汽油的抗爆性課件

1、2.3汽油的抗爆性231爆燃產(chǎn)生的原因及危害1正常燃燒汽油的抗爆性是指汽油在汽油發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒時不產(chǎn)生爆燃的性能。汽油在汽油機內(nèi)的燃燒分正常燃燒和不正常燃燒O正常燃燒的特征為可燃混合氣被電火花點燃后,在火花塞附近形成火焰中心，火焰逐漸向未燃混合氣擴散（傳播速度約為2050m/s）,氣缸內(nèi)壓力和溫度上升均勻。不正常燃燒的特征為形成多個火焰中心，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤瑲飧變?nèi)壓力和溫度上升急劇。其中爆燃是常見的不正常燃燒之一。影響爆燃的因素很多，汽油本身的抗爆性能是最根本的。2爆燃產(chǎn)生的原因III當可燃混合氣在氣缸內(nèi)被電火花點燃后，一部分未燃混合氣因受到正?；鹧嫜婷娴膲嚎s和熱輻射作用，溫度和壓力急劇升高

2、，化學反應(yīng)加劇，生成許多不穩(wěn)定的過氧化物。過氧化物的特點是當其濃度較大時容易發(fā)生自燃?？贡院玫钠停谌紵^程中其氧化分解產(chǎn)生的過氧化物不會達到自燃的濃度。如汽油的抗爆性不好，就容易使過氧化物聚集,尤其是在已燃混合氣的熱輻射和壓力作用下，過氧化物會迅速達到自燃的濃度而自燃，進而在未燃的混合氣中形成多個火焰中心，向四面八方傳播。由于這種燃燒速度極為迅速，氣缸容積來不及膨脹，使氣缸內(nèi)的壓力和溫度急劇上升。這種壓力和溫度的不平衡產(chǎn)生強烈的沖擊波，以超音速向前推進，猛烈撞擊氣缸蓋、活塞頂和氣缸壁,使發(fā)動機產(chǎn)生震動，并發(fā)出清脆的敲缸聲。這種現(xiàn)象就是爆燃。3爆燃的危害爆燃對發(fā)動機的危害很大，表現(xiàn)在以下幾

3、個方面：1）由于強烈沖擊波的作用，會使氣缸蓋、活塞頂、氣缸壁、連桿、曲軸等機件的負荷增加，產(chǎn)生變形甚至損壞。2）爆燃的高壓和高溫，會破壞氣缸壁的潤滑油膜的潤滑性，使發(fā)動機磨損加快，氣缸的密封性下降，發(fā)動機功率降低。3）爆燃產(chǎn)生的高溫，會增加冷卻系統(tǒng)的負擔，易使發(fā)動機出現(xiàn)過熱。4）爆燃的局部高溫，引起熱分解現(xiàn)象嚴重，使燃燒產(chǎn)物分解為HC、CO和游離碳的現(xiàn)象增多，排氣冒黑煙嚴重；產(chǎn)生的碳易形成積炭，破壞活塞環(huán)、火花塞、氣門等零件的正常工作，使發(fā)動機的可靠性下降。對既定的發(fā)動機，當壓縮比一定、點火提前角恒定不變時，爆燃產(chǎn)生的主要影響因素就是汽油自身的抗爆性。所以，為避免爆燃現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)盡量使用抗爆

4、性好的汽油。232汽油抗爆性的評價指標汽油抗爆性的評價指標是辛烷值和抗爆指數(shù)。1辛烷值辛烷值是表示點燃式發(fā)動機燃料抗爆性的一個約定數(shù)。在規(guī)定條件下的標準發(fā)動機試驗中，通過和標準燃料進行比較來測定，采用和被測定燃料具有相同抗爆性的標準燃料的辛烷值表示。辛烷值通常用英文縮寫ON(OctaneNumber)在標準發(fā)動機試驗中，由于規(guī)定條件不同，測得的辛烷值也不同。按照試驗條件，辛烷值分為馬達法辛烷值和研究法辛烷值兩種。馬達法辛烷值英文縮寫為MON(MotorOctaneNumber):研究法辛烷值英文縮寫為RON(ResearchOctaneNumber)。馬達法辛烷值的試驗條件要比研究法辛烷值的試

