第四章燃料與燃燒化學(xué)

1、第四章第四章 燃料與燃燒化學(xué)燃料與燃燒化學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動機(jī)燃料發(fā)動機(jī)燃料第二節(jié)第二節(jié) 代用燃料及應(yīng)用代用燃料及應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié) 燃燒化學(xué)燃燒化學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 燃燒的基本理論燃燒的基本理論第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動機(jī)燃料發(fā)動機(jī)燃料 發(fā)動機(jī)的燃料幾乎都是由地下石油經(jīng)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的燃料幾乎都是由地下石油經(jīng)現(xiàn)代的提煉技術(shù)加工得到的代的提煉技術(shù)加工得到的，它是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生，它是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力的來源。由于資源、成本、使用性能的動力的來源。由于資源、成本、使用性能的優(yōu)勢，優(yōu)勢，車用發(fā)動機(jī)以汽油和柴油為基本燃料車用發(fā)動機(jī)以汽油和柴油為基本燃料。 為了保護(hù)大氣品質(zhì)和合理利用有限的石油為了保護(hù)大氣品質(zhì)和合理利用有限的石油資

2、源，越來越多的人在努力探索發(fā)動機(jī)的代用資源，越來越多的人在努力探索發(fā)動機(jī)的代用燃料燃料, ,如如: :1 1、醇類燃料：甲醇、乙醇；、醇類燃料：甲醇、乙醇；2 2、氣體燃料：液化石油氣、天然氣、氫氣。、氣體燃料：液化石油氣、天然氣、氫氣。 這對改善地球環(huán)境和節(jié)省能源都有積極作用。這對改善地球環(huán)境和節(jié)省能源都有積極作用。一、汽油一、汽油 汽油的性能對汽油機(jī)的工作有很大影響，因此對它汽油的性能對汽油機(jī)的工作有很大影響，因此對它有一定要求。汽油的主要性能有：有一定要求。汽油的主要性能有： 1 1）抗爆性；）抗爆性； 2 2）蒸發(fā)性；）蒸發(fā)性； 3 3）氧化安定性；）氧化安定性； 4 4）抗腐蝕性；）

3、抗腐蝕性； 5 5）清凈性。）清凈性。1 1）抗爆性）抗爆性 是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。燃的能力，用辛烷值表示。 辛烷值是代表點燃式發(fā)動機(jī)燃料抗爆性辛烷值是代表點燃式發(fā)動機(jī)燃料抗爆性的一個約定數(shù)值，在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動的一個約定數(shù)值，在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)試驗中通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測定。機(jī)試驗中通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測定。 采用和被測定燃料具有相同的抗爆性的采用和被測定燃料具有相同的抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料中標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷的體積百分比異辛烷的體積百分比來表示。來表示。 測定汽油的辛烷值可以采用不同的試驗方法，測定汽油的辛烷值

4、可以采用不同的試驗方法，常用的為常用的為馬達(dá)法與研究法。馬達(dá)法與研究法。 馬達(dá)法測定辛烷值：馬達(dá)法測定辛烷值：測定條件較苛刻，發(fā)動機(jī)測定條件較苛刻，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為900r/min900r/min，進(jìn)氣溫度，進(jìn)氣溫度149149C C。它反映汽車在。它反映汽車在高速、重負(fù)荷條件下行駛的汽油抗爆性。高速、重負(fù)荷條件下行駛的汽油抗爆性。 研究法測定辛烷值：研究法測定辛烷值：測定條件緩和，轉(zhuǎn)速為測定條件緩和，轉(zhuǎn)速為600r/min600r/min，進(jìn)氣為室溫。這種辛烷值反映汽車在市，進(jìn)氣為室溫。這種辛烷值反映汽車在市區(qū)慢速行駛時的汽油抗爆性。區(qū)慢速行駛時的汽油抗爆性。 馬達(dá)法辛烷值（馬達(dá)法辛烷值（

5、MONMON）低于研究法辛烷值）低于研究法辛烷值（RONRON），），低約低約0 01515個單位，兩者之間差值稱敏感個單位，兩者之間差值稱敏感性或敏感度。性或敏感度。 一般采用研究法辛烷值來確定汽油的抗一般采用研究法辛烷值來確定汽油的抗爆性。爆性。 馬達(dá)法辛烷值馬達(dá)法辛烷值= =研究法辛烷值研究法辛烷值* *0.80.8十十1010 如要比較全面表示抗爆性時，同時標(biāo)出如要比較全面表示抗爆性時，同時標(biāo)出（RONRON）和（）和（MONMON）值，也可用抗爆指數(shù)來衡）值，也可用抗爆指數(shù)來衡量，即抗爆指數(shù)（量，即抗爆指數(shù)（MON+RON)/2MON+RON)/2。2 2）蒸發(fā)性）蒸發(fā)性 指汽油在汽

6、化器中蒸發(fā)的難易程度。由餾指汽油在汽化器中蒸發(fā)的難易程度。由餾程、蒸氣壓、氣液比程、蒸氣壓、氣液比3 3個指標(biāo)綜合評定。個指標(biāo)綜合評定。 在現(xiàn)代汽油機(jī)中，可燃混合氣形成的時間在現(xiàn)代汽油機(jī)中，可燃混合氣形成的時間很短。因此，汽油蒸發(fā)性的好壞，對形成的很短。因此，汽油蒸發(fā)性的好壞，對形成的混合氣質(zhì)量將有很大影響混合氣質(zhì)量將有很大影響, ,對發(fā)動機(jī)的起動、對發(fā)動機(jī)的起動、暖機(jī)、加速、氣阻、燃料耗量等有重要影響。暖機(jī)、加速、氣阻、燃料耗量等有重要影響。 A A）蒸發(fā)性強(qiáng)）蒸發(fā)性強(qiáng) 汽油容易氣化，造成的混合均勻的可燃汽油容易氣化，造成的混合均勻的可燃混合氣燃燒速度很快，燃燒完全?；旌蠚馊紵俣群芸?，燃燒

7、完全。 結(jié)果：結(jié)果：發(fā)動機(jī)容易起動發(fā)動機(jī)容易起動；加速及時加速及時；各各工況間轉(zhuǎn)換靈敏、柔和工況間轉(zhuǎn)換靈敏、柔和；能減小機(jī)件磨損、能減小機(jī)件磨損、降低汽油消耗降低汽油消耗。 但蒸發(fā)性太強(qiáng)：但蒸發(fā)性太強(qiáng)：在炎熱的夏季以及大氣在炎熱的夏季以及大氣壓力較低的高原和高山地區(qū)使用時，容易使壓力較低的高原和高山地區(qū)使用時，容易使發(fā)動機(jī)的供油系統(tǒng)產(chǎn)生發(fā)動機(jī)的供油系統(tǒng)產(chǎn)生“氣阻氣阻”，甚至發(fā)生，甚至發(fā)生供油中斷。另外在存儲和運(yùn)輸過程中的供油中斷。另外在存儲和運(yùn)輸過程中的蒸發(fā)蒸發(fā)損失也會增加損失也會增加。B B）蒸發(fā)性弱）蒸發(fā)性弱 難以形成良好的混合氣難以形成良好的混合氣 結(jié)果：結(jié)果：發(fā)動機(jī)起動困難、加速緩慢，

8、而發(fā)動機(jī)起動困難、加速緩慢，而且未氣化的懸浮油粒還會使發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)且未氣化的懸浮油粒還會使發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定，油耗上升定，油耗上升。 如果未燃盡的油粒附著在氣缸壁上，還如果未燃盡的油粒附著在氣缸壁上，還會會破壞潤滑油膜破壞潤滑油膜，甚至竄入曲軸箱稀釋潤滑，甚至竄入曲軸箱稀釋潤滑油，從而使發(fā)動機(jī)潤滑遭破壞，油，從而使發(fā)動機(jī)潤滑遭破壞，造成機(jī)件磨造成機(jī)件磨損增大損增大。 汽油的蒸發(fā)性用汽油蒸發(fā)量為汽油的蒸發(fā)性用汽油蒸發(fā)量為1010、5050、9090和和100100時所對應(yīng)的溫度來評定，時所對應(yīng)的溫度來評定，分別稱為分別稱為1010餾出溫度、餾出溫度、5050餾出溫度、餾出溫度、9090餾出溫度和

