石油燃料的组成和性能课件

第三章第三章 石油燃料的组成和性能石油燃料的组成和性能目录第一节 汽油第二节 柴油第三节 喷气燃料第四节 燃气和燃料油 汽油的主要成分为汽油的主要成分为C5C11脂肪烃、环烃类及脂肪烃、环烃类及含少量芳香烃。含少量芳香烃。汽油的质量要求：汽油的质量要求：蒸发性能良好；蒸发性能良好；燃烧性能良好，不产生爆震；燃烧性能良好，不产生爆震；储存安定性好，生成胶质的倾向小；储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机没有腐蚀性。对发动机没有腐蚀性。1.1 汽油的蒸发性 蒸发性是汽油最重要的特性之一。要求汽油能迅速气化并与空气形成可燃性混合气。如果汽油的蒸发性太差，汽油气化不完全，导致汽油机的功率降低，起动和加速都较困难。如果汽油的蒸发性太强，汽油在输油管中因气化而产生气阻，造成供油不足。反映汽油蒸发性能的质量指标是馏程和饱和蒸气压。1.1 汽油的蒸发性 一、馏程馏程在一定程度上能大体反映汽油的沸点范围和蒸发性能。馏出体积/%初馏点105090终馏点残留1%（2%）馏出温度/374980146188汽油馏程1.1 汽油的蒸发性 10%的馏出温度10%馏出温度越低，表明汽油中所含低沸点组分越多，蒸发性越强，汽油机能迅速起动的温度越低，但开始产生气阻的温度也越低。因而在冬季有利于起动，而在炎热的夏季却容易产生气阻。反之，汽油10%馏出温度高，汽油机冬季起动困难，但夏季不易产生气阻。中国车用汽油质量标准中要求中国车用汽油质量标准中要求10%的馏出温度不高于的馏出温度不高于70。1.1 汽油的蒸发性 50%的馏出温度表示汽油的平均蒸发性能。汽油的50%馏出温度低，在正常温度下能较多地蒸发，起动后燃烧充分，发出的热量较多，可缩短汽油机的升温时间，即发动机预热较快。同时，汽油机加速性能良好，运转平稳柔和，同时耗油量也降低。1.1 汽油的蒸发性 如果50%馏出温度过高，在汽油机在加速过程中，当供油量急剧增加时，大部分汽油不能气化，导致燃烧不完全，严重时还会突然熄火。中国车用汽油质量标准中要求中国车用汽油质量标准中要求50%的馏出温度不高于的馏出温度不高于120。1.1 汽油的蒸发性 90%馏出温度和终馏点（或干点）表示汽油中重组分含量的多少，与汽油的燃烧是否完全和发动机磨损有一定关系。90%馏出温度和终馏点过高，说明汽油中重组分含量较多，正常使用条件下不能保证汽油完全蒸发和燃烧。容易形成积炭，排气冒黑烟，油耗增加，燃料的使用效率降低。1.1 汽油的蒸发性 同时没有蒸发的汽油重组分流入曲轴箱，稀释润滑油而加大汽油机活塞的磨损。汽油的干点越高，发动机活塞的磨损越大，油耗越高。中国车用汽油质量标准中要求中国车用汽油质量标准中要求90%馏出温度不高于馏出温度不高于190，干点不高于，干点不高于205。1.1 汽油的蒸发性 二、饱和蒸气压汽油的饱和蒸气压又称雷德蒸气压（简称RVP）。其定义如下：气、液两相的体积比为4:1时，在38（100F）下两相达到平衡时燃料蒸气的最大压力。饱和蒸气压表示汽油的蒸发性能，蒸气压越大，汽油的蒸发性越好，汽油机易于冷启动。1.1 汽油的蒸发性 雷德蒸气压主要是由汽油中的轻质组分所产生的。蒸气压可以作为衡量汽油机燃料供给系统是否产生气阻倾向的指标，也可相对衡量汽油在储存和运输过程中的损耗倾向和安全性。中国车用汽油质量标准中分别规定了冬用型和夏用型汽油的饱和蒸汽压。1.2 汽油的安定性 汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性。安定性差的汽油，在储运过程中易发生氧化反应，生成胶质，使油品颜色变深，并产生胶状沉淀。在油箱、滤网形成粘稠胶状物，影响供油；沉积在火花塞上的胶质在高温下形成积炭而短路；沉积在进、排气阀上会结焦，导致阀门关闭不严；沉积在气缸盖、活塞上的积炭，造成气缸散热不良，温度升高，以致增大爆震燃烧的倾向。1.2 汽油的安定性 一、烃类的液相氧化机理 巴赫-恩格勒的过氧化物理论和谢苗诺夫的自由基链反应的理论是烃类液相氧化过程机理的基础。烃类液相氧化是指在低于烃类沸点的温度下烃类自身进行的氧化反应，通常是在常温下进行，因而也称自动氧化。烃类的液相氧化遵循自由基链反应机理。1.2 汽油的安定性 链引发：烃类分子受氧分子攻击后产生烃自由基和过氧化氢自由基。光、热等外界能量可助于自由基的产生。当有变价金属（锰、钴、铁）的化合物时，也会与烃类作用产生自由基。在整个氧化反应中，链引发是最困难的一步。1.2 汽油的安定性 链增长自由基一旦产生便可进行链的延续。自由基R与氧分子加成产生ROO，ROO不仅与原始物质反应，而且更容易与氧化产物进行反应，使氧化反应不断深化。1.2 汽油的安定性 链的退化分支烃类氧化并不是简单的链反应，也不是正常的分支反应，而是一种具有退化分支的链反应，即所生成的过氧化物ROOH还会继续分解。分解产生的自由基RO和R还可以引发新的链反应。1.2 汽油的安定性 过氧化物ROOH的反应活性大大低于自由基，因而还可以部分转化成稳定产物，如醛、酮、醇等。活性自由基浓度降低，使得分支链反应的速度比较缓和，故称之为退化分支链反应。1.2 汽油的安定性 链的终止自由基之间相互结合，自由基消失。