汽车运行材料教学PPT作者戴汝泉车用轻柴油省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、汽车运行材料 主编:戴汝泉第1页第二章车用轻柴油第三章车用替换燃料第四章发动机润滑油第2页第二章车用轻柴油第一节轻柴油低温流动性第二节轻柴油雾化和蒸发性第三节轻柴油燃烧性第四节轻柴油安定性及其它特征第五节轻柴油质量标准及其选取第3页第一节轻柴油低温流动性一、凝点二、浊点三、冷滤点第4页一、凝点图2-1凝点测定仪1试管2搅拌器3套管4温度计5冷却器第5页一、凝点表2-1柴油中各烃类凝点第6页一、凝点表2-1柴油中各烃类凝点第7页一、凝点图2-2浊点测定仪1温度计2搅拌器3环形标线第8页二、浊点轻柴油中开始出现浑浊最高温度称为浊点。第9页三、冷滤点图2-3冷滤点测定仪1温度计2三通阀3橡胶管4吸量
2、管5橡胶塞6支持环7弹簧环8试杯9固定架10铜套管11冷浴12过滤器第10页第二节轻柴油雾化和蒸发性一、馏程二、运动粘度三、密度四、闪点第11页一、馏程表2-2柴油50%回收温度与发动机起动性能关系第12页二、运动粘度图2-4毛细管粘度计1、6管身2、4扩张部分3、5标线7支管第13页三、密度图2-5石油密度计及其观察图a)密度计b)密度计读数观察示意第14页四、闪点图2-6开口杯闪点测定器第15页四、闪点图2-7闭口杯闪点测定器第16页第三节轻柴油燃烧性一、十六烷值二、十六烷值测定三、十六烷指数四、柴油各烃类组分十六烷值第17页一、十六烷值十六烷值是表示压燃式发动机燃料燃烧性一个约定数值。它
3、是在要求条件下标准发动机试验中,经过和标准燃料进行比较来测定,采取和被测定燃料含有相同燃烧性能标准燃料十六烷值表示。第18页二、十六烷值测定十六烷值测定按照GBT 3861991柴油着火性质测定法(十六烷法)要求进行。第19页二、十六烷值测定十六烷值测定按照GBT 3861991柴油着火性质测定法(十六烷法)要求进行。第20页三、十六烷指数十六烷指数是表示柴油燃烧性能一个计算值。用十六烷指数表示柴油燃烧性能计算值,是一个不做发动机试验情况下预计柴油十六烷值简单方法。第21页四、柴油各烃类组分十六烷值表2-3柴油中各烃类十六烷值第22页四、柴油各烃类组分十六烷值表2-4柴油化学成份对十六烷值影响
4、第23页第四节轻柴油安定性及其它特征一、轻柴油安定性二、轻柴油腐蚀性三、轻柴油清洁性第24页一、轻柴油安定性1.色度2.氧化安定性3.10蒸余物残炭第25页1.色度色度,即油品颜色深浅,用色号表示。色度可直观反应油品安定性好坏第26页2.氧化安定性氧化安定性是指100mL柴油在要求条件下氧化后所测得总不溶物毫克数,以mg/100mL表示。第27页3.10蒸余物残炭10蒸余物残炭是指把柴油馏程试验中馏出90后蒸余物作为试样,经强烈加热一定时间让其裂解后,所形成残留物。残炭值为残留物质量与原试样质量之比。第28页二、轻柴油腐蚀性1.硫化物2.有机酸3.柴油腐蚀性评价指标第29页1.硫化物柴油中硫化
5、物存在,尤其是硫含量过大时,会对柴油机产生较大危害,直接影响发动机使用寿命。第30页2.有机酸柴油中有机酸,除对机件含有腐蚀作用外,还会使喷油器头部和燃烧室积炭增多,喷油泵柱塞副磨损加剧,进而造成气缸活塞组件磨损加剧,柴油机喷油恶化、功率降低。第31页3.柴油腐蚀性评价指标轻柴油清洁性是指轻柴油中不应含有机械杂质和水分,燃烧不产生灰分等。轻柴油中机械杂质和水分普通是在运输、贮存和使用过程中受外界污染而混入。机械杂质会增大柴油机燃油供给系统中精密零件磨损,水分会加大有机酸对金属腐蚀,所以,应严格限制它们在轻柴油中含量。国家标准中要求轻柴油不允许有机械杂质,水分小于0.03%(体积分数),即小于痕
