第二章 燃料與工質(zhì)

第二章燃料與工質(zhì)燃料的理化特性決定了內(nèi)燃機(jī)混合氣形成和著火方式，是造成內(nèi)燃機(jī)不同工作方式的決定因素。燃料的熱值（尤其是混合氣熱值），既是內(nèi)燃機(jī)原理的基礎(chǔ)之一，也是影響動力性和經(jīng)濟(jì)性“量”環(huán)節(jié)的主要因素之一。工質(zhì)的熱力參數(shù)對循環(huán)熱效率有巨大的影響，是決定內(nèi)燃機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性“質(zhì)”環(huán)節(jié)的重要因素。油品對燃燒和排放有重要影響，是發(fā)動機(jī)滿足嚴(yán)格排放法規(guī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本章主要內(nèi)容燃料及其理化特性汽油機(jī)與柴油機(jī)工作模式的差異工質(zhì)及其熱力特性燃燒熱化學(xué)發(fā)動機(jī)燃料的分類發(fā)動機(jī)燃料分類:常規(guī)燃料——石油制品的液體燃料，即汽油和柴油。代用燃料——烴（碳?xì)洌╊?、醇類、醚類、酯類目的：替代能源、環(huán)保要求1）按物態(tài)分類：液體：甲醇CH3OH、乙醇C2H5OH、二甲醚CH3-O-CH3、生物柴油（甲脂）氣體：液化石油氣LPG（丙烷、丁烯）、天然氣CNG、LNG（甲烷）

H2、沼氣（CH4）、煤氣（CO）固體：煤粉、水煤漿2）按成份分類：烴燃料（除汽油、柴油外）和含氧燃料（含氧生物燃料）趨勢：汽車燃料多元化（Diversification）AlternativeFuels2020C原子數(shù)對石油產(chǎn)品特性的影響

沸點(diǎn)

品種

分子量粘度穩(wěn)定性揮發(fā)性自燃性點(diǎn)燃性C1-C4常溫石油氣16-58C5-C1150-200汽油95-120C10-C19180-300煤油100-180C16-C23250-360柴油180-200>C23>360渣油220-280碳?xì)洌℉ydrocarbon）燃料的分類AlkanesorParaffins-singlebondsbetweencarbons-CnH2n+2,e.g.CH4,C2H6AlkenesorOlefins-oneormoredoublebondsbetweencarbons-CnH2nAlkynesorAcetylenes-oneormoretriplebondsbetweencarbons-CnH2n-2,veryreactive,higherheatingvaluethanalkanesoralkenes烷烴稀烴炔烴甲烷乙烷異辛烷乙烯丙稀丁二烯乙炔碳?xì)洌℉ydrocarbon）燃料的分類Aromatics-oneormoreringstructures－CnH2n-6/12Alcohols-containoneormoreOHgroups芳烴醇苯甲苯萘甲醇乙醇分子結(jié)構(gòu)對燃料性質(zhì)的影響1、烷烴正構(gòu)物：直鏈飽和結(jié)構(gòu)，溫度超過300度易斷鏈氧化，C原子數(shù)越多傾向越明顯。異構(gòu)物：支鏈飽和結(jié)構(gòu)，高溫不易氧化。異構(gòu)物是構(gòu)成汽油的主要成分，正構(gòu)物是構(gòu)成柴油的主要成分。

2、烯烴帶有雙鍵或三鍵的直鏈結(jié)構(gòu)，是不飽和鏈狀烴。常溫下，化學(xué)穩(wěn)定性差，長期保存易形成膠質(zhì)。高溫下比烷烴難氧化，產(chǎn)生爆燃傾向性小。在汽油中占一定比例。

3、環(huán)烷烴

C原子環(huán)狀排列，兩端C原子直接相連。形成過氧化物的傾向小，不易產(chǎn)生爆燃，在汽油中占一定比例。4、芳香烴含H最少，具有雙鍵和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，難以氧化，抗爆性極強(qiáng)。常在汽油中摻加苯以提高抗爆性。◎烴燃料的分子式CnHm