1.2 汽油的安定性 OAB第一阶段为诱导期（OA段），就是燃料与氧气接触后没有发生明显变化的一段时间，在诱导期氧化反应速度很慢，氧化产物生成较少。第二阶段为加速期（AB段），氧化反应加速进行，氧化产物迅速增加。第三阶段为平缓期，氧化反应速度减缓或趋于停止。1.2 汽油的安定性 诱导期的氧化反应，只是由于最初产生自由基较少，氧化中间产物ROOH浓度较低，氧化的退化分支反应链不多，所以氧化反应进行缓慢。燃料氧化存在诱导期，因为原始烃分子受到氧分子的攻击产生最初的自由基，需要足以破坏CH键的活化能，所以最初产生的自由基较少，开始氧化的反应链也就不多，氧化反应速度缓慢。另一方面液体燃料中存在微量的天然抗氧剂。1.2 汽油的安定性 二、汽油的化学组成与其安定性的关系 在常温及液相条件下，汽油中的烷烃、环烷烃、芳香烃均不易发生氧化反应。汽油中的各种不饱和烃容易发生氧化和缩合反应生成胶质，汽油中的各种不饱和烃是导致汽油不安定的主要根源。1.2 汽油的安定性 各种不饱和烃，生成胶质的倾向如下：二烯烃环烯烃链烯烃。在链烯烃中，直链的-烯烃比双键位于中心附近的异构烯烃更不稳定。在二烯烃中，尤以共轭二烯烃、环二烯烃（如环戊二烯）最不安定。二烯烃除本身易生成胶质外，还会促使其它烃类氧化。1.2 汽油的安定性 除不饱和烃外，汽油中的硫酚和硫醇对促进胶质的生成有很大作用。含氮化合物也会导致胶质的生成，这些胶质又是加速新的胶质生成和缩合的引发剂。因而燃料中的残余胶质如不除净，将促进新装燃料中胶质的迅速生成。1.2 汽油的安定性 在各种汽油中，直馏汽油中不含烯烃，其安定性很好。而焦化汽油的安定性最差，原因是焦化汽油中的烯烃尤其是二烯烃含量较高。催化裂化汽油因含有的二烯烃较少，安定性也比较高，加氢精制汽油的安定性最高，因为一些烯烃被加氢饱和，非烃化合物被脱除。1.2 汽油的安定性 三、外界条件对汽油安定性的影响温度温度对汽油的氧化变质有显著的影响。温度升高促进汽油中的烃类分子产生初始自由基，同时也加速了过氧化物的分解，加速了退化分支链反应。因而汽油的诱导期缩短，生成胶质的倾向增大。研究表明，储存温度每升高10，汽油中胶质的生成速度约加快2.42.8倍。1.2 汽油的安定性 金属表面的作用汽油在金属表面的作用下，颜色容易变深，胶质的生成速度加快。常见的各种金属中铜具有最大的催化活性，它使汽油的诱导期降低75%，铁使汽油的诱导期降低30%，锌、铝、锡也能使汽油的诱导期缩短1520%，安定性降低。1.2 汽油的安定性 研究证明，在汽油的氧化过程中金属表面只是对燃料中存在的抗氧剂起消耗或破坏作用，而对纯烃类（包括烯烃）的氧化实际上没有影响。原因可能是抗氧剂被吸附在金属表面，从而限制了抗氧剂对燃料氧化的抑制作用。1.2 汽油的安定性 与空气的接触面积汽油的氧化变质开始于其与空气接触的表面。汽油与空气的接触面积越大，氧化生成胶质的倾向也越大。水分的影响储存中水分对汽油的氧化变质有不良影响，如果汽油中含有水，胶质生成的速度比没有水要快得多。1.2 汽油的安定性 四、评定汽油安定性的指标碘值gI2/100g实际胶质mg/100mL（25mL样品，150热空气）诱导期min（0.7MPa，100，压降2psi）1.2 汽油的安定性 项目汽油汽油诱导期/min270360实际胶质/(mg/100mL)出厂时0.40.4一年后22.04.6二年后32.08.8三年后95.610.4表3-1-4车用汽油诱导期与胶质变化的关系我国车用汽油的诱导期要求不小于480min。1.3 汽油的抗爆性 一、汽油机的正常燃烧与爆震燃烧汽油机的正常燃烧过程燃烧初期在汽油机的压缩过程中，可燃混合气的温度和压力上升很快，汽油开始发生氧化反应并生成一些过氧化物，即焰前反应。当火花塞点火后，在火花附近的混合气温度急剧增加，出现最初的火焰中心。1.3 汽油的抗爆性 燃烧期火焰中心形成之后，火焰的前锋在强烈扰动气流中逐层向未燃混合气推进，未燃混合气因受到已燃混合气的热辐射而导致其温度升高，同时已燃混合气因燃烧膨胀而压缩未燃混合气导致其压力也升高，这样火焰以球面形状向周围扩散，使燃料逐层发火燃烧，直到绝大部分燃料燃尽为止。火焰传播速度为2030m/s，压力变化也比较平缓。1.3 汽油的抗爆性 补燃期由于混合气中燃料与空气的混合和分布不可能完全均匀，所以明显燃烧期以后和膨胀过程中，仍然有少量的未燃气体或燃烧不完全的产物在继续燃烧，直到燃烧结束为止，即为补燃期。汽油机正常燃烧时，发动机工作平稳柔顺，动力和经济性能均较好。1.3 汽油的抗爆性 爆震燃烧爆震现象汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时发动机功率降低，排气管冒黑烟，严重时还会导致机件损坏，又称为敲缸或爆燃。1.3 汽油的抗爆性 爆震是汽油机的一种不正常燃烧，它发生在燃烧过程的后期，随着火焰中心在气缸中的传播，未燃混合气因受到已燃混合气的热辐射和压缩，其温度和压力急剧升高，氧化反应的速度加快，形成大量的过氧化物并急剧分解，以致于在最初的火焰前锋尚未到达之前，未燃混合气的局部温度已超过其自燃点，从而发生爆炸性燃烧。