摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件

第四章汽油機(jī)的燃料及特性第四章汽油機(jī)的燃料及特性1主要內(nèi)容第一節(jié)摩托車用汽油機(jī)的燃料第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用第三節(jié)燃燒化學(xué)第四節(jié)燃燒的基本理論作業(yè)及思考題主要內(nèi)容第一節(jié)摩托車用汽油機(jī)的燃料2第一節(jié)發(fā)動機(jī)的燃料石油燃料（汽油、柴油）煉制方法（補(bǔ)）直接蒸餾法：將原油在專用的煉油塔(分餾塔)中進(jìn)行加熱蒸餾，不同的分餾溫度，得到不同成分的燃油，最終獲得的燃料約占原油的25％一40％；。裂解法：將蒸餾后的重油等一些高分子成分通過不同的技術(shù)手段裂解為分子量較輕的成分。其中，通過加溫加壓的方法進(jìn)行裂解的稱為熱裂解法，使用催化劑(觸媒)進(jìn)行裂解的稱為催化裂解法代用燃料第一節(jié)發(fā)動機(jī)的燃料石油燃料（汽油、柴油）煉制方法（補(bǔ)）直3一、汽油

汽油的主要性能有：抗爆性、蒸發(fā)性、氧化安定性、抗腐蝕性及清潔性。一、汽油汽油的主要性能有：抗爆性、蒸41、汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力。汽油的抗爆性是以辛烷值來表示的。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范的不同，所得的辛院值分別稱為馬達(dá)法MON或研究法RON辛烷值。我國生產(chǎn)的汽油是按研究法辛烷值RON分級的。汽油的辛烷值越高，其抗爆性越好。汽油的牌號以辛烷值劃分。1、汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗5

辛烷值

辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，則抗爆震的能力強(qiáng)。國產(chǎn)汽油是以辛烷值（研究法）來標(biāo)號的

為了提高汽油的辛烷值，常使用抗爆添加劑，它是由四乙鉛[Pb(C2H5)4]和溴化乙烷（C2H4Br2）組成的混合物。在汽油中加入少量的乙基液可明顯地提高汽油的辛烷值。四乙鉛有毒，常限制使用。含有四乙鉛的汽油都用加色標(biāo)明，以引起使用者的注意

辛烷值6測定燃料的辛烷值是在專門的試驗(yàn)發(fā)動機(jī)上進(jìn)行的。測定時，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定為0和抗爆性好的異辛烷（2、2、4三甲基戊烷）（其辛烷值定為100）的混合液與被測定的汽油作比較。當(dāng)混合液與被測汽油在專用的發(fā)動機(jī)上的抗爆程度相同時，則混合液中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測定汽油的辛烷值。評定車用汽油的抗爆性，可采用兩種試驗(yàn)工況，分別稱為馬達(dá)法與研究法。馬達(dá)法規(guī)定的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣溫度比研究法高，所以用馬達(dá)法測定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM）低。美國認(rèn)為用辛烷值指數(shù)[ONI，即（RON＋MON）／2]來表征在各種道路行駛（工作情況）時的抗爆性能更合理，并將汽油按ONI分為85、87、89、91、93、95、97共七個等級。

測定燃料的辛烷值是在專門的試驗(yàn)發(fā)動機(jī)上進(jìn)行的。測定時，用容易72、汽油的蒸發(fā)性液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性。汽油的蒸發(fā)性越強(qiáng)，越容易汽化，要求汽油必須具有良好的蒸發(fā)性。但蒸發(fā)性也不能太強(qiáng)，否則易形成供油系“氣阻”，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。2、汽油的蒸發(fā)性液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性。8

