发动机课件第四章

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1、福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering第四章 内燃机的燃料与燃烧4.1 内燃机燃料及其提炼4.2 传统燃料的现状及使用特性4.3 燃烧热化学4.4 燃烧的基本知识福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.1 4.1 内燃机燃料及其提炼内燃机燃料及其提炼4.1.1 4.1.1 石油中烃的分类及性质石油中烃的分类及性质

2、 石油的主要成分：石油的主要成分：C C、H H（97-98%97-98%），其他还有少量的），其他还有少量的S S、O O、N N等。等。烃，CnHm据组成和结构的不同分据组成和结构的不同分烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等，等，C C和和H H的不同构成不同分子量、不同沸点的物质，汽油和的不同构成不同分子量、不同沸点的物质，汽油和柴油通过石油蒸馏获得。柴油通过石油蒸馏获得。福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1 1 碳原子数的影

3、响碳原子数的影响C C原子数原子数沸点沸点品种品种相对分子质量相对分子质量理化性质的变化趋势理化性质的变化趋势C C1 1-C-C4 4常温常温石油气石油气16-5816-58随随C C ，质量，质量 ，挥，挥发性发性 ，粘度，粘度 ，化，化学安定性学安定性 ，自燃性，自燃性 ，点燃性，点燃性 C C5 5-C-C111150-20050-200汽油汽油95-12095-120C C1111-C-C1919180-300180-300煤油煤油100-180100-180C C1616-C-C2323250-360250-360轻柴油轻柴油180-200180-200C C2323以上以上360

4、360重油重油220-280220-280福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering碳，氢原子数和排列位置对燃料性质影很大：碳，氢原子数和排列位置对燃料性质影很大：1）烷烃：分子式：）烷烃：分子式：CnH2n+2 ； 化学结构：化学结构： 直链特点：饱和开链式，含直链特点：饱和开链式，含C越高结构越不紧凑，越高结构越不紧凑， 常温下化学性质稳定，但热稳定性差，常温下化学性质稳定，但热稳定性差， 高温易分解，自然性好高温易分解，自然性好柴油的好成分；柴油的好成

5、分；-C-C-C-C-；-C-C-C-C-CC支链支链(热稳定热稳定)直链直链2. 2. 分子的化学结构对性能的影响分子的化学结构对性能的影响福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2）烯烃：）烯烃： 分子式：分子式：CnH2n ； 化学结构：化学结构：-C=C-; -C=C-C-C-特点：非饱和开链式，自发火性差，汽油的成分；特点：非饱和开链式，自发火性差，汽油的成分； 常温下化学稳定性差，易氧化胶质；不易储存常温下化学稳定性差，易氧化胶质；不易储存3）

6、炔烃：分子式：）炔烃：分子式：CnH2n-2 ；化学结构：；化学结构：C C特点：非饱和开链，热裂化产物，不存在原油中；特点：非饱和开链，热裂化产物，不存在原油中； 很不稳定，常温下易分解；不易作燃料。很不稳定，常温下易分解；不易作燃料。福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4）环烷烃：分子式：）环烷烃：分子式：CnH2n; 化学结构：化学结构： 特点：饱和环状，不易分裂，热稳定性强，特点：饱和环状，不易分裂，热稳定性强， 汽油机的燃料，石油的重要组成部

7、分。汽油机的燃料，石油的重要组成部分。-CC-CC-环丁环福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering5）芳香烃：）芳香烃：CnH2n-6； 基本化合物是苯：基本化合物是苯：C6H6; 石油中含量少，分子结构坚固；石油中含量少，分子结构坚固； 热稳定性高，热稳定性高， 高温下不易破裂；高温下不易破裂； 汽油的良好的抗爆剂；汽油的良好的抗爆剂； 石油炼制中产生。石油炼制中产生。 其中，其中， -甲基萘：甲基萘：C11H10， 其抗爆性认为其抗爆性认为100%福州

8、大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4.1.2 4.1.2 燃料燃料的提炼方法及对燃料性的提炼方法及对燃料性能的影响能的影响 从石油原油中炼制燃料的典型工艺流程：从石油原油中炼制燃料的典型工艺流程： 直馏法：将原油在炼油塔中进行加热蒸馏；直馏法：将原油在炼油塔中进行加热蒸馏； 不同分馏温度得到不同成分的燃油不同分馏温度得到不同成分的燃油 这一部分这一部分燃料油约占原油的燃料油约占原油的25%40%裂解法：通过加温加压方法进行裂解；裂解法：通过加温加压方法进

9、行裂解；催化重整：使用催化剂进行裂解；催化重整：使用催化剂进行裂解；加氢精制：加氢精制：将蒸馏后的重油等一些高将蒸馏后的重油等一些高分子成分用不同手段裂解分子成分用不同手段裂解为分子量较轻的成分。为分子量较轻的成分。福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 表 4-3 不同炼制方法对油料性质的影响 油料 直馏法 热裂法 催化裂化法 汽油 稳定性好，含 90%95%的烷烃与环烷烃，芳香烃不超过 5%9%，不含不饱和链状烃，其 MON 辛烷值大致在 5070

10、含有较多的不饱和烃，储存 中易产生胶质，抗爆性比直 馏汽油好，其 MON 辛烷值 约为 5868 范围内 芳 香 烃 的 体 积 分 数 约32%40%， 烷烃为 50%60%，环烷烃为 8%10%，品质高，抗爆性好，辛烷值可达 7784，RON 可达 90 以上 柴油 含有20%30%的芳香烃具有较高的十六烷值 含有大量不饱和烃，十六烷值较低，一般用作中低速柴油机燃料 性能较好，可作高品质柴油使用，用于高速柴油机中 福州大学福州大学Fuzhou UniversityFuzhou University车辆工程系车辆工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineerin

11、g 热裂解：工艺简单；热裂解：工艺简单； 但燃油的稳定性差，辛烷值低。但燃油的稳定性差，辛烷值低。 催化重整：使正构烷烃或环烷烃催化重整：使正构烷烃或环烷烃异构物烃和异构物烃和 芳香烃；芳香烃； 副产品氢气可作为加氢工艺的氢气来源。副产品氢气可作为加氢工艺的氢气来源。 加氢精制：可使烯烃变成饱和烃，还可以脱碳，加氢精制：可使烯烃变成饱和烃，还可以脱碳，脱氮，脱氧以及脱金属等作用，满足油品的更高脱氮，脱氧以及脱金属等作用，满足油品的更高要求。要求。 为获得高品质燃料，常采用加氢精制或催化重整为获得高品质燃料，常采用加氢精制或催化重整工艺。工艺。福州大学福州大学Fuzhou UniversityF