（碳?xì)浠衔镆卜Q為烴）◎C、H占97%~98%，其余是S、O、N

而煤中的“灰分+水”＞17~60%◎烴燃料的分類，主要掌握以下幾點(diǎn)：

C原子數(shù)—C越多，化學(xué)穩(wěn)定性越差，物理穩(wěn)定性好，不易蒸發(fā)。（因為C越多則鏈越長，越易斷，但是一個很大的分子不易蒸發(fā)）

分子結(jié)構(gòu)：（1）“鏈”與“環(huán)”—環(huán)化學(xué)穩(wěn)定性好，不易自燃（2）“直鏈”與“支鏈”（或正烷與異烷）—支鏈（異烷）的化學(xué)穩(wěn)定性好，抗爆好（如正庚烷C7H16，異辛烷C8H18，辛烷值分別為0和100）（3）“飽和”與“不飽和”—不飽和則不穩(wěn)定，貯存中易氧化結(jié)膠（如烯烴）（4）“雙鍵”和“單鍵”—單鍵的化學(xué)穩(wěn)定性差烴燃料的分子結(jié)構(gòu)與物化特性燃料碳原子數(shù)和分子結(jié)構(gòu)對抗爆性的影響燃料抗爆性比較：1）環(huán)烷烴正烷烴2）異烷烴正烷烴3）烯烴正烷烴4）芳香烴烷烴和烯烴烷烴稀烴環(huán)烷烴芳烴甲基萘碳原子數(shù)十六烷值燃料碳原子數(shù)和分子結(jié)構(gòu)對自燃性的影響熱值（能量密度）◎燃料的熱值由C/H比決定,由于H比C的熱值高（約3.7:1）,柴油C/H>汽油C/H

汽油Hu（44000）>柴油Hu

（42500）◎但就單位質(zhì)量來看，H燃燒所需要O（空氣）多（約是C的3倍），因而理論混合氣熱值：汽油=柴油

◎若實際中考慮，汽油在

a

=1，柴油在

a

≥1.2工作則有可能混合氣熱值：汽油>柴油

排放特性

C/H高，則排放特性差，

C—CO、CO2

有害

H—H2O無害天然氣（NG）、LPG的H含量高（0.25和0.182），所以其CO、黑煙、微粒、CO2低于汽、柴油燃料C/H比與熱值和排放特性的關(guān)系1、柴油2、汽油3、醇類燃料4、氣體燃料1、柴油燃料噴射柴油存儲、運(yùn)送、使用燃燒完善程度及啟動性能評價柴油自燃性柴油機(jī)磨損腐蝕以凝點(diǎn)標(biāo)號高于環(huán)境最低溫度5度發(fā)動機(jī)燃料的主要技術(shù)指標(biāo)1-1.自燃性：可燃混合氣在一定溫度、壓力條件下自行著火燃燒的能力自燃性對柴油尤其重要，自燃性差，則起動性差，工作粗暴十六烷值是評價柴油自燃性好壞的指標(biāo)十六烷值CetaneC16H34HCCHHHH.......HCCHHHHCetanenumberCN=100CCCCCCCCCCHHHHHHHCH3CetanenumberCN=0a－甲基萘aMethylnaphtaleneC11H101.柴油1-1-1.十六烷值的測定測量燃料十六烷值的CFR發(fā)動機(jī)theAmericanCooperativeFuelResearchCommittee.燃料研究聯(lián)合協(xié)會1-1-2.測量燃料十六烷值和辛烷值的CFR發(fā)動機(jī)Adjustmentofcompressionratio調(diào)整壓縮比Wormshaft蝸桿軸CFRenginewasdevelopedbytheAmericanCooperativeFuelResearchCommittee.燃料研究聯(lián)合協(xié)會專用的帶有爆震傳感器的可變壓縮比單缸發(fā)動機(jī)。缸徑/沖程＝85/115十六烷α-甲基苯容易自燃最不容易自燃十六烷值為100十六烷值為0待測柴油所配置混合液自燃性十六烷的體積百分比十六烷值┼測量燃料十六烷值的CFR發(fā)動機(jī)1-1-3.十六烷值評價柴油自燃性好壞十六烷值著火延遲期著火延遲期短，混合氣壓力升高速度工作柔和冷起動性燃料分子量蒸發(fā)性粘度排氣冒煙燃油經(jīng)濟(jì)性1-2.餾程50%餾出溫度95%餾出溫度90%餾出溫度表示柴油蒸發(fā)性，用燃油餾出某一百分比的溫度范圍來表示溫度低，輕餾分多，蒸發(fā)快，有利于混合氣形成重餾分的數(shù)量，蒸發(fā)性不好，燃燒不及時和不完全過低，易形成大量油氣混合氣，著火壓力猛增，工作粗暴1-3.粘度燃料流動性尺度，影響柴油噴霧質(zhì)量粘度霧化油滴平均直徑燃燒不及時或不完全燃油消耗率增加，排氣帶煙2.汽油關(guān)鍵性指標(biāo)：辛烷值、餾程2-1.辛烷值辛烷值高，抗爆震的能力強(qiáng)以辛烷值標(biāo)號辛烷值是評價汽油抗爆性好壞的指標(biāo)抗爆性對汽油來說非常重要，希望自燃性差，抗爆性好（抗暴添加劑——四乙鉛——已禁止使用）發(fā)動機(jī)燃料的主要技術(shù)指標(biāo)2-1.抗爆性：燃料不發(fā)生爆燃（Knock）的能力抗爆性對汽油來說非常重要，希望自燃性差，抗爆性好辛烷值是評價汽油抗爆性好壞的指標(biāo)CCCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHH異辛烷Iso-OctaneC8H18

