H
C16H34
a－甲基萘 a Methylnaphtalene C11H10
HH
HH
C C ....... C C H
HH
HH
H
CHale Waihona Puke 3CCHC
C
CH
HC
C
CH
C
C
H
H
Cetane numbe CN = 100
第三篇 运行特性与性能调控
第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性
1. 燃料及其理化特性 2. 汽油机与柴油机工作模式的差 3. 工质及其热力特性 4. 燃烧热化学
发动机燃料的分类
发动机燃料分类: • 常规燃料——石油制品的液体燃料，即汽油和柴油。 • 代用燃料——烃（碳氢）类、醇类、醚类、酯类 Alternative Fue 目的：替代能源、环保要求 1）按物态分类： 液体：甲醇CH3OH、乙醇C2H5OH 二甲醚CH3-O-CH3、生物柴油（甲脂） 气体：液化石油气LPG（丙烷、丁烯）、天然气CNG、LNG（甲烷 H2、沼气（CH4）、煤气（CO） 固体：煤粉、水煤浆 2）按成份分类： 烃燃料（除汽油、柴油外）和含氧燃料（含氧生物燃料）
二次能源（能源载体）
Diesel（柴油） Gasoline（汽油） LPG（液化石油气） Natural gas (CNG)（天然气）
Methanol（甲醇） Ethanol（乙醇） RME（菜籽油） Hydrogen（氢气）
碳氢（Hydrocarbon）燃料的分类
Alkanes or Paraffins- single bonds between carbons - CnH2n+2, e.g. CH4, C2H
汽车发动机原理2(1)
2020/8/13
讲课内容
第一篇 动力输出与能量利用
第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量
第二篇 燃烧与排放
第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策 第8章 有害排放物的生成与控制 第9章 燃烧室与调节参数的优化
醇
甲醇
乙醇
烃燃料的分子结构与物化特性
◎ 烃燃料的分子式CnHm （碳氢化合物也称为烃） ◎ C、H占97%~98%，其余是S、O、N
而煤中的 “灰分+水” ＞17~60% ◎ 烃燃料的分类，主要掌握 以下几点：
C原子数—C越多，化学稳定性越差，物理稳定性好，不易蒸发。（因为 越多则链越长，越易断，但是一个很大的分子不易蒸发） 分子结构： （1）“链”与“环”— 环化学稳定性好，不易自燃 （2）“直链”与“支链”（或正烷与异烷）—支链（异烷）的化学稳定性好 爆好（如正庚烷C7H16，异辛烷C8H18，辛烷值分别为0和100） （3）“饱和”与“不饱和”—不饱和则不稳定，贮存中易氧化结胶（如烯烃 （4）“双键”和“单键”—单键的化学稳定性差
◎ 油品对燃烧和排放有重要影响，是发 足严格排放法规的关键环节之一。
讲课内容
第一篇 动力输出与能量利用
第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量
第二篇 燃烧与排放
第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策 第8章 有害排放物的生成与控制 第9章 燃烧室与调节参数的优化
烷烃
甲烷
乙烷
异辛烷
Alkenes or Olefins - one or more double bonds between carbons - CnH2n
稀烃
乙烯
丙稀
丁二烯
Alkynes or Acetylenes - one or more triple bonds between carbons - CnH2n-2
汽油Hu（ 44000）> 柴油Hu （42500） ◎但就单位质量来看，H燃烧所需要O（空气）多（约是C的3倍），因而
理论混合气热值：汽油=柴油
◎若实际中考虑，汽油在a =1，柴油在 a ≥1.2工作 则有可能混合气热值：汽油 > 柴油
排放特性
C/H高，则排放特性差，
C—CO、CO2 有害
H—H2O
燃料碳原子数和分子结构对抗爆性的影响
燃料抗爆性比较： 1）环烷烃 正烷烃 2）异烷烃 正烷烃 3）烯烃 正烷烃 4）芳香烃 烷烃和烯烃
燃料碳原子数和分子结构对自燃性的影响
烷烃
十
六
环烷烃
烷
值
稀烃
芳烃 甲基萘
碳原子数
燃料C/H比与热值和排放特性的关系
热值（能量密度）
◎燃料的热值由C/H比决定, 由于H比C的热值高（约3.7:1）, 柴油C/H > 汽油
趋势：汽车燃料多元化（Diversification）
“狼”来了？！
2020
没有石油内燃机还能转吗？
一次能源
Fossil
Fuels 化石 燃料
Crude oil 石油 Natural gas 天然气 Coal 煤炭
Bio mass 生物能源 Nuclear energy 核能 Solar energy 太阳能
reactive, higher heating value than alkanes or alkenes
炔烃
乙炔
碳氢（Hydrocarbon）燃料的分类
Aromatics - one or more ring structures －CnH2n-6/12
芳烃
苯
甲苯
萘
Alcohols - contain one or more OH groups
无害
天然气（NG）、LPG的H含量高（0.25和0.182），所以其CO、黑烟、微
粒、CO2低于汽、柴油
发动机燃料的主要技术指标
1）自燃性：可燃混合气在一定温度、压力条件下自行着火燃烧的能力
自燃性对柴油尤其重要，自燃性差，则起动性差，工作粗暴 十六烷值是评价柴油自燃性好坏的指标
十六烷值
Cetane
第三篇 运行特性与性能调控
第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性
◎ 燃料的理化特性决定了内燃机混合气 着火方式，是造成内燃机不同工作方式 因素。
◎ 燃料的热值（尤其是混合气热值）， 燃机原理的基础之一，也是影响动力性 性“量”环节的主要因素之一。
◎ 工质的热力参数对循环热效率有巨大 ，是决定内燃机动力性、经济性“质” 重要因素。