發(fā)動(dòng)機(jī)課件第四章

1、福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering第四章 內(nèi)燃機(jī)的燃料與燃燒4.1 內(nèi)燃機(jī)燃料及其提煉4.2 傳統(tǒng)燃料的現(xiàn)狀及使用特性4.3 燃燒熱化學(xué)4.4 燃燒的基本知識(shí)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.1 4.1 內(nèi)燃機(jī)燃料及其提煉內(nèi)燃機(jī)燃料及其提煉4.1.1 4.1.1 石油中烴的分類及性質(zhì)石油中烴的分類及性質(zhì)

2、 石油的主要成分：石油的主要成分：C C、H H（97-98%97-98%），其他還有少量的），其他還有少量的S S、O O、N N等。等。烴，CnHm據(jù)組成和結(jié)構(gòu)的不同分據(jù)組成和結(jié)構(gòu)的不同分烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳香烴烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳香烴等，等，C C和和H H的不同構(gòu)成不同分子量、不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，汽油和的不同構(gòu)成不同分子量、不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，汽油和柴油通過石油蒸餾獲得。柴油通過石油蒸餾獲得。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1 1 碳原子數(shù)的影

3、響碳原子數(shù)的影響C C原子數(shù)原子數(shù)沸點(diǎn)沸點(diǎn)品種品種相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量理化性質(zhì)的變化趨勢理化性質(zhì)的變化趨勢C C1 1-C-C4 4常溫常溫石油氣石油氣16-5816-58隨隨C C ，質(zhì)量，質(zhì)量 ，揮，揮發(fā)性發(fā)性 ，粘度，粘度 ，化，化學(xué)安定性學(xué)安定性 ，自燃性，自燃性 ，點(diǎn)燃性，點(diǎn)燃性 C C5 5-C-C111150-20050-200汽油汽油95-12095-120C C1111-C-C1919180-300180-300煤油煤油100-180100-180C C1616-C-C2323250-360250-360輕柴油輕柴油180-200180-200C C2323以上以上360

4、360重油重油220-280220-280福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering碳，氫原子數(shù)和排列位置對(duì)燃料性質(zhì)影很大：碳，氫原子數(shù)和排列位置對(duì)燃料性質(zhì)影很大：1）烷烴：分子式：）烷烴：分子式：CnH2n+2 ； 化學(xué)結(jié)構(gòu)：化學(xué)結(jié)構(gòu)： 直鏈特點(diǎn)：飽和開鏈?zhǔn)?，含直鏈特點(diǎn)：飽和開鏈?zhǔn)剑珻越高結(jié)構(gòu)越不緊湊，越高結(jié)構(gòu)越不緊湊， 常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差， 高溫易分解，自然性好高溫易分解，自然性好柴油的好成分；柴油的好成

5、分；-C-C-C-C-；-C-C-C-C-CC支鏈支鏈(熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定)直鏈直鏈2. 2. 分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2）烯烴：）烯烴： 分子式：分子式：CnH2n ； 化學(xué)結(jié)構(gòu)：化學(xué)結(jié)構(gòu)：-C=C-; -C=C-C-C-特點(diǎn)：非飽和開鏈?zhǔn)?，自發(fā)火性差，汽油的成分；特點(diǎn)：非飽和開鏈?zhǔn)?，自發(fā)火性差，汽油的成分； 常溫下化學(xué)穩(wěn)定性差，易氧化膠質(zhì)；不易儲(chǔ)存常溫下化學(xué)穩(wěn)定性差，易氧化膠質(zhì)；不易儲(chǔ)存3）

6、炔烴：分子式：）炔烴：分子式：CnH2n-2 ；化學(xué)結(jié)構(gòu)：；化學(xué)結(jié)構(gòu)：C C特點(diǎn)：非飽和開鏈，熱裂化產(chǎn)物，不存在原油中；特點(diǎn)：非飽和開鏈，熱裂化產(chǎn)物，不存在原油中； 很不穩(wěn)定，常溫下易分解；不易作燃料。很不穩(wěn)定，常溫下易分解；不易作燃料。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4）環(huán)烷烴：分子式：）環(huán)烷烴：分子式：CnH2n; 化學(xué)結(jié)構(gòu)：化學(xué)結(jié)構(gòu)： 特點(diǎn)：飽和環(huán)狀，不易分裂，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，特點(diǎn)：飽和環(huán)狀，不易分裂，熱穩(wěn)定性強(qiáng)， 汽油機(jī)的燃料，石油的重要組成部

7、分。汽油機(jī)的燃料，石油的重要組成部分。-CC-CC-環(huán)丁環(huán)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering5）芳香烴：）芳香烴：CnH2n-6； 基本化合物是苯：基本化合物是苯：C6H6; 石油中含量少，分子結(jié)構(gòu)堅(jiān)固；石油中含量少，分子結(jié)構(gòu)堅(jiān)固； 熱穩(wěn)定性高，熱穩(wěn)定性高， 高溫下不易破裂；高溫下不易破裂； 汽油的良好的抗爆劑；汽油的良好的抗爆劑； 石油煉制中產(chǎn)生。石油煉制中產(chǎn)生。 其中，其中， -甲基萘：甲基萘：C11H10， 其抗爆性認(rèn)為其抗爆性認(rèn)為100%福州

8、大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.1.2 4.1.2 燃料的提煉方法及對(duì)燃料性燃料的提煉方法及對(duì)燃料性能的影響能的影響 從石油原油中煉制燃料的典型工藝流程：從石油原油中煉制燃料的典型工藝流程： 直餾法：將原油在煉油塔中進(jìn)行加熱蒸餾；直餾法：將原油在煉油塔中進(jìn)行加熱蒸餾； 不同分餾溫度得到不同成分的燃油不同分餾溫度得到不同成分的燃油 這一部分這一部分燃料油約占原油的燃料油約占原油的25%40%裂解法：通過加溫加壓方法進(jìn)行裂解；裂解法：通過加溫加壓方法進(jìn)