一、汽油汽油是多種烴類的混合物，沒有一定的沸點(diǎn)，它隨著溫度的上升，按照餾分由輕到重逐次沸騰。汽油餾出溫度的范圍稱為餾程

1、蒸發(fā)性：餾程曲線（1）10%餾出溫度：標(biāo)志起動性；注意氣阻

（2）50%餾出溫度：標(biāo)志平均蒸發(fā)性，它影響著發(fā)動機(jī)的暖車時間、加速性以及工作穩(wěn)定性

（3）90%餾出溫度：標(biāo)志著燃料中含有難于揮發(fā)的重質(zhì)成分的數(shù)量

（3）98%餾出溫度：干點(diǎn)，一、汽油9摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件10第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用代用燃料按物態(tài)氣體代用燃料：天然氣、液化石油氣、氫氣、煤氣、沼氣等液體代用燃料：甲醇、乙醇、植物油燃料等按化學(xué)成分烴燃料含氧燃料第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用代用燃料按物態(tài)氣體代用燃料：天然氣11一、天然氣

天然氣主要成分為甲烷CH4(容積比可達(dá)83～99以上)，另外還包括乙烷C2H6以及丙烷C3H8等。

天然氣的熱值和辛烷值均較高，在用作點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的燃料時，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如提高發(fā)動機(jī)的壓縮比等，可以接近原發(fā)動機(jī)的動力性能。同時，天然氣又是一種比較潔凈的能源，排污低，使用比較方便，特別是壓縮天然氣(CNG——CompressedNaturalGas)，便于儲存，配合相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施〔如加氣站〕的建設(shè)，在城市車輛如公共汽車、出租車中具有廣闊的應(yīng)用前景。一、天然氣天然氣主要成分為甲烷CH4(容積比可達(dá)812二、液化石油氣液化石油氣(LPG-LiquefiedPetroleumGas）主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙烯C3H6、丁烯C4H8及其異構(gòu)物，在常溫下加壓，可以變成液體燃料，其單位容積熱值高于天然氣，可以作為汽油機(jī)的燃料，還可以獲得較好的排放性能。

二、液化石油氣液化石油氣(LPG-Liquefied13三、醇類燃料醇類燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。甲醇可以從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提取；乙醇主要是將含有糖和淀粉的農(nóng)作物經(jīng)過發(fā)酵后制得。醇類燃料是液體燃料，可以沿用傳統(tǒng)的石油燃料的運(yùn)輸、貯存系統(tǒng)，相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入少，而發(fā)動機(jī)的動力性與經(jīng)濟(jì)性可以接近或超過原有汽油機(jī)或柴油機(jī)，排氣有害成分少，是一種很有發(fā)展前景的代用燃料。三、醇類燃料醇類燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。14

乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成替代能源。按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。乙醇它以玉米、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制成。

試點(diǎn)檢測結(jié)果表明，使用車用乙醇汽油不影響汽車的行駛性能。其排放的尾氣中一氧化碳下降超過30％、碳?xì)浠衔锵陆?0％，苯系物明顯減少，氮氧化合物基本不變。汽車使用乙醇汽油已被視為改善城市空氣質(zhì)量的重要手段。乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成15對目前中國推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作，有專家強(qiáng)調(diào)認(rèn)為，必須妥善解決好以下三個關(guān)鍵問題：一是乙醇汽油百公里耗油量高于同牌號的汽油消耗量；二是由于中國乙醇汽油的推廣剛剛起步，究竟乙醇汽油對加油機(jī)、汽車等零部件是否有影響及影響程度均不是很清楚；三是由于乙醇汽油不宜長期儲存的特性，乙醇汽油的調(diào)配和銷售同普通汽油相比具有更大的質(zhì)量風(fēng)險。對目前中國推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作，有專家強(qiáng)調(diào)認(rèn)16摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件17第三節(jié)燃燒熱化學(xué)一、燃料燃燒的熱值