5、驗條件苛刻。例如，測定馬達法辛烷值時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速一般為900r/min,混合氣一般加熱至149°C；而測定研究法辛烷值時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速一般為600r/min,混合氣一般不加熱。正因為馬達法辛烷值的試驗條件苛刻，所以馬達法辛烷值一般低于研究法辛烷值。測定辛烷值的標準燃料，是用兩種抗爆性相差懸殊的烷炷作基準物配制而成的O一種是異辛烷（C8H18）,它的抗爆性能良好,規(guī)定其辛烷值為100；另一種是正庚烷（C7H16）,它的抗爆性能差，規(guī)定其辛烷值為0。按不同體積比例混合這兩種基準物，便得到多種標準燃料。標準燃料中異辛烷的體積分數(shù)規(guī)定為標準燃料的辛烷值，該值范圍為0100。2辛烷值測定辛烷值的

6、測定按照GB/T503-1995汽油辛烷值測定法（馬達法）和GB/T54871995汽油辛烷值測定法（研究法）的規(guī)定進行。辛烷值測定機如圖2.8所示，包括一臺連續(xù)壓縮比可在410范圍內(nèi)變化的單缸發(fā)動機，附帶相應(yīng)的負載設(shè)備、輔助設(shè)備和測試儀器、儀表，它們都圖2.8辛烷值測定機裝在一個固定的底座上。測定某汽油辛烷值時，將被測汽油在試驗機上按規(guī)定試驗條件運轉(zhuǎn)，逐漸調(diào)大壓縮比，使試驗機發(fā)生爆燃，直至達到規(guī)定的爆燃強度。爆燃強度可用電子爆燃表測量。然后，在相同條件下選擇已知辛烷值的標準燃料進行對比試驗。當某標準燃料的爆燃強度恰好與試驗汽油的爆燃強度相同時，測定過程結(jié)束。該號標準燃料的辛烷值即為所測汽油的

7、辛烷值。有關(guān)調(diào)試范圍如表25所示。表2-5單缸可變壓縮比汽油機調(diào)試規(guī)范13主要指標壓縮比發(fā)動機轉(zhuǎn)速/Omiiyi)冷卻液溫度/°C進氣溫度/°C混合氣溫度/°C曲軸箱發(fā)動機油溫度/°C點火提前角/(°)IIIIIIIII馬達法410900±10100+24050149土150751426研究法410600±6100+1.557土8.53抗爆指數(shù)從上面辛烷值的測定條件看，馬達法辛烷值表示的是汽油在發(fā)動機重負荷條件下高速運轉(zhuǎn)時的抗爆能力，研究法辛烷值表示的是汽油在發(fā)動機常有加速條件下低速運轉(zhuǎn)時的抗爆能力，兩者都不能全面反映車輛運

8、行中汽油燃燒的抗爆性能。為能較全面地反映汽油在車輛運行中的抗爆能力，引入了抗爆指數(shù)這一指標?？贡笖?shù)是汽油研究法辛烷值與馬達法辛烷值的平均值。即亠LBXPi抗爆指數(shù)=RON+MON(2-2)233汽油各桂類組分的抗爆性汽油的抗爆性，主要由其桂類組成和各類桂分子的化學結(jié)構(gòu)決定。組成汽油的坯主要是含5們個碳原子的烷坯、環(huán)烷坯、芳香坯和烯桂。由于各類繪的熱氧化安定性不同，開始氧化的溫度和自燃點有差別，所以辛烷值也不相同?？偟膩碚f，芳香桂和異構(gòu)烷坯的抗爆性最好,環(huán)烷炷和烯炷居中，正構(gòu)烷炷最低。汽油發(fā)動機的壓縮比與其熱效率有如下關(guān)系(2-3)式中,為汽油發(fā)動機的熱效率;8為汽油發(fā)動機的壓縮比;K為絕熱指數(shù)?！倍菲笊鲜娇梢钥闯?，壓縮比越大，發(fā)動機的熱效鑫醜蠶器高發(fā)動機的功率所以人們總是但是，隨著發(fā)動機壓縮比的提高，氣缸內(nèi)壓縮終了的溫度和壓力也被提高。氣缸內(nèi)的這種高溫、高壓，將加劇汽油燃燒前化學準備過程中的化學反應(yīng)，生成更多的過氧化物。隨著過氧化物的增多，很容易積聚到自燃的濃度。所以，隨著發(fā)動機壓縮比的增大，發(fā)動機發(fā)生爆燃的傾向變大。在這種情況下，為防止爆燃的出現(xiàn)，就要使用抗爆性好的汽油，即辛烷值高的汽油。235提高汽油辛烷值的措施目前，提高汽油辛烷值的方法主要有以下三種:*1改進加工工藝選擇良好的原料和改進加工工藝