9、餾出溫度和干點。干點。1 1、1010餾出溫度：餾出溫度：蒸發(fā)出的是低沸點、高飽和蒸蒸發(fā)出的是低沸點、高飽和蒸氣壓的輕質(zhì)成分。氣壓的輕質(zhì)成分。 常用來評價汽油的起動品質(zhì)，此溫度越低，常用來評價汽油的起動品質(zhì)，此溫度越低，汽油的起動品質(zhì)越好汽油的起動品質(zhì)越好。2 2、5050餾出溫度：餾出溫度：該溫度的高低表明汽油中該溫度的高低表明汽油中中間餾分蒸發(fā)性的好壞。中間餾分蒸發(fā)性的好壞。低，說明汽油的中間餾分容易蒸發(fā)，有利于低，說明汽油的中間餾分容易蒸發(fā)，有利于汽油機(jī)的加速和由冷的狀態(tài)很快轉(zhuǎn)入工作狀汽油機(jī)的加速和由冷的狀態(tài)很快轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)態(tài)。3 3、9090餾出溫度：餾出溫度：表明汽油中難以蒸發(fā)的重表

10、明汽油中難以蒸發(fā)的重質(zhì)成分含量。質(zhì)成分含量。此溫度高，表明汽油中不易蒸發(fā)的重質(zhì)含量此溫度高，表明汽油中不易蒸發(fā)的重質(zhì)含量多。這些重質(zhì)成分在混合氣形成過程中很難多。這些重質(zhì)成分在混合氣形成過程中很難蒸發(fā)，他們附著在進(jìn)氣管和氣缸壁上，將增蒸發(fā)，他們附著在進(jìn)氣管和氣缸壁上，將增加燃油消耗，稀釋氣缸壁上的潤滑油和加大加燃油消耗，稀釋氣缸壁上的潤滑油和加大氣缸磨損氣缸磨損。3 3）氧化安定性）氧化安定性 汽油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)汽油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生長久性變化的能力稱為氧化安定性。不發(fā)生長久性變化的能力稱為氧化安定性。 它直接影響汽油的儲存、運(yùn)輸和在發(fā)動機(jī)上它直接影響汽油

11、的儲存、運(yùn)輸和在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用：的應(yīng)用：氧化安定性不好的汽油，易發(fā)生氧化、氧化安定性不好的汽油，易發(fā)生氧化、縮合和聚合反應(yīng)，生成酸性物質(zhì)和膠狀物質(zhì)，將縮合和聚合反應(yīng)，生成酸性物質(zhì)和膠狀物質(zhì)，將導(dǎo)致燃料供應(yīng)系統(tǒng)堵塞，氣門關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸散導(dǎo)致燃料供應(yīng)系統(tǒng)堵塞，氣門關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸散熱不良，增大爆燃傾向。熱不良，增大爆燃傾向。 汽油的化學(xué)組成對其氧化安定性影響很大：汽油的化學(xué)組成對其氧化安定性影響很大：其中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴常溫液態(tài)條件下氧其中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴常溫液態(tài)條件下氧化安定性好，而稀烴（不飽和烴）則容易氧化，化安定性好，而稀烴（不飽和烴）則容易氧化，并彼此之間還會發(fā)生縮合和聚合反應(yīng)，所以

12、氧并彼此之間還會發(fā)生縮合和聚合反應(yīng)，所以氧化安定性差?；捕ㄐ圆?。 對汽油氧化安定性的評定項目有兩個對汽油氧化安定性的評定項目有兩個: :實實際膠質(zhì)際膠質(zhì)和和誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期。 提高氧化安定性的措施提高氧化安定性的措施：催化重整催化重整；加氫加氫精制精制；添加抗氧防膠劑、金屬鈍化劑添加抗氧防膠劑、金屬鈍化劑。4 4）抗腐蝕性：在汽油的國家標(biāo)準(zhǔn)中）抗腐蝕性：在汽油的國家標(biāo)準(zhǔn)中, ,對汽油的對汽油的腐蝕性有嚴(yán)格的要求。腐蝕性有嚴(yán)格的要求。 汽油成分中的各種烴類汽油成分中的各種烴類, ,都是沒有腐蝕性的都是沒有腐蝕性的, ,而而引起腐蝕的物質(zhì)是硫、硫化物、有機(jī)酸、水溶性酸、引起腐蝕的物質(zhì)是硫、硫化物、有

13、機(jī)酸、水溶性酸、堿等。由于汽油要與各種金屬器件接觸堿等。由于汽油要與各種金屬器件接觸, ,如有腐蝕如有腐蝕性性, ,就會對儲油容器及發(fā)動機(jī)機(jī)件產(chǎn)生腐蝕。就會對儲油容器及發(fā)動機(jī)機(jī)件產(chǎn)生腐蝕。 汽油防腐性一般用硫含量、銅片腐蝕試驗、水汽油防腐性一般用硫含量、銅片腐蝕試驗、水溶性酸或堿、酸度、博士試驗等指標(biāo)來評定。溶性酸或堿、酸度、博士試驗等指標(biāo)來評定。5) 5) 清凈性清凈性 汽油噴射式汽車最常發(fā)生的問題是在進(jìn)氣汽油噴射式汽車最常發(fā)生的問題是在進(jìn)氣系統(tǒng)和噴油器上產(chǎn)生沉淀系統(tǒng)和噴油器上產(chǎn)生沉淀，其主要原因是汽油中，其主要原因是汽油中不穩(wěn)定的化合物，例如不飽和稀烴和二稀烴，以不穩(wěn)定的化合物，例如不飽和

14、稀烴和二稀烴，以及添加劑帶入的低分子量化合物等。及添加劑帶入的低分子量化合物等。 為了經(jīng)常保持進(jìn)氣系統(tǒng)的清潔，充分發(fā)揮為了經(jīng)常保持進(jìn)氣系統(tǒng)的清潔，充分發(fā)揮汽油噴射的優(yōu)點，可向汽油中加入汽油噴射的優(yōu)點，可向汽油中加入汽油清凈劑汽油清凈劑。6) 6) 汽油規(guī)格汽油規(guī)格 各國都根據(jù)自己國家的汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)各國都根據(jù)自己國家的汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)特點、使用條件、石油煉制水平來制定本國特點、使用條件、石油煉制水平來制定本國的汽油規(guī)格。的汽油規(guī)格。 我國有兩種汽油規(guī)格我國有兩種汽油規(guī)格：一種是車用汽油：一種是車用汽油的國家標(biāo)準(zhǔn)，一種是無鉛汽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。的國家標(biāo)準(zhǔn)，一種是無鉛汽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 從從2014201

15、4年年1 1月月1 1日起，開始銷售國家標(biāo)準(zhǔn)日起，開始銷售國家標(biāo)準(zhǔn)車用汽油。車用汽油。 汽油硫的含量：汽油硫的含量： 以前國標(biāo)準(zhǔn)：以前國標(biāo)準(zhǔn)：150PPM150PPM； 現(xiàn)在國標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)在國標(biāo)準(zhǔn)：50PPM50PPM； 下一步推進(jìn)：下一步推進(jìn)：10PPM10PPM。 根據(jù)北京市清潔空氣行動計劃根據(jù)北京市清潔空氣行動計劃(2011(201120152015年大氣污染控制措施年大氣污染控制措施) )，北京計劃在今，北京計劃在今年實施第五階段機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)年實施第五階段機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)（“京京”燃油標(biāo)準(zhǔn)，燃油標(biāo)準(zhǔn)，與歐洲同階段標(biāo)準(zhǔn)基本接軌與歐洲同階段標(biāo)準(zhǔn)基本接軌 ） ，為保障排放標(biāo)準(zhǔn)順利實施，需要配套相