１kg燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。待溫度降低以后，水的汽化潛熱才能釋放出來。因此，水凝結(jié)以后計入水的汽化潛熱的熱值，稱為高熱值；內(nèi)燃機(jī)排氣溫度較高，水的汽化潛熱不能利用，因此應(yīng)用低熱值。(完全燃燒是指某化合物被所在氧氣全部氧化，其中C生成CO2、H生成H2O，其它元素生成高級氧化物。在高溫的燃燒產(chǎn)物中，水以蒸氣狀態(tài)存在，水的汽化潛熱不能利用。在高溫下的，則為低熱值。)第三節(jié)燃燒熱化學(xué)一、燃料燃燒的熱值182.混合氣熱值

當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時，每循環(huán)加給工質(zhì)的熱量取決于單位體積可燃混合氣的熱值，而不是決定于燃料的熱值?？扇蓟旌蠚獾臒嶂狄詋J／kmol或kJ／m3（標(biāo)準(zhǔn)）計。1kg燃料形成可燃混合氣的數(shù)量為M1，它所產(chǎn)生的熱量是燃料的低熱值hμ。因此，單位數(shù)量可燃混合氣的熱值（kJ/kmol）是

M1隨過量空氣系數(shù)α而變，當(dāng)α=1時，燃料與空氣所形成的可燃混合氣熱值稱為理論混合氣熱值。2.混合氣熱值19汽油:44100[kJ/kg]；完全燃燒時，生成的水為氣態(tài)時的熱值為低位發(fā)熱值

。完全燃燒時，生成的水為液態(tài)時的熱值為高位發(fā)熱值

。汽油:44100[kJ/kg]；20二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)1.碳燃燒：二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)1.碳燃燒：212.氫燃燒：2.氫燃燒：223.硫燃燒：3.硫燃燒：234.一氧化碳燃燒：5.碳?xì)浠衔铮?.一氧化碳燃燒：5.碳?xì)浠衔铮?4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)系對于已知的燃料，各元素的含量是可以測得的，而空氣中氧化氮的比例又是一定的，按照完全燃燒的化學(xué)當(dāng)量關(guān)系，很容易求出一些基本量，為發(fā)動機(jī)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計及調(diào)試提供依據(jù)

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25三、燃料燃燒所需的空氣量1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量稱理論空氣量。已知條件:1kg燃料中所含kg碳，kg氫氣，kg氧氣汽油:[kg/kg]，[kg/kg]，[kg/kg]

三、燃料燃燒所需的空氣量1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量26化學(xué)反應(yīng)方程式

需要總的量

化學(xué)反應(yīng)方程式271Kg燃料中所含的量[kg]=[kmol]所需空氣中的量=總的量－燃料中所含的量或1Kg燃料中所含的量28（2）kg空氣中氧氣成分約占23%（3）

1kmol空氣=22.4空氣，所需空氣量

（1）kmol：空氣中氧氣成分約占21%，所以[kmol/kg]（2）kg空氣中氧氣成分約占23%（3）29將平均質(zhì)量成分代入式可得將平均質(zhì)量成分代入式可得30四、過量空氣系數(shù)和空燃比1過量空氣系數(shù)

表示混合氣的濃稀程度。﹥1混合氣稀,稀混合氣;﹤1混合氣濃,濃混合氣;=1標(biāo)準(zhǔn)混合氣

一般，柴油機(jī):>1；汽油機(jī):>11。過量空氣系數(shù)是反映混合氣形成和完善程度及整機(jī)性能的一個重要標(biāo)志，在保證完全燃燒的前提下，應(yīng)力求使過量空氣系數(shù)小。四、過量空氣系數(shù)和空燃比1過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)是反映混31