1.3 汽油的抗爆性 在气缸内便出现两个或多个燃烧中心，火焰前锋不再是正常燃烧的逐层推进，而是对立推进，产生爆震波，气缸内局部的温度和压力急剧升高，出现压力的震荡。项目项目正常燃烧正常燃烧爆震燃烧爆震燃烧Tmax，1800200020002500Pmax，Mpa341016火焰传播速度火焰传播速度,m/s2030200023001.3 汽油的抗爆性 爆震燃烧的特征爆震时，火焰中心以100300m/s（轻微爆震）直至8001000m/s（强烈爆震）的速度传播火焰，产生的爆震波以10001500m/s的高速冲击汽缸壁并反射，燃气压力急剧升高，局部压力可达10MPa，气缸内的局部温度高达20002500。1.3 汽油的抗爆性 汽油爆震燃烧的危害爆震燃烧对汽油机的危害极大，超音速的爆震波撞击活塞顶、气缸壁，引起震动，并发出尖锐的金属敲击声，机件磨损增加，甚至烧毁机件。爆震还会导致燃烧不完全而冒黑烟，这是因为燃烧室中局部温度急剧升高，使燃烧产物中（CO和CO2）发生离解析出游离碳，这些游离碳来不及燃烧就被排出气缸。造成燃料的浪费，发动机功率降低。燃料不完全燃烧排放到空气中，造成环境污染。1.3 汽油的抗爆性 汽油爆震燃烧产生的原因汽油爆震燃烧的与燃料的性质有关。在发动机构造已确定的情况下，燃料的自燃点越低，其抗爆性越差，产生爆震的倾向也就越大。汽油爆震燃烧与发动机的构造有关。发动机的压缩比越大，压缩终了时，气缸内的混合气的温度与压力就越高，自燃的倾向也就越大，因而越容易产生爆震。1.3 汽油的抗爆性 二、汽油抗爆性的表示方法汽油的抗爆性是用辛烷值（OctaneNumber，简称ON）来表示，衡量汽油是否易于发生爆震。辛烷值越高，抗爆性越好。1.3 汽油的抗爆性 辛烷值的定义人为规定抗爆性很好的异辛烷（2,2,4三甲基戊烷）的辛烷值为100，抗爆性极差的正庚烷的辛烷值为0，两种物质以不同的体积比混合可得到一系列的标准燃料，标准燃料中异辛烷的体积百分数就是其辛烷值。将待测汽油与一系列辛烷值不同的标准燃料在标准试验用单缸发动机上进行对比，与所测汽油抗爆性相同的标准燃料的辛烷值就是所测汽油的辛烷值。1.3 汽油的抗爆性 车用汽油辛烷值的测定方法车用汽油辛烷值的测定方法主要有两种，即马达法和研究法。所测的辛烷值相应为马达法辛烷值（MON)）和研究法辛烷值（RON）。用研究法测定时，由于发动机的转速和混合气温度与马达法相比都较低，因而所得的RON比MON要高510个单位。MONRON0.810。1.3 汽油的抗爆性 马达法辛烷值测定条件较苛刻，发动机转速为900r/min，进气温度149C。它反映汽车在高速、重负荷条件下行驶的汽油抗爆性。研究法辛烷值测定条件缓和，转速为600r/min，进气为室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。马达法GB/T503-2016研究法GB/T5487-2015标准指定的试验设备为美国制造的ASTM-CFR试验机，为压缩比连续可调的单缸发动机及附属设备（爆震传感器、爆震仪、爆震表）1.3 汽油的抗爆性 道路辛烷值（也称行车辛烷值）。是用汽车进行实测或在全功率试验台上模拟汽车的行车条件而测得的，它介于MON与RON之间。MON和RON的平均值称作抗爆指数（ONI），可近似表示汽车的道路辛烷值，也是衡量车用汽油抗爆性的指标之一。RON和MON的差值称为汽油的敏感性。1.3 汽油的抗爆性 当所测燃料的辛烷值超过100时，在标准燃料的混合物中加入抗爆剂利用外延法可以计算出相应燃料的辛烷值。GB/T18339-2001采用介电常数法原理测定车用汽油的辛烷值。也可用近红外光谱法预测汽油辛烷值。1.3 汽油的抗爆性 三、汽油的抗爆性与其化学组成的关系各种烃类的辛烷值汽油的抗爆性取决于其化学组成。对于同族烃类，其辛烷值随分子量的增加而降低。当分子量相近时，各种烃类辛烷值的大小顺序为：芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃正构烷烃。1.3 汽油的抗爆性 对烷烃而言，异构化程度越高，分子排列越紧凑的异构烷烃的辛烷值越高。对烯烃而言，双键越接近碳链的中间位置，其抗爆性越好；烯烃的异构化程度越高，抗爆性越好。1.3 汽油的抗爆性 对环烷烃而言，环上若带正构烷基侧链，其抗爆性变差，而且正构烷基侧链越长，辛烷值越低；环上若带异构烷基侧链，其抗爆性有所改善。对芳香烃而言，许多芳香烃的辛烷值都大于100，带烷基侧链的芳香烃辛烷值有所降低，侧链越长，其辛烷值越低。1.3 汽油的抗爆性 各种汽油馏分的辛烷值直馏汽油同一种原油的直馏汽油，馏分越轻，其抗爆性越好。不同基属原油的直馏汽油，石蜡基原油汽油馏分的辛烷值最低，环烷基原油汽油馏分的辛烷值最高。直馏汽油的抗爆性达不到车用汽油抗爆性的要求.1.3 汽油的抗爆性 催化裂化汽油催化裂化装置是我国炼油厂中仅次于常减压装置的最重要的原油二次加工装置，催化裂化汽油是我国目前车用汽油的主要来源，由于它含有较多的芳烃、异构烷烃和烯烃，因而其抗爆性较好，RON接近90，90号汽油主要由催化裂化装置生产。1.3 汽油的抗爆性 催化重整及烷基化汽油催化重整汽油因含有较多的芳烃和异构烷烃，因而其RON可达90以上。烷基化汽油的主要组分是异辛烷，因而其抗爆性很好，RON可达9396。