Octanenumber100辛烷值＝100正庚烷n-HeptaneC7H16

Octanenumber0辛烷值＝0CCCCCHHHHHHHHH2-2.辛烷值的測定測量燃料辛烷值的CFR發(fā)動機(jī)測量燃料十六烷值和辛烷值的CFR發(fā)動機(jī)辛烷值馬達(dá)法和研究法的測量條件運(yùn)行條件Operaitions馬達(dá)法辛烷值MON研究法辛烷值RON發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Enginespeed900rpm600rpm著火Ignitionf(e)19~26°CABTDCconstant13°CABTDC混合氣預(yù)熱Pre-heatingofmixture149°Cnone空氣預(yù)熱Pre-heatingofair38°C52°C壓縮比Compressionratioe可調(diào)整的adjustable表示在高轉(zhuǎn)速、全負(fù)荷情況下的抗爆性

表示加速情況下的抗爆性

RON>MONRON－MON＝燃料的敏感性

餾程和蒸汽壓評價汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)溫度低：容易冷車啟動溫度過低：管路中容易形成蒸汽，形成氣阻，使發(fā)動機(jī)斷火溫度低：揮發(fā)性好，在較低溫度形成大量混合氣，縮短暖車時間，過度工況，及時提供充足混合氣溫度低：重質(zhì)成分少，揮發(fā)完全，有利于燃燒溫度過高：重質(zhì)成分多，易形成積碳，稀釋機(jī)油發(fā)動機(jī)燃料的主要技術(shù)指標(biāo)2-3.蒸發(fā)性（1）飽和蒸汽壓：在規(guī)定條件下燃油和燃油蒸汽達(dá)到平衡狀態(tài)時，燃油蒸汽的壓力（Reid飽和蒸汽壓RVP）蒸汽壓高，說明燃油中輕質(zhì)組分多，發(fā)動機(jī)冷起動性能好，混合氣形成速度快，有利于燃燒蒸汽壓過高，在儲存和運(yùn)輸過程中易產(chǎn)生蒸發(fā)損失，著火的危險性也大蒸汽壓過高易在燃油供給系統(tǒng)中形成“氣阻”10個碳原子以上的烴類的飽和蒸汽壓接近于0→柴油的蒸汽壓接近0發(fā)動機(jī)燃料的主要技術(shù)指標(biāo)2-3.蒸發(fā)性（2）餾程：燃油在規(guī)定條件下蒸餾出某一百分比的溫度范圍初餾點(diǎn)—燃料中含有的最輕餾分的沸點(diǎn)，但不能判斷輕餾分的含量