一、空燃比（美、日、歐）理論空燃比：1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量汽油：14.9（14.7）輕柴油：14.5NG：17.4LPG：15.8甲醇：6.52乙醇：9.05二、過量空氣系數(shù)Фa（中、蘇）燃燒1kg燃料實(shí)際提供的空氣量L與理論上所需空氣量L0之比，稱為過量空氣系數(shù)α常用Фa=0.8-1.2，功率混合氣Фa=0.85-0.95，經(jīng)濟(jì)混合氣Фa=1.05-1.15Фa=0.4，火焰?zhèn)鞑ド舷蓿ㄅ艢夤芊排冢┃禷=1.4，火焰?zhèn)鞑ハ孪蓿ㄟM(jìn)氣管回火）一、空燃比（美、日、歐）322空燃比、燃空比汽油理論上完全燃燒時的空燃比約為14.9。應(yīng)用空燃比直觀方便，其數(shù)值即為每千克燃料燃燒時實(shí)際供給空氣量的千克數(shù)。

＜14.9為濃混合氣，

＞14.9的為稀混合氣。2空燃比、燃空比33第四節(jié)燃燒的基本理論一切燃燒過程都由著火和燃燒兩個階段組成。著火階段是物質(zhì)燃燒的準(zhǔn)備階段，是著火前的物理和化學(xué)的準(zhǔn)備過程。燃燒的第二階段，有兩種方法。一是強(qiáng)迫著火或點(diǎn)燃。另一種是自然著火。第四節(jié)燃燒的基本理論一切燃燒過程都由著火和燃燒兩個階段組成34發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒過程一般說來，要經(jīng)歷三個基本步驟：(1)形成燃油與空氣的可燃混合氣；(2)點(diǎn)燃可燃混合氣，或可燃混合氣在混度和濃度適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)發(fā)生自燃，在一處或同時在數(shù)處著火著火過程；(3)火源擴(kuò)大到整個可燃混合氣，形成全面燃燒。發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒過程一般說來，要經(jīng)歷三個基本步驟：35一、著火機(jī)理：按化學(xué)動力學(xué)的觀點(diǎn)，著火機(jī)理可分為熱自燃機(jī)理和鏈鎖自燃機(jī)理兩類。(一)熱自燃

在著火的準(zhǔn)備階段，混合氣進(jìn)行著氧化過程，放出熱量。放熱的同時，由于溫差的原因，會對周圍介質(zhì)散熱。若化學(xué)反應(yīng)所釋放出的熱量大于所敬失的熱量，混合氣的溫度升高，進(jìn)而促使混合氣的反應(yīng)速率和放熱速率增大。這種相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致極快的反應(yīng)速率而著火。這就是熱自燃，或稱熱爆。一、著火機(jī)理：按化學(xué)動力學(xué)的觀點(diǎn)，著火機(jī)理可分為熱自燃機(jī)理和36(二)鏈鎖反應(yīng)

所謂鏈鎖反應(yīng)是這樣的化學(xué)反應(yīng)，其中一個活化作用能引起很多基本反應(yīng)，即反應(yīng)鏈。整個反應(yīng)過程分為：引導(dǎo)反應(yīng)(鎖的引發(fā))一反應(yīng)鏈(鏈的繼續(xù)反應(yīng)或鏈的傳遞)一斷鏈反應(yīng)(鏈的中斷即活化中心的死亡)。(二)鏈鎖反應(yīng)37摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件38二、發(fā)動機(jī)混合氣的著火

內(nèi)燃機(jī)中碳?xì)浠衔锏淖匀迹鶎儆阪溡粺嶙匀迹捎诎l(fā)火的條件不同，有高溫單階段著火和低溫多階段著火。汽油機(jī)二、發(fā)動機(jī)混合氣的著火內(nèi)燃機(jī)中碳?xì)浠衔锏?9（一）汽油機(jī)－高溫單級著火1壓縮的是燃料與空氣的混合氣體,在此過程中,已經(jīng)進(jìn)行了一些化學(xué)反應(yīng)。2火花點(diǎn)火,局部溫度高達(dá)20000℃以上,該處燃料分子直接分裂成大量的自由原子與自由基,迅速反應(yīng)出現(xiàn)熱火焰,瞬間擴(kuò)大到整個燃燒室內(nèi)。所以,汽油機(jī)著火過程：