9、行裂解；催化重整：使用催化劑進(jìn)行裂解；催化重整：使用催化劑進(jìn)行裂解；加氫精制：加氫精制：將蒸餾后的重油等一些高將蒸餾后的重油等一些高分子成分用不同手段裂解分子成分用不同手段裂解為分子量較輕的成分。為分子量較輕的成分。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 表 4-3 不同煉制方法對(duì)油料性質(zhì)的影響 油料 直餾法 熱裂法 催化裂化法 汽油 穩(wěn)定性好，含 90%95%的烷烴與環(huán)烷烴，芳香烴不超過 5%9%，不含不飽和鏈狀烴，其 MON 辛烷值大致在 5070

10、含有較多的不飽和烴，儲(chǔ)存 中易產(chǎn)生膠質(zhì)，抗爆性比直 餾汽油好，其 MON 辛烷值 約為 5868 范圍內(nèi) 芳 香 烴 的 體 積 分 數(shù) 約32%40%， 烷烴為 50%60%，環(huán)烷烴為 8%10%，品質(zhì)高，抗爆性好，辛烷值可達(dá) 7784，RON 可達(dá) 90 以上 柴油 含有20%30%的芳香烴具有較高的十六烷值 含有大量不飽和烴，十六烷值較低，一般用作中低速柴油機(jī)燃料 性能較好，可作高品質(zhì)柴油使用，用于高速柴油機(jī)中 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineerin

11、g 熱裂解：工藝簡單；熱裂解：工藝簡單； 但燃油的穩(wěn)定性差，辛烷值低。但燃油的穩(wěn)定性差，辛烷值低。 催化重整：使正構(gòu)烷烴或環(huán)烷烴催化重整：使正構(gòu)烷烴或環(huán)烷烴異構(gòu)物烴和異構(gòu)物烴和 芳香烴；芳香烴； 副產(chǎn)品氫氣可作為加氫工藝的氫氣來源。副產(chǎn)品氫氣可作為加氫工藝的氫氣來源。 加氫精制：可使烯烴變成飽和烴，還可以脫碳，加氫精制：可使烯烴變成飽和烴，還可以脫碳，脫氮，脫氧以及脫金屬等作用，滿足油品的更高脫氮，脫氧以及脫金屬等作用，滿足油品的更高要求。要求。 為獲得高品質(zhì)燃料，常采用加氫精制或催化重整為獲得高品質(zhì)燃料，常采用加氫精制或催化重整工藝。工藝。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityF

12、uzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.1.3 4.1.3 代用燃料及其特性代用燃料及其特性1、氣體燃料、氣體燃料 NG：自由態(tài)或與石油共存的天然氣，主要成分是甲烷：自由態(tài)或與石油共存的天然氣，主要成分是甲烷,CH4; 成為第三大支柱能源。成為第三大支柱能源。 汽車上的應(yīng)用：汽車上的應(yīng)用： 壓縮天然氣壓縮天然氣(CNG)，20MPa 存于高壓氣瓶中；存于高壓氣瓶中； 液化天然氣液化天然氣(LNG)，-162低溫液化儲(chǔ)存；低溫液化儲(chǔ)存； 其密度為常態(tài)下氣體密度的其密度為常態(tài)下氣體密度的600倍；倍； 行駛

13、距離長；但成本高。行駛距離長；但成本高。 LPG: 天然石油氣或石油煉制中產(chǎn)生的液化石油氣天然石油氣或石油煉制中產(chǎn)生的液化石油氣 主要成分：丙烷主要成分：丙烷/丙烯丙烯/丁烷丁烷/丁烯及其異構(gòu)物。丁烯及其異構(gòu)物。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)：天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)： 主要成分是甲烷，主要成分是甲烷，CO、HC排放少，燃料中不含硫的成分排放少，燃料中不含硫的成分，SO2排放量低于電動(dòng)汽車。排放量低于電動(dòng)汽車。 辛烷值高達(dá)辛烷值高達(dá)130

14、，可提高壓縮比，可提高壓縮比熱效率熱效率 。 燃燒下限寬，稀燃優(yōu)越，運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可降低燃燒下限寬，稀燃優(yōu)越，運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可降低NOx。 氣體燃料，低溫起動(dòng)及低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好。氣體燃料，低溫起動(dòng)及低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好。天然氣燃料的缺點(diǎn)：天然氣燃料的缺點(diǎn)： 氣體燃料，常溫常壓下儲(chǔ)運(yùn)性能差，能流密度低氣體燃料，常溫常壓下儲(chǔ)運(yùn)性能差，能流密度低，一次充一次充氣可行駛距離短。氣可行駛距離短。 儲(chǔ)氣壓達(dá)儲(chǔ)氣壓達(dá)20MP，燃料容器加重。，燃料容器加重。 因氣態(tài)吸入氣缸，充氣效率降低；單位體積的混合氣熱值因氣態(tài)吸入氣缸，充氣效率降低；單位體積的混合氣熱值低，功率降低近低，功率降低近10%福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou

15、UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering用于汽車的三種形式：用于汽車的三種形式： CNG以以20MPa壓縮儲(chǔ)存；壓縮儲(chǔ)存； 液化天然氣液化天然氣 LNG -162以下儲(chǔ)存；以下儲(chǔ)存； 吸附天然氣吸附天然氣 ANG吸附材料吸附材料 液液化化天天然然氣氣汽汽車車 LNG 天天然然氣氣汽汽車車 壓壓縮縮天天然然氣氣汽汽車車 CNG 吸吸附附天天然然氣氣汽汽車車 ANG 天天然然氣氣專專用用汽汽車車： 以以壓壓縮縮天天然然氣氣為為單單一一燃燃料料 以以汽汽油油機(jī)機(jī)改改進(jìn)進(jìn)型型 和和柴柴油油機(jī)機(jī)