16、應(yīng)的為保障排放標(biāo)準(zhǔn)順利實施，需要配套相應(yīng)的車用油品，油品標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)升級。車用油品，油品標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)升級。 與北京第四階段地方標(biāo)準(zhǔn)相比較，最主與北京第四階段地方標(biāo)準(zhǔn)相比較，最主要的變化是：要的變化是：硫含量指標(biāo)限值由硫含量指標(biāo)限值由50mg/kg50mg/kg降低降低為為10mg/kg10mg/kg，以降低在用車污染物排放；車用，以降低在用車污染物排放；車用汽油的錳含量指標(biāo)限值由汽油的錳含量指標(biāo)限值由0.006g/L0.006g/L降低為降低為0.002g/L0.002g/L。 北京第五階段地方標(biāo)準(zhǔn)車用汽油牌號由北京第五階段地方標(biāo)準(zhǔn)車用汽油牌號由9090號、號、9393號、號、9797號分別調(diào)整為號分

17、別調(diào)整為8989號、號、9292號、號、9595號，根據(jù)權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)試驗研究，標(biāo)準(zhǔn)號，根據(jù)權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)試驗研究，標(biāo)準(zhǔn)8989號車用汽油適用于原使用號車用汽油適用于原使用9090號車用汽油的車號車用汽油的車輛輛 繼北京實施機(jī)動車的京繼北京實施機(jī)動車的京V V排放標(biāo)準(zhǔn)后，排放標(biāo)準(zhǔn)后，上海也迎來更為嚴(yán)格的機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)。上海也迎來更為嚴(yán)格的機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)?！皽麥鸙 V”汽油于汽油于20132013年年9 9月月1 1日日起試行，而起試行，而“滬滬V V”標(biāo)準(zhǔn)柴油可能將在標(biāo)準(zhǔn)柴油可能將在20142014年年開始試行。但是否開始試行。但是否能繼續(xù)向國內(nèi)其他城市推廣，還得取決于油能繼續(xù)向國內(nèi)其他城市推廣，

18、還得取決于油品質(zhì)量是否能同步升級。品質(zhì)量是否能同步升級。 由由美國汽車制造商協(xié)會美國汽車制造商協(xié)會（AAMAAAMA）和）和歐洲歐洲汽車制造商協(xié)會汽車制造商協(xié)會（ACEAACEA）以及）以及日本汽車制造日本汽車制造商協(xié)會商協(xié)會（JAMAJAMA）共同發(fā)起包括世界所有主要）共同發(fā)起包括世界所有主要汽車制造商一起制定了一個世界燃料規(guī)范，汽車制造商一起制定了一個世界燃料規(guī)范，主要是汽車制造商針對主要是汽車制造商針對環(huán)保要求環(huán)保要求對汽車燃料對汽車燃料提出的基本要求，在這個標(biāo)準(zhǔn)里汽油和柴油提出的基本要求，在這個標(biāo)準(zhǔn)里汽油和柴油按適應(yīng)環(huán)境要求的不同分成三類。按適應(yīng)環(huán)境要求的不同分成三類。 第一類第一類汽

19、油和柴油是針對排放控制沒有汽油和柴油是針對排放控制沒有或極少有要求的場合；或極少有要求的場合； 第二類第二類汽油和柴油是針對排放控制有嚴(yán)汽油和柴油是針對排放控制有嚴(yán)格要求時的場合；格要求時的場合； 第三類第三類汽油和柴油是對排放控制有超前汽油和柴油是對排放控制有超前要求時的場合。要求時的場合。 這個標(biāo)準(zhǔn)的特點這個標(biāo)準(zhǔn)的特點是對燃料的組成提出了是對燃料的組成提出了要求，如稀烴、芳烴和苯，同時對與環(huán)境污要求，如稀烴、芳烴和苯，同時對與環(huán)境污染有關(guān)的元素含量也提出了要求。染有關(guān)的元素含量也提出了要求。二、柴油二、柴油 柴油柴油 壓燃式發(fā)動機(jī)（柴油機(jī)）壓燃式發(fā)動機(jī)（柴油機(jī)） 輕柴油輕柴油 高速柴油機(jī)高

20、速柴油機(jī) 重柴油重柴油 中、低速柴油機(jī)中、低速柴油機(jī) 重油重油 大型低速柴油機(jī)大型低速柴油機(jī) 汽車用柴油機(jī)都是高速機(jī)，必須用輕柴油。汽車用柴油機(jī)都是高速機(jī)，必須用輕柴油。 柴油的物理和化學(xué)性能對柴油機(jī)的性能和柴油的物理和化學(xué)性能對柴油機(jī)的性能和起動以及燃油供給系統(tǒng)的工作和壽命都有影響。起動以及燃油供給系統(tǒng)的工作和壽命都有影響。1 1、自燃性、自燃性2 2、霧化和蒸發(fā)性、霧化和蒸發(fā)性3 3、硫含量、硫含量 4 4、安定性、安定性5 5、低溫流動性、低溫流動性 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定柴油有十多種性能和質(zhì)量指標(biāo)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定柴油有十多種性能和質(zhì)量指標(biāo)，以保證柴油的品質(zhì)能符合柴油機(jī)的工作要求。以保證柴油的品質(zhì)能

21、符合柴油機(jī)的工作要求。1 1、自燃性、自燃性 柴油的自燃性常用十六烷值來評定柴油的自燃性常用十六烷值來評定。 它是與一種它是與一種標(biāo)準(zhǔn)燃料（正十六烷和標(biāo)準(zhǔn)燃料（正十六烷和甲基萘的混合物）甲基萘的混合物）進(jìn)行比較來加以評定的。進(jìn)行比較來加以評定的。 如果某種柴油與某種標(biāo)準(zhǔn)燃料的自燃性如果某種柴油與某種標(biāo)準(zhǔn)燃料的自燃性相同，則該標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值即為該柴油相同，則該標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值即為該柴油的十六烷值。將柴油和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較的的十六烷值。將柴油和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較的試驗方法和儀器設(shè)備，由國家標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)定。試驗方法和儀器設(shè)備，由國家標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)定。 實踐證明：十六烷值過高或過低的柴油，實踐證明：十六

22、烷值過高或過低的柴油，都對柴油機(jī)的性能或工作不利。都對柴油機(jī)的性能或工作不利。 過高：過高：噴入燃燒室的柴油來不及與空氣充噴入燃燒室的柴油來不及與空氣充分混合就著火，使燃油不能得到及時而完全的分混合就著火，使燃油不能得到及時而完全的燃燒，造成排氣冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性降低；燃燒，造成排氣冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性降低； 過低：過低：則使柴油機(jī)工作粗暴，起動也較難。則使柴油機(jī)工作粗暴，起動也較難。 因此柴油的十六烷值通常規(guī)定在適中的范因此柴油的十六烷值通常規(guī)定在適中的范圍，圍，高速柴油機(jī)采用十六烷值為高速柴油機(jī)采用十六烷值為40406565。2 2、霧化和蒸發(fā)性、霧化和蒸發(fā)性 餾程、運(yùn)動粘度、密度、閃點都是與霧化和

