2013汽车发动机原理3

因此，在选用柴油时不应单纯地追求高十六烷值,
通常要求柴油的十六烷值应在45～60之间。
燃料、工质与热化学
三、 烃燃料的成分与结构
大多数燃料都是多种单烃的化合物，各种单烃的 成分、结构及其在燃料中所占比例不同，导致燃料的 性能指标有很大的变化范围。
烃分子（CnHm）分类 烷烃：CnH2n+2 烯烃：CnH2n 炔烃：CnH2n－2 环烷烃：CnH2n 芳香烃：CnH2n－6
车用燃料的主要理化特性及评定
汽油国标T10<70℃，T50<120℃，T90<190℃
车用燃料的主要理化特性及评定
10%蒸发温度标志燃油的起动性
发动机冷启动时，不仅转速低，燃烧室壁面温度
低，燃料的气化条件不好，因此要求一定比例的汽油
气化，从而接近最佳的混合比，保证着火启动。
一般我们用10%的馏出温度来标志汽车的起动性。
爆震燃烧是汽油机的一种不正常燃烧现象。引起 爆燃的因素很多。但是在一定的结构和使用工况下， 燃料的抗爆性能是最主要的影响因素。 燃料的抗爆性是指燃料对于发动机发生爆燃的抵 抗能力。燃料的抗爆性好，有利于提高发动机的压缩 比，改善发动机的经济性。
②抗爆性
车用燃料的主要理化特性及评定
爆燃 爆燃是燃料在发动机中的自燃现象，它不仅与 燃料本身的化学性能有关，也要受到发动机结构和 运转情况（燃烧室设计、压缩比、转速、点火提前
分子结构
性质
链状结构不饱和烃；具有 不饱和双键；高温下形成 过氧化物的倾向小；着火 性差，因此抗爆性好。是 点燃式发动机的理想燃料 成分；常温下化学稳定性 差，易于生成胶质；多产 生于裂化石油。
已烯C6H12
炔 烃
CnH2n-2 乙炔C2H2 丁炔C4H6
非饱和开链结构；有一个 三价链；为热裂化产物； 化学稳定性十分差，常温 下易氧化，分解形成胶质； 不宜作为发动机的燃料成 分。
93号汽油适用于压缩比9.0～10.0的发动机； 97号汽油则适用于压缩比高于10.0发动机。
车用燃料的主要理化特性及评定
Ⅱ柴油的使用性能及选用 轻柴油用于高速柴油机 重柴油用于中、低速柴油机 ①低温流动性 温度降低时，柴油开始析出固态石蜡而呈 混浊状态的温度称为浊点。 温度继续下降，柴油失去流动性能的温度 称为凝点。 柴油达到浊点时，虽然仍具有流动性，但 石蜡结晶颗粒容易阻塞滤清器和油路。从流动 性考虑，希望柴油的凝点低，凝点与浊点的温
车用燃料的主要理化特性及评定
差小。
选用柴油时，一般要求凝点比最低工作温油规格就是以凝点编号的。例如：国产
0号柴油，它的凝固点为0℃，适合于夏季使用。-20 号柴油凝固点为-20℃，适合于冬季或寒冷地区使用。
②雾化和蒸发性
柴油的蒸发性决定了混合气形成的质量和速度。
车用燃料的主要理化特性及评定
测试辛烷值的试验方法不是唯一的，所得到的 数值也不是唯一的。通常采用的有两种方法，马达 法（MON）与研究法(ROM)。由于研究法的试验 转速及进气温度比马达法低，所以用马达法测定的 辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM）低。 两者的差值反映出燃料对发动机强化程度的敏 感性。抗爆指数量是指车用汽油研究法辛烷值及马 达法辛烷值之和的二分之一。 抗爆指数 灵敏度
辛烷值的测定方法
标准燃料是由异辛烷和正庚烷按不同容积比例 混合配成。两者的密度和沸点相差不多，但抗爆性 相差悬殊。异辛烷用作抗爆性优良的标准，其辛烷 值定为100。正庚烷作为抗爆性低劣的标准，其辛 烷值定为0。将这两种燃料按照不同比例混合，就 可以得到不同抗爆等级的标准燃料。标准燃料的辛 烷值为其异辛烷的百分数。 测定时，先用待测燃料工作，逐渐增加压缩比， 直到爆震仪指示出标准的爆燃强度为止。然后，在 相同的压缩比下，用不同辛烷值的标准燃料进行对 比试验，直到产生相同的爆燃为止。这时所用标准 燃料的辛烷值即为所测燃料的辛烷值。
因此，要求柴油有较好的雾化和蒸发性。但是，如果
雾化性和挥发性过强的话，不仅贮存和运输中损失大， 而且安全性差。
车用燃料的主要理化特性及评定
评定柴油雾化性和蒸发性的主要指标是运动粘度、 馏程、闪点和密度。 ③自燃性 柴油机是依靠燃料自燃发火而燃烧的。它要求燃 料有好的自燃性。 一般十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。它 与发动机的粗暴及起动性均有密切关系。 十六烷值用柴油标准样品（正十六烷（100）和 α-甲基萘（0）配成的混合液）在标准柴油机中进行 比较得到。 可用十六烷指数替代：GB/T11139-1989 十六烷指数CI=162.41×lgT50/ρ 20-418.51
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2 燃料的使用性能及其选用
Ⅰ汽油的使用性能及选用 汽油对发动机性能有重要影响的特性有：蒸发性、
抗爆性、燃烧热值、理化学稳定性和安全性。
①蒸发性
汽油的蒸发性常用蒸馏曲线相对地评定。在汽油
规格中，以10%，50%，90%等馏分的馏出温度作为
汽油蒸发性的主要指标。
车用燃料的主要理化特性及评定