16、改改進(jìn)進(jìn)型型 兩兩用用燃燃料料汽汽車車： 兩兩種種燃燃料料哪哪一一種種多多能能行行駛駛的的汽汽車車 天天然然氣氣/ /汽汽油油、 L LP PG G 雙雙燃燃料料汽汽車車： 兩兩種種燃燃料料混混合合使使用用的的汽汽車車 天天然然氣氣+ +柴柴油油 混混合合動(dòng)動(dòng)力力汽汽車車： 天天然然氣氣發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)和和電電機(jī)機(jī)等等組組合合的的汽汽車車 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2. 醇類燃料：主要指甲醇和乙醇醇類燃料：主要指甲醇和乙醇 甲醇：從天然氣、煤、生

17、物質(zhì)等原料中提取。甲醇：從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提取。 乙醇：從含淀粉和糖的農(nóng)作物中制取。乙醇：從含淀粉和糖的農(nóng)作物中制取。 特點(diǎn)：相對(duì)汽油特點(diǎn)：相對(duì)汽油熱值低，但醇中含氧量大，所需理論空氣量比汽油少，所熱值低，但醇中含氧量大，所需理論空氣量比汽油少，所以兩者混合氣熱值相近，保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能不降低以兩者混合氣熱值相近，保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能不降低醇的汽化潛熱為汽油的三倍；燃料蒸發(fā)汽化可促使進(jìn)氣溫醇的汽化潛熱為汽油的三倍；燃料蒸發(fā)汽化可促使進(jìn)氣溫度降低，增加充氣量，但冷起動(dòng)困難需要預(yù)熱。度降低，增加充氣量，但冷起動(dòng)困難需要預(yù)熱。辛烷值高，抗爆性能好，可提高壓縮比。辛烷值高，抗爆性能好，可提高壓

18、縮比。沸點(diǎn)低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。沸點(diǎn)低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。甲醇對(duì)視神經(jīng)有損傷作用，有毒性，儲(chǔ)運(yùn)及使用中注意安甲醇對(duì)視神經(jīng)有損傷作用，有毒性，儲(chǔ)運(yùn)及使用中注意安全；甲醇對(duì)金屬有一定腐蝕作用，需防腐蝕措施。全；甲醇對(duì)金屬有一定腐蝕作用，需防腐蝕措施。原料來源廣泛，可再生，有較好的燃料特性福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle Engineer

19、ingVehicle Engineering3. 生物柴油生物柴油 由動(dòng)物脂肪或植物油通過酯化反應(yīng)得到的長鏈脂肪酸甲由動(dòng)物脂肪或植物油通過酯化反應(yīng)得到的長鏈脂肪酸甲(乙乙)酯酯組成的新型燃料。具有與柴油相近的性能。組成的新型燃料。具有與柴油相近的性能。特點(diǎn)：特點(diǎn)：環(huán)保性優(yōu)良。含環(huán)保性優(yōu)良。含S低，不含芳香烴，保持低，不含芳香烴，保持CO2平衡。平衡。十六烷值高，燃燒性能好，潤滑性能好。十六烷值高，燃燒性能好，潤滑性能好。閃點(diǎn)高，可溶解，對(duì)土地和水的污染小，可大大減輕意外閃點(diǎn)高，可溶解，對(duì)土地和水的污染小，可大大減輕意外泄漏時(shí)對(duì)環(huán)境的污染泄漏時(shí)對(duì)環(huán)境的污染安全性好。安全性好?？稍偕?。資源不會(huì)枯竭

20、?？稍偕ＹY源不會(huì)枯竭。能與石油柴油以任何比例相溶，與柴油混燒或純燒生物柴能與石油柴油以任何比例相溶，與柴油混燒或純燒生物柴油，可直接應(yīng)用現(xiàn)有的柴油機(jī)及供油系統(tǒng)和加油站系統(tǒng)。油，可直接應(yīng)用現(xiàn)有的柴油機(jī)及供油系統(tǒng)和加油站系統(tǒng)。光合作用自然循環(huán)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering

21、加熱至80福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering燃料使用特性指標(biāo)燃料使用特性指標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)使用有關(guān)的與發(fā)動(dòng)機(jī)使用有關(guān)的評(píng)價(jià)燃油品評(píng)價(jià)燃油品質(zhì)質(zhì)的指標(biāo)。的指標(biāo)。反映反映燃燒性能燃燒性能的有關(guān)指標(biāo)，如柴油的十六烷值、汽的有關(guān)指標(biāo)，如柴油的十六烷值、汽油的辛烷值、燃點(diǎn)、餾程等。油的辛烷值、燃點(diǎn)、餾程等。反映燃油反映燃油輸送性能輸送性能、流動(dòng)性能流動(dòng)性能的有關(guān)指標(biāo)，如粘的有關(guān)指標(biāo)，如粘度、凝點(diǎn)等。度、凝點(diǎn)等。和發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能排放性能的有關(guān)指標(biāo)。如雜質(zhì)、灰分

22、、含的有關(guān)指標(biāo)。如雜質(zhì)、灰分、含硫量、殘?zhí)康?。硫量、殘?zhí)康取?.2 4.2 傳統(tǒng)燃料的現(xiàn)狀及使用特性傳統(tǒng)燃料的現(xiàn)狀及使用特性福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering.1柴油柴油1 1、十六烷值、十六烷值評(píng)價(jià)柴油評(píng)價(jià)柴油自燃性自燃性的指標(biāo)，它與柴油機(jī)的啟動(dòng)型和工的指標(biāo)，它與柴油機(jī)的啟動(dòng)型和工作粗暴性有密切關(guān)系。作粗暴性有密切關(guān)系。 輕柴油輕柴油C16-23重柴油重柴油C23以上以上分析十六烷值對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性分析十六烷值對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，什么燃料

