发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧

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1、第四章燃料与燃烧本章重点：1、汽油、柴油的使用特性。2、理论空气量、过量空气系数、燃料及混合气的热值等概念。3、发动机混合气着火机理。第一节内燃机的燃料和性质石油的主要成分：碳氢化合物CnHm，占96%~99%，少量O、N、S等，占1%~4%碳氢化合物简称“烃”包括：烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等，汽油和柴油通过石油蒸馏获得。一、汽油的使用特性*汽油含碳原子数为C5～C11，包括部分芳香烃和环烷烃以及烯、炔烃。*易于挥发，粘度小，比重低，易点燃但不易自燃。1.蒸发性指标：馏程和蒸汽压馏程：汽油馏出的温度范围10%的馏出温度

2、：低，冷启动性好；过低，易气阻。50%的馏出温度：低，平均挥发性好，燃烧快,加速性和平稳性好，暖机时间短。90%的馏出温度：标志含有难挥发的重质成分。高，则重质成分多，易形成积炭，从而稀释机油。馏程用蒸馏仪测定:*将100mL待测燃油加入烧瓶并加热使之蒸发；*燃油蒸汽经冷凝器冷却凝结为液体，滴入量杯；*测量并记录量杯内燃油数量和对应的温度，并表达为蒸馏曲线。蒸汽压：高，蒸发性强，易起动，但易气阻和蒸发损失大。夏季不大于67KPa，冬季不大于80KPa。2.抗暴性指标：辛烷值—ON正庚烷C7H16—辛烷值定为0异辛烷C8H

3、18—辛烷值定为100二者混合液与汽油的爆燃程度进行比较—汽油的辛烷值，即混合液中异辛烷的体积百分数研究法辛烷值—RON马达法辛烷值—MON（转速和进气温度较高，值低）二者之差为汽油的灵敏度，是衡量抗暴性随着燃烧条件而变化的尺度。（MON=RON×0.8+10）※车用汽油按MON分：70、75、80、85#4种牌号我国按RON分：主要有90、93、97#3个牌号美国按ONI分：85、87、89、91、93、97#7种牌号3.添加剂抗暴剂：四乙基铅+溴化乙烷四乙基铅已被禁止使用，现用一些含氧有机化合物，如甲基椒丁醚(MTB

4、E)等来提高汽油的辛烷值二、柴油的使用特性轻柴油—高速柴油机重柴油—中、低速柴油机含碳原子数为C14～C23，包括部分芳香烃和环烷烃以及烯、炔烃。不易挥发，粘度较高，比重较大，自燃倾向比汽油大，但不易点燃。1.凝点和浊点浊点：柴油中所含石蜡开始结晶，变混浊的温度凝点：柴油失去流动性开始凝结的温度※轻柴油按凝点分：10、0、-10、-20、-35#5个牌号※选用柴油时，按其凝点应比最低环境温度约高出5℃确定牌号。2.着火性能指标：十六烷值（CN）十六烷C16H34—十六烷值定为100，易自燃-甲基萘—十六烷值定为0，不易

5、自燃二者混合液与柴油的自燃性比较，混合液中十六烷的体积百分数为柴油的十六烷值。车用柴油的CN：40~503.馏程—评价柴油蒸发性的指标50%馏出温度：低，柴油蒸发性好，轻馏分多，有利于混合气形成和着火，冷起动性能好。90%和95%馏出温度：高，柴油中重馏分多，燃烧容易不完全易形成积炭，排气容易冒烟。4.粘度——表示流体内部摩擦力影响喷雾质量：*粘度大，柴油喷射时，雾化质量差，燃烧不完全，燃油消耗率高，排气冒烟。*粘度低，喷油泵、喷油嘴的偶件润滑不良，磨损严重，寿命短。*轻柴油的粘度为2.5～8×10-6m2/s（20℃时

6、）。3.残炭残炭值：无空气通入下，柴油加热生成碳值残渣的性质。是燃料中胶质和不稳定化合物的间接指标残炭值高，易产生大量积炭4.灰分燃烧剩余物—有机酸和无机盐类5.含硫量硫和硫化物—燃烧生成二氧化硫、亚硫酸或硫酸6.机械杂质和水分造成磨损、堵塞、锈蚀※柴油与汽油的性能比较：三、代用燃料第二节燃油的燃烧一、燃油完全燃烧的化学反应用gc、gh、go分别表示每千克燃油中C、H、O的千克数，则：gcghgo汽油0.8550.1450.0柴油0.870　0.1260.004对C：　　C+O2=CO2gckg(C)+8/3gckg(O

7、2)=11/3gckg(CO2)对H：　　H2+1/2O2=H2Oghkg(H2)+8ghkg(O2)=9ghkg(H2O)二、理论空气量定义：1kg燃油完全燃烧所需的空气量。用LO表示。单位为[kg/kg]。在每千克燃油中，含有gokg的氧，所以每千克燃油完全燃烧时需要供应的氧为：8/3gc+8gh-go[kg]所以：LO=1/0.23（8/3gc+8gh-go）[kg/kg]※汽油的理论空气量为15.0kg/kg，柴油的理论空气量为14.5kg/kg。三、过量空气系数定义：发动机工作过程中，1kg燃油实际供给的空气数

8、量L与理论空气量L0之比值。用α表示：α=L/L0α=1时为理论混合气α<1时为浓混合气α>1时为稀混合气α=0.9，功率混合气；α=1.1，经济混合气。四、燃油和可燃混合气的热值1．燃油的热值：每千克燃油完全燃烧所放出的热量。用Hu表示,[KJ/kg]2．混合气的热值：每千克混合气完全燃烧放出的热量。用Hm表示,[