壓縮混合氣點(diǎn)火（經(jīng)短暫著火延遲期）熱火焰－－高溫單級點(diǎn)燃（一）汽油機(jī)－高溫單級著火1壓縮的是燃料與空氣的混合氣體40三、發(fā)動機(jī)的燃燒方式（一）

同時爆炸燃燒取某一部分為系統(tǒng),著火前后整個系統(tǒng)各個部分的相完全均勻一致。為單相系,均勻系。

汽油機(jī)上,由于火焰有傳播速度（雖然很快,但相對同時爆炸燃燒卻很?。?傳播逐次進(jìn)行,故顯然不是同時爆炸燃燒。但火花塞間隙處的少量混合氣在電火花作用下,可實(shí)現(xiàn)同時爆炸燃燒，從而形成火焰中心。三、發(fā)動機(jī)的燃燒方式（一）同時爆炸燃燒41（二）逐漸爆炸燃燒（預(yù)混合燃燒）汽油機(jī)－火焰?zhèn)鞑ァ上嘞担旌蠚庀啵ㄎ慈紖^(qū)），燃燒產(chǎn)物相（已燃區(qū)）。加熱從火花塞開始，緊靠火花塞的那一部分混合氣首先被加熱,使氧化或活性中心增多,發(fā)生燃燒。燃燒又加熱下一層……,一層一層傳播。燃燒主要在火焰前鋒面內(nèi)進(jìn)行?；鹧媲颁h面前方的未燃區(qū)中是混合氣，火焰前鋒面后方的已燃區(qū)中為燃燒產(chǎn)物和一小部分在火焰前鋒面中沒有燃燒掉的燃料繼續(xù)燃燒。汽油機(jī)的點(diǎn)火燃燒預(yù)混合燃燒（二）逐漸爆炸燃燒汽油機(jī)的點(diǎn)火燃燒預(yù)混合燃42作業(yè)什么叫低熱值？簡述燃料的燃燒基理。什么叫過量空氣系數(shù)？什么叫汽油的抗爆性及柴油的發(fā)火性？分別用什么來衡量？發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒過程一般說來，要經(jīng)歷哪幾個基本步驟？作業(yè)什么叫低熱值？43第四章汽油機(jī)的燃料及特性第四章汽油機(jī)的燃料及特性44主要內(nèi)容第一節(jié)摩托車用汽油機(jī)的燃料第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用第三節(jié)燃燒化學(xué)第四節(jié)燃燒的基本理論作業(yè)及思考題主要內(nèi)容第一節(jié)摩托車用汽油機(jī)的燃料45第一節(jié)發(fā)動機(jī)的燃料石油燃料（汽油、柴油）煉制方法（補(bǔ)）直接蒸餾法：將原油在專用的煉油塔(分餾塔)中進(jìn)行加熱蒸餾，不同的分餾溫度，得到不同成分的燃油，最終獲得的燃料約占原油的25％一40％；。裂解法：將蒸餾后的重油等一些高分子成分通過不同的技術(shù)手段裂解為分子量較輕的成分。其中，通過加溫加壓的方法進(jìn)行裂解的稱為熱裂解法，使用催化劑(觸媒)進(jìn)行裂解的稱為催化裂解法代用燃料第一節(jié)發(fā)動機(jī)的燃料石油燃料（汽油、柴油）煉制方法（補(bǔ)）直46一、汽油

汽油的主要性能有：抗爆性、蒸發(fā)性、氧化安定性、抗腐蝕性及清潔性。一、汽油汽油的主要性能有：抗爆性、蒸471、汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力。汽油的抗爆性是以辛烷值來表示的。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范的不同，所得的辛院值分別稱為馬達(dá)法MON或研究法RON辛烷值。我國生產(chǎn)的汽油是按研究法辛烷值RON分級的。汽油的辛烷值越高，其抗爆性越好。汽油的牌號以辛烷值劃分。1、汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗48