23、的十能的影響，什么燃料的十六烷值高？六烷值高？工作柔和工作柔和改善冷啟動(dòng)性能改善冷啟動(dòng)性能福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering按一定比例將十六烷和按一定比例將十六烷和-甲基萘配制成混合燃料，在甲基萘配制成混合燃料，在試驗(yàn)機(jī)上比較被測柴油與混合燃料燃燒情況。試驗(yàn)機(jī)上比較被測柴油與混合燃料燃燒情況。 混合燃料的自燃性和被測柴油相同時(shí)，混合燃料中十混合燃料的自燃性和被測柴油相同時(shí)，混合燃料中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)即所測柴油的十六烷值。六烷的體積百分?jǐn)?shù)即所測柴油的

24、十六烷值。國產(chǎn)車用柴油的十六烷值一般規(guī)定在國產(chǎn)車用柴油的十六烷值一般規(guī)定在40-5540-55之間。之間。測量方法：測量方法：福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 十六烷值：與燃料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；十六烷值：與燃料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)； 可通過原油種類、煉制方法、添加劑來控制可通過原油種類、煉制方法、添加劑來控制; 直鏈烷烴類、分子量、直鏈烷烴類、分子量、C數(shù)增加時(shí)十六烷值增加數(shù)增加時(shí)十六烷值增加; 所以，十六烷值高，便于起動(dòng)，著火落后期縮短所以，十六烷值高，

25、便于起動(dòng)，著火落后期縮短; 但，分子量增加，蒸發(fā)性變差，粘度增加，冒黑煙，經(jīng)濟(jì)但，分子量增加，蒸發(fā)性變差，粘度增加，冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性惡化。性惡化。 一般，十六烷值：一般，十六烷值：4565，不要過大，不要過大 過大：冒煙過大：冒煙 過小：不易著火過?。翰灰字鹗橹等Q于那些因素？十六烷值越大越好嗎？十六烷值取決于那些因素？十六烷值越大越好嗎？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering燃料中不同成分對(duì)化學(xué)安全性的影響 十六烷值取決于那些因素？十六烷值越大越好

26、嗎？十六烷值取決于那些因素？十六烷值越大越好嗎？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2 2、餾程、餾程評(píng)價(jià)柴油評(píng)價(jià)柴油蒸發(fā)性蒸發(fā)性的指標(biāo)。的指標(biāo)。50% 50% 餾出溫度餾出溫度低，柴油蒸發(fā)性好，輕餾分多，有低，柴油蒸發(fā)性好，輕餾分多，有利于混合氣形成和著火，冷起動(dòng)性能好。利于混合氣形成和著火，冷起動(dòng)性能好。90% 90% 和和 95% 95% 餾出溫度餾出溫度高，柴油中重餾分多，燃高，柴油中重餾分多，燃燒容易不完全，易形成積炭，排氣容易冒煙。燒容易不

27、完全，易形成積炭，排氣容易冒煙。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3 3、粘度、粘度表示流體內(nèi)部表示流體內(nèi)部摩擦力摩擦力粘度大粘度大，柴油噴射時(shí)，霧化質(zhì)量差，燃燒不，柴油噴射時(shí)，霧化質(zhì)量差，燃燒不完全，燃油消耗率高，排氣冒煙。完全，燃油消耗率高，排氣冒煙。粘度小粘度小，噴油泵、噴油嘴的偶件潤滑不良，噴油泵、噴油嘴的偶件潤滑不良，磨損嚴(yán)重，壽命短。磨損嚴(yán)重，壽命短。 柴油必須具有一定的粘度。輕柴油的粘度為柴油必須具有一定的粘度。輕柴油的粘度為: : 2

28、.5 2.5 8 810 10 -6 -6 m m2 2/ s/ s（20 20 時(shí)）。時(shí)）。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4 4、凝點(diǎn)、凝點(diǎn)評(píng)價(jià)柴油的評(píng)價(jià)柴油的輸送性和流動(dòng)性輸送性和流動(dòng)性的指標(biāo)。的指標(biāo)。 輕柴油牌號(hào)按其凝點(diǎn)確定。輕柴油牌號(hào)按其凝點(diǎn)確定。柴油柴油凝點(diǎn)是指其失去流動(dòng)性時(shí)的攝氏凝點(diǎn)是指其失去流動(dòng)性時(shí)的攝氏溫度。溫度。 根據(jù)國標(biāo)（根據(jù)國標(biāo)（GB25287GB25287），輕柴油規(guī)格按凝點(diǎn)分為），輕柴油規(guī)格按凝點(diǎn)分為1010、0 0、-

29、10-10、-20-20、-35-35和和-50-50六個(gè)牌號(hào)，分別表示凝點(diǎn)不高于六個(gè)牌號(hào)，分別表示凝點(diǎn)不高于1010、00、-10-10、-20-20、-35-35和和-50-50；牌號(hào)越高，凝點(diǎn)越低。牌號(hào)越高，凝點(diǎn)越低。選用柴油時(shí)，按其凝點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度約高出選用柴油時(shí)，按其凝點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度約高出5 5 確確定牌號(hào)。定牌號(hào)。Q：如何劃分以及選：如何劃分以及選擇柴油的等級(jí)？擇柴油的等級(jí)？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering5 5、熱值、熱值評(píng)價(jià)

30、柴油評(píng)價(jià)柴油做功能力做功能力的指標(biāo)。的指標(biāo)。 熱值是指熱值是指1Kg1Kg燃料燃料完全燃燒所釋放的熱量，熱值越大的完全燃燒所釋放的熱量，熱值越大的燃料，氣單位燃料完全燃燒所能放出的能量越大燃料，氣單位燃料完全燃燒所能放出的能量越大福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering小結(jié)：總結(jié)柴油小結(jié)：總結(jié)柴油主要的特性指標(biāo)主要的特性指標(biāo)十六烷值十六烷值餾程餾程粘度粘度凝點(diǎn)凝點(diǎn)熱值熱值福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車

