上使用时可提高压缩比,有利于提高发动机的动力性能和经济性能。但甲醇燃料的十六烷值低,在柴油机上使用时,需要有助燃措施。由于甲醇燃料的气化潜热大,因此进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适当增大点火提前角。甲醇含氧量达50%，利于燃料完全燃烧。在定容燃烧弹中测出的甲醇的层流火焰传播速度为32.7cm/s，汽油为25.2cm/s，在相同条件下，甲醇的燃烧速度高于汽油，燃烧持续期缩短，有利于提高热

3、效率。甲醇的着火极限比汽油、柴油浓，使用更安全。甲醇燃料的物化性质和使用特性甲醇对呼吸系统、皮肤、眼睛等有毒，要对相关人员进行安全教育和岗前培训，对甲醇汽油加色，杜绝口吸或饮用。有些塑料件和橡胶件与甲醇不能兼容，会发生溶胀，导致采用上述材料的密封件失效；甲醇对一些有色金属有腐蚀性；甲醇沸点较低，容易在供油系统中发生高温气阻。甲醇的吸水性强，在运输和贮存时除防火外，还要防湿，否则将影响甲醇的纯度，甲醇汽油混合燃料吸水后还易产生分层；甲醇燃烧后会产生醛类等非常规排放物；甲醇燃料使用中应注意的问题汽油机上燃用甲醇燃料的试验结果醇类燃料发动机与汽油机的排放比较醇

4、类燃料发动机的HC、CO排放均下降，NOx排放变化不大甲醇燃料的苯和1，3丁二烯比汽油类燃料低，但甲醇燃料仍有甲醛排放。电喷汽油机的三效催化转化器在达到起燃温度后，可以催化转化排气中的甲醛，使其排放值降低到接近零排放。以掺烧为主，掺烧方式有：乳化液法熏蒸法双燃料喷射系统法甲醇和柴油掺烧可以提高发动机热效率,改善柴油机的排放,尤其是降低烟度柴油机上燃用甲醇燃料的试验结果柴油机上燃用甲醇燃料的试验结果—■—柴油-●-甲醇10%-▲-甲醇20%-▼-甲醇30%平均有效压力/MPa平均有效压力/MPa颗粒/kg·m-3碳烟排/HSU颗粒/kg.m熏蒸法甲醇柴油发

5、动机的碳烟和颗粒排放特性随着发油机中甲醇量的增加，发动机的碳烟和颗粒排放下降，尤其是碳烟排放降低显著乙醇燃料的应用乙醇燃料的性质与甲醇燃料相似，乙醇在发动机上的应用情况与甲醇类似。乙醇燃料的低热值为汽油的62%左右。因此当在汽油机上燃用乙醇时，应调整循环油量。乙醇燃料的气化潜热为汽油的2.9倍，从而使混合气在气化时温降大。这有利于提高发动机的充量系数和动力性，但会造成发动机冷起动困难和暖机时间长。乙醇燃料的辛烷值高,在火花点火发动机上使用时,可以提高压缩比,有利于提高发动机的动力性能和经济性能。乙醇燃料的十六烷值低,在柴油机上使用需要有助燃措施。乙醇燃料

6、的气化潜热大,进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适当增大点火提前角。乙醇的粘度比汽油高得多，当在管道中流动阻力较大时，会导致火花点火发动机高速、高负荷时功率上不去。二.二甲醚DimethylEther1.二甲醚燃料的物化性质和使用特性2.二甲醚/柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用3.二甲醚燃料在压燃式发动机上的应用二甲醚燃料的物化性质和使用特性二甲醚作为内燃机替代燃料的主要特性如下：二甲醚的十六烷值比一般轻柴油高，自燃温度比一般轻柴油低，它滞燃期短，有利于减少NOx排放和降低燃烧噪声。二甲醚分子结构中没有C-C键，只有C-H和C-O键，此外它含氧34.

7、8%，因此在任何工况下均可实现无烟燃烧。二甲醚蒸发潜热约为柴油的1.6倍,它有利于降低气缸内燃烧的最高温度，使NOx排放下降。二甲醚的沸点低，喷入气缸后可立即气化，因此二甲醚对喷油系统的喷射压力要求不高。二甲醚燃料的物化性质和使用特性二甲醚燃料在使用中也存在如下问题：二甲醚的低热值为柴油的64.7%，密度又比柴油小，因此为使发动机燃用二甲醚后与燃用柴油有相同的功率输出，必须增大循环供油量。二甲醚是一种很强的溶剂,与天然橡胶不能兼容，其燃油供给系统的橡胶部件、橡胶油封和垫片需要采用新型耐二甲醚的橡胶（氟醚橡胶等）或高分子材料（如聚四氟乙烯）等。二甲醚粘度很

8、低，作为燃料使用时需加润滑添加剂。二甲醚的蒸气压随温度增加而急剧升高，需增加燃料