【正文】 —— 汽車發(fā)動機燃料 汽車發(fā)動機燃料 新型發(fā)動機燃料 正開發(fā)的燃料主要有 二甲醚 （ DME） 、氫氣、植物汽油、植物柴油和水煤漿、粉末燃料。二甲醚具有低污染，高熱值，含氧元素、需要空氣少，常溫常壓下為液態(tài)、便于攜帶等特點，極具潛力發(fā)展為一種新型燃料。氫氣可從水中提取，燃燒后成為水分子，可以循環(huán)使用。氫氣是很有前途的新型燃料。發(fā)動機使用植物汽油和植物柴油時，技術(shù)繼承性好，而且植物汽油和植物柴油的成分簡單，有利于控制有害排放物質(zhì)。 第三章 燃料與燃燒 —— 汽車發(fā)動機燃料 汽車發(fā)動機燃料 新型發(fā)動機燃料 水煤漿： 在石油能源短缺壓力下，把注意力再次投放到煤炭上是極其自然的。目前主要存在燃燒不完全、固體顆粒造成發(fā)動機磨損和燃料供應(yīng)等問題，目前仍在深入研究。與發(fā)動機使用有關(guān)的評價燃油品質(zhì)的指標(biāo)稱為燃料使用特性指標(biāo)。 （ 2）反映燃油輸送性能、流動性能的有關(guān)指標(biāo)，如粘度、凝點等。如雜質(zhì)、灰分、含硫量、殘?zhí)康取＠缛键c，它既反映安全性方面的要求，也是組織發(fā)動機燃燒過程中要考慮的燃油燃燒特點指標(biāo)。 第三章 燃料與燃燒 —— 燃料的使用特性 燃料的使用特性 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 熱值低，含氧量大； 汽化潛熱數(shù)值大，沸點低； 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。 如熱值、沸點、密度、腐蝕性和含水量等 現(xiàn)在已有關(guān)于乙醇汽油品質(zhì)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）氣體燃料的使用特性 與使用方式有關(guān)； 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 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) 。 發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒過程的復(fù)雜，其 原因 在于：除了燃料的 氧化反應(yīng) 之外，實際還伴隨許多 其他反應(yīng) ；同時進行的過程 不僅有 成分變化過程，還有 傳熱 過程、 做功 過程；燃燒的條件隨活塞運動而變化。 發(fā)動機實際循環(huán)中， 1 kg 燃油實際供給的空氣數(shù)量并不總是等于理論空氣量 Lo。 過量空氣系數(shù)是反映發(fā)動機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。 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 燃燒使用空氣量 過量空氣系數(shù) 汽油機負(fù)荷調(diào)節(jié)方式是 量調(diào)節(jié) a = ~ 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)進入氣缸的混合氣數(shù)量來適應(yīng)負(fù)荷變化。 汽油機 （電子控制汽油噴射發(fā)動機和化油器式）在大負(fù)荷時，總是使用濃混合氣；在中等負(fù)荷時，電子控制汽油噴射發(fā)動機控制 a ?? 或稍微低一些。 柴油機的負(fù)荷調(diào)節(jié)是在基本保持氣缸進氣量不變情況下 ， 改變氣缸噴油量調(diào)節(jié)負(fù)荷 ， a 的變化范圍很大 。 當(dāng)然 ， 隨著負(fù)荷變化 ， 柴油機吸入氣缸的空氣量也有微小變動 。 無論對汽油機還是柴油機， a 都 是反映混合氣形成和燃燒完善程度的一個重要指標(biāo) 。 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 燃燒使用空氣量 空燃比 1913空然比 .MPG 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 ： 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 燃燒使用空氣量 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)。 混合氣的空燃比大于理論空燃比時為稀混合氣，小于理論空燃比時為濃混合氣。若燃料平均分子量為 MrT ，混合氣過量空氣系數(shù)為 a ，則 1 kg 燃料完全蒸發(fā)形成混合氣的摩爾數(shù)為 M1 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 完全燃燒時的燃燒產(chǎn)物 進入氣缸的氣體數(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。