第三章燃料与燃烧

第二节 燃料的使用特性
一、柴油
轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于 中、低速柴油机。
轻柴油的牌号按凝点不同分为10号、 0号、-10号、-20号、－35号五级。
轻柴油的性能
评价柴油自燃性的指标——十六烷值。
与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性
质———馏程。 与燃料喷射有密切关系的性质——粘度。 与柴油储存运送、使用有关的性质——闪点、
8 3
gc
8gh
go
kg /
k g燃料
数值为： 汽油 14.9Kg/Kg 柴油 14.5Kg/Kg
过量空气系数α与空燃比A/F
过量空气系数α：燃烧 1kg燃料实际提供的空气 量与理论上所需空气量 之比。
空燃比A/F：燃烧时空气 量与燃料的比。
不同负荷汽油机、柴油 机α变化。
柴油机负荷是靠质调节； 汽油机负荷是靠量调节。
它影响柴油的喷雾质量。粘度越大， 雾化后油滴颗粒越大。
喷油泵柱塞、喷油器的喷针都是靠 燃油润滑，所以柴油应具有一定的 粘度。
二、汽油
国产汽油是以辛烷值来标号的。 影响汽油机性能的关键性指标主要是
辛烷值和馏程等。
辛烷值
辛烷值是表示汽油抗爆性的指标。
随着压缩比及气缸内气体温度的升高，可能出现一种 不正常的自燃现象，称为爆震。
馏程
馏程表示柴油的蒸发性，用燃油馏出某一 百分比的温度范围来表示。
燃料馏出50%的温度低，说明这种燃料轻馏 分多、蒸发快，有利于混合气形成。
90%和95%溜出温度标志柴油中所含难于蒸 发的重馏分的数量。
重馏分过多，燃烧不容易及时和完全；馏 分太轻也不好，将使柴油机工作粗暴。
粘度
粘度是燃料流动性的尺度，是表示 燃料内部摩擦力的物理特性。
凝点。 与柴油机磨损腐蚀有关的性质—机械杂质、水
分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和碱、残 炭等等。
十六烷值
十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。 自燃性好的燃料，着火后压力升高速度低，柴油机工
作柔和，冷起动性能改善。 测定柴油的十六烷值，是在特殊的单缸试验机上按规
定的条件进行。试验时采用由十六烷和α甲基萘混合 制成的混合液。 增大十六烷值带来燃料分子量加大，使油的蒸发性变 差及粘度增加，导致排气冒烟加剧及燃油经济性下降。 国产柴油的十六烷值规定在40-50之间，不必要过分 增大。
醇类燃料（甲醇和乙醇） 液化石油气（LPG） 压缩天然气（CNG）
清洁能源：氢燃料电池Fra bibliotek第三节
1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量
燃烧热化学
按照化学反应的当量关系，可求出1kg燃料完全燃
烧所需的理论空气量：
L0
1 gc 0.21 12
gh 4
go 32
kmol / kg燃料
L0 '
1 0.23
测定燃料的辛烷值是在专门的试验发动机上进行的。 测定时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定为0）和抗爆 性好的异辛烷（其辛烷值定为100）的混合液与被测定 的汽油作比较。
用马达法测定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM） 低。汽油按ONI分为85、87、89、91、93、95、97共 七个等级。
汽油辛烷值的大小主要决定于汽油的组成情况、炼制 方法及添加剂等。
燃料热值与混合气热值
热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量。根据 排气中水的状态，又分为高热值和低热值。低 热值数值： 汽油 44000KJ/Kg 轻柴油 42500KJ/Kg
三、汽油、柴油性能差异对发动机的影响
引起在混合气形成上的差异
引起着火与燃烧上的差异
• 汽油挥发性强。因而可在较低温度下在气缸外部形成均匀
的混合气，控制混合气的数量调节汽油机的功率。 • 柴油蒸发性差，但粘性比较好。适宜用油泵油嘴向气缸内
部喷油，靠调节供油量来调节负荷。
• 汽油自燃温度较高，但汽油蒸气闪点温度极低。适宜外源点
馏程和蒸气压
馏程和蒸气压是评价汽油蒸发性的指标为了 评价燃料的挥发性，以10%、50%和90%的馏出 温度作为几个有代表意义的点。
馏出10%的温度 ：标志着起动性高低。 溜出50%的温度 ：标志着汽油的平均蒸发性。
它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工 作稳定性。
溜出90%的温度 ：标志着燃料中含有难于挥 发的重质成分的数量。此温度过高，燃烧容 易形成积炭；或者稀释机油。
根据烃分子中碳原子数的不同，可构成不同 相对分子质量、不同沸点的物质。
石油气—汽油—煤油—轻、重柴油—渣油。
烃分子中碳原子数的影响
C原子数 沸点 品种 相对分子质量 理化性质
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C1～C4 C5～C11 C11～C19 C16～C23 C23以上
烃分子化学结构
烷烃：直链式结构热稳定性差，容易自燃；支 链式结构抗暴性好。
不饱和烃：常温化学安定性差，易氧化。 环烷烃：环状分子结构，热稳定性和自发火温
度均较高，抗暴性好，是良好的汽油机燃料。 芳香烃：含苯基结构，热稳定性高，是良好的
汽油机抗暴剂。石油中含量少，炼制中常增多 芳香烃含量。
不同成分对化学安定性的影响
火，而防止其自燃；着火后，以火焰传播的方式向均匀的混 合气展开。 • 柴油利用易自燃的优点。采用压缩自燃的方式。柴油的喷射 及与空气的混合，短暂又不均匀，常有随喷随烧的现象，因 而使燃烧时间延长。
四、其它燃料
世界石油储量日益减少和环保要求日趋严格， 使用代用燃料与清洁能源的趋势正在加速。
代用燃料有：
第三章 燃料与燃烧
本章主要内容
发动机的常用燃料和代用燃料 燃烧的基本知识
第一节 发动机的燃料
发动机的燃料－汽油和柴油
汽油与柴油是石油的炼制品。 石油的主要成分是碳、氢两种元素，含量约
占97%-98%，其它还有少量的硫、氧、氮等等。 石油产品是以多种碳氢化合物的混合物的形
式出现的，分子式为CnHm，通常称为烃。
常温 石油气 50～200 汽油 180～300 煤油 250～360 轻/重柴油 360以上 渣油
16～58 95～120 100～180 180～200 220～280
质轻 挥发性强 粘度减小 化学安定性好 自燃性差 点燃性好
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