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新疆农业大学课程论文题目:燃料的性质及其使用要求课程汽车运用工程姓名:黄庆庆学院:机械交通学院专业:交通运输班级:交运072学号:073734231指导教师:孙颖职称:教授2010年12月9日新疆农业大学教务处制燃料的性质及使用要求摘要：燃料通常指能够将自身存储的化学能通过化学反应（燃烧）转变为热能的物质，其来源大部分来自石油。各种燃料的性质直接影响着它的受欢迎程度极其未来无限的使用价值。燃料的使用将成为汽车领域的一大问题。本文主要介绍燃料的性质及其使用要求。关键词：燃料；代用燃料；使用要求；汽车；前言（引言）：由于石油是一种不可再生能源，目前，我国及世界石油资源已逐渐枯竭，为了维系国内经济的发展，世界上各大国之间都在激烈争夺石油资源的控制权。汽车是人们生产与生活中的主要交通工具之一，它的正确使用对于国民经济有着重要作用。在影响汽车正常使用的诸条件中，汽车燃料占有重要位置，大家通常把燃料比作汽车的“粮食”，可见其作用之大。把汽车燃料的进步看成是石油炼制技术的进步是不过分的。可以说由原油生产石油产品的所谓石油炼制技术，是和汽车技术共同发展起来的。目前，如何能从一定量的原油中生产出尽可能多的汽油，是石油企业的关键问题。1研究目的由于汽车生产量和保有量的不断增加和石油的日益枯竭，迫使人们不断地开发新的能源；另一方面，汽车所用的汽油、柴油造成的环境污染也是人们使用其它清洁能源替代石油产品的重要原因。因此人们开始探索并研究燃料及其未来的发展。燃料的研究重要的很，而代用燃料的研究更是刻不容缓。而要来研究汽车的未来发展，我们必须要先掌握各种燃料的性质。2燃料的类型及性质概述下面将介绍几种常用的燃料、代用燃料。目前，我国汽车使用较多的代用燃料有车用乙醇汽油、车用压缩天然气和车用液化石油气。对于汽车燃料来讲，可以用煤，油母页岩，石油砂来代用一部分石油，但汽油与轻柴油本身却不能完全被取代。代用燃料有液化天然气，液化石油气，天然气液体，各种液体碳氢燃料，甲烷，乙醇，氢。2.1汽油汽油主要由5-11个碳原子的烷烃，环烷烃和烯烃组成，其沸点在205℃以下。其主要性质有抗爆性、蒸发性、氧化安定性、抗腐蚀性及清净性等。2.1.1.抗爆性它是指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。辛烷值代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。2.1.2．蒸发性汽油在一定温度范围内由液体变为气体的性能。汽油只有从液态蒸发成汽油蒸汽，并与一定比例的空气混合成为可燃混合气后才能在汽油机中燃烧。因此，汽油蒸发性的好坏，对形成的混合气质量将有很大影响。蒸发性越强，就越容易气化，造成的混合均匀的可燃混合气燃烧速度快，并且燃烧完全，因而不仅发动机易起动，加速及时，各工况间转换灵敏、柔和，而且减小机件磨损降低汽油消耗。但蒸发性太强的汽油会在炎热的夏季以及大气压较低的高原和高山地区使用时，容易是发动机的供油系统发生“气阻”，甚至发生供油中断。另外在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加。汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10%、50%、90%、和100%时所对应的温度来评定，此温度越低越好。2.1.3．氧化安定性汽油抵抗大气和氧气的作用而保持其性质不发生长久性变化的能力。其评价指标是实际胶质和诱导期。实际胶质是在规定的条件下，测得发动机燃料的蒸发残留物。残留物越多，汽油质量越差。诱导期是在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定情况下所经历的时间，诱导期越长越好。氧化安定性不好的汽油，易发生氧化、缩合聚合反应，生产酸性物质和胶状物质，将导致燃料供应系统堵塞，气门关闭不严，气缸散热不良，增大爆燃倾向。2.1.4．清净性为了保持进气系统的清洁，充分发挥汽油喷射的优点，可向汽油加入汽油清净剂。