建筑工程管理运用工程论文黄庆精编.docx
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建筑工程管理运用工程论文黄庆精编
(建筑工程管理)运用工程论文黄庆
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壹大问题。
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):
由于石油是壹种不可再生能源,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。
汽车是人们生产和生活中的主要交通工具之壹,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。
把汽车燃料的进步见成是石油炼制技术的进步是不过分的。
能够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,如何能从壹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;另壹方面,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。
因此人们开始探索且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,能够用煤,油母页岩,石油砂来代用壹部分石油,但汽油和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壹个约定数值。
2.1.2.蒸发性汽油在壹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,且和壹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,且且燃烧完全,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,能够清除喷嘴、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。
壹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,能够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和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,腐蚀俩零件。
而且排放到大气中的硫化物也极易和水分结合成酸雨,给环境带来危害。
硫仍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)天然气天然气能够用压缩天然气CNG、液化天然气LNG、吸附天然气技术ANG的方式在汽车上使用。
它是惟壹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,容易和空气混合均匀,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。
和汽油比,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:
醇类和汽油的物理、化学特性相接近。
它既可和汽油混合使用,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—空气混合气的热值和石油燃料混合气的热值基本壹样,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X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、壹氧化碳和铅的排放,有利于降低空气污染。
甲醇单位质量所占体积较大,几乎是汽油的俩倍,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;它和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,能够从各种农作物和石油副产品中获得;既可和汽油、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。
所以乙醇也是壹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,它是壹个农业大国,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仍是在燃烧过程中浪费掉了。
当下正在研究俩种新型煤的代用方式,壹种是通过化学和物理反应把煤变成石油,从中提取燃料;另壹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,是壹种很有潜力的燃料,但煤的深开发存在很多技术上的难题,不是壹朝壹夕的事情。
(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,且且密度小,对储存和运输极为不利。
(F)太阳能。
太阳能是壹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壹。
但它要真正进入我们的生活,仍有很长的路要走。
以目前的材料应用和技术能力,太阳能转换率壹般只能达到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当下也在壹步步攻克。
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壹。
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、有壹定的毒性。
所以不论是保管仍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。