23、蒸發(fā)餾程、運(yùn)動粘度、密度、閃點都是與霧化和蒸發(fā)性有關(guān)的油品指標(biāo)。性有關(guān)的油品指標(biāo)。 餾程是指一定溫度范圍內(nèi)石油產(chǎn)品中可能蒸餾出餾程是指一定溫度范圍內(nèi)石油產(chǎn)品中可能蒸餾出來的數(shù)量和溫度的標(biāo)示。來的數(shù)量和溫度的標(biāo)示。 常以汽化常以汽化1010、5050及及9090等百分比燃油量所需等百分比燃油量所需溫度來表示。是保證柴油在發(fā)動機(jī)燃燒室里迅速蒸發(fā)溫度來表示。是保證柴油在發(fā)動機(jī)燃燒室里迅速蒸發(fā)氣化和燃燒的重要指標(biāo)。氣化和燃燒的重要指標(biāo)。 柴油的粘度是柴油重要的物理性能之一，柴油的粘度是柴油重要的物理性能之一，是表示其稀稠程度及流動性的指標(biāo)。是表示其稀稠程度及流動性的指標(biāo)。它影響它影響燃油的噴霧質(zhì)量、過

24、濾性及在油道中的流動燃油的噴霧質(zhì)量、過濾性及在油道中的流動性。過高、過低都不好。性。過高、過低都不好。 閃點是指柴油混合氣與火焰接觸發(fā)生閃閃點是指柴油混合氣與火焰接觸發(fā)生閃火的最低溫度?；鸬淖畹蜏囟?。閃點越高越安全，國標(biāo)規(guī)定閃點越高越安全，國標(biāo)規(guī)定柴油閃點不應(yīng)低于某一溫度。柴油閃點不應(yīng)低于某一溫度。3 3、硫含量、硫含量 硫天然存在于原油中，硫天然存在于原油中，危害：危害：1 1）柴油中的硫明顯增加排氣中的微粒物，不利于環(huán)保；）柴油中的硫明顯增加排氣中的微粒物，不利于環(huán)保；2 2）對于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，硫使轉(zhuǎn)化器的壽命降低；）對于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，硫使轉(zhuǎn)化器的壽命降低；3 3）燃燒時易

25、生成二氧化硫，遇到氣缸內(nèi)的蒸氣或水分形）燃燒時易生成二氧化硫，遇到氣缸內(nèi)的蒸氣或水分形成亞硫酸腐蝕零件，排放到大氣中的硫化物極易與水分成亞硫酸腐蝕零件，排放到大氣中的硫化物極易與水分結(jié)合形成酸雨給環(huán)境帶來危害；結(jié)合形成酸雨給環(huán)境帶來危害；4 4）硫還會增加柴油機(jī)的磨損。）硫還會增加柴油機(jī)的磨損。 各國標(biāo)準(zhǔn)中對硫含量提出了嚴(yán)格的要求，甚至是零各國標(biāo)準(zhǔn)中對硫含量提出了嚴(yán)格的要求，甚至是零含量。含量。4 4、安定性、安定性 安定性是指柴油在運(yùn)輸、儲存和使用過安定性是指柴油在運(yùn)輸、儲存和使用過程中應(yīng)保持其外觀顏色、組成和使用性能不程中應(yīng)保持其外觀顏色、組成和使用性能不變的能力。變的能力。 影響安定性的

26、因素主要是柴油中的二烯影響安定性的因素主要是柴油中的二烯烴、烯烴和環(huán)烷芳香烴這些不安定組分。烴、烯烴和環(huán)烷芳香烴這些不安定組分。5 5、低溫流動性、低溫流動性 柴油失去流動性而開始凝固的溫度稱為柴油失去流動性而開始凝固的溫度稱為凝點凝點。當(dāng)柴油溫度接近凝點時，噴霧惡化、。當(dāng)柴油溫度接近凝點時，噴霧惡化、供油困難，柴油機(jī)無法正常工作。供油困難，柴油機(jī)無法正常工作。 我國用于汽車的輕質(zhì)柴油按凝點分為我國用于汽車的輕質(zhì)柴油按凝點分為1010號、號、0 0號、號、1010號、號、2020號、號、3535號、號、5050號號共六個牌號。共六個牌號。 根據(jù)硫含量、安定性和酸度等指標(biāo)將每根據(jù)硫含量、安定性和

27、酸度等指標(biāo)將每一牌號柴油又劃分為優(yōu)等級、一等品和合格一牌號柴油又劃分為優(yōu)等級、一等品和合格品三個檔次，各個檔次的柴油質(zhì)量差別較大。品三個檔次，各個檔次的柴油質(zhì)量差別較大。第二節(jié)第二節(jié) 代用燃料及應(yīng)用代用燃料及應(yīng)用 到目前為止，汽車發(fā)動機(jī)絕大多數(shù)還是到目前為止，汽車發(fā)動機(jī)絕大多數(shù)還是使用石油制品的液體燃料汽油和柴油，使用石油制品的液體燃料汽油和柴油，所以汽油、柴油習(xí)慣上被稱為汽車發(fā)動機(jī)的所以汽油、柴油習(xí)慣上被稱為汽車發(fā)動機(jī)的常規(guī)燃料常規(guī)燃料，而其余則叫做，而其余則叫做代用燃料代用燃料。一、代用燃料分類一、代用燃料分類1 1、代用燃料按物態(tài)區(qū)分、代用燃料按物態(tài)區(qū)分A A）氣體代用燃料：）氣體代用燃

28、料：壓縮天然氣、液化石油氣等，壓縮天然氣、液化石油氣等，其它有氫氣（其它有氫氣（H H2 2）、沼氣（）、沼氣（CHCH4 4）、發(fā)生爐煤氣）、發(fā)生爐煤氣（COCO）、水煤氣（）、水煤氣（COCOH H2 2）等，此外某些化工產(chǎn)品）等，此外某些化工產(chǎn)品的氣體燃料，如二甲基醚（的氣體燃料，如二甲基醚（CHCH3 3O OCHCH3 3）可作柴油）可作柴油機(jī)代用燃料。機(jī)代用燃料。B B）液體代用燃料：）液體代用燃料：包括甲醇（包括甲醇（CHCH3 3OHOH）、乙醇）、乙醇（C C2 2H H5 5OHOH）和某些動、植物油及可燃的化工液體副產(chǎn)）和某些動、植物油及可燃的化工液體副產(chǎn)品。品。2 2、

29、代用燃料按化學(xué)成分區(qū)分、代用燃料按化學(xué)成分區(qū)分 可分為除汽油、柴油之外的烴燃料可分為除汽油、柴油之外的烴燃料C Cn nH Hm m和含和含氧燃料兩類。氧燃料兩類。A A）烴燃料）烴燃料C Cn nH Hm m : :主要成分是碳和氫。主要成分是碳和氫。有甲烷有甲烷（CHCH4 4）、天然氣、液化石油氣、氫氣（）、天然氣、液化石油氣、氫氣（H H2 2）等。）等。B B）含氧燃料：）含氧燃料：其成分中除其成分中除C C和和H H外，還含有一定比外，還含有一定比例的氧。例的氧。例如甲醇例如甲醇(CH(CH3 3OH)OH)、乙醇（、乙醇（C C2 2H H5 5OHOH）以及）以及動、植物油，煤

30、氣（動、植物油，煤氣（COCO）都是含氧燃料。）都是含氧燃料。 代用燃料能否在汽車上得到應(yīng)用，代用燃料能否在汽車上得到應(yīng)用，受到其理化特性、安全與環(huán)保特性、價受到其理化特性、安全與環(huán)保特性、價格、供給等因素的影響。格、供給等因素的影響。二、天然氣二、天然氣 天然氣可以在汽車發(fā)動機(jī)中加以利用的方式有：天然氣可以在汽車發(fā)動機(jī)中加以利用的方式有： 1 1、壓縮天然氣壓縮天然氣CNGCNG； 2 2、液化天然氣液化天然氣LNGLNG； 3 3、吸附天然氣吸附天然氣ANGANG； 4 4、水合物（水合物（hydratehydrate）：也叫可燃冰、固體瓦：也叫可燃冰、固體瓦斯。斯。 以以CNGCNG的利