它通过其抗氧化和表面活性作用，可以清除喷嘴、进气门上的积碳，使这些部件保持清洁，油路通畅。。2.2柴油柴油是沸点为170～370℃的烃类化合物，通常从原油中分馏出来之后，直接使用。汽车用柴油机都是高速机，必须用轻柴油。其主要性能有自燃性、低温流动性、雾化和蒸发性、硫含量、安定性等。自燃性燃油在没有外界火源的情况下，能自行着火的最低温度叫自燃点。自燃点越低越好，自燃性越好，则柴油机工作柔和，在低温时易于起动。其评价指标是十六烷值。十六烷值高——自燃能力强——但过高——来不及混合就已燃烧——燃烧不完全——经济性降低——冒黑烟。若十六烷值过低——自燃能力差——因为着火延迟期长——工作易粗暴——起动也困难。一般高速柴油机采用十六烷值为40～65的柴油。低温流动性低温时，柴油中的石蜡会析出而使柴油流动性变差，特别是寒冷地区，石蜡可能堵塞柴油滤清器，使发动机起动不良，甚至运转中熄火。柴油失去流动性而开始凝固的温度称为凝点。当接近凝点的时候，流动性很差，不但喷雾恶化，而且供油也很困难，柴油机无法正常工作。我国轻质柴油按凝点分为10号、0号、-10号、-20号、-35号和-50号。雾化和蒸发性它的评价指标是馏程、运动粘度、密度、闪点。馏程中50%蒸发温度越低，说明柴油中轻质成分越多，使发动机易于起动。馏程中90%蒸发温度越低，说明柴油重质馏分少，可以提高发动机的动力性和经济性。粘度过高，柴油的喷雾质量差，是燃烧过程恶化，柴油机的功率和经济性下降。粘度过低，。易通过喷油泵柱塞偶件和喷油器针阀偶件之间的间隙露出，使供油量不准确。温度越高粘度越低，故应选择合适的粘度。所谓闪点即是当混合气与火焰接触发生闪火的最低温度。闪点越高，说明燃油在储存和运输的过程中越不易着火，而引起火灾。它是评价储存安全性的。硫含量柴油中的硫明显地增加了排气物中的微粒物，不利于环保。和硫化物在燃烧时易产生二氧化硫，遇到气缸内的蒸汽或水分就会形成亚硫酸，腐蚀两零件。而且排放到大气中的硫化物也极易与水分结合成酸雨，给环境带来危害。硫还会带来柴油机的磨损。因此各国对硫提出了严格的标准，甚至是零含量。安定性是指在运输的过程中应保持其外观颜色、组成和使用性能不变的能力。影响安定性的主要因素是柴油中的不安定组分。2.3代用燃料目前开发的代用燃料可分为气体代用燃料和液体代用燃料。气体代用燃料包括压缩天然气、液化石油气、氢气、沼气、水煤气等。液体代用燃料包括甲醇、乙醇和某些动植物油。(A)天然气天然气可以用压缩天然气CNG、液化天然气LNG、吸附天然气技术ANG的方式在汽车上使用。它是惟一能在自然状态下直接使用的燃料，其主要成分为甲烷。其密度低于汽油，使吸入发动机的新鲜空气质量减少，发动机的输出功率会降低，只为液体燃料的90%左右。天然气的研究法辛烷值为130，十六烷值为0，只能点燃不能压燃，由于常温常压下为气态，容易形成混合气，为实现稀薄燃烧提供条件，便于应用稀燃技术降低CO、HC的排放量。由于天然气是气体燃料，容易与空气混合均匀，故冷启动后，有害排放物HC和CO的量很少。燃料分子中碳原子数少，单位发热量的CO2排出量比较少，同时排放中的未燃HC是甲烷，所以产生光化学烟雾的可能性小。(B)液化石油气(LPG---LiquifiedoPetroleumGas)，是由含三个碳原子的烃,四个碳原子的烃及他们的混合物组成。在常温常压下位气体，但可加压液化。与汽油比，液化石油气的使用稍有不便，且因供应能力差，不能作为汽车的主要燃料。LPG虽有辛烷值高、暖机时间短等优点。但也有燃料罐必须用高压容器、寒冷时启动性稍差等缺点。(C)醇类燃料醇类燃料的特性：醇类与汽油的物理、化学特性相接近。它既可与汽油混合使用，又可单独使用，所以人们总是优先选用它作为代用燃料。在醇类燃料中最常见的和最容易得到的就是甲醇和乙醇。选择醇类燃料的原因是:（1）醇类燃料含氧及C、H比较多，化学当量比比汽油柴油低，完全燃烧生产较多的水和较少的CO2。（2）沸点及凝点较汽油来说，醇类燃料沸点低，有助于燃料---空气的混合气的形成，但因其缺乏高挥发性组分，对启动不利。其凝点很低，在环境温度较低时无需担心结冰。