选用柴油时，应按最低环境温度来选用。
10号轻柴油——适合于有预热设备的高速柴油机上使用；
0号轻柴油——适合于最低气温在4℃以上的地区使用； -10号轻柴油——适合于最低气温在-5℃以上的地区使用； -20号轻柴油——适合于最低气温在-14℃以上的地区使用； -35号轻柴油——适合于最低气温在-29℃以上的地区使用； -50号轻柴油——适合于最低气温在-44℃以上的地区使用。
燃料、工质与热化学
十六烷值与辛烷值的关系
CN 60.96 0.56 MON CN 68.54 0.59 RON
车用燃料的主要理化特性及评定
燃油十六烷值的测量
车用燃料的主要理化特性及评定
测量燃料十六烷值的CFR发动机
车用燃料的主要理化特性及评定
④柴油的分类及选用
轻柴油按质量分为优等品、一等品和合格品。每个等级柴 油按凝点不同分为10号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号六 种牌号，其凝点分别不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃ 和-35℃、 -50℃。
Ai MON 0.5Sa
Ai RON 0.5Sa
车用燃料的主要理化特性及评定
辛烷值马达法和研究法的测量条件
车用燃料的主要理化特性及评定
测量燃料辛烷值CFR发动机
车用燃料的主要理化特性及评定
③汽油的选用 在选用时，根据发动机的压缩比来选择其
相应使用的汽油：
90号的汽油适用于压缩比小于9.0的发动机；
10%蒸发温度低，则起动性好，为了保证起动，所必
需的发动机的温度也越低。但是太过低了的话，容易 引起“气阻”，使发动机断火。影响它的正常运转。
车用燃料的主要理化特性及评定
50%馏出温度标志汽油的平均挥发性 发动机起动后，其温度逐步上升到正常运转温度的 时间称为暖车时间。一般以汽油的50%馏出温度标志 汽油的平均蒸发性。
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二、发动机燃料的分类
燃料、工质与热化学
三、常用燃料
1、燃料成分 汽车发动机所使用的燃料主要是汽油和柴油两种 液体燃料，他们是石油的炼制产品。石油的主要化学 元素是碳和氢两种元素，含量占约96%~98%。石油 产品即复杂的碳氢化合物的混合物，分子式为CnHm， 统称为烃。 烃分子中碳原子的数目的不同直接导致了不同相 对分子量和不同沸点的物质。在碳氢化合物分子中， 碳、氢原子的数目和排列位置对燃料的性能影响很大， 燃料中H的质量大，燃烧污染低；H的质量小，燃烧 污染高，当m近似为零时，便成为煤炭。
角、气门定时、化油器结构等）的影响。因此该将
燃料和发动机联合起来评定“燃料——发动机的抗 爆性”。
车用燃料的主要理化特性及评定
汽油的抗爆性指标
汽油的抗爆性能取决于其化学组成。对于组成汽 油的各种烃来说，烷烃抗爆性最差，烯烃次之，环烷 烃较好，芳香烃最好；在同一种烃内比较，轻馏分优
于重馏分，异构物优于正构物。因此，我们通过试验，
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2.1 燃料及其理化特性
一、对车用燃料的要求： 1、资源丰富、价格适宜、供应充足。 2、理化性能适应车用发动机的运行要求。 3、燃烧排放满足环保及安全法规要求。 4、能量密度高，使用、加注安全方便。 5、燃料供给及燃烧装置能够工业化生产。 当前汽油、柴油仍是汽车发动机的主要燃 料。
90%的馏出温度标志着燃料中含有难于挥发的重质 成分的数量
燃料本身导致燃烧不完全和机油稀释的相对倾向， 都与90%馏出温度有关。 此温度越低，表明燃料中重质成分少，挥发性好， 有利于完全燃烧。 如若此温度越高，则燃料中含有较多的重质成分， 从而燃烧不充分，附着在气缸壁上，燃烧容易形成积 炭或者排气冒烟；凝在气缸壁上的汽油滴还会流入曲 轴箱，稀释润滑油，破坏发动机零部件的润滑，加速 发动机的磨损。 由此可见，90%馏出温度也是一个重要指标。
车用燃料的主要理化特性及评定
汽油的蒸发性总结
汽油机的最低起动温度、气阻和蒸发损耗等方面
的相对性能可根据10%馏出温度来预测；
平均蒸发性、暖车时间、加速性以及工作稳定性
可根据汽油的50%馏出温度评估；
燃料中重质成分的数量、燃烧冒烟、对机油的稀
释程度可根据90%的馏出温度来评估。
车用燃料的主要理化特性及评定
它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工作稳定
性。若此温度低，则说明这种汽油的平均蒸发性好，在 较低温度下可以有较多的汽油挥发，容易保证必要的混 合气浓度。这样可以缩短暖车时间；其温度越低，则当 发动机由较低负荷向较大负荷过渡时，能够及时供给所
需浓度的混合气，使发动机的加速性能良好。
车用燃料的主要理化特性及评定
第2章 燃料、工质与热化学
学习目标
重点掌握:国标汽油及柴油牌号的划分标准及其 如何被选用。 理解：汽油及柴油的基本性能及其对汽车产生 的影响。 了解：HC化合物燃烧的着火特征；及内燃机的 燃烧方式。