6、迹。第32页三、轻柴油清洁性轻柴油清洁性是指轻柴油中不应含有机械杂质和水分,燃烧不产生灰分等。第33页第五节轻柴油质量标准及其选取一、GB252轻柴油二、GB/T19147车用柴油三、轻柴油选取第34页一、GB252轻柴油为确保项目,每个月必须检测一次。在原油性质改变,加工工艺条件改变,调和百分比改变及检修开工后等情况下应及时检验。可用GB/T11131、GB/T11140和GB/T17040方法测定。结果有争议时,以GB/T 380方法为准。若柴油中含有硝酸酯型十六烷值改进剂,10%蒸余物残炭测定,必须用不加硝酸酯基础燃料进行。可用GB/T 17144方法测定。结果有争议时,以GB/T 26
7、8方法为准。可用目测法,即将试样注入100mL玻璃量筒中,在室温(205)下观察,应该透明,没有悬浮和沉降水分及机械杂质。结果有争议时,按GB/T 260和GB/T 511方法测定。由中间基或环烷基原油生产各号轻柴油十六烷值允许大于40。可用GB/T 11139或SH/T 0694方法计算。结果有争议时,以GB/T 386方法为准。第35页一、GB252轻柴油1)从柴油等级上看,GB2521994把轻柴油分为优等品、一等品和合格品三个等级,而GB252取消了三级分档,确定了统一标准。2)从牌号上看,增设5号轻柴油,使轻柴油牌号总数到达7个。3)从项目上看,GB252删去了“碘值”、“实际胶质”
8、、“硫醇硫含量”、“水溶性酸或碱”四项指标,不再对其提出要求。4)从质量指标上看,“总不溶物”、“硫含量”、“灰分”、“闪点”四项指标有改变,其它指标与旧标准相同。第36页一、GB252轻柴油表2-5轻柴油(GB252)第37页一、GB252轻柴油表2-5轻柴油(GB252)第38页二、GB/T19147车用柴油为出厂确保项目,每个月应检测一次。在原油性质改变,加工工艺条件改变,调和百分比改变及检修开工后等情况下应及时检验。对特殊要求用户,按双方协议要求进行检验。可用GB/T 11131、GB/T 11140和GB/T12700、GB/T17040和SH/T0689方法测定。结果有争议时,以G
9、B/T 380方法仲裁。可用GB/T17144方法测定。结果有争议时,以GB/T268方法为准。若柴油中含有硝酸酯型十六烷值改进剂及其它性能添加剂时,10%蒸余物残炭测定,必须用不加硝酸酯和其它性能添加剂基础燃料进行。可用目测法,即将试样注入100mL玻璃量筒中,在室温(205)下观察,应该透明,没有悬浮和沉降水分及机械杂质。结果有争议时,按GB/T 260和GB/T 511方法测定。为出厂确保项目,对特殊要求用户,按双方协议要求进行检验。1)从项目上看,GB/T19147增加了测量磨痕直径项目,用以检验柴油润滑性能;删去了“色度”和“酸度”两个项目,不再对其提出要求。第39页二、GB/T19
10、147车用柴油2)从质量指标上看,GB/T19147对“硫含量”、“闭口闪点”、“十六烷值”三项指标要求严于GB252。第40页二、GB/T19147车用柴油表2-6车用柴油(GB/T19147)第41页三、轻柴油选取1.依据柴油使用地域风险率10%最低气温选取柴油牌号2.在气温允许情况下尽可能选取高牌号柴油3.注意季节气温改变对用油影响第42页1.依据柴油使用地域风险率10%最低气温选取柴油牌号表2-7各牌号柴油适用地域第43页2.在气温允许情况下尽可能选取高牌号柴油有些汽车使用者认为选取牌号越低越安全,对车越有利。其实不然,首先因为低牌号柴油凝点低,其炼制工艺复杂、生产成本高,所以其价格也