31、輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1 1、辛烷值、辛烷值評(píng)價(jià)汽油評(píng)價(jià)汽油抗爆性抗爆性的指標(biāo)。的指標(biāo)。 4.2.2 4.2.2 汽油汽油爆燃：爆燃：汽油的燃燒過程中，可能出現(xiàn)一種不汽油的燃燒過程中，可能出現(xiàn)一種不正常的自燃現(xiàn)象，成為爆燃。正常的自燃現(xiàn)象，成為爆燃。 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 測定汽油的辛烷值有不同的試驗(yàn)方法，常用測定汽油的辛烷值有不同的試驗(yàn)方法，常用的為的為馬達(dá)法（馬

32、達(dá)法（MONMON）與與研究法（研究法（RONRON）。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering馬達(dá)法（馬達(dá)法（MONMON：Moter octane numberMoter octane number）的辛烷）的辛烷值高還是研究法（值高還是研究法（RON: Research octane RON: Research octane numbernumber） ？ 馬達(dá)法辛烷值低于馬達(dá)法辛烷值低于研究法辛烷。研究法辛烷。一般采用一般采用研究法辛烷值研究法辛烷

33、值來確定汽來確定汽油的抗爆性。如要比較全油的抗爆性。如要比較全面表示抗爆性時(shí)，同時(shí)標(biāo)面表示抗爆性時(shí)，同時(shí)標(biāo)出出RONRON和和MONMON值。值。MON=RONMON=RON0.8+100.8+10 車用汽油按車用汽油按MONMON分分7070、7575、8080、8585號(hào)號(hào)4 4種牌號(hào)種牌號(hào)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle EngineeringMONRONSa燃料的靈敏度：燃料的靈敏度：用于表示對(duì)工況的敏感性和適應(yīng)性。用于表示對(duì)工況的敏感性和適應(yīng)性。辛烷值的大小取決

34、辛烷值的大小取決于什么？市場上賣于什么？市場上賣的燃油添加劑是用的燃油添加劑是用來增強(qiáng)汽油的抗爆來增強(qiáng)汽油的抗爆性的嗎？性的嗎？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering汽油辛烷值的大小取決于汽油辛烷值的大小取決于汽油的組成成分、汽油的組成成分、煉制方法以及添加劑等煉制方法以及添加劑等。根據(jù)燃料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，辛烷值的高低順序依次根據(jù)燃料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，辛烷值的高低順序依次為：為：烷烴烷烴 烯烴烯烴 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 1稀混合氣稀混合氣a 1a1時(shí)完全燃燒的產(chǎn)物及數(shù)量時(shí)

35、完全燃燒的產(chǎn)物及數(shù)量1 1、燃燒前混合氣的數(shù)量（空氣和燃料蒸氣）、燃燒前混合氣的數(shù)量（空氣和燃料蒸氣） TaMLm10101Lma汽油機(jī)汽油機(jī) 柴油機(jī)柴油機(jī) )32412(21. 010OHCwwwLkmol/kgMT為燃料的為燃料的相對(duì)分子量相對(duì)分子量 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2 2、燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、燃燒產(chǎn)物的數(shù)量 32402OHawwLm 在在a1a1時(shí)，完全燃燒時(shí)的產(chǎn)物是由時(shí)，完全燃燒時(shí)的產(chǎn)物是由COCO2 2、H H2 2O O、剩

36、剩余的余的O O2 2以及未參加反應(yīng)的空氣中的以及未參加反應(yīng)的空氣中的N N2 2組成。組成。3 3、燃燒前產(chǎn)物的增量、燃燒前產(chǎn)物的增量TOHOHMwwwwmmm132432412柴油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī)2222222COCOHOH O福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4 4、理論分子變更系數(shù)、理論分子變更系數(shù)u0u0TaTOHaOHMLMwwLwwmmmmmmm1132413241100111120柴油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī) 汽油機(jī)汽油機(jī) 柴油機(jī)柴油

37、機(jī)12. 104. 1006. 103. 10福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.3.4 4.3.4 燃料熱值與混合氣熱值燃料熱值與混合氣熱值1. 燃料的熱值：燃料的熱值： 定義：定義： 1kg燃料完全燃燒所放出的熱量。燃料完全燃燒所放出的熱量。 低熱值：產(chǎn)物中低熱值：產(chǎn)物中H2O以水蒸氣狀態(tài)存在；以水蒸氣狀態(tài)存在； 高熱值：產(chǎn)物中高熱值：產(chǎn)物中H2O以液體狀態(tài)存在。以液體狀態(tài)存在。2. 混合氣熱值：單位混合氣完全燃燒所放出的熱量混合氣熱值：單位混

38、合氣完全燃燒所放出的熱量 設(shè)設(shè)1kg燃料形成的混合氣量為燃料形成的混合氣量為M1，燃料低熱值，燃料低熱值h ;則，則，rTamixMLhMh Q101氣化氣化潛熱潛熱福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle EngineeringNGNGLPGLPG甲醇甲醇乙醇乙醇汽油汽油柴油柴油分子式分子式C1-C3C1-C3C3-C4C3-C4CH3COHCH3COHC2H5OHC2H5OHC5-C11C5-C11C15-C23C15-C23熱值熱值（kJ/kgkJ/kg）500505005

39、046390463902026020260270002700044000440004250042500混合氣熱混合氣熱值（值（kJ/mkJ/m3 3）323032303490349035573557366036603750375037503750RONRON13013096-11196-11111011010610696-10696-106MONMON120-120-13013089-9689-969292808081-8981-89 當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時(shí)，每循環(huán)對(duì)工質(zhì)當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時(shí)，每循環(huán)對(duì)工質(zhì)的加熱量的加熱量取決于單位體積可燃混合氣的熱值取決于單位體積可燃混合氣的

40、熱值，而不是取，而不是取決于燃料的熱值。決于燃料的熱值。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.4 4.4 燃燒的基本知識(shí)燃燒的基本知識(shí) 燃燒過程：著火階段燃燒過程：著火階段燃燒準(zhǔn)備過程燃燒準(zhǔn)備過程 燃燒階段燃燒階段放熱過程放熱過程 一、著火理論一、著火理論著火過程：指混合氣自動(dòng)加速反應(yīng)，產(chǎn)生升溫，著火過程：指混合氣自動(dòng)加速反應(yīng)，產(chǎn)生升溫，最終某一時(shí)刻某一位置出現(xiàn)火焰的過程。最終某一時(shí)刻某一位置出現(xiàn)火焰的過程。特點(diǎn)：有明顯的光和火焰效應(yīng)特點(diǎn)：有明顯的光

