当前位置:
文档之家› 发动机原理第三章 燃烧与膨胀做功过程
发动机原理第三章 燃烧与膨胀做功过程
对人体有害,尤其使催化剂很快产生不可逆中毒失效,
因此世界主要发达国家于20世纪70年代末、我国于2000 年开始停止生产和使用含铅汽油,但无铅汽油并非完全 无铅,我国国Ⅲ无铅汽油要求铅含量小于5mg/ L。
甲基环戊二烯基三羰基锰(CH3C5H4Mn(CO)3, MMT)是一种锰基化合物,常用作汽油添加剂来提高辛 烷值, 但有研究表明,MMT的燃烧产物会覆盖在火花
调整汽油组分也能提高汽油的辛烷值,烃的分子结构
对抗爆性有一定影响。按烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的排
列顺序,辛烷值依次增高,通过调整汽油中各类烃的比例, 如增加芳烃和烯烃比例,可以增加汽油的辛烷值。 2.蒸发性 汽油只有从液态蒸发成为汽油蒸气,并与一定比例的 空气混合成为可燃混合气后,才能在汽油机中燃烧,在现 代汽油机中,可燃混合气形成的时间很短, 因此,汽油蒸
般采用研究法辛烷值来确定汽油的抗爆性,如要比较全面 表示抗爆性时,同时标出RON和MON值,也可用抗爆指数 来衡量,即抗爆指数=(MON+RON)/2,国内常用 RON值作为汽油的标号,如97号汽油的RON为97。
显然,汽油的辛烷值越高抗爆性就越好。
在汽油中加入铅化物曾是提高汽油辛烷值的主要方 法,最常用的是四乙基铅(Pb(C2H5)4), 但由于铅
研究法辛烷值(RON)是以较低的混合气温度(一般 不加热)和较低的发动机转速(一般600r/min)的中等 苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值,
它表示汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆
能力。
马达法规定的试验转速及进气温度比研究法高,所
以马达法辛烷值(MON)低于研究法辛烷值(RON),一
(一)汽油燃料的物理化学性质 汽油的性能对汽油机的工作有很大影响。因此对它有 一定的要求, 汽油的主要性能有抗爆性、蒸发性、氧化安 定性、抗腐蚀性及清净性等。 1.抗爆性 爆震是指火花塞远处的末端可燃混合气,在火焰未传
播到之前自燃着火的异常燃烧现象。 抗爆性是指汽油在发
动机汽缸内燃烧时抵抗爆震的能力,用辛烷值表示。
发性的好坏。对形成的混合气质量将有很大影响。
蒸发性越强,就越容易汽化,生成的可燃混合气就
越均匀,燃烧速度就越快,并且燃烧完全,因而不仅发动 机易起动,加速及时,各工况间转换灵敏柔和,而且能减 小零件磨损、降低汽油消耗,但蒸发性也不能太强,因为 蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和 高山地区使用时,容易使发动机的供油系统产生“气阻”, 甚至发生供油中断,另外在储存和运输过程中的蒸发损失
也会增加。
蒸发性很弱的汽油,难以形成良好的混合气,这
样不仅会造成发动机起动困难、加速缓慢,而且未气
化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定,油耗上升。 如果未燃尽的油粒附着在汽缸壁上,还会破坏润滑油 膜,甚至窜入曲轴箱稀释润滑油,从而使发动机润滑 遭破坏,造成零件磨损增大。
汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10%、50%、90% 和 100% 时所对应的温度来评定,分别称为 10%馏出温度、
辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约 定数值,在规定条件下的标准发动机试验中通过和标 准燃料进行比较来测定,采用和被测定燃料具有相同
的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示。
在一台专用的可改变其压缩比的单缸试验机上,用被
测定的汽油作为燃料,在一定的条件下运转,改变试验机 的压缩比,直至其产生标准强度的爆震燃烧,然后在同样 的压缩比下,换用由一定比例的异辛烷(一种抗爆能力很 强的碳氢化合物,规定它的辛烷值为100)和正庚烷(一种 抗爆能力极弱的碳氢化合物,规定它的辛烷值为0)混合 而成的标准燃料,在相同的条件下运转改变标准燃料中异
教学目标 1. 了解可燃混合气的形成机理。
2. 了解发动机燃烧放热特性分析。
3. 了解代用燃料及应用。 4. 理解可燃混合气的着火理论。 5. 理解燃烧新技术。 6. 理解膨胀做功过程中的能量利用。
7. 掌握发动机燃料及其物理化学性质。
8. 掌握发动机燃烧过程。 9. 掌握发动机有害排放物的生成机理及其控制措施。
塞等零部件上,可能会导致失火,有时甚至会堵塞催化剂
ꎬ导致发动机或汽车运行不正常,油耗增加,很多国家对 是否允许使用MMT添加剂存在争议,我国国Ⅲ汽油标准 要求锰含量不大于0.016g/L。
在汽油中加入一定量的醇类和醚类添加剂也可提高汽
油的辛烷值,如在汽油中添加甲基叔丁基醚(MTBE)可
以增加汽油的辛烷值和含氧量,同时降低汽油蒸气压,减 少轻烃组分的挥发, 但研究发现,MTBE 会污染地下 水源。因此美国加州等地禁止使用 MTBE, 现在普遍 采用添加乙醇来替代 MTBE。
50%馏出温度、90%馏出温度和干点, 通过汽油的蒸馏试
验,可以确定这些温度。将一定数量的汽油(通常为100m L)放在蒸发器内加热,使之按一定速度蒸发然后将蒸发出 来的汽油蒸气通过冷凝器凝成液体,并用量筒测量其体积, 当量筒中冷凝的汽油量为被试验汽油量的10%时,测出的
蒸发器中汽油蒸气的温度便是10%馏出温度,用同样方法,
辛烷和正庚烷的比例。
直到单缸试验机产生与被测汽油相同强度的爆震燃烧 时为止。此时,标准燃料中所含异辛烷的百分数就是被测
汽油的辛烷值,测定汽油的辛烷值可以采用不同的试验方
法,常用的为马达法与研究法。 马达法辛烷值(MON)是以较高的混合气温度(一般 加热至149℃)和较高的发动机转速(一般达900r/min。) 的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值, 它表示汽油在发动机常用工况下低速运转时的抗爆能力。
可以得出其他几个温度,蒸发完毕时的温度为干点。
在10%馏出温度时,从燃烧基础
一、发动机燃料及其物理化学性质 在发动机工作过程中,汽缸内的工作物质是成分和比例 不断变化的混合物,其中包括:空气、燃料液滴、燃料蒸气及 燃料燃烧后的残留物。而其中的燃料占有重要的地位,它是
发动机动力的来源。发动机的生存与发展、不同类型的发动
机在结构与性能上的差异、发动机排放物对环境造成的污染 等,都与燃料的种类和品质有着密切的关系。