11、比高牌号柴油贵;其次因为柴油中凝点越低成份燃烧性越差,使用时燃烧滞后期长,越轻易发生工作粗暴,所以在气温允许情况下应尽可能选取高牌号柴油,真正做到既经济又实用。第44页3.注意季节气温改变对用油影响台湾省所列温度为绝对最低气温,即风险率为0%最低气温。第45页3.注意季节气温改变对用油影响表2-8我国部分地域风险率为10%最低气温()第46页3.注意季节气温改变对用油影响表2-8我国部分地域风险率为10%最低气温()第47页第三章车用替换燃料第一节醇 类 燃 料第二节乳 化 燃 料第三节天然气第四节液化石油气第五节氢气第48页第一节醇 类 燃 料一、醇类燃料理化性质二、醇类燃料特点三、醇类燃料
12、应用第49页一、醇类燃料理化性质表3-1醇类燃料与汽油主要理化性质比较第50页二、醇类燃料特点1.辛烷值高 醇类燃料辛烷值比汽油高,所以使用醇类燃料发动机能够经过增大压缩比来提升其热效率,从而提升其动力性和经济性。所以,醇类是汽油车良好替换燃料。2.蒸发潜热大 蒸发潜热是指在常压沸点下,单位质量纯物质由液体状态变为气体状态需吸收热量或由气体状态变为液体状态需放出热量。3.着火极限宽 着火极限是指混合气能够着火最小浓度和最大浓度之间范围,浓度是以空气中可燃气体积分数表示。第51页二、醇类燃料特点4.热值低 醇类燃料热值比汽油低,甲醇热值约为汽油二分之一,乙醇热值约为汽油61%。但因为醇类燃料存在
13、自供氧效应,理论空燃比比汽油低,甲醇理论空燃比约为汽油43%,乙醇理论空燃比约为汽油60%。所以,在一样过量空气系数下混合气热值与汽油相当,汽车使用醇类燃料时动力性不会降低。5.腐蚀性大醇类燃料化学活性较强,对铜、铝等金属含有较强腐蚀能力,对橡胶和塑料等非金属材料也含有较大溶胀作用。6.易产生气阻醇类燃料沸点低,有利于形成燃料与空气混合气。但温度高时,轻易在燃油供给系统产生气阻现象,严重时会使供油中止,发动机熄火。第52页二、醇类燃料特点7.贮存和使用方便 醇类燃料在常温下为液体状态,和传统燃料汽油、柴油相同,所以其贮存和使用比较方便。8.排放污染低 醇类燃料蒸发潜热大,甲醇蒸发潜热约为汽油3
14、.7倍,乙醇蒸发潜热约为汽油2.9倍,所以使用醇类燃料燃烧温度较低,对NOx生成有抑制作用;醇类燃料分子中没有C-C键结构,燃烧中不会有多环芳香烃经过缩合形成碳烟粒子现象,所以排气中基本没有碳烟;醇类燃料氧含量高,且C/H值较汽油小,混合气燃烧较完全,因而排气中未燃烃类与CO含量也对应降低。第53页三、醇类燃料应用1.掺醇燃烧2.铁不得人为加入。3.本标准实施之日起,试点地域使用车用乙醇汽油中都应加入有效清净剂。第54页1.掺醇燃烧(1)掺醇汽油优点(2)掺醇汽油使用鉴于掺醇汽油优点突出,因而对其使用研究也非常多。第55页2.铁不得人为加入。考虑到在炼油过程和运输、储存产品时铁污染,其检出限量
15、为小于0.01g/L。第56页3.本标准实施之日起,试点地域使用车用乙醇汽油中都应加入有效清净剂。本标准要求了铅含量最大限值,但不允许有意加铅。诱导期允许用GBT 256方法测定,仲裁试验以GBT 8018方法测定结果为准。硫含量允许用GBT 11140、SHT 0253方法测定,仲裁试验以GBT 380试验结果为准。为适应大城市环境保护需求,从本标准实施之日起,在北京、上海和广州执行硫质量分数小于0.08%;从年1月1日起,在全国范围内执行硫质量分数小于0.08%。将试样注入100mL玻璃量筒中观察,应该透明,没有悬浮和沉降机械杂质及分层。在有异议时,以GBT 511方法测定结果为准。不得人
16、为加入,但允许加入作为助溶剂高级醇。从本标准实施之日起,在北京、上海和广州市实施;从年1月1日起在全国范围内实施。第57页第二节乳 化 燃 料一、乳化燃料节能降污原理二、燃料乳化方法第58页一、乳化燃料节能降污原理1.微爆理论 微爆理论认为,乳化燃料中含有油包水型分子基团,在乳化燃料受热汽化形成可燃混合气过程中,因为水沸点低于油,所以油包水型分子基团中水会先于油蒸发,汽化压力冲破油膜阻力使油滴发生爆炸,爆炸结果是使油滴变得愈加细小,与空气混合得愈加均匀。2.燃烧化学反应动力学理论 燃烧化学反应动力学理论认为,在高温条件下,水蒸气分解时可产生OH-根。第59页二、燃料乳化方法1.超声波法 超声波