31、用方式采用的最多。的利用方式采用的最多。 天然氣儲藏量大，且又是一種潔凈燃料，天然氣儲藏量大，且又是一種潔凈燃料，至今已分別在汽油機(jī)和柴油機(jī)上開發(fā)了多種利用至今已分別在汽油機(jī)和柴油機(jī)上開發(fā)了多種利用技術(shù)。技術(shù)。 1 1、天然氣的性質(zhì)、天然氣的性質(zhì) 天然氣以甲烷為主要成分，隨產(chǎn)地不同，甲天然氣以甲烷為主要成分，隨產(chǎn)地不同，甲烷的含量為烷的含量為83839999。 由于天然氣密度低于汽油，使吸入發(fā)動機(jī)由于天然氣密度低于汽油，使吸入發(fā)動機(jī)的新鮮空氣質(zhì)量減少，發(fā)動機(jī)的輸出功率將會降的新鮮空氣質(zhì)量減少，發(fā)動機(jī)的輸出功率將會降低，只為液體燃料的低，只為液體燃料的9090左右。左右。 天然氣的研究法辛烷值為

32、天然氣的研究法辛烷值為130130，十六烷值為，十六烷值為零，只能點燃不能壓燃。零，只能點燃不能壓燃。 由于常溫常壓下呈氣態(tài)，容易與空氣混合由于常溫常壓下呈氣態(tài)，容易與空氣混合均勻，為實現(xiàn)均勻，為實現(xiàn)稀薄燃燒稀薄燃燒提供了條件，便于應(yīng)用稀提供了條件，便于應(yīng)用稀燃技術(shù)改善排放。燃技術(shù)改善排放。2 2、天然氣發(fā)動機(jī)、天然氣發(fā)動機(jī)（1 1）單燃料天然氣發(fā)動機(jī)）單燃料天然氣發(fā)動機(jī) 專用的天然氣發(fā)動機(jī)專用的天然氣發(fā)動機(jī)通常都具有較高的壓縮比，并通常都具有較高的壓縮比，并且多采用燃料噴射系統(tǒng)和特制的天然氣汽車用催化轉(zhuǎn)化且多采用燃料噴射系統(tǒng)和特制的天然氣汽車用催化轉(zhuǎn)化器。器。 天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)夤┙o方式通常

33、有天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)夤┙o方式通常有混合器式混合器式、單單點噴射式點噴射式和和多點噴射式多點噴射式三種。單點噴射式是一種較好的三種。單點噴射式是一種較好的折中方案。折中方案。（2 2）雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)）雙燃料天然氣發(fā)動機(jī) 雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)主要是在現(xiàn)有的汽油機(jī)、柴油雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)主要是在現(xiàn)有的汽油機(jī)、柴油機(jī)的基礎(chǔ)上加裝機(jī)的基礎(chǔ)上加裝CNGCNG供給系統(tǒng)改裝而成，以柴油機(jī)改裝供給系統(tǒng)改裝而成，以柴油機(jī)改裝為例，供油系統(tǒng)僅噴入少量柴油，用于引燃天然氣和空為例，供油系統(tǒng)僅噴入少量柴油，用于引燃天然氣和空氣的混合氣。氣的混合氣。雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)與單燃料天然氣發(fā)動機(jī)相比：雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)與單燃料

34、天然氣發(fā)動機(jī)相比：a a）排氣的清潔程度還不夠理想，氣缸和活塞的熱負(fù)荷會）排氣的清潔程度還不夠理想，氣缸和活塞的熱負(fù)荷會增大，使這些零部件的可靠性、耐久性出現(xiàn)問題；增大，使這些零部件的可靠性、耐久性出現(xiàn)問題；b b）必須攜帶兩套燃料系統(tǒng)，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜；）必須攜帶兩套燃料系統(tǒng)，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜；C C）柴油和天然氣燃燒的最佳比例控制困難。）柴油和天然氣燃燒的最佳比例控制困難。（3 3）兩用（可切換）燃料天然氣發(fā)動機(jī)）兩用（可切換）燃料天然氣發(fā)動機(jī) 既可以使用天然氣也可以使用汽油作為燃料。既可以使用天然氣也可以使用汽油作為燃料。 天然氣汽車優(yōu)點：天然氣汽車優(yōu)點： 在排放方面具有明顯的優(yōu)越性，與使用在排

35、放方面具有明顯的優(yōu)越性，與使用汽油車相比，天然氣汽車顆粒物排放幾乎為汽油車相比，天然氣汽車顆粒物排放幾乎為零，零，NOxNOx、COCO和和HCHC的排放也顯著降低。的排放也顯著降低。天然氣汽車缺點：天然氣汽車缺點： 1 1、發(fā)動機(jī)功率下降：、發(fā)動機(jī)功率下降： 功率下降主要原因在于燃料本身的特性功率下降主要原因在于燃料本身的特性和發(fā)動機(jī)的構(gòu)造（壓縮比）。和發(fā)動機(jī)的構(gòu)造（壓縮比）。 解決辦法：解決辦法：1 1、采取進(jìn)氣增壓措施提高充氣系數(shù)；、采取進(jìn)氣增壓措施提高充氣系數(shù)；2 2、適當(dāng)提高發(fā)動機(jī)壓縮比；、適當(dāng)提高發(fā)動機(jī)壓縮比；3 3、使用專用天然氣汽車發(fā)動機(jī)潤滑油。、使用專用天然氣汽車發(fā)動機(jī)潤滑油

36、。2 2、腐蝕與早期磨損：、腐蝕與早期磨損：由于天然氣中含有微量硫化合由于天然氣中含有微量硫化合物物( (硫化氫硫化氫) )，引起氣缸、氣缸壁的腐蝕與磨損，甚，引起氣缸、氣缸壁的腐蝕與磨損，甚至曲軸也出現(xiàn)腐蝕，氣門、活塞環(huán)和氣缸磨損嚴(yán)重至曲軸也出現(xiàn)腐蝕，氣門、活塞環(huán)和氣缸磨損嚴(yán)重使發(fā)動機(jī)動力下降，使用壽命縮短，汽車大修期縮使發(fā)動機(jī)動力下降，使用壽命縮短，汽車大修期縮短（通常要縮短短（通常要縮短1/3-1/21/3-1/2）。）。 解決辦法：解決辦法： 1 1、天然氣脫硫；、天然氣脫硫； 2 2、采用耐腐蝕材料；、采用耐腐蝕材料； 3 3、使用專門的天然氣汽車發(fā)動機(jī)潤滑油。、使用專門的天然氣汽車

37、發(fā)動機(jī)潤滑油。三、液化石油氣三、液化石油氣 液化石油氣（液化石油氣（LPGLPG）分為：）分為：油田液化氣油田液化氣和和煉煉油廠液化氣油廠液化氣兩種。兩種。 液化石油氣的主要成分：液化石油氣的主要成分：丙烷（丙烷（C C3 3H H8 8）和?。┖投⊥椋ㄍ椋– C4 4H H1010）。）。1 1、油田液化氣：、油田液化氣：來自各油田，不含稀烴，可直接來自各油田，不含稀烴，可直接用作車用燃料。用作車用燃料。2 2、煉油廠液化氣：、煉油廠液化氣：主要是催化裂化過程和延遲焦主要是催化裂化過程和延遲焦化煉油過程的產(chǎn)物，含有大量丁?。ɑ療捰瓦^程的產(chǎn)物，含有大量丁?。– C4 4H H8 8）、丙）、丙