41、和火焰效應(yīng)著火理論著火理論(方式方式)：著火熱理論著火熱理論 鏈鎖反應(yīng)理論鏈鎖反應(yīng)理論 點(diǎn)燃點(diǎn)燃自燃理論自燃理論福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1、著火的熱理論、著火的熱理論加熱一充滿空氣和燃料混合氣的容器加熱一充滿空氣和燃料混合氣的容器受熱燃料分子和氧分子動(dòng)能受熱燃料分子和氧分子動(dòng)能 而相撞而相撞活化分子相撞能量活化分子相撞能量反應(yīng)活化能反應(yīng)活化能E時(shí)，打破時(shí)，打破化學(xué)鍵而引起化學(xué)反應(yīng)化學(xué)鍵而引起化學(xué)反應(yīng)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou Univer

42、sityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering設(shè)：容器中總分子數(shù)設(shè)：容器中總分子數(shù)n； 超過活化能超過活化能E的活化分子數(shù)的活化分子數(shù)n*；則則 按照能量分配定律：按照能量分配定律：RTEenn*R：氣體常數(shù)；：氣體常數(shù)；E：活化能；：活化能；T：絕對(duì)溫度：絕對(duì)溫度 可見，可見，T 時(shí)，活化分子所占比例時(shí)，活化分子所占比例 ，化學(xué)反應(yīng)加速，化學(xué)反應(yīng)加速 反應(yīng)速度反應(yīng)速度v：單位時(shí)間單位體積中出現(xiàn)的氧化產(chǎn)物的分子：單位時(shí)間單位體積中出現(xiàn)的氧化產(chǎn)物的分子數(shù)，與數(shù)，與n*/n成比例，即成比例，即 RTEeC1

43、福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering又又 燃料氧化反應(yīng)放熱速率與氧化反應(yīng)速度成比例：燃料氧化反應(yīng)放熱速率與氧化反應(yīng)速度成比例： RTEeCdtdq21C2：與分子的反應(yīng)熱及氣：與分子的反應(yīng)熱及氣體的壓力有關(guān)的系數(shù)體的壓力有關(guān)的系數(shù) 反應(yīng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)向容器壁的傳熱量為：反應(yīng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)向容器壁的傳熱量為： 02TTAdtdqA: 與容器材料、形狀及與容器材料、形狀及氣體導(dǎo)熱率有關(guān)的系數(shù)氣體導(dǎo)熱率有關(guān)的系數(shù) 放熱率放熱率=傳熱率傳熱率 放熱率放熱率dq2/

44、dt； 熱量積累熱量積累著火。著火。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering結(jié)論：結(jié)論：TC與混合氣的物理化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力、與混合氣的物理化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力、容器形狀及散熱情況有關(guān)；容器形狀及散熱情況有關(guān)； 同一種燃料，因條件不同，同一種燃料，因條件不同， 著火溫度不同。著火溫度不同。臨界臨界Tc與壓力與壓力pc明顯影響明顯影響 著火域；著火域； pc低時(shí)需要低時(shí)需要 Tc。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou Un

45、iversity車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering存在混合氣濃度的著火界限；隨溫度和壓力存在混合氣濃度的著火界限；隨溫度和壓力 ，著火界限加寬，但有限。當(dāng)溫度和壓力低于臨界著火界限加寬，但有限。當(dāng)溫度和壓力低于臨界值時(shí)，無論在什么濃度下，均不能著火。值時(shí)，無論在什么濃度下，均不能著火。上限上限下限下限天然氣的著火界天然氣的著火界限比較寬，所以限比較寬，所以經(jīng)濟(jì)性好經(jīng)濟(jì)性好福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Eng

46、ineering在低溫、低壓區(qū)著火規(guī)律與在低溫、低壓區(qū)著火規(guī)律與高溫區(qū)完全不同高溫區(qū)完全不同存在著火半島。存在著火半島。 藍(lán)焰期：甲醛的支鏈反藍(lán)焰期：甲醛的支鏈反應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)而產(chǎn)生CO；輝光較強(qiáng)，；輝光較強(qiáng)，p、T ；持續(xù)期短；持續(xù)期短熱焰期熱焰期:CO+氧生成氧生成CO2爆炸性熱火爆炸性熱火焰，釋放大量熱焰，釋放大量熱冷焰冷焰:過氧化物分過氧化物分解成甲醛解成甲醛,并積累并積累低溫多階段著火低溫多階段著火冷焰誘導(dǎo)期冷焰誘導(dǎo)期 1: T低反應(yīng)緩慢，形低反應(yīng)緩慢，形成過氧化物成過氧化物 烴燃料低溫下著火過程烴燃料低溫下著火過程(光譜分析光譜分析)：冷焰冷焰 2藍(lán)焰藍(lán)焰 3熱焰熱焰 4三個(gè)階段。三個(gè)

47、階段。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering烴燃料低溫低壓時(shí)的著火規(guī)律：退化支鏈反應(yīng)烴燃料低溫低壓時(shí)的著火規(guī)律：退化支鏈反應(yīng)的結(jié)果的結(jié)果低溫多階段著火低溫多階段著火。烴燃料高溫時(shí)：甲醛退化支鏈反應(yīng)不經(jīng)過冷焰烴燃料高溫時(shí)：甲醛退化支鏈反應(yīng)不經(jīng)過冷焰期，而直接進(jìn)入藍(lán)焰期，而直接進(jìn)入藍(lán)焰-熱焰期，因藍(lán)焰熱焰期，因藍(lán)焰-熱焰期很熱焰期很難區(qū)分難區(qū)分高溫單階段著火。高溫單階段著火。高溫單階段著火高溫單階段著火高溫時(shí)：甲醛退化支鏈高溫時(shí)：甲醛退化支鏈反應(yīng)不經(jīng)冷焰，直