10％餾程—燃料中含有輕餾分的大概數(shù)量，反映汽油機(jī)的冷起動性

50％餾程—燃料的平均蒸發(fā)性能，反映汽油機(jī)的工作穩(wěn)定性

90％餾程—燃料中的重質(zhì)餾分含量，反映汽油機(jī)燃燒完全性干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）—燃料中含有的最重餾分的沸點(diǎn)◎每噸石油能產(chǎn)出的油品比例基本是一定的，例如：21%汽油、9%柴油（輕柴油），即汽：柴=7：3。這一比例也決定了兩者誰也不可能淘汰對方。原油不同餾程的碳?xì)涑煞旨袄砘匦栽偷恼麴s（Distillation）蒸餾塔瀝青潤滑油柴油煤油汽油石油氣原油原油煉制催化裂化烷基化重整汽油與柴油組分的差異（歐洲）芳烴烯烴甲基叔丁基醚烷烴（短鏈）環(huán)烷烴烷烴（長鏈）烯烴汽油柴油芳烴燃油組分與排放燃油組分與排放（1）

硫（Sulfur）硫天然存在于原油中。硫可明顯地降低催化轉(zhuǎn)化器中催化劑的功效，同時在高溫條件下對氧傳感器造成不良影響。高硫燃油會使車載診斷系統(tǒng)（OBD）失靈，使催化轉(zhuǎn)化器監(jiān)控裝置發(fā)送錯誤的診斷碼，并向司機(jī)發(fā)出錯誤的故障信號。

（2）芳烴（Aromatics）

芳烴通常是汽油的高辛烷值組分，具有高能量密度。但是，芳烴會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)產(chǎn)生沉積物，增加尾氣排放，包括CO2。（3）

苯（Benzene）苯是原油中的天然組分，也是催化重整的產(chǎn)物。盡管是高辛烷值組分，但是苯是一種致癌物質(zhì)。（4）

稀烴（Olefins）烯烴是汽油提高辛烷值的理想成分。但是由于烯烴有熱不穩(wěn)定性，導(dǎo)致它易形成膠質(zhì)，并沉積在進(jìn)氣系統(tǒng)中，影響燃燒效果，增加排放。活潑烯烴蒸發(fā)排放到大氣中會產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起光化學(xué)污染。2-1燃料及其理化性質(zhì)1）混合氣形成方式不同◎汽油—易氣化，在低溫（氣缸外）下蒸發(fā)，預(yù)制成均勻混合氣◎柴油—難氣化，用高壓噴霧粉碎，高溫空氣（氣缸內(nèi)）促其霧化2）著火及燃燒方式不同◎汽油—難自燃，易點(diǎn)燃，用高壓電火花點(diǎn)燃預(yù)混合氣體中的火焰?zhèn)鞑??？稍?/p>

a

=1的條件下完全燃燒◎柴油—易自燃，壓縮著火（壓燃）擴(kuò)散燃燒，即邊噴-邊混-邊燃，所以自燃但不會爆燃為了完全燃燒，必須

a

>1.0（1.2）3）負(fù)荷調(diào)節(jié)方式不同◎汽油機(jī)—預(yù)混合，

a基本保持不變，量調(diào)節(jié)（質(zhì)不變）◎柴油機(jī)—循環(huán)空氣量不變，

a變化（1~∞），質(zhì)調(diào)節(jié)汽油機(jī)與柴油機(jī)工作模式的差異注意：汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作模式不是絕對不變的！GDI和HCCI就是例證。2-2汽油機(jī)與柴油機(jī)工作模式的差異

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)熱值低，含氧量大；汽化潛熱數(shù)值大，沸點(diǎn)低；有毒性、腐蝕性；抗爆震性好，潤滑性差；如以混合燃料方式使用，與汽、柴油的相溶性差。新型燃料的使用特性

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)