若忽略次要的其它成分，則根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式，可求得 燃燒產(chǎn)物的摩爾數(shù)為 M2 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 完全燃燒時的燃燒產(chǎn)物 完全燃燒后的氣體數(shù)量 燃燒前后的燃燒體系有摩爾數(shù)增量 DM 摩爾數(shù)增量 DM ＞ 0 時，氣缸可以因氣體數(shù)量增加而額外多做功。 由于燃燒產(chǎn)物中有水蒸汽，在水蒸汽沒有凝結(jié)時，水的汽化潛熱也不會釋放，所以燃料熱值有兩個：若水蒸汽沒有凝結(jié)，燃燒熱量不包含水的汽化潛熱，則此燃料熱值稱為 燃料低熱值 QL ；水蒸汽凝結(jié)后，燃燒熱量包含水的汽化潛熱，則此燃料熱值稱為 燃料高熱值 QH 。 內(nèi)燃機排氣溫度較高，水的汽化潛熱不可能利用，故分析計算時多用低熱值。在完全燃燒條件下，發(fā)動機循環(huán)燃料消耗量有一定的范圍，受到氣缸循環(huán)進氣量的制約。在氣缸進氣量一定時，循環(huán)燃料消耗量的變化即是混合氣濃度的變化 第三章 燃料與燃燒 燃燒熱化學(xué) 燃料的熱值與混合氣熱值 混合氣熱值 混合氣熱值是指單位體積或單位摩爾數(shù)的混合氣在完全燃燒放出的熱量，其計量單位為 kJ / m3（標(biāo)）或 kJ / kmol 。燃料熱值和可燃混合氣濃度的綜合影響以可燃混合氣熱值來體現(xiàn)。 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 概述 根據(jù)化學(xué)知識，燃料的燃燒是一種氣相中進行的化學(xué)反應(yīng)。 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 概述 燃料在燃燒的初期，存在一個 物理和化學(xué)的準(zhǔn)備階段 ， 燃料從固相或液相變?yōu)?氣相 ， 并 與空氣中的氧氣相混合 。隨后，因燃燒放出熱量，反應(yīng)體系的活性粒子數(shù)量急劇增加， 燃燒反應(yīng)得到加速 。在時間足夠長，反應(yīng)體系外部條件穩(wěn)定不變等情況下，反應(yīng)體系的狀態(tài)進入 化學(xué)反應(yīng)平衡和熱力平衡。 在發(fā)動機中，由于轉(zhuǎn)速較高，并有排氣過程，因此 發(fā)動機中的燃燒時不可能達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡 。 概述 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 混合氣形成過程 燃燒反應(yīng)是 氣相反應(yīng) ， 而化學(xué)反應(yīng)是在分子層面上通過分子的碰撞進行的，因此，燃料的燃燒需要經(jīng)過將燃料成分轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的階段。在有限的時間內(nèi)使一定數(shù)量的燃料完全蒸發(fā)，需要一定的條件，即燃料有 足夠的表面積 、 有足夠高的溫度和相當(dāng)高的擴散混合速度 。 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 混合氣形成過程 在發(fā)動機中，由于混合氣形成時間極其短暫，因此，采取霧化（噴射、 化油器）等手段增加燃料的表面積。 燃料霧化后，其表面積可以增加上千倍，大大地提高了蒸發(fā)速度。 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 混合氣形成過程 為了使燃料具有足夠高的溫度，一般通過提高燃料粒子的環(huán)境溫度，對燃料進行加熱。 在汽車發(fā)動機中，為了加快燃料的蒸發(fā)速度，需要 組織空氣的運動 ，促使已蒸發(fā)的燃料向外擴散，形成混合氣；同時使混合氣變得均勻。汽油機用化油器方式或汽油噴射方式形成混合氣，除加熱外，一般不采取更多的輔助手段。所以，柴油機 采取較大的壓縮比 以提高壓縮終了溫度即蒸發(fā)溫度、缸內(nèi) 高壓噴射 使燃油顆粒細(xì)化以增加蒸發(fā)面積、組織進氣運動以加強燃料與空氣混合等輔助手段，幫助實現(xiàn)混合氣形成。 著火燃燒的濃度范圍稱為著火界限或燃燒界限，濃度在著火界限或燃燒界限內(nèi)的混合氣稱為 可燃混合氣 。 第三章 燃料與燃燒 燃料的燃燒過程 自燃： 是指在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力的可燃混和氣，依靠自身的反?yīng)加速，而不借助外部能量，自發(fā)引起火焰的過程。著火階段 到出現(xiàn)明顯燃燒，放出光和熱結(jié)束 。 放熱速度 ≥散熱速度 熱著火理論 著火條件： 溫度：與混和氣的物理化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境溫