催化重整汽油和烷基化汽油都是高辛烷值汽油的调合组分。催化重整装置的原料（石脑油馏分）较少，催化重整汽油在我国车用汽油中所占的比例较低。烷基化汽油在我国车用汽油中所占的比例更低。1.3 汽油的抗爆性 焦化汽油延迟焦化汽油含有较多的烯烃和二烯烃，溴价为4060gBr/100g，其安定性相当差，MON为60左右，抗爆性不好。一般需经过加氢精制，除去其中含氮、含硫化合物及二烯烃，才可用作车用汽油调和组分或作为石油化工原料（轻油）生产乙烯。1.3 汽油的抗爆性 四、汽油机的压缩比与爆震燃烧的关系压缩比越大，压缩终了时的混合气的温度和压力越高，产生爆震的倾向越大。汽油机的压缩比越大，所需汽油的辛烷值就越高。一般来讲，发动机压缩比增加1个单位，相当于增加进气压力150200mmHg，或相当于提高进气温度3040，这种情况相当于需要提高汽油的辛烷值68个单位。1.3 汽油的抗爆性 压缩比越高，汽油机的热效率越高，耗油量越低。提高发动机的压缩比可以提高气缸内燃气的爆发压力，也就提高了发动机的功率，同时燃料的消耗率也可以降低。提高汽油机的压缩比是今后汽车的发展方向是，汽车的发展对于汽油的要求就是提高汽油的辛烷值。1.4 汽油的牌号 汽油按其用途分为车用汽油和航空汽油，各种汽油均按辛烷值划分牌号。中国车用汽油的牌号根据GB17930-2011，按辛烷值（RON）分为90#、93#、97#三个牌号，分别适用于压缩比不同的各型汽油机。1.4 汽油的牌号 1.4 汽油的牌号 车用乙醇汽油（E10）（GB18351-2015）国新标准：（1）汽油牌号由90#、93#、97#分别调整为89#、92#、95#。（2）硫含量的限定值由50mg/kg降为10mg/kg。（3）锰含量的限定值由0.008g/L降为0.002g/L。（4）烯烃含量(体积分数)的限定值由28%降为24%。（5）冬季蒸气压下限由42kPa提高到45kPa，夏季蒸气压上限由68kPa降低为65kPa。（6）增加了密度指标。1.5 汽油抗爆添加剂 抗爆剂一般分为有灰和无灰两类，添加抗爆剂是汽油提高辛烷值的重要手段。一、有灰添加剂甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）是目前国内外使用量最大的金属类抗爆剂，最初是作为四乙基铅的辅助成分，但其抗爆效率要远高于四乙基铅。对比MMT与MTBE的抗爆效率，9mg/L的MMT与5%(v)的MTBE相当。1.5 汽油抗爆添加剂 MMT的抗爆机理与四乙基铅相似，主要是通过破坏燃烧的直链反应，破坏发动机运转过程中产生的过氧化物，使其在汽缸中的浓度降低，阻碍了自动着火。从汽油指标上看，其诱导期延长，汽油辛烷值增加。1.5 汽油抗爆添加剂 MMT的使用对发动机性能和寿命有影响，汽车尾气排放的锰对环境可能造成危害，美国石油厂商对MMT的使用量不大，2011年欧盟对汽油中锰的限制为6mg/L。金属抗爆剂除锰基化合物外，还有铁基化合物（如二茂铁）等。1.5 汽油抗爆添加剂 二、无灰添加剂常见的非金属抗爆剂主要有醚类、醇类等。非金属类抗爆剂通过将不饱和烃在速燃期变成环氧化合物，降低多个火焰中心的生成概率，减弱了向未燃区传递活性中心，增强油品的抗爆性能。此外，非金属抗爆剂中的环氧化合物自身在燃烧过程中添加了氧原子，使得燃烧更为彻底。在经济性上，由于其添加量较金属类抗爆剂较大，成本高，通常是两者混合使用。1.5 汽油抗爆添加剂 醚类添加剂研究表明，增加汽油中的含氧量，可以减少CO和有毒烃类化合物如苯的排放，主要原因在于氧化物的存在使汽油的燃烧更加完全，但是可能会增加NOx和醛类的排放量，另外醚类的价格高于汽油。汽油中添加的醚类主要是甲基叔丁基醚（MTBE），另外还有甲基叔戊基醚（TAME）和乙基叔丁基醚（ETBE）。1.5 汽油抗爆添加剂 醇类添加剂除了使用醚类氧化物作为汽油的调合组分外，醇类也是高辛烷值汽油的调合组分和汽油的替代燃料。由于毒性的原因，甲醇和叔丁醇目前应用范围已经逐渐缩小。乙醇毒性低，辛烷值高，是广泛使用的汽油添加组分。1.5 汽油抗爆添加剂 乙醇汽油存在腐蚀性、油耗增加、油品分层等问题，热值是常规车用汽油的60%；汽化潜热大影响混合气的形成及燃烧速度，导致汽车动力性，经济型，及冷启动性的下降，不利于汽车的加速性；燃烧过程中会产生乙酸，对汽车金属特别是铜有腐蚀作用。乙醇含量超过15%时，必须添加有效的腐蚀抑制剂。我国车用乙醇汽油加注字母“E”标注，含有乙醇910.5%(v)。1.5 汽油抗爆添加剂 除醚类和醇类外，还有酯类和苯胺类等。碳酸二甲酯毒性很低，研究法率烷值在101116之间，其马达法辛烷值稍低，添加在直馏汽油、催化汽油中对汽油馏程及蒸汽压影响不大。N-甲基苯胺的抗爆效果较好，能使混合气的点火极限范围加宽。汽油中N-甲基苯胺加入量0.55%(v)，由于汽油组成等性质差异RON可提高1.715个单位。其最大的弊端是会降低汽油的燃烧速度，N-甲基苯胺为高毒化合物。目录第一节 汽油第二节 柴油第三节 喷气燃料第四节 燃气和燃料油2.1 柴油机对燃料的使用要求 柴油机（RudolfDiesel）和汽油机的工作循环是一样的，都包括进气、压缩、膨胀做功、排气四个过程，但二者的工作过程存在本质的区别。