为了防止爆震和有效地发挥汽油潜力,可根据不同情况适当调整发动机的点火提前角。
如规定用高牌号汽油的车辆改用低牌号汽油时,可将点火提前角适当推迟,以减少爆震倾向;原用低牌号汽油的车辆改用高牌号汽油时,可将点火提前角适当提前,以充分发挥汽油潜力,提高发动机功率,节约油料。
高原空气稀薄,大气压力低,发动机吸人空气量下降,压缩压力也降低,使用低牌号汽油不易产生爆震。
如平原地区用95号汽油的车辆,爬到海拔1000m高度时用93号的汽油,爬到2000m时用90号的汽油,均不会产生爆震。
因此,在高原用90号汽油潜力很大,应及时将点火提前角提前。
实践证明,海拔每升高或下降1000m,点火提前角可提前或推迟2度左右。
壹般柴油机的喷油器有多孔闭式和轴针闭式俩种。
这俩种喷油器对柴油的质量要求XX同。
多孔闭式喷油器喷孔小,容易被柴油的杂质和积炭所堵塞;轴针闭式喷油器则因针阀XX出喷孔外,可借针阀疏通喷孔,所以不易被杂质和积炭所堵塞。
因此,采用多孔闭式喷油XX的高速柴油机,应选用安定性较好的优级品柴油或壹级品柴油;而采用轴针闭式喷油器的XX速柴油机,则可使用安定性稍差的合格品轻柴油。
柴油又分为轻柴油和重柴油俩种。
轻柴油是用于1000r/min之上的高速柴油机中的XX料,重柴油是用于lOOOr/min以下的中低速柴油机中的燃料。
壹般加油站所销售的柴油均XX轻柴油。
轻柴油产品目前执行的标准为GB252-2000,该标准中柴油的牌号分为10号,XX号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号,柴油的牌号划分依据仍是柴油的凝点。
柴油的燃烧性能主要是以十六烷值来表示的。
十六烷值越高,柴油的燃烧性能越好,壹般地说是其凝点也较高。
凝点表示柴油的低温流动性,是指油料遇冷开始凝固而失去XX性的最高温度,是柴油的重要指标之壹。
柴油的标号所表示的就是它的凝点。
凝点和柴油XX低温使用性能没有直接的对应关系。
因为在柴油凝固前,先析出石蜡晶体,不同原油和不XX炼制方法获得的柴油,这些晶体的彤形状和大小也不同,它们往往会堵塞柴油机的滤网,XX供油中断。
因此,使用柴油发动机的汽车要注意根据使用地的环境温度来选择适当标XX油品。
柴油在使用前应充分沉淀、过滤,以排除杂质,壹般不应少于48h。
这是因为高速XX机的高压泵和喷油嘴都是十分精密的部件,稍有机械杂质进入,就会遭到严重磨损。
另XX柴油在低温条件下使用时,应进行预热。
不同标号的柴油,由于它的质量指标除凝点外XX相同,所以能够在适合季节用油的情况下混合使用。
车用乙醇汽油适用于装配点燃式发动机的各类车辆、无论是化油器或电喷供油方式的车辆。
它能够有效改善油品的性能和质量,降低壹氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。
由于乙醇汽油自身的壹些特性,在使用乙醇汽油时需注意以下壹些事项:
3.1首次使用前要对车辆内部进行清洗
车用乙醇汽油中的乙醇具有较强的溶解清洗特性。
车辆在首次使用乙醇汽油时,特别是在使用1箱到2箱油后,在乙醇的清洗作用下,会将油箱、油路中沉淀、积存的各类杂质,如铁锈、污垢、胶质颗粒等软化溶解下来,混入油中,造成油路不畅。
因此,壹般来讲行驶里程在3万公里之上以及确认供油系统较脏的车辆在使用乙醇汽油前都应当进行清洗。
清洗作业应当在具有二类之上资质的汽车维修厂,严格按照规范,重点对油箱、燃油滤清器、油泵、化油器、喷油嘴、油路及油路滤网逐项进行清洗。
清洗过程中应注意彻底清除油箱、油路系统中的杂质,排出油箱底部积存的水分。
对壹些和乙醇汽油不相适应的橡胶、塑料部件进行更换,清洗完毕后进行试车检查,且对车辆进行适应性调整。
3.2防止发动机内水分超标
车用乙醇汽油由于混配有壹定量的变性燃料乙醇,乙醇是亲水性液体,易和水互溶,不同于汽油,汽油能够和水分离,水分沉积在油箱底部。
因此车辆在首次使用车用乙醇汽油时,应对油箱内进行壹次检查,以防止乙醇汽油和油箱底部可能存在的沉淀积水互溶,使油中水分超标,影响发动机的正常工作。
3.3夏季使用需注意
夏季气温较高,燃油的挥发性增大,如油箱附件——排气阀堵塞,使部分燃油由液态转化为气态时,气体不能经排气阀排出,易造成油路气阻的产生概率增大。
夏季加油时不要将油箱加得太满,要留有壹定的油品膨胀和气化空间。
3.4.乙醇汽油对橡胶有影响
试验表明,绝大多数橡胶件均能适应乙醇汽油,只有少数几种不适应,但腐蚀作用缓慢。
壹些早期生产的机械式汽油泵中的橡胶膜片适应性较差,使用乙醇汽油后个别出现溶胀裂纹现象。
由于橡胶部件在外观上无法区分材质成分,可由定点汽修厂将购回的部件事先做个车用乙醇汽油浸泡试验,再装车使用。
长期使用要考虑供油系统中的橡胶和有机零件是否耐醇类腐蚀。
3.5按压缩比选择乙醇汽油车用乙醇汽油和普通汽油壹样,其标号是按辛烷值来标示的,标示方法是在汽油标号前加注字母E。
壹般情况下,压缩比在7.5到8.0的应选用E90号车用乙醇汽油;压缩比在8.0到8.5的应选用E93号车用乙醇汽油;压缩比在8.5到9.0的应选用E95号车用乙醇汽油;压缩比在9.0之上的应选用E97号车用乙醇汽油。
所以只有通过全面了解汽车燃料的各种性质及其使用要求,才能知道从何来研究燃料,怎么发展我国的汽车产业。
不同的燃料油不同的性质,这也就是说各有自己的优缺点,我们应该将其优点利用到最大极限,尽量减少它对车辆,对人们,对环境的不良影响,而且我认为汽车燃料直接关乎着汽车未来的发展走向。
4.结论
燃料的使用直接关系着未来汽车发展的方向,只有从其性质来考虑且研究,才能更好的发展汽车行业,壹种好的燃料不仅直接关系着汽车的发展,而且关系着国家经济环境的发展。
参考文献:
1.《现代汽车技术》.钱宇彬、胡宁编著;上海交通大学出版社.2002.9
2.《汽车运用工程基础》.许洪国主编;北京:
清华大学出版社2004.10
3.《汽车运用基础》.扶爱民主编;北京:
电子工业出版社,2005.8
4.《内燃机的排放和控制》刘撰军主编;北京:
机械工业出版社,2003
5.《汽车设计》刘惟信主编;北京:
清华大学出版社,2001
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