熱值低，含氧量大；所需的理論空氣量不到汽油的一半，所以兩者的混合氣熱值都差不多，從而保證發(fā)動機(jī)動力性能不致降低。由于熱值低，酒精汽油的燃油消耗率比普通汽油高，不過熱效率并不比普通汽油低，而且其混合氣比汽油混合氣還稀。

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)汽化潛熱數(shù)值大，沸點(diǎn)低；醇的汽化潛熱是汽油的三倍左右，混合燃料蒸發(fā)汽化，可以促使進(jìn)氣溫度進(jìn)一步降低，增加了充氣量，提高了功率。但困難的是，在使用中需予以強(qiáng)預(yù)熱。醇的沸點(diǎn)低，產(chǎn)生氣阻的傾向比汽油大，要采取相應(yīng)的措施。

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)

抗爆震性好，潤滑性差；醇具有高的抗爆性能，加醇的混合汽油可提高燃料的辛烷值，這對提高汽油機(jī)的壓縮比極為有利。

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)

與汽、柴油的相溶性差。在常溫下醇難溶于汽油，混合不勻的燃料使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。為此，需要加入適量的助溶劑，以利于醇與汽油相互溶解。

1.醇類燃料的使用特性

（1）醇類燃料的特點(diǎn)

有毒性、腐蝕性；甲醇對視神經(jīng)有損傷作用，其混合燃料有一定的毒性，在儲運(yùn)及使用中要注意安全。

1.醇類燃料的使用特性

（2）醇類燃料的使用方式混合燃料方式雙燃料方式純?nèi)剂戏绞窖跆砑觿┤剂想姵厝剂?/p>

1.醇類燃料的使用特性（3）醇類燃料的使用特性與使用方式有關(guān)；目前沒有統(tǒng)一認(rèn)識；對其固有的理化特性及品質(zhì)應(yīng)該有要求。如

熱值、沸點(diǎn)、密度、腐蝕性和含水量等乙醇汽油有關(guān)于品質(zhì)的國家標(biāo)準(zhǔn)

2.氣體燃料的使用特性氣體燃料可分為天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）及工業(yè)生產(chǎn)中的氣體燃料。

天然氣是以自由狀態(tài)或與石油共生于自然界中的可燃?xì)怏w，它的主要成分是甲烷。液化石油氣是在石油煉制過程中產(chǎn)生的石油氣，主要成分是丙烷、丙烯等。天然氣用于汽車一般有兩種形式：一種是壓縮天然氣（CNG）。通常以20MPa壓縮儲存于高壓氣瓶中；一種是液化天然氣（LNG），將天然氣以-162℃低溫液化儲存于隔熱的液化氣罐中。

2.氣體燃料的使用特性氣體燃料可分為天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）及工業(yè)生產(chǎn)中的氣體燃料。

天然氣是以自由狀態(tài)或與石油共生于自然界中的可燃?xì)怏w，它的主要成分是甲烷。液化石油氣是在石油煉制過程中產(chǎn)生的石油氣，主要成分是丙烷、丙烯等。