38、?。ㄏ。– C3 3H H6 6）以及少量乙烷及異丁稀。）以及少量乙烷及異丁稀。 因為稀烴類為不飽和烴，燃燒后結(jié)膠，因為稀烴類為不飽和烴，燃燒后結(jié)膠，積碳嚴(yán)重，對發(fā)動機(jī)的火花塞、氣門、活塞積碳嚴(yán)重，對發(fā)動機(jī)的火花塞、氣門、活塞環(huán)等零件損壞較大，不適于直接用作車用燃環(huán)等零件損壞較大，不適于直接用作車用燃料。一般稀烴含量要低于料。一般稀烴含量要低于6 6才能用作車用燃才能用作車用燃料。料。 與天然氣發(fā)動機(jī)一樣，可將與天然氣發(fā)動機(jī)一樣，可將LPGLPG發(fā)動機(jī)分發(fā)動機(jī)分為為單燃料單燃料、兩用（可切換）燃料兩用（可切換）燃料及及雙燃料雙燃料（LPGLPG和柴油）和柴油）三類。三類。天然氣和液化石油氣燃料

39、相比具有以下特點：天然氣和液化石油氣燃料相比具有以下特點：1 1）天然氣的體積低熱值和質(zhì)量低熱值略高于汽油，但理）天然氣的體積低熱值和質(zhì)量低熱值略高于汽油，但理論混合氣熱值比汽油低，液化石油氣則介于汽油和天然論混合氣熱值比汽油低，液化石油氣則介于汽油和天然氣之間。氣之間。2 2）抗爆性能高。）抗爆性能高。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的研究天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的研究法辛烷值為法辛烷值為130130。 液化石油氣的辛烷值也較高，為液化石油氣的辛烷值也較高，為100100110110。 3 3）混合氣著火界限寬。）混合氣著火界限寬。天然氣與空氣混合氣有天然氣與空氣混合氣有很寬的著火界限，過量

40、空氣系數(shù)的變化范圍為很寬的著火界限，過量空氣系數(shù)的變化范圍為0.6-1.80.6-1.8，可在大范圍內(nèi)改變混合比，提供不，可在大范圍內(nèi)改變混合比，提供不同成分的混合氣，采用稀薄燃燒技術(shù)，可進(jìn)一同成分的混合氣，采用稀薄燃燒技術(shù)，可進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和改善排放。步提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和改善排放。4 4）天然氣和液化石油氣比汽油的著火溫度高，）天然氣和液化石油氣比汽油的著火溫度高，傳播速度慢，因此需要較高的點火能量。傳播速度慢，因此需要較高的點火能量。5 5）天然氣和石油液化氣比汽油和柴油燃燒更）天然氣和石油液化氣比汽油和柴油燃燒更“清潔清潔”。四、醇類燃料四、醇類燃料 醇類燃料主要是甲醇（

41、醇類燃料主要是甲醇（CHCH3 3OHOH）和乙醇）和乙醇（C C2 2H H5 5OH),OH),他們都是相對分子質(zhì)量較小的單質(zhì)，他們都是相對分子質(zhì)量較小的單質(zhì)，燃燒產(chǎn)物中基本沒有碳煙，燃燒產(chǎn)物中基本沒有碳煙，NONOx x的排放濃度也很的排放濃度也很低，是一種低污染性燃料。低，是一種低污染性燃料。 但制取代價大、技術(shù)不成熟。但制取代價大、技術(shù)不成熟。1 1、甲醇（或乙醇）作為發(fā)動機(jī)燃料需考、甲醇（或乙醇）作為發(fā)動機(jī)燃料需考慮的因素慮的因素a a ）化學(xué)成分及燃燒產(chǎn)物）化學(xué)成分及燃燒產(chǎn)物：醇類燃料含氧、：醇類燃料含氧、C C、H H較多，完全燃燒時產(chǎn)生較多的水和較少的較多，完全燃燒時產(chǎn)生較多

42、的水和較少的COCO2 2。在起動、暖機(jī)期間及缸內(nèi)溫度不高時，容易在缸在起動、暖機(jī)期間及缸內(nèi)溫度不高時，容易在缸壁上產(chǎn)生冷凝物，促使酸性物質(zhì)生成及磨損增加。壁上產(chǎn)生冷凝物，促使酸性物質(zhì)生成及磨損增加。b b）沸點及凝點）沸點及凝點：沸點低，有助于混合氣形成，但：沸點低，有助于混合氣形成，但缺乏高揮發(fā)性組分，對起動不利；凝點低，環(huán)境缺乏高揮發(fā)性組分，對起動不利；凝點低，環(huán)境溫度低時無需擔(dān)心結(jié)冰。溫度低時無需擔(dān)心結(jié)冰。c c）熱值）熱值：在理論空燃比下單位質(zhì)量的醇類燃料混：在理論空燃比下單位質(zhì)量的醇類燃料混合氣的熱值與石油混合氣熱值基本一樣。合氣的熱值與石油混合氣熱值基本一樣。d d）汽化潛熱）汽

43、化潛熱：醇的氣化潛熱大，混合氣形成后溫：醇的氣化潛熱大，混合氣形成后溫降較大，高氣化潛熱產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)妨礙了在運(yùn)降較大，高氣化潛熱產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)妨礙了在運(yùn)行溫度下的完全汽化，難以形成良好均勻的混合行溫度下的完全汽化，難以形成良好均勻的混合氣；壓縮終了缸內(nèi)溫度降低，使著火延遲期變長，氣；壓縮終了缸內(nèi)溫度降低，使著火延遲期變長，影響起動性能；但高的氣化潛熱可降低壓縮負(fù)功，影響起動性能；但高的氣化潛熱可降低壓縮負(fù)功，提高充氣效率。提高充氣效率。e e）辛烷值）辛烷值：醇類燃料的辛烷值高，是點燃式內(nèi)燃：醇類燃料的辛烷值高，是點燃式內(nèi)燃機(jī)好的代用燃料，可作為提高汽油辛烷值的優(yōu)良機(jī)好的代用燃料，可作為提高

44、汽油辛烷值的優(yōu)良添加劑。添加劑。f f）十六烷值）十六烷值：醇類燃料十六烷值很低，在壓燃式：醇類燃料十六烷值很低，在壓燃式內(nèi)燃機(jī)中使用困難。內(nèi)燃機(jī)中使用困難。g g）著火極限）著火極限：醇類燃料的著火上下限都比石：醇類燃料的著火上下限都比石油燃料寬，能在稀混合氣區(qū)工作，有利于排油燃料寬，能在稀混合氣區(qū)工作，有利于排氣凈化和降低油耗，有利于空燃比控制。氣凈化和降低油耗，有利于空燃比控制。h h）著火延遲期）著火延遲期：由于十六烷值很低，著火性：由于十六烷值很低，著火性差，著火延遲期長。差，著火延遲期長。i i）火焰?zhèn)鞑ニ俣龋┗鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋捍碱惾剂系幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋捍碱惾剂系幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣缺绕透?，?/p>

45、其使用十分有利。比汽油高，對其使用十分有利。2 2、醇燃料在汽車發(fā)動機(jī)上的使用、醇燃料在汽車發(fā)動機(jī)上的使用 甲醇（或乙醇）與汽油的混合燃料稱為甲醇（或乙醇）與汽油的混合燃料稱為甲甲醇（或乙醇）汽油或汽醇醇（或乙醇）汽油或汽醇。 按照醇在燃料中所占的體積分?jǐn)?shù)，甲醇汽按照醇在燃料中所占的體積分?jǐn)?shù)，甲醇汽油習(xí)慣上稱為油習(xí)慣上稱為MxMx（x x為甲醇的體積分?jǐn)?shù)），如為甲醇的體積分?jǐn)?shù)），如M5M5（指甲醇（指甲醇5 5）。乙醇汽油習(xí)慣上稱為）。乙醇汽油習(xí)慣上稱為ExEx（x x為乙為乙醇的體積分?jǐn)?shù)），如醇的體積分?jǐn)?shù)），如E10E10（含乙醇（含乙醇1010）等。）等。 點燃式內(nèi)燃機(jī)摻燒醇類燃料，與燃燒