（3）热值甲醇的热值是汽油的47%，乙醇的热值是汽油的64.5%，在理论空燃比下单位质量的醇类燃料—空气混合气的热值与石油燃料混合气的热值基本一样，相应调整供油系统，增加供油量，不影响发动机输出功率。（4）醇类气化潜热大，可降低压缩负功，提高充气效率。（5）醇类燃料辛烷值高，是点燃式内燃机的好的代用燃料，可作为提高汽油辛烷值的优良添加剂。某运输公司曾在EQl40型的东风车上使用添加甲醇的汽油，取得了降低总体运营成本的成果。（6）着火极限比石油燃料宽，能在稀混合气区工作，有利于排气净化和降低油耗，也利于空燃比控制。（7）火焰传播速度比汽油高，这对醇类燃料的使用十分有利。甲醇。甲醇的优点是辛烷值较高(109)，是醇类燃料中燃烧效率最高的，气化潜力较大，有利于燃烧室温度的降低和提高发动机的热效率；使用甲醇燃料可提高发动机动力性，提高汽车加速性能；可减少氮氧化物、一氧化碳和铅的排放，有利于降低空气污染。甲醇单位质量所占体积较大，几乎是汽油的两倍，对长途运输很不利；如果使用甲醇和汽油的混合体，其蒸馏特性将改变，而不利于车辆的冷启动，需要有特殊装置才能完成；燃烧后会产生CO和醛类等有害物质；对金属有腐蚀作用；它与汽油的混合物对水敏感，易出现分相(大部分甲醇存在于下层含水相中)。这些都是困扰甲醇燃料推广的主要因素，也是需要尽快改进的地方。乙醇。乙醇的优点是来源广泛，可以从各种农作物和石油副产品中获得；既可与汽油、柴油混合使用，又可单独作为燃料；单位体积产生的热量和效率高于汽油；燃烧后的主要生成物为水和二氧化碳，污染较小。所以乙醇也是一种比较理想的代用燃料。国外在开发乙醇燃料汽车上已经获得了不少成果。比如巴西，它是一个农业大国，每年的甘蔗产量惊人。人们利用制糖后被丢弃的甘蔗渣制造乙醇，作为汽车代用燃料。(D)煤。说起用煤作为汽车燃料，大家肯定会联想到近代的蒸汽机车。那时候的汽车通过直接燃烧煤块产生蒸汽推动汽车前进，可煤的大部分的热量还是在燃烧过程中浪费掉了。现在正在研究两种新型煤的代用方式，一种是通过化学和物理反应把煤变成石油，从中提取燃料；另一种是把煤磨成超细微粒配合液体燃料使用。虽然地球上煤的储量非常丰富，是一种很有潜力的燃料，但煤的深开发存在很多技术上的难题，不是一朝一夕的事情。(E)氢氢的优点是来源广，“储量”丰富，可通过各种能源分解水而成，既能实现能源的多样化，又可经过自然界循环作用转化；污染很小，燃烧后只生成水，是最洁净的燃料；氢气具有良好的易燃性，热量高几乎是汽油的3倍。它的缺点是制造成本高，约是汽油制造成本的10倍，并且密度小，对储存和运输极为不利。（F)太阳能。太阳能是一种可再生的而且是最清洁的能源，用太阳能驱动的汽车无污染、无噪音，因此太阳能汽车是发展“绿色汽车”的更高目标，也是当前国际的研究热点之一。但它要真正进入我们的生活，还有很长的路要走。以目前的材料应用和技术能力，太阳能转换率一般只能达到20％左右，这就难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力。而7—8m2的太阳能电池板也导致车身过大，转动不够灵活，内部空间又过于狭小。因为太阳能电池板大多采用宇航材料，所以太阳能汽车制造成本很高。此外，目前的太阳能汽车发射功率比较小，速度较慢，承重能力也不强，尚属于概念车。不过，科技发展的速度有时是超出人们想象的，太阳能电池转换的难题现在也在一步步攻克。近年来，美国已研制成光电转换率达35％的高性能太阳能电池。除上述代用燃料外，燃料电池也是开发的方向之一。燃料电池通过化学反应将燃料具有的化学能转化为电能，具有很高的效率。其损耗来自于燃料电池内部阻力，因而，越是轻负荷(低电流)，转换效率就越高，适宜作为大多数汽车的动力。3.燃料的使用要求及注意事项对上述燃料的性质有所了解以外，我们更不能忽视燃料的各种使用要求及其注意事项。我们都知道燃料易蒸发、燃烧、爆炸，易产生静电、有一定的毒性。所以不论是保管还是运输过程中都应该防火防爆。我国车用汽油的牌号是以研究法辛烷值(RON)的大小为划分依据的。根据发动机压缩比的不同，规定了各种车型用油的牌号。汽油机压缩比小的车辆，使用低辛烷值的汽油；压缩比大的用高辛烷值的油。为了