2.氣體燃料的使用特性

（1）氣體燃料的特點(diǎn)熱值低；常溫下為氣態(tài)，攜帶不方便；形成混合氣容易；抗爆震性好，潤滑性差；廢氣排放好

天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)：l）天然氣的主要成分是甲烷，CO排放量少，未燃HC成分引起的光化學(xué)反應(yīng)低，燃料中幾乎不含硫的成分，從全球環(huán)保的角度看，比電動汽車的SO2排放量要低。2）辛烷值高達(dá)130，可采用高壓縮比，獲得高的熱效率。3）燃燒下限寬，稀燃特性憂越，在廣泛的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，可降低NOx生成，進(jìn)而也可提高熱效率。天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)：4）由于是氣體燃料，低溫起動性及低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好，進(jìn)而在暖機(jī)過程中，不需要在使用液體燃料時所必要的額外供油，不完全燃燒成分少。5）天然氣燃料運(yùn)用性好，可采用油氣雙燃料供應(yīng)方式，也可采用電控混合氣或電控天然氣噴射方式工作。它適用于輕型車，也適用于柴油車。天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)：6）將天然氣應(yīng)用于柴油車，固體微粒的排放率幾乎為0，（微粒排放是當(dāng)今柴油車排放治理中突出的困難），從而達(dá)到低公害車的標(biāo)準(zhǔn)。天然氣燃料的缺點(diǎn)：1）因為在常溫、常壓下是氣體，儲運(yùn)性能比液體燃料差。一次充氣行駛距離短，長途汽車應(yīng)用有一定困難，但用于城市內(nèi)車輛是可行的，其實它比一次充電的電動機(jī)車的行駛距離要長得多。2）由于儲氣壓一般達(dá)20MPa高壓，使燃料容器加重。3）由于呈氣體狀態(tài)吸入，使發(fā)動機(jī)體積效率降低，與液體燃料相比（如汽油），單位體積的混合氣熱值小，功率下降近10%。

（2）氣體燃料的使用方式純?nèi)剂戏绞剑浑p燃料方式；混合燃料方式；燃料電池。（3）氣體燃料的使用特性與使用方式有關(guān)；有國家標(biāo)準(zhǔn)，但使用性能指標(biāo)不全面。工質(zhì)的主要熱力參數(shù)1）理論氣體狀態(tài)方程摩爾數(shù)在一定條件下反映體積的大小通用氣體常數(shù)8.315kJ/kmol.K2）比熱容與等熵指數(shù)

cp,cV

隨溫度T上升而增加

k隨溫度T上升而下降2-3工質(zhì)及其熱力性質(zhì)工質(zhì)的主要熱力參數(shù)分子物理學(xué)：分配到分子每一個自由度的熱量是相同的。則分子自由度（原子數(shù)）↑，cp和cV↑，k↓

k越大，cp和cV越小，相同加熱量下，工質(zhì)溫升越高，循環(huán)熱效率高。

燃燒熱化學(xué)

1.1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量Lo2.過量空氣系數(shù)α空燃比A/F3.燃燒產(chǎn)物的數(shù)量變化

要解決的問題：燃燒時需要多少空氣；發(fā)出多少熱量；燃燒前后工質(zhì)的變化。燃油在氣缸中燃燒情況極為復(fù)雜，本質(zhì)上是激烈的氧化反應(yīng)。這里只從質(zhì)量守恒角度，研究燃油和空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系，不涉及化學(xué)反應(yīng)的過程和機(jī)理。

不管燃燒過程多么復(fù)雜，在燃燒分析中總需要提供有關(guān)燃料、空氣及其產(chǎn)物的一些基本數(shù)量關(guān)系。

燃油成分的表示發(fā)動機(jī)所用的汽油或柴油主要由碳、氫、氧組成，其它成分如氮、硫等含量不多，在熱計算時不考慮，如以gC、gH、gO分別表示1kg燃油中所含碳、氫、氧的kg數(shù)，即用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)%表示，則：

空氣成分的表示發(fā)動機(jī)中燃油燃燒所需要的氧氣來自空氣，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)%表示以體積百分?jǐn)?shù)%表示1kg

燃料完全燃燒所需的理論空氣量L0根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程碳燃燒：氫燃燒：所以，gC

(kg)碳與gH

(kg)氫完全燃燒所用氧氣為1kg

燃料完全燃燒理論空氣量以kmol

為單位計算理論空氣量，則1kg碳完全燃燒需要kmol

氧氣1kg氫完全燃燒需要kmol

氧氣所以，gC

(kg)碳與gH

(kg)完全燃燒所用氧氣為1kg

燃料完全燃燒理論空氣量gO

(kg)氧折合為kmol

單位

以m3為單位計算理論空氣量，則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1kmol空氣具有體積為22.4m3

（標(biāo)）。故常規(guī)燃料的理論空氣量

汽油的平均質(zhì)量成分為：

gC=0.855；gH=0.145；

gO=0.000

柴油的平均質(zhì)量成分為：

gC

=0.870；gH=0.126；gO=0.004

可得汽油和柴油的理論空氣量分別為14.9（kg空氣/kg

汽油）和14.5（kg空氣/kg柴油）。2、過量空氣系數(shù)