46、純汽點燃式內(nèi)燃機(jī)摻燒醇類燃料，與燃燒純汽油相比有如下優(yōu)點：油相比有如下優(yōu)點：1 1）提高辛烷值，在無鉛汽油中加入醇類燃料，可）提高辛烷值，在無鉛汽油中加入醇類燃料，可達(dá)到含鉛汽油所具備的抗爆能力。達(dá)到含鉛汽油所具備的抗爆能力。2 2）可擴(kuò)大混合氣著火界限，燃用稀混合氣，提高）可擴(kuò)大混合氣著火界限，燃用稀混合氣，提高燃油經(jīng)濟(jì)性能。燃油經(jīng)濟(jì)性能。3 3）可提高壓縮比，從而提高內(nèi)燃機(jī)的動力性能和）可提高壓縮比，從而提高內(nèi)燃機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能。經(jīng)濟(jì)性能。4 4）減少燃燒室表面的燃燒沉積物。）減少燃燒室表面的燃燒沉積物。5 5）改善排放性能。）改善排放性能。 3 3、醇類燃料在應(yīng)用中的問題、醇類燃料

47、在應(yīng)用中的問題1 1）對金屬的腐蝕性：）對金屬的腐蝕性：甲醇和乙醇對汽車燃料系統(tǒng)甲醇和乙醇對汽車燃料系統(tǒng)的許多金屬都有腐蝕性，醇含量越高，腐蝕性的許多金屬都有腐蝕性，醇含量越高，腐蝕性越大。越大。 防止醇燃料腐蝕發(fā)動機(jī)金屬的基本途徑有防止醇燃料腐蝕發(fā)動機(jī)金屬的基本途徑有兩個：兩個：1 1）改變發(fā)動機(jī)金屬材料，使用耐腐蝕）改變發(fā)動機(jī)金屬材料，使用耐腐蝕的金屬制造發(fā)動機(jī)；的金屬制造發(fā)動機(jī)；2 2）在燃料中加防腐添加）在燃料中加防腐添加劑。劑。2 2）對其他材料的影響：）對其他材料的影響：發(fā)動機(jī)燃料系中的許多零發(fā)動機(jī)燃料系中的許多零部件都是由橡膠、塑料等材料制成的，醇燃料部件都是由橡膠、塑料等材料制

48、成的，醇燃料對橡膠、塑料部件都有腐蝕作用。對橡膠、塑料部件都有腐蝕作用。3 3）發(fā)動機(jī)磨損：）發(fā)動機(jī)磨損：醇燃料發(fā)動機(jī)在使用中，氣缸醇燃料發(fā)動機(jī)在使用中，氣缸和活塞環(huán)的磨損加重。和活塞環(huán)的磨損加重。原因有三點：原因有三點：a.a.甲醇或乙醇能夠?qū)⑦@些部位的潤滑油膜洗掉；甲醇或乙醇能夠?qū)⑦@些部位的潤滑油膜洗掉；b.b.醇燃燒時會生成有機(jī)酸（甲酸或乙酸），能直醇燃燒時會生成有機(jī)酸（甲酸或乙酸），能直接腐蝕金屬，造成腐蝕磨損；接腐蝕金屬，造成腐蝕磨損；c.c.進(jìn)入潤滑油中的甲酸和乙酸還能與潤滑油中的進(jìn)入潤滑油中的甲酸和乙酸還能與潤滑油中的抗氧防腐劑發(fā)生反應(yīng)而使其失效，從而增大各抗氧防腐劑發(fā)生反應(yīng)而使

49、其失效，從而增大各摩擦部位的腐蝕與磨損。摩擦部位的腐蝕與磨損。 五、二甲醚五、二甲醚 二甲醚二甲醚DMEDME（dimethyl etherdimethyl ether）是重要的化）是重要的化工原料，化學(xué)分子式為工原料，化學(xué)分子式為CHCH3 3-O-CH-O-CH3 3。它與甲醇乙。它與甲醇乙醇一樣是含氧燃料，即分子結(jié)構(gòu)中含有氧原子，醇一樣是含氧燃料，即分子結(jié)構(gòu)中含有氧原子，含氧燃料燃燒時需要的空氣少，易充分燃燒，基含氧燃料燃燒時需要的空氣少，易充分燃燒，基本不產(chǎn)生碳煙。本不產(chǎn)生碳煙。1 1、二甲醚的性質(zhì)、二甲醚的性質(zhì)a a）二甲醚是含氧（含氧量為）二甲醚是含氧（含氧量為34.834.8）燃

50、料，容易完）燃料，容易完全燃燒，全燃燒，在燃燒時不會像柴油那樣產(chǎn)生碳煙在燃燒時不會像柴油那樣產(chǎn)生碳煙，即有，即有利于減少燃燒生成的煙度和微粒。同時，還可使用利于減少燃燒生成的煙度和微粒。同時，還可使用更大的廢氣再循環(huán)（更大的廢氣再循環(huán)（EGREGR），降低），降低NONOx x排放。排放。b)b)二甲醚的十六烷值為二甲醚的十六烷值為55556060，一般柴油的只有，一般柴油的只有40405555，著火性能優(yōu)于柴油著火性能優(yōu)于柴油。在柴油機(jī)上燃用二甲醚不。在柴油機(jī)上燃用二甲醚不需采用助燃措施。需采用助燃措施。c c）二甲醚不發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，對人體無毒，當(dāng)體積）二甲醚不發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，對人體無毒，

51、當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過分?jǐn)?shù)超過1010時，才會產(chǎn)生輕微的麻醉作用，因此時，才會產(chǎn)生輕微的麻醉作用，因此對環(huán)境和人體無害。對環(huán)境和人體無害。d d）二甲醚）二甲醚是一種再生燃料是一種再生燃料，不僅可從石油及天然，不僅可從石油及天然氣中提取合成，而且可從煤、植物、生活垃圾氣中提取合成，而且可從煤、植物、生活垃圾中提取合成。中提取合成。e e）二甲醚的低熱值只有柴油的二甲醚的低熱值只有柴油的64.764.7，為達(dá)到柴為達(dá)到柴油機(jī)最佳動力性，必須增大二甲醚循環(huán)供應(yīng)量。油機(jī)最佳動力性，必須增大二甲醚循環(huán)供應(yīng)量。f f）二甲醚在常溫、常壓下的飽和蒸汽壓為）二甲醚在常溫、常壓下的飽和蒸汽壓為0.5MPa0.5MPa

52、。隨著溫度的升高，其飽和壓力增大，為防止氣隨著溫度的升高，其飽和壓力增大，為防止氣阻現(xiàn)象發(fā)生，阻現(xiàn)象發(fā)生，燃料供給系的壓力遠(yuǎn)高于柴油機(jī)燃料供給系的壓力遠(yuǎn)高于柴油機(jī)燃料供給系的壓力燃料供給系的壓力。2 2、二甲醚在柴油機(jī)上的應(yīng)用、二甲醚在柴油機(jī)上的應(yīng)用 由于二甲醚（由于二甲醚（DMEDME）的特殊的物化性質(zhì)）的特殊的物化性質(zhì)（含氧、低沸點、易蒸發(fā)混合等），使它具有（含氧、低沸點、易蒸發(fā)混合等），使它具有優(yōu)良的低污染燃燒特性，因此優(yōu)良的低污染燃燒特性，因此DMEDME在柴油機(jī)上的在柴油機(jī)上的應(yīng)用受到了高度重視。應(yīng)用受到了高度重視。 DMEDME在柴油機(jī)的應(yīng)用：在柴油機(jī)的應(yīng)用： 1 1）DMEDME