辛烷值

辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，則抗爆震的能力強(qiáng)。國產(chǎn)汽油是以辛烷值（研究法）來標(biāo)號的

為了提高汽油的辛烷值，常使用抗爆添加劑，它是由四乙鉛[Pb(C2H5)4]和溴化乙烷（C2H4Br2）組成的混合物。在汽油中加入少量的乙基液可明顯地提高汽油的辛烷值。四乙鉛有毒，常限制使用。含有四乙鉛的汽油都用加色標(biāo)明，以引起使用者的注意

辛烷值49測定燃料的辛烷值是在專門的試驗(yàn)發(fā)動機(jī)上進(jìn)行的。測定時，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定為0和抗爆性好的異辛烷（2、2、4三甲基戊烷）（其辛烷值定為100）的混合液與被測定的汽油作比較。當(dāng)混合液與被測汽油在專用的發(fā)動機(jī)上的抗爆程度相同時，則混合液中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測定汽油的辛烷值。評定車用汽油的抗爆性，可采用兩種試驗(yàn)工況，分別稱為馬達(dá)法與研究法。馬達(dá)法規(guī)定的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣溫度比研究法高，所以用馬達(dá)法測定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM）低。美國認(rèn)為用辛烷值指數(shù)[ONI，即（RON＋MON）／2]來表征在各種道路行駛（工作情況）時的抗爆性能更合理，并將汽油按ONI分為85、87、89、91、93、95、97共七個等級。

測定燃料的辛烷值是在專門的試驗(yàn)發(fā)動機(jī)上進(jìn)行的。測定時，用容易502、汽油的蒸發(fā)性液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性。汽油的蒸發(fā)性越強(qiáng)，越容易汽化，要求汽油必須具有良好的蒸發(fā)性。但蒸發(fā)性也不能太強(qiáng)，否則易形成供油系“氣阻”，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。2、汽油的蒸發(fā)性液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性。51

一、汽油汽油是多種烴類的混合物，沒有一定的沸點(diǎn)，它隨著溫度的上升，按照餾分由輕到重逐次沸騰。汽油餾出溫度的范圍稱為餾程

1、蒸發(fā)性：餾程曲線（1）10%餾出溫度：標(biāo)志起動性；注意氣阻

（2）50%餾出溫度：標(biāo)志平均蒸發(fā)性，它影響著發(fā)動機(jī)的暖車時間、加速性以及工作穩(wěn)定性

（3）90%餾出溫度：標(biāo)志著燃料中含有難于揮發(fā)的重質(zhì)成分的數(shù)量

（3）98%餾出溫度：干點(diǎn)，一、汽油52摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件53第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用代用燃料按物態(tài)氣體代用燃料：天然氣、液化石油氣、氫氣、煤氣、沼氣等液體代用燃料：甲醇、乙醇、植物油燃料等按化學(xué)成分烴燃料含氧燃料第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用代用燃料按物態(tài)氣體代用燃料：天然氣54一、天然氣

天然氣主要成分為甲烷CH4(容積比可達(dá)83～99以上)，另外還包括乙烷C2H6以及丙烷C3H8等。

天然氣的熱值和辛烷值均較高，在用作點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的燃料時，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如提高發(fā)動機(jī)的壓縮比等，可以接近原發(fā)動機(jī)的動力性能。同時，天然氣又是一種比較潔凈的能源，排污低，使用比較方便，特別是壓縮天然氣(CNG——CompressedNaturalGas)，便于儲存，配合相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施〔如加氣站〕的建設(shè)，在城市車輛如公共汽車、出租車中具有廣闊的應(yīng)用前景。一、天然氣天然氣主要成分為甲烷CH4(容積比可達(dá)855二、液化石油氣液化石油氣(LPG-LiquefiedPetroleumGas）主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙烯C3H6、丁烯C4H8及其異構(gòu)物，在常溫下加壓，可以變成液體燃料，其單位容積熱值高于天然氣，可以作為汽油機(jī)的燃料，還可以獲得較好的排放性能。