柴油机要求燃料：具有良好的自燃性能、良好的蒸发性能、适当的粘度和良好的低温性能、安定性好、对发动机没有腐蚀作用等。2.2 柴油的自然性 2.1 柴油机对燃料的使用要求 项目柴油机柴油机汽油机压缩比1622812压缩终了温度/500700300450压缩终了压力/MPa350.71.5启燃方式自燃电火花点燃压缩的气体空气油气混合气燃烧气体的最高温度/1500200020002500燃烧气体的最高压力/MPa51234相同功率下的相对油耗/%7080100表3-2-1柴油机与汽油机工作过程的比较2.2 柴油的自然性 柴油的自燃性好是指柴油喷入燃烧室内与高温空气形成均匀的可燃混合气之后，能在较短的时间内发火自燃发火自燃并正常完全燃烧。一、柴油机的燃烧过程从喷油开始到全部燃烧为止，将柴油在柴油机内的燃烧过程分为四个阶段。2.2 柴油的自然性 滞燃期（发火延迟期）指从喷油开始到混合气开始着火，只有13毫秒。滞燃期内，柴油喷入气缸后进行雾化、升温、蒸发、扩散、并与空气混合而形成可燃性混合气。同时，柴油受热后开始进行燃烧前的氧化链反应，生成一些过氧化物。过氧化物达到一定浓度便自燃发火。2.2 柴油的自然性 滞燃期时间虽短，但对发动机的工作有决定性的影响，因为在这一时期结束后，气缸内已积累了一定量的柴油，而且经历了不同程度的物理和化学准备，一旦发火，燃烧极为迅速。如果滞燃期过长，发火前喷入的柴油多，自燃开始后大量的柴油在气缸内同时燃烧，导致气缸内的温度与压力急剧升高，造成发动机工作粗暴，严重时还会敲缸。2.2 柴油的自然性 缩短滞燃期有利于改善柴油机的燃烧性能。这就要求柴油具有较低的自燃点，发动机具有较高的压缩比及较高的进气温度等。另外减小喷雾颗粒直径，改善雾化条件，也有助于缩短滞燃期。2.2 柴油的自然性 急燃期（速燃期）指柴油开始燃烧到气缸内的压力不再急剧升高段。燃料发火后，不仅气缸内积累的燃料迅速燃烧，而且喷入的燃料也迅速参与燃烧。因此柴油开始燃烧后，其燃烧速度极快，单位时间内放出的热量很多，气缸内的温度与压力上升很快。2.2 柴油的自然性 压力升高速率的大小对于发动机的工作影响很大。如果压力升高速率太大，发动机工作就会出现粗暴现象，严重时气缸内会发出金属敲击声（敲缸）。急燃期中压力升高的速率取决于柴油滞燃期的长短。滞燃期短，压力上升平稳，发动机工作柔和；滞燃期长，压力急剧升高，发动机工作粗暴。2.2 柴油的自然性 缓燃期（主燃期）指气缸内压力不再急剧升高到压力开始迅速下降（通常也即喷油终止）的这段时间。缓燃期是燃烧过程的主要阶段，约有5060%的燃料是在这段时期内燃烧的。这个时期的特点是气缸内压力变化不大（维持最高压力），在后期还稍有下降。温度的最高值一般在压力达到最高值之后出现。Tmax=2000，Pmax=512MPa。2.2 柴油的自然性 在缓燃期，由于压力和温度都很高，这时喷入的燃料的发火延迟期大大缩短，几乎是随喷随着火。柴油在柴油机中燃烧时应保证在缓燃期内燃烧掉大部分，从而取得较大的功率和较高的效率。因而在此阶段应努力改善柴油与空气的混合程度，采用过量的空气，以提高燃料的燃烧速度，使燃烧反应趋于完全，以释放出最大的热量。2.2 柴油的自然性 后燃期指压力迅速降低到燃烧结束的这段时期，是燃烧的最后阶段。在后燃期，喷油虽已停止，但气缸内尚有未燃烧完的燃料仍在继续燃烧，此时的燃烧是在膨胀过程中完成的，因而压力和温度都在逐渐下降。应尽量缩短后燃期，避免过多的燃料在膨胀过程中燃烧。因为这样会使排气温度升高，通过气缸壁损失的热量增加，燃料热能的利用效率降低。2.2 柴油的自然性 柴油与汽油燃烧过程的比较汽油与柴油的启燃方式不同，汽油是靠火花塞点燃，而柴油是本身的氧化自燃。要求汽油的自燃点高，难于自燃；要求汽油的自燃点高，难于自燃；而要求而要求柴油的自燃点要低，容易自燃。柴油的自燃点要低，容易自燃。2.2 柴油的自然性 汽油机爆震与柴油机工作粗暴也有区别，即发生敲缸的时间不一样。汽油的爆震燃烧是在火焰传播过程中，即在燃烧的后期；而柴油的粗暴燃烧发生在燃烧的初期（即急燃期）。2.2 柴油的自然性 2.2 柴油的自然性 项目汽油机柴油机爆震现象敲缸，冒黑烟，功率降低，油耗增加。敲缸，冒黑烟，功率降低，油耗增加。爆震时间燃烧的中后期（火焰传播过程中）。燃烧的初期（滞燃期和急燃期）。爆震原因自燃点太低，着火前过氧化物浓度高。自燃点太高，发火性能差，滞燃期过长。压缩比的影响压缩比大时容易产生爆震。压缩比小时容易产生工作粗暴。表3-2-2汽油机与柴油机工作粗暴性的比较2.2 柴油的自然性 二、柴油的十六烷值（简称CN）十六烷值是衡量柴油在压燃式发动机中发火性能的指标。十六烷值高，自燃点低，滞燃期短，燃料的发火性能好，燃烧完全，发动机工作平稳。十六烷值低，自燃点高，滞燃期长，燃料发火燃烧困难，发动机工作粗暴。2.2 柴油的自然性 但十六烷值过高（超过6570），自燃点很低，燃烧过程中形成的过氧化物太多，自燃速度极快，会造成后燃期长，燃料来不及燃烧就随废气排出，产生少量黑烟，油耗增多。因而各种不同压缩比、不同结构和运行条件的柴油机使用的柴油，各有其适宜的十六烷值范围，过高或过低的十六烷值都是不合适的。