53、和柴油摻燒；和柴油摻燒； 2 2）直接燃用純液態(tài)）直接燃用純液態(tài)DMEDME。3 3、二甲醚實用化應(yīng)解決的問題、二甲醚實用化應(yīng)解決的問題 a a）二甲醚的沸點低，常溫下呈氣態(tài)，在室溫）二甲醚的沸點低，常溫下呈氣態(tài)，在室溫2020度、度、加壓到加壓到0.53MPa0.53MPa以上可使其液化，這就使供油系統(tǒng)、以上可使其液化，這就使供油系統(tǒng)、包括油箱必須密封并保持一定壓力，造成供油系統(tǒng)包括油箱必須密封并保持一定壓力，造成供油系統(tǒng)成本增加，且需專門的加油站。成本增加，且需專門的加油站。 b b）二甲醚的粘度低，潤滑性差，容易造成油泵柱塞）二甲醚的粘度低，潤滑性差，容易造成油泵柱塞和噴油器等精密偶件磨

54、損、卡死和泄漏，難以直接和噴油器等精密偶件磨損、卡死和泄漏，難以直接使用柴油機(jī)的燃油供給系統(tǒng)。使用柴油機(jī)的燃油供給系統(tǒng)。c c）二甲醚的粘度低，通過柱塞間隙的泄漏量）二甲醚的粘度低，通過柱塞間隙的泄漏量大，噴油量難以保證；且大，噴油量難以保證；且DMEDME的壓縮性受溫度的壓縮性受溫度的影響大，當(dāng)柱塞間隙等處的溫度提高后，的影響大，當(dāng)柱塞間隙等處的溫度提高后，DMEDME供給量難以滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求。供給量難以滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求。d d）二甲醚對金屬無腐蝕，其儲存使用不需特）二甲醚對金屬無腐蝕，其儲存使用不需特殊材料，但長時間接觸會使橡膠制品老化。殊材料，但長時間接觸會使橡膠制品老化。e e）

55、用共軌（蓄壓式）燃油系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柱）用共軌（蓄壓式）燃油系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柱塞泵供油系統(tǒng)。塞泵供油系統(tǒng)。六、燃料開發(fā)六、燃料開發(fā) 由于石油資源的儲量有限，因此開發(fā)新型車由于石油資源的儲量有限，因此開發(fā)新型車用燃料格外重要。用燃料格外重要。 燃料開發(fā)包括兩個方面：燃料開發(fā)包括兩個方面： 一是獲得廉價的、有穩(wěn)定來源的代用燃料一是獲得廉價的、有穩(wěn)定來源的代用燃料（煤甲醇）；（煤甲醇）； 二是二是“設(shè)計設(shè)計”新型燃料（采用多種燃料按新型燃料（采用多種燃料按一定比例混合成混合燃料，使其綜合的理化性能一定比例混合成混合燃料，使其綜合的理化性能最適合某類發(fā)動機(jī)）。最適合某類發(fā)動機(jī)）。第三節(jié)第三節(jié) 燃燒化學(xué)燃燒

56、化學(xué) 燃燒化學(xué)所要涉及的問題：燃燒化學(xué)所要涉及的問題： 燃料和空氣在數(shù)量上不同比例關(guān)系以及燃料和空氣在數(shù)量上不同比例關(guān)系以及燃燒后的工質(zhì)組成。燃燒后的工質(zhì)組成。 本節(jié)只研究燃油中主要成分碳和氫與空本節(jié)只研究燃油中主要成分碳和氫與空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果，而不研氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果，而不研究其中間反應(yīng)。究其中間反應(yīng)。一、燃料燃燒的熱值一、燃料燃燒的熱值（一）燃料的熱值（一）燃料的熱值（kJ/kgkJ/kg） 定義：單位量（固體和液體燃料用定義：單位量（固體和液體燃料用1kg1kg，氣，氣體用體用1m1m3 3）的燃料）的燃料完全燃燒完全燃燒時所發(fā)出的熱量。時所發(fā)出的熱量。 燃油

57、的熱值反映燃料在標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)狀態(tài)和燃油的熱值反映燃料在標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)狀態(tài)和確定熱力過程條件下燃燒時能釋放的化學(xué)能的一確定熱力過程條件下燃燒時能釋放的化學(xué)能的一個物性參數(shù)。個物性參數(shù)。 熱值是燃油的重要指標(biāo)之一：熱值是燃油的重要指標(biāo)之一：熱值越高，熱值越高，發(fā)動機(jī)的燃油消耗將減少，熱值的單位為發(fā)動機(jī)的燃油消耗將減少，熱值的單位為kJ/kgkJ/kg。 人們規(guī)定，在燃前為標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)狀態(tài)人們規(guī)定，在燃前為標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)狀態(tài)（101.325kPa101.325kPa和和298K298K）條件下，如果反應(yīng)前）條件下，如果反應(yīng)前后人為控制使系統(tǒng)體積、溫度不變，則單位后人為控制使系統(tǒng)體積、溫度不變，則單位燃料（燃料（

58、1kg1kg或或1kmol1kmol）完全燃燒放出的熱量叫）完全燃燒放出的熱量叫做燃料的做燃料的定容熱值定容熱值； 如果反應(yīng)前后人為控制使系統(tǒng)壓力、溫如果反應(yīng)前后人為控制使系統(tǒng)壓力、溫度不變，則單位燃料（度不變，則單位燃料（1kg1kg或或1kmol1kmol）完全燃）完全燃燒放出的熱量叫做燃料的燒放出的熱量叫做燃料的定壓熱值定壓熱值。 熱值有熱值有高熱值和低熱值高熱值和低熱值之分。之分。（二）混合氣熱值（二）混合氣熱值（kJ/kmolkJ/kmol或或kJ/mkJ/m3 3） 當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時，當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時，每循環(huán)加給工質(zhì)每循環(huán)加給工質(zhì)的熱量的熱量Q Q1 1

59、取決于單位體積可燃燒混合氣的熱值取決于單位體積可燃燒混合氣的熱值H Hm m，而不僅，而不僅僅取決于燃油的熱值?？扇蓟旌蠚鉄嶂狄詢H取決于燃油的熱值?？扇蓟旌蠚鉄嶂狄詋J/kmolkJ/kmol或或kJ/mkJ/m3 3（標(biāo)準(zhǔn)）計。（標(biāo)準(zhǔn)）計。 在在1kg1kg燃油所形成的可燃混合氣燃油所形成的可燃混合氣M M1 1（kmolkmol）中，燃燒時）中，燃燒時產(chǎn)生熱的只是燃油，產(chǎn)生熱的只是燃油，熱量的數(shù)值與燃油的低熱值相同熱量的數(shù)值與燃油的低熱值相同，為，為H Hu ukJkJ。則可燃混合氣的熱值。則可燃混合氣的熱值H Hm m為為 H Hm m= = （kJ/kmolkJ/kmol） 而而 M

60、M1 1=a aL Lo o+ + 式中：式中：a a過量空氣系數(shù)；過量空氣系數(shù)；L Lo o理論空氣量（理論空氣量（kmolkmol）；）； m mT T燃油分子量。燃油分子量。 Tm11MH混合氣的熱值混合氣的熱值H Hm m與混合氣的過量空氣系與混合氣的過量空氣系數(shù)數(shù)a a有關(guān)。有關(guān)。a a越大，混合氣越稀，其熱值越大，混合氣越稀，其熱值H Hm m越小，越小，a a為為1 1的混合氣熱值，稱為理論混的混合氣熱值，稱為理論混合氣熱值。一般情況下混合氣熱值即指理合氣熱值。一般情況下混合氣熱值即指理論混合氣熱值。論混合氣熱值。盡管各種燃料的熱值差別很大，但大盡管各種燃料的熱值差別很大，但大多