48、接進(jìn)反應(yīng)不經(jīng)冷焰，直接進(jìn)入藍(lán)焰入藍(lán)焰-熱焰期。熱焰期。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2 2、鏈鎖反應(yīng)、鏈鎖反應(yīng)反應(yīng)自動(dòng)加速不一定要依靠反應(yīng)自動(dòng)加速不一定要依靠熱量的積累熱量的積累使大量使大量分子活化，通過鏈鎖反應(yīng)分子活化，通過鏈鎖反應(yīng)逐漸積累活化中心逐漸積累活化中心的的方法也能使反應(yīng)自動(dòng)加速，直至著火。方法也能使反應(yīng)自動(dòng)加速，直至著火。鏈鎖反應(yīng)：鏈鎖反應(yīng)：將活性中心再生的反應(yīng)過程稱為連鎖反應(yīng)。將活性中心再生的反應(yīng)過程稱為連鎖反應(yīng)。鏈鎖反應(yīng)的過程：

49、鏈鎖反應(yīng)的過程：鏈引發(fā)鏈引發(fā)鏈傳播鏈傳播鏈中斷鏈中斷福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering例如：氫的燃燒化學(xué)方程：例如：氫的燃燒化學(xué)方程：2H2+O22H2O實(shí)際過程是：實(shí)際過程是：鏈引發(fā)：鏈引發(fā)：H2 2H鏈傳播鏈傳播(鏈爆炸鏈爆炸)： H+O2 OH+O O+H2OH+H 2OH+H2 2H2O+2H鏈中斷：鏈中斷： H+H+M H2+M（M是惰性氣體分子）是惰性氣體分子） H+OH+M H2O+M H+O+M OH+M反應(yīng)物分子分解為自由原子或自由

50、基，形反應(yīng)物分子分解為自由原子或自由基，形成活化中心。成活化中心。反應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)，生成新的自由原子或自反應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)，生成新的自由原子或自由基。由基。具有反應(yīng)能力的自由原子或自由基與冷的具有反應(yīng)能力的自由原子或自由基與冷的壁面或惰性氣體碰撞壁面或惰性氣體碰撞,使反應(yīng)能力減小。使反應(yīng)能力減小。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle EngineeringCH+N2 HCN+NCH2+N2HCN+NH例如：柴油機(jī)燃燒過程中有兩種例如：柴油機(jī)燃燒過程中有兩種NOxNOx混合氣的著火往

51、往不是單一機(jī)理進(jìn)行，二者機(jī)理同混合氣的著火往往不是單一機(jī)理進(jìn)行，二者機(jī)理同時(shí)存在相互促進(jìn)。一般說，在高溫下以熱爆炸為主，時(shí)存在相互促進(jìn)。一般說，在高溫下以熱爆炸為主，在低溫下以鏈鎖反應(yīng)為主。在低溫下以鏈鎖反應(yīng)為主?？焖倏焖貼ONO的產(chǎn)生是個(gè)典型的連鎖反應(yīng)過程的產(chǎn)生是個(gè)典型的連鎖反應(yīng)過程熱力熱力NOxNOx快速快速NOxNOx很容易與很容易與O O結(jié)合結(jié)合生成快速生成快速NOxNOx福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering鏈鎖反應(yīng)特點(diǎn)：鏈鎖反應(yīng)特點(diǎn)：1）誘導(dǎo)

52、期）誘導(dǎo)期 i：積累活性中心過程，量變；：積累活性中心過程，量變；2）鏈爆炸的原因，是能激發(fā)活性中心，不一定高溫）鏈爆炸的原因，是能激發(fā)活性中心，不一定高溫; 3）反應(yīng)自動(dòng)加速；隨溫度急劇增高（）反應(yīng)自動(dòng)加速；隨溫度急劇增高（AB）;隨反應(yīng)隨反應(yīng)度濃度的減少而降低（度濃度的減少而降低（BC）4）加入惰性氣體時(shí)，）加入惰性氣體時(shí)， 反應(yīng)速度迅速下降；反應(yīng)速度迅速下降； 而加入添加劑時(shí)：而加入添加劑時(shí)： 使反應(yīng)速度加速。使反應(yīng)速度加速。與反應(yīng)物物性參數(shù)、濃度、與反應(yīng)物物性參數(shù)、濃度、溫度、容器形狀有關(guān)溫度、容器形狀有關(guān)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou Universi

53、ty車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3 3、點(diǎn)燃、點(diǎn)燃 點(diǎn)燃是指利用電火花等外部能量在可燃混合氣中點(diǎn)燃是指利用電火花等外部能量在可燃混合氣中產(chǎn)生火焰核心產(chǎn)生火焰核心并而并而引起火焰?zhèn)鞑ヒ鸹鹧鎮(zhèn)鞑サ倪^程。的過程。能夠可靠著火所需要的最能夠可靠著火所需要的最小能量稱為小能量稱為最低點(diǎn)火能量最低點(diǎn)火能量。燃料的種類燃料的種類混合氣的含量混合氣的含量空氣的氧含量空氣的氧含量壓力和溫度壓力和溫度點(diǎn)火處氣流的運(yùn)動(dòng)狀況點(diǎn)火處氣流的運(yùn)動(dòng)狀況電火花的性質(zhì)電火花的性質(zhì)電極的幾何形狀和距離電極的幾何形狀和距離燃料燃料汽油汽油酒精酒精苯苯醚醚上限上限0

54、.0.4下限下限51.251.25可燃混合氣范圍可燃混合氣范圍或者著火界限或者著火界限福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering電極間隙與點(diǎn)火能量關(guān)系：電極間隙與點(diǎn)火能量關(guān)系： 電極間隙過大電極間隙過大需點(diǎn)火能量越大；需點(diǎn)火能量越大； 間隙過小間隙過小能量在大也不能著火。能量在大也不能著火。熄火距離：指不能著火的最小電極間隙。熄火距離：指不能著火的最小電極間隙?；旌蠚鉂舛认拗疲夯旌蠚?/p>