二、液化石油氣液化石油氣(LPG-Liquefied56三、醇類燃料醇類燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。甲醇可以從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提?。灰掖贾饕菍⒑刑呛偷矸鄣霓r(nóng)作物經(jīng)過發(fā)酵后制得。醇類燃料是液體燃料，可以沿用傳統(tǒng)的石油燃料的運(yùn)輸、貯存系統(tǒng)，相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入少，而發(fā)動機(jī)的動力性與經(jīng)濟(jì)性可以接近或超過原有汽油機(jī)或柴油機(jī)，排氣有害成分少，是一種很有發(fā)展前景的代用燃料。三、醇類燃料醇類燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。57

乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成替代能源。按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。乙醇它以玉米、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制成。

試點(diǎn)檢測結(jié)果表明，使用車用乙醇汽油不影響汽車的行駛性能。其排放的尾氣中一氧化碳下降超過30％、碳?xì)浠衔锵陆?0％，苯系物明顯減少，氮氧化合物基本不變。汽車使用乙醇汽油已被視為改善城市空氣質(zhì)量的重要手段。乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成58對目前中國推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作，有專家強(qiáng)調(diào)認(rèn)為，必須妥善解決好以下三個關(guān)鍵問題：一是乙醇汽油百公里耗油量高于同牌號的汽油消耗量；二是由于中國乙醇汽油的推廣剛剛起步，究竟乙醇汽油對加油機(jī)、汽車等零部件是否有影響及影響程度均不是很清楚；三是由于乙醇汽油不宜長期儲存的特性，乙醇汽油的調(diào)配和銷售同普通汽油相比具有更大的質(zhì)量風(fēng)險。對目前中國推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作，有專家強(qiáng)調(diào)認(rèn)59摩托車發(fā)動機(jī)原理之汽油機(jī)的燃料及特性課件60第三節(jié)燃燒熱化學(xué)一、燃料燃燒的熱值

１kg燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。待溫度降低以后，水的汽化潛熱才能釋放出來。因此，水凝結(jié)以后計入水的汽化潛熱的熱值，稱為高熱值；內(nèi)燃機(jī)排氣溫度較高，水的汽化潛熱不能利用，因此應(yīng)用低熱值。(完全燃燒是指某化合物被所在氧氣全部氧化，其中C生成CO2、H生成H2O，其它元素生成高級氧化物。在高溫的燃燒產(chǎn)物中，水以蒸氣狀態(tài)存在，水的汽化潛熱不能利用。在高溫下的，則為低熱值。)第三節(jié)燃燒熱化學(xué)一、燃料燃燒的熱值612.混合氣熱值

當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時，每循環(huán)加給工質(zhì)的熱量取決于單位體積可燃混合氣的熱值，而不是決定于燃料的熱值?？扇蓟旌蠚獾臒嶂狄詋J／kmol或kJ／m3（標(biāo)準(zhǔn)）計。1kg燃料形成可燃混合氣的數(shù)量為M1，它所產(chǎn)生的熱量是燃料的低熱值hμ。因此，單位數(shù)量可燃混合氣的熱值（kJ/kmol）是

M1隨過量空氣系數(shù)α而變，當(dāng)α=1時，燃料與空氣所形成的可燃混合氣熱值稱為理論混合氣熱值。2.混合氣熱值62汽油:44100[kJ/kg]；完全燃燒時，生成的水為氣態(tài)時的熱值為低位發(fā)熱值