2.2 柴油的自然性 为了保证柴油有良好的自燃性，高速柴油机所用的燃料的十六烷值在4550之间为宜。当柴油的十六烷值高于50后，再继续提高对缩短滞燃期作用已不大。中国石油产品标准GB252-2011规定普通柴油的十六烷值不低于45。2.2 柴油的自然性 CN测定柴油的十六烷值也是在标准的单缸试验机（四冲程、可变压缩比、间接喷射柴油发动机）上测定的。人为规定正十六烷的CN为100，而-甲基萘的CN为0。将这两种标准燃料按不同的体积比混合，即可配成不同十六烷值的标准燃料，其正十六烷的体积百分数即表示该标准燃料的十六烷值。2.2 柴油的自然性 把待测燃料与标准燃料进行比较，与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。和汽油的辛烷值相似，也可采用介电常数法或近红外光谱法（NIR）预测柴油的十六烷值，经济、快速，特别适合在线测试。2.2 柴油的自然性 十六烷值的经验计算在没有条件直接测定柴油十六烷值的情况下，可用经验公式从柴油的理化性质来关联其燃烧性能。柴油指数（简称DI）式中：A柴油的苯胺点，。2.2 柴油的自然性 同一柴油的柴油指数与十六烷值并不相等，但二者的数值比较接近。从上述公式可以看到，柴油的苯胺点越低，表明柴油中的芳烃含量越高，而烷烃含量越低，因而其柴油指数就越低。相对密度越大，芳烃含量越高，柴油指数越低。2.2 柴油的自然性 十六烷指数（简称CI）式中：t50为柴油50%的馏出温度()20为柴油20的密度(g/cm3)。同一柴油的十六烷指数一般与十六烷值比较接近。2.2 柴油的自然性 十六烷值经验式 上式为柴油的相对密度与十六烷值的关联式，其平均偏差为3.5。2.2 柴油的自然性 三、柴油十六烷值与其化学组成的关系柴油的十六烷值取决于它的化学组成。正构烷烃的十六烷值最高，并且CN随着碳数的增加而增加；相同碳数的异构烷烃的CN小于正构烷烃的CN；分子量相同的异构烷烃的分支越多，其CN越低。2.2 柴油的自然性 正构烯烃也具有较高的CN，其CN稍低于正构烷烃；分子量相同的异构烯烃的分支越多，其CN也越低。环烷烃的CN稍低于同碳数的正构烷烃和烯烃；带侧链的环烷烃其CN更低。无侧链或短侧链的芳烃的CN最低；环数越多或侧链越短的芳烃，CN越低。2.2 柴油的自然性 各种烃类十六烷值的不同，主要是反映其自燃性质的差别。正构烷烃的十六烷值高是由于其自然点低。芳香烃的十六烷值低是由于其自然点高。2.2 柴油的自然性 石蜡基原油的直馏柴油馏分中烷烃含量比较高，其十六烷值接近70。环烷基原油的直馏柴油馏分中芳烃含量较高，其十六烷值低。直馏柴油、加氢裂化柴油的十六烷值较高。催化柴油因含有较多的芳烃，其十六烷值较低。2.2 柴油的自然性 碳数相同的烃类：辛烷值大小顺序为：芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃正构烷烃。十六烷值的大小顺序为：正构烷烃正构烯烃异构烷烃和异构烯烃环烷烃芳香烃。2.2 柴油的自然性 由同一种生产工艺得到的汽油与柴油，如果汽油的辛烷值高，那么其柴油的十六烷值必定低，而汽油辛烷值低时，其十六烷值就高。催化裂化汽油的辛烷值较高，而柴油的十六烷值较低，加氢裂化汽油的辛烷值较低，而柴油的十六烷值较高。2.2 柴油的自然性 四、十六烷值改进剂在柴油中添加CN改进剂，成本低、工艺简单，可以有效改进柴油的发火燃烧性能。例如在柴油中添加0.1%(m)的2-乙基己基硝酸酯（EHN），柴油CN可以提高5个单位，NOx排放量降低3%，微粒状物质排放降低4%，CO降低5%。2.2 柴油的自然性 CN改进剂主要有含氮和含氧两大类。含氮类主要有：硝酸酯类（硝酸环己酯）、硝基烯烃类（2-硝基-2-己烯）、亚硝酸酯类（十二醇聚氧乙烯醚亚硝酸酯）、叠氮化合物类（乙基叠氮苯）、偶氮化合物类（偶氮丙烷）、重氮化合物类（重氮苯醌）、其他含氮化合物类（油酸二乙基胺）；2.2 柴油的自然性 含氧类主要有：过氧化物类（与硝酸酯配合使用的二叔丁基过氧烷）、酯类（草酸二异戊酯）、醚类（二甲氧基乙烷）等。除了上述改进剂外，金属有机化合物二茂铁也可以用作CN改进剂使用，二茂铁在汽油中使用有限制，但在柴油中可以使用，同时有促燃、减少排烟等作用。2.2 柴油的自然性 由于燃料组成的复杂性和燃料自燃反应历程的复杂性，迄今为止，对于十六烷值改进剂的作用机理并不明确，根据现有的研究，可以分为放热机理和自由基机理。放热机理：十六烷值改进剂在滞燃期发生氧化反应放热，提高燃料的加热速率影响燃烧。自由基机理：这种作用与在滞燃期经过热分解得到的自由基数目密切相关。2.3 柴油的蒸发性 一、柴油的蒸发性对柴油机工作的影响柴油在柴油机气缸中发火和燃烧都是在气态下进行的，因而必须先汽化并与空气形成可燃混合气后，才能使柴油机启动和正常工作。所以柴油的滞燃期不单是取决于其十六烷值，同时还受其蒸发性的影响。2.3 柴油的蒸发性 柴油机内可燃混合气形成的速度主要由柴油的蒸发速度决定，而柴油蒸发速度的快慢，又由燃烧室内空气温度的高低和柴油馏分的轻重所决定。温度越高，轻馏分越多，则蒸发速度越快。柴油机的转速越快，它的每一工作循环的时间越短，要求柴油的蒸发速度越快，所用的馏分也就应该越轻。