55、濃度限制： 超出著火界限，不能著火。超出著火界限，不能著火。汽油機(jī)循環(huán)變動(dòng)：汽油機(jī)循環(huán)變動(dòng)： 火焰核形成過程中條件的隨機(jī)性火焰核形成過程中條件的隨機(jī)性 造成。造成。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.4.2 4.4.2 內(nèi)燃機(jī)的燃燒方式內(nèi)燃機(jī)的燃燒方式預(yù)混合燃燒預(yù)混合燃燒擴(kuò)散燃燒擴(kuò)散燃燒均質(zhì)壓燃均質(zhì)壓燃1 1預(yù)混燃燒預(yù)混燃燒 著火之前，燃料蒸汽和空氣已經(jīng)充分混合，這種混合著火之前，燃料蒸汽和空氣已經(jīng)充分混合，這種混合氣稱為預(yù)混合氣，這種混合氣的燃燒

56、方式稱為氣稱為預(yù)混合氣，這種混合氣的燃燒方式稱為預(yù)混合燃燒預(yù)混合燃燒。 特點(diǎn)特點(diǎn) 燃燒室空間各點(diǎn)上的燃燒室空間各點(diǎn)上的壓力和溫度是不均壓力和溫度是不均勻的勻的，所以在局部地區(qū)點(diǎn)燃后形成火焰核，所以在局部地區(qū)點(diǎn)燃后形成火焰核，然后在預(yù)混合氣中然后在預(yù)混合氣中以火焰?zhèn)鞑ヒ曰鹧鎮(zhèn)鞑バ问酵瓿扇紵问酵瓿扇紵^程。過程。 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering燃燒室內(nèi)氣體分為燃燒室內(nèi)氣體分為燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物相和未燃混合氣相兩個(gè)相相和未燃混合氣相兩個(gè)相燃燒速度取決于

57、燃燒速度取決于火焰的傳播火焰的傳播速度速度預(yù)混合氣中的火焰?zhèn)鞑ズ蜌忸A(yù)混合氣中的火焰?zhèn)鞑ズ蜌怏w流動(dòng)情況有很大關(guān)系，可體流動(dòng)情況有很大關(guān)系，可分為分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰饘恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑パ鎮(zhèn)鞑ジＶ荽髮W(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering根據(jù)混合氣的氣流特性將預(yù)混合氣的火焰?zhèn)鞑ミ^根據(jù)混合氣的氣流特性將預(yù)混合氣的火焰?zhèn)鞑ミ^程分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ミ^程。程分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ミ^程。1）層流火焰?zhèn)鞑ィ恿骰鹧鎮(zhèn)鞑? 特點(diǎn)：火焰前鋒為球面，且很薄

58、特點(diǎn)：火焰前鋒為球面，且很薄=1/10mm1/100mm 層流火焰將燃燒室分為已燃和未燃區(qū)層流火焰將燃燒室分為已燃和未燃區(qū)傳播原理：層流火焰面內(nèi)溫度梯度和濃度梯度很大傳播原理：層流火焰面內(nèi)溫度梯度和濃度梯度很大; 引起強(qiáng)烈的傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象；引起強(qiáng)烈的傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象； 促使鄰近混合氣快速化學(xué)反應(yīng)；促使鄰近混合氣快速化學(xué)反應(yīng)； 造成火焰空間移動(dòng)現(xiàn)象造成火焰空間移動(dòng)現(xiàn)象火焰?zhèn)鞑セ鹧鎮(zhèn)鞑ジＶ荽髮W(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering影響層流火焰?zhèn)鞑サ囊蛩兀荷捎绊憣恿骰?/p>

59、焰?zhèn)鞑サ囊蛩兀荷蒆C的主要原因的主要原因混合氣性質(zhì)：混合氣性質(zhì)： 當(dāng)當(dāng) a=0.80.9時(shí)，反應(yīng)溫度高，傳播速度最快；時(shí)，反應(yīng)溫度高，傳播速度最快； 當(dāng)當(dāng) a=11.15時(shí)，傳播速度約降低時(shí)，傳播速度約降低10%15%； 過濃或過?。悍磻?yīng)溫度過低不能維持火焰?zhèn)鞑ミ^濃或過稀：反應(yīng)溫度過低不能維持火焰?zhèn)鞑タp隙：火焰不能傳播的最小縫隙稱為淬熄距離；縫隙：火焰不能傳播的最小縫隙稱為淬熄距離； 如氣缸間隙、火花塞縫隙等火焰不能傳播；如氣缸間隙、火花塞縫隙等火焰不能傳播；溫度：火焰?zhèn)鞑サ奖诿鏁r(shí)，溫度：火焰?zhèn)鞑サ奖诿鏁r(shí)，T過低不能傳播。過低不能傳播。smsmL/5 . 0/4 . 0汽油機(jī)一般：福州大學(xué)福

60、州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2）湍流火焰?zhèn)鞑ィ┩牧骰鹧鎮(zhèn)鞑?湍流：氣流中不同尺寸渦旋不斷形成、發(fā)展、分湍流：氣流中不同尺寸渦旋不斷形成、發(fā)展、分解與消失的不穩(wěn)定過程。解與消失的不穩(wěn)定過程。產(chǎn)生原因：粘性氣流速度增加到一定值后，由于產(chǎn)生原因：粘性氣流速度增加到一定值后，由于邊界阻礙、外部干擾等，氣流內(nèi)部形成許多渦旋邊界阻礙、外部干擾等，氣流內(nèi)部形成許多渦旋而造成。而造成。特點(diǎn)：渦旋套渦旋，各種不同尺寸的渦旋組成連特點(diǎn)：渦旋套渦旋，各種不同尺寸的渦旋組成連續(xù)