。完全燃燒時，生成的水為液態(tài)時的熱值為高位發(fā)熱值

。汽油:44100[kJ/kg]；63二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)1.碳燃燒：二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)1.碳燃燒：642.氫燃燒：2.氫燃燒：653.硫燃燒：3.硫燃燒：664.一氧化碳燃燒：5.碳?xì)浠衔铮?.一氧化碳燃燒：5.碳?xì)浠衔铮?7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)系對于已知的燃料，各元素的含量是可以測得的，而空氣中氧化氮的比例又是一定的，按照完全燃燒的化學(xué)當(dāng)量關(guān)系，很容易求出一些基本量，為發(fā)動機(jī)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計及調(diào)試提供依據(jù)

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68三、燃料燃燒所需的空氣量1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量稱理論空氣量。已知條件:1kg燃料中所含kg碳，kg氫氣，kg氧氣汽油:[kg/kg]，[kg/kg]，[kg/kg]

三、燃料燃燒所需的空氣量1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量69化學(xué)反應(yīng)方程式

需要總的量

化學(xué)反應(yīng)方程式701Kg燃料中所含的量[kg]=[kmol]所需空氣中的量=總的量－燃料中所含的量或1Kg燃料中所含的量71（2）kg空氣中氧氣成分約占23%（3）

1kmol空氣=22.4空氣，所需空氣量

（1）kmol：空氣中氧氣成分約占21%，所以[kmol/kg]（2）kg空氣中氧氣成分約占23%（3）72將平均質(zhì)量成分代入式可得將平均質(zhì)量成分代入式可得73四、過量空氣系數(shù)和空燃比1過量空氣系數(shù)

表示混合氣的濃稀程度。﹥1混合氣稀,稀混合氣;﹤1混合氣濃,濃混合氣;=1標(biāo)準(zhǔn)混合氣

一般，柴油機(jī):>1；汽油機(jī):>11。過量空氣系數(shù)是反映混合氣形成和完善程度及整機(jī)性能的一個重要標(biāo)志，在保證完全燃燒的前提下，應(yīng)力求使過量空氣系數(shù)小。四、過量空氣系數(shù)和空燃比1過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)是反映混74

一、空燃比（美、日、歐）理論空燃比：1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量汽油：14.9（14.7）輕柴油：14.5NG：17.4LPG：15.8甲醇：6.52乙醇：9.05二、過量空氣系數(shù)Фa（中、蘇）燃燒1kg燃料實(shí)際提供的空氣量L與理論上所需空氣量L0之比，稱為過量空氣系數(shù)α常用Фa=0.8-1.2，功率混合氣Фa=0.85-0.95，經(jīng)濟(jì)混合氣Фa=1.05-1.15Фa=0.4，火焰?zhèn)鞑ド舷蓿ㄅ艢夤芊排冢┃禷=1.4，火焰?zhèn)鞑ハ孪蓿ㄟM(jìn)氣管回火）一、空燃比（美、日、歐）752空燃比、燃空比汽油理論上完全燃燒時的空燃比約為14.9。應(yīng)用空燃比直觀方便，其數(shù)值即為每千克燃料燃燒時實(shí)際供給空氣量的千克數(shù)。

＜14.9為濃混合氣，

＞14.9的為稀混合氣。2空燃比、燃空比76第四節(jié)燃燒的基本理論一切燃燒過程都由著火和燃燒兩個階段組成。著火階段是物質(zhì)燃燒的準(zhǔn)備階段，是著火前的物理和化學(xué)的準(zhǔn)備過程。燃燒的第二階段，有兩種方法。一是強(qiáng)迫著火或點(diǎn)燃。另一種是自然著火。第四節(jié)燃燒的基本理論一切燃燒過程都由著火和燃燒兩個階段組成77發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒過程一般說來，要經(jīng)歷三個基本步驟：(1)形成燃油與空氣的可燃混合氣；(2)點(diǎn)燃可燃混合氣，或可燃混合氣在混度和濃度適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)發(fā)生自燃，在一處或同時在數(shù)處著火