17、法是利用超声波在液体媒介中传输时会出现机械、热及空化等作用机制,对传声媒质可产生一系列效应原理进行配制乳化燃料。2.机械混正当 乳化燃料配制也可采取机械法把按百分比配好油、水、乳化添加剂进行搅拌、剪切、混合、雾化,并使粒子直径到达要求。机械混正当设备简单,但乳化燃料质量差,而且乳化工艺过程耗能也比较大。第60页第三节天然气一、天然气资源二、天然气主要物化特征三、天然气特点四、天然气在汽车上使用第61页一、天然气资源表3-5不一样产地天然气组分组成第62页二、天然气主要物化特征标准状态下密度。第63页二、天然气主要物化特征表3-6天然气主要物化特征第64页三、天然气特点(1)着火极限宽天然气与空
18、气混合气含有很宽着火极限。(2)与空气理论混合气热值低即使天然气理论空燃比(质量比)和理论空燃比(体积比)都比汽油略高,但与空气理论混合气热值相比却比汽油略低,只有3.39 MJ/m3,比汽油低10%左右,这就使得天然气发动机功率要比燃用汽油发动机功率低些。(3)火焰传输速度低天然气燃烧火焰传输速度为33.8cm/s,比汽油火焰传输速度稍慢。(4)点火能量高天然气着火温度为537,比汽油着火温度高得多,加之天然气火焰传输速度比汽油低,所以,要想使天然气能及时、快速燃烧,必须有较高点火能量。(5)抗爆燃性能好天然气研究法辛烷值为130,比汽油高得多,其抗爆性能非常好。(6)密度小天然气液相密度为
19、424kg/m3,汽油密度为740kg/m3。第65页三、天然气特点(7)排放污染小天然气燃烧温度低,会降低NOx生成量;天然气常温常压下呈气态,与空气同相,所以形成混合气均匀,燃烧完全,会降低CO、HC等排出量;排放物中HC成份多为甲烷,性质稳定,所以在大气中也不会形成光化学烟雾,防止造成深入污染。(8)携带性较差天然气常温常压下为气体,携带不方便,为此要对其进行液化。(9)使用天然气可使发动机磨损减小天然气燃料使燃烧室积炭少,且燃烧产物中不含液体燃料成份,对润滑油破坏小。第66页四、天然气在汽车上使用1.天然气存在形式2.天然气汽车类型3.天然气汽车技术第67页1.天然气存在形式(1)压缩
20、天然气(CNG)压缩天然气是将天然气经过脱水、脱硫净化处理后,经多级压缩至20MPa左右存贮在气瓶中,使用时经减压器减压后供给发动机燃烧即可。(2)液化天然气(LNG)液化天然气是将天然气经过一定工艺,使其在-162左右变为液态,存贮在高压气瓶中。第68页2.天然气汽车类型(1)压缩天然气汽车当前国内外发展较快是压缩天然气汽车。(2)液化天然气汽车因为液化天然气对贮存技术要求较高,使得贮存容器成本高,这从一定程度上限制了液化天然气汽车发展。第69页3.天然气汽车技术(1)加气站技术不论是压缩天然气还是液化天然气,它们向汽车上加注时,所需加气设备都比汽油、柴油等传统燃料加注设备复杂一些,必须确保
21、压缩天然气压力和液化天然气低温,这需要较高技术水平。(2)发动机技术天然气燃料性质不一样于汽、柴油,所以天然气发动机结构也不一样于汽油机和柴油机,应对其燃料混合、发动机燃烧室结构、点火系统等方面独特之处进行研究与开发。(3)气瓶技术因为汽车含有流动性,燃料必须时刻携带,携带天然气气瓶怎样确保贮存压力和绝热能力,并尽可能降低其制造成本,这都需要较高技术水平。第70页第四节液化石油气一、液化石油气资源二、液化石油气主要物化特征三、液化石油气特点四、液化石油气在汽车上使用第71页一、液化石油气资源表3-8石油炼厂液化石油气主要成份体积分数(%)第72页二、液化石油气主要物化特征表3-9液化石油气主要
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