第四章燃烧的基础知识;第一节内燃机的燃料和性质;一、汽油的使用特性
1.蒸发性
指标:馏程和蒸汽压
馏程:汽油馏出的温度范围
10%的馏出温度:低,冷启动性好;过低,易气阻。
50%的馏出温度:低,平均挥发性好,汽车的加速性
和平稳性好,暖机时间短。
90%的馏出温度:标志含有难挥发的重质成分。高,
则重质成分多,易形成积炭,从而
稀释机油。
蒸汽压:高,蒸发性强,易起动,但易气阻和蒸发损失大。夏季不大于67KPa,冬季不大于80KPa。;2.抗暴性
指标:辛烷值—ON
正庚烷C7H16—辛烷值定为0
异辛烷C8H18—辛烷值定为100
二者混合液与汽油的爆燃程度进行比较—汽油的
辛烷值,即混合液中异辛烷的体积百分数
研究法辛烷值—RON
马达法辛烷值—MON
二者之差为汽油的灵敏度,是衡量抗暴性随着燃
烧条件而变化的尺度。
MON=RON×0.8+10
车用汽油按MON分70、75、80、85号4种牌号
新标准按RON分90、97号2个牌号;3.添加剂
抗暴剂:四乙基铅+溴化乙烷
四乙基铅已被禁止使用,现用一些含氧有机化合
物,如甲基椒丁醚(MTBE)等来提高汽油的辛烷值
;2.十六烷值CN
评价柴油着火性能的指标
十六烷C16H34—十六烷值定为100,易自燃
?-甲基萘—十六烷值定为0,不易自燃
二者混合液与柴油的自燃性比较,混合液中十六
烷的体积百分数为柴油的十六烷值。
车用柴油的CN:40~60
3.残炭
残炭值:无空气通入的情况下,柴油加热生成碳
值残渣的性质。
是燃料中胶质和不稳定化合物的间接指标
残炭值高,易产生大量积炭;4.灰分
柴油燃烧剩余物—有机酸和无机盐类
5.含硫量
燃料中的硫和硫化物,燃烧生成二氧化硫、亚硫
酸或硫酸
6.机械杂质和水分
造成磨损、堵塞、锈蚀;二、代用燃料;第二节燃油的燃烧;二、理论空气量;三、过量空气系数;四、燃油和可燃混合气的热值;第二节发动机混合气的着火;燃烧是氧化反应加速至激化的结果。
进入燃烧有两种方法:
点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量
自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火
点燃是在局部混合气内进行的,自燃是在全部混合气内???
时发生的。
发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤:
1)燃油与空气形成可燃混合气
2)点燃可燃混合气,或可燃混合气发生自燃。
3)火源扩大到整个可燃混合气,形成全面燃烧;按化学动力学的观点分:热自燃和链锁自燃机理
(一)热自燃(或热爆)
定义:若化学反应所释放的热量大于散失的热量,混合气的温度升高,进而促进混合气的反应速率和放热速率增大,这种相互促进,最终导致极快的反应速率而着火。
气体分子要进行化学反应需要相互碰撞,碰撞分子所具备一定大小的能量,称为反应活化能。
活化分子—能量超过活化能的分子;能保证着火的缸内最低温度、压力称为着火临界温度和着火临界压力。
着火临界线
在一定P0下,只要外界温度低于T0,混合气不会发生热爆;在一定T0下,只要压力低于P0,也不会发生热爆。;发动机能否着火,取决于着火阶段有无热量积累,
累,氧化反应能否自动加速。
(二)链锁反应(链爆炸)
反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分
子活化,通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法
也能使反应自动加速,直至着火。
链锁反应:其中一个活化作用能引起很多基本反
应,即反应链。
链锁反应的过程:链引发→链传播→链中断;链引发:反应物分子分解为自由原子或自由基,
形成活化中心。
链传播:反应进一步推进,生成新的自由原子或
自由基。
直链反应—一个活化中心与反应物作用产生一
个新的活化中心,反应以恒速进行。
支链反应—一个活化中心引起的反应,同时生成
两个以上的活化中心,反应速度急剧增长。
链中断:具有反应能力的自由原子或自由基与冷的
壁面或惰性气体碰撞,使反应能力减小。;例如:氢的燃烧化学方程:2H2+O2→2H2O
实际过程是:
链引发:H2→2H
链传播(链爆炸):H+O2→OH+O
O+H2→OH+H
2OH+H2→2H2O+2H
链中断:H+H+M→H2+M(M是惰