理論空氣量是指理論上使燃油完全燃燒所需要的空氣量。發(fā)動機(jī)實際循環(huán)中，1kg燃油實際供給的空氣數(shù)量并不總是等于理論空氣量Lo。用過量空氣系數(shù)a表示實際供給空氣的數(shù)量L與理論空氣量Lo之比2、過量空氣系數(shù)

為使燃油完全燃燒，實際供給空氣的數(shù)量應(yīng)該不小于理論空氣量，即a

1。過量空氣系數(shù)是反映發(fā)動機(jī)工作過程的一個重要參數(shù)，當(dāng)實際空氣量等于理論空氣量即L=Lo，則a=1；a<1時，表示濃混合氣；a>1時，表示稀混合氣。過量空氣系數(shù)a與發(fā)動機(jī)類型、混合氣形成方法、燃料的種類、工況（負(fù)荷與轉(zhuǎn)速）、功率調(diào)節(jié)的方式等因素有關(guān)。

汽油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)方式是量調(diào)節(jié)a=0.8~1.2

所謂量調(diào)節(jié)方式是指保持混合氣濃度不變，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量來適應(yīng)負(fù)荷變化。嚴(yán)格地說，這種情況下，混合氣濃度實際仍然是有變化的。電子控制汽油噴射發(fā)動機(jī)和化油器式汽油機(jī)在大負(fù)荷時，總是使用濃混合氣；在中小負(fù)荷時，使用稀混合氣。

柴油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)方式是質(zhì)調(diào)節(jié)a=1.2~2.2

質(zhì)調(diào)節(jié)負(fù)荷方式是指通過改變混合氣濃度來調(diào)節(jié)負(fù)荷。柴油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)是在基本保持氣缸進(jìn)氣量不變情況下，改變氣缸噴油量調(diào)節(jié)負(fù)荷，a的變化范圍很大。柴油機(jī)混合氣形成時間短，濃度不均勻，所以，a總是大于1的，即a＞1。當(dāng)然，隨著負(fù)荷變化，柴油機(jī)吸入氣缸的空氣量也有微小變動。車用高速柴油機(jī)a=1.2-1.6

增壓柴油機(jī)a=1.8-2.2

空燃比

除了過量空氣系數(shù)a外，還常用燃燒時空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比例即空燃比（A/F）表示混合氣濃度：空燃比

應(yīng)用空燃比比較直觀方便，其數(shù)值即為對實際供給空氣量的千克數(shù)。對1kg燃料，有

當(dāng)a=1，即按理論空氣量燃燒時，該空燃比稱為理論空燃比。汽油和柴油的理論空燃比分別為14.9和14.5?；旌蠚獾目杖急却笥诶碚摽杖急葧r為稀混合氣，小于理論空燃比時為濃混合氣。3.完全燃燒時的燃燒產(chǎn)物1、進(jìn)入氣缸的氣體數(shù)量

對汽油，在混合非常充分時，燃料全部蒸發(fā)，混合氣由空氣和燃料蒸汽組成。若燃料平均分子量為MrT

，混合氣過量空氣系數(shù)為a

，則1kg燃料完全蒸發(fā)形成混合氣的摩爾數(shù)為M13.完全燃燒時的燃燒產(chǎn)物1、進(jìn)入氣缸的氣體數(shù)量

對柴油，燃燒體系中既有混合氣，又有燃料液滴，只有部分燃料形成蒸汽，混合氣的摩爾數(shù)計算比較復(fù)雜。根據(jù)液體體積小，燃油量比空氣少的特點(diǎn)，忽略燃料蒸汽及液態(tài)燃料的體積，則過量空氣系數(shù)為a

時混合氣的摩爾數(shù)M1為2、完全燃燒后的氣體數(shù)量

當(dāng)燃料完全燃燒，則燃燒產(chǎn)物的主要成分是不參與燃燒氮?dú)?/p>

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