2.3 柴油的蒸发性 如柴油的馏分过重，则蒸发速度太慢，从而使燃烧不完全，导致功率下降、油耗增大，以及由于润滑油被稀释而磨损加重等。若柴油的馏分过轻，则由于蒸发速度太快而使发动机气缸压力急剧上升，也会导致柴油机的工作不稳定。2.3 柴油的蒸发性 由于柴油机可燃混合气的形成与气缸内的空气运动有关，所以，不同类型燃烧室的柴油机对柴油蒸发性能的要求也有所差异。由于对柴油需求的日益增多，为了多产柴油，其馏程趋向于放宽。中国轻柴油的馏程一般控制在180380范围内。2.3 柴油的蒸发性 二、评定柴油蒸发性能的指标馏程柴油馏程的主要技术要求是50%和90%馏出温度。50%馏出温度50%馏出温度越低，柴油中的轻馏分越多，柴油机易于启动。中国国家标准规定轻柴油的50%馏出温度不高于300。柴油中小于300馏分的含量对耗油量的影响很大，小于300馏分含量越高，则耗油量越小。2.3 柴油的蒸发性 90%及95%馏出温度90%馏出温度及95%馏出温度越低，说明柴油中的重馏分越少，燃烧越完全。中国国家标准规定轻柴油的90%馏出温度不高于355，95%馏出温度不高于365。2.3 柴油的蒸发性 闭口闪点为了控制柴油的蒸发性不致过强，国家标准中规定了各种牌号柴油的闭口杯法闪点，要求35号及50号轻柴油的闪点不低于45外，其余各牌号柴油的闪点均要求不低于55。从储存和运输来看，馏分过轻的柴油不仅蒸发损失大，而且也不安全。2.4 柴油的流动性 1.粘度柴油的粘度对柴油机供油量的大小以及雾化的好坏有密切的关系。柴油的粘度过小，高压油泵的柱塞和泵筒之间的间隙中回流，因而会使喷入气缸的燃料减少，造成发动机功率下降。同时，柴油的粘度越小，雾化后液滴直径就越小，喷出的油流射程也越短，因而不能与气缸中全部空气均匀混合，会造成燃烧不完全。2.4 柴油的流动性 柴油的粘度过大会造成供油困难，同时，喷出的油滴的直径过大，油流的射程过长，使油滴的有效蒸发面积减小，蒸发速度减慢，这样也会使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗量增大。2.4 柴油的流动性 在柴油的质量标准中对各种牌号柴油都规定了允许的粘度范围。柴油的粘度大小与柴油的化学组成有关。一般含烷烃较多的石蜡基原油的柴油粘度较小，而环烷基原油的柴油粘度较大。2.4 柴油的流动性 二、低温流动性 柴油在低温下的流动性能，不仅关系到柴油机燃料供给系统在低温下能否正常供油，而且与柴油在低温下的储存、运输等作业能否正常进行有密切的关系。柴油的低温流动性与其化学组成有关，其中正构烷烃的含量越高，则低温流动性越差。中国评定柴油低温流动性能的指标为凝点（或倾点）和冷滤点。2.4 柴油的流动性 冷滤点是指油品通过过滤器的流量每分钟不足20mL时的最高温度。由于冷滤点测定的条件近似于使用条件，所以可以用来粗略地判断柴油可能使用的最低温度。冷滤点高低与柴油的低温粘度和含蜡量有关。低温下的粘度大或出现的蜡结晶多，都会使柴油的冷滤点升高。滤网直径：15mm；网孔45m（330目）；铜丝直径32m。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 一、柴油的安定性柴油的安定性一般是用总不溶物和10%蒸余物残炭来评定的。安定性差的柴油在储存中颜色容易变深，甚至产生沉淀，严重时会造成喷油嘴和滤清器堵塞等，并导致气缸中沉积物增加、磨损加剧。10%蒸余物残炭可在一定程度上大致反映柴油在喷油嘴和气缸零件上形成积炭的倾向。我国车用柴油的质量标准中规定总不溶物不能大于2.5mg/100mL，10%蒸余物残炭不大于0.3%。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 总不溶物是评价轻柴油固有安定性的指标。固有安定性是在没有水、活性金属表面及污物存在的情况下，试样暴露于大气中地抗氧化能力。总不溶物包括黏附性不溶物和可过滤不溶物两部分。黏附性不溶物是试验条件下，试样在氧化过程中产生的，黏附在氧化壁管上，且不溶于异辛烷的物质。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 可过滤不溶物：是试验条件下，试样在氧化过程中产生的能过滤分离出来的物质，它包括氧化后在试样中悬浮的物质和在管壁上易于用异辛烷洗涤下来的物质。通过测定总不溶物来说明柴油的安定性和在发动机进油系统中生成沉积物的多少。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 烷烃、环烷烃及单环芳烃的安定性较好；烯烃、二烯烃、多环芳烃、环烷芳香混合烃、含硫化合物、含氮化合物安定性较差，它们都属于不安定组分；多环芳烃及非烃类是引起柴油热安定性不良的主要原因，它们能使柴油中沉积物的数量显著增加。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 二、柴油的腐蚀性柴油中含硫化合物对发动机的工作寿命影响很大，所有的含硫化合物在气缸内燃烧后都生成SO2和SO3，这些氧化硫不仅会严重腐蚀高温区的零部件，而且还会与气缸壁上的润滑油起反应，加速漆膜和积炭的形成。我国轻柴油的质量标准中规定含硫量不大于0.035%。为防止腐蚀，在质量标准中还要求柴油的酸度不大于7mgKOH/100mL。2.5 柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 三、柴油的洁净度影响柴油洁净度的物质主要是水分和机械杂质。精制良好的柴油一般不含水分和机械杂质，但在储存、运输和加注过程中都有可能混入。柴油中如有较多的水分，在燃烧时将降低柴油的发热值，在低温下会结冰，从而使柴油机的燃料供给系统堵塞。而机械杂质的存在除了会引起油路堵塞外，还可能加剧喷油泵和喷油器中精密零件的磨损。2.6 柴油的品种和牌号 中国的柴油分为轻柴油（普通柴油）和重柴油。轻柴油适用于高速柴油机，重柴油适用于低速和中速柴油机。普通柴油按其凝点分为10号、5号、0号、10号、20号、35号、50号七个牌号。重柴油按50的运动粘度分为10、20、30三个牌号。2.6 柴油的品种和牌号 由石蜡基原油和含蜡较多的中间基原油通过常减压蒸馏、采用不同的切割方案，可直接生产10号、0号和10号轻柴油以及各牌号重柴油。35号和50号轻柴油可由含蜡比较少的中间基原油和环烷基原油来生产。2.6 柴油的品种和牌号 重质原油的轻质油收率较低，因而直馏柴油的收率较低，因而催化裂化柴油在成品油中占有相当大的比重。催化裂化柴油中含芳香烃和烯烃较多，一般十六烷值较低，安定性也较差，需与直馏柴油调合或经加氢精制才能合格。2.6 柴油的品种和牌号 降低柴油的硫含量，限制柴油中多环芳香烃和总芳香烃的含量，是柴油清洁化发展的方向。柴油中的硫在尾气中会变成硫酸盐微粒，容易引起人体呼吸系统疾病。柴油中的硫容易使尾气转化器的催化剂中毒，使其功能大幅度降低。柴油中的芳香烃是直接造成柴油车尾气排放物中氮氧化物和颗粒物浓度较高的原因之一。目录第一节 汽油第二节 柴油第三节 喷气燃料第四节 燃气和燃料油3.1 喷气燃料的燃烧性能 喷气燃料（航空煤油）的燃烧性能良好，是指它的热值较高，燃烧稳定，不因工作条件变化而熄火，一旦高空熄火后能容易再起动，燃烧完全，产生的积炭少。3.1 喷气燃料的燃烧性能 喷气发动机喷气发动机柴油机、汽油机柴油机、汽油机供油方式供油方式连续供油连续供油供油具有周期性供油具有周期性燃烧方式燃烧方式连续燃烧连续燃烧燃烧具有周期性燃烧具有周期性燃烧空间燃烧空间敞开的高速气流敞开的高速气流密闭的气缸中密闭的气缸中喷气发动机与活塞式发动机的区别喷气发动机与活塞式发动机的区别 3.1 喷气燃料的燃烧性能 一、燃料的起动性、燃烧稳定性及燃烧完全度燃料起动性喷气燃料不仅应保证发动机在严寒冬季能迅速启动，而且在高空一旦熄火后能迅速再点燃，恢复正常燃烧，保证飞行安全。要保证喷气发动机在高空低温下再次启动，必须要求燃料能在0.010.02MPa和55的条件下能与空气形成可燃性混合气并能顺利点燃并稳定地燃烧。3.1 喷气燃料的燃烧性能 喷气燃料的轻组分含量高，其蒸发性好，在低温下容易形成可燃性混合气，发动机易于起动。轻质组分对发动机起动性的影响可用喷气燃料的10%馏出温度来表示。GB6573要求3#航煤的10%馏出温度不高于205。喷气燃料具有合适的低温粘度，能保证在低温启动时必要的雾化程度。要求喷气燃料在40时的粘度不大于610mm2/s。3.1 喷气燃料的燃烧性能 燃烧稳定性要求燃料在喷气发动机中连续而稳定地燃烧，如果燃烧不稳定，不仅会导致发动机功率降低，严重时还会熄火，酿成事故。燃料燃烧的稳定性除与发动机燃烧室的结构与操作条件有关外，还和燃料的烃类组成与馏分的轻重有密切关系。3.1 喷气燃料的燃烧性能 正构烷烃与环烷烃的燃烧极限比芳香烃宽，特别是在低温下更加明显。所以从燃烧稳定性角度看，烷烃与环烷烃是较理想的组分，特别是正构烷烃，它的燃烧极限较宽，使发动机在高空中不易熄火。芳香烃的燃烧极限较窄，容易熄火，是喷气燃料的非理想组分。3.1 喷气燃料的燃烧性能 如果馏分太轻，燃烧极限就太窄，也很容易熄火。此外，燃料的粘度较大时，雾化质量下降，燃烧的稳定性也随之降低。因此，喷气燃料一般选用燃烧极限较宽、燃烧比较稳定的煤油馏分。3.1 喷气燃料的燃烧性能 燃烧的完全度喷气燃料首先要求易于起动和燃烧稳定，其次是要求燃烧完全。所谓燃烧完全度是指单位质量的燃料燃烧时实际放出的热量占燃料净热值的百分率。燃烧完全度直接影响飞机的动力性能、航程远近和经济性。3.1 喷气燃料的燃烧性能 燃料燃烧的完全度一方面受进气压力、进气温度和飞行高度等工作条件的影响。另一方面也受燃料的粘度、蒸发性和化学组成的影响。3.1 喷气燃料的燃烧性能 粘度 燃料的粘度与其雾化的质量有直接联系。燃料的雾化程度越好，越能加快可燃混合气的形成，因而也就加快了燃烧速度，有利于燃烧的稳定和完全。如果粘度过大，则会雾化不良，燃烧完全度降低。粘度较小的燃料一般燃烧完全度较高，但也不能太小，否则会因射程太短而引起燃烧室局部过热。3.1 喷气燃料的燃烧性能 蒸发性燃料的蒸发性对燃烧完全度的影响也较大。在地面工作条件下，蒸发性相差较大的喷气燃料，其燃烧完全度均接近100%，而在高空条件下，蒸发性较高的燃料具有较好的燃烧完全度。馏分较轻、蒸发性较好的喷气燃料，能较快地与空气形成可燃混合气，燃烧完全度较高。馏分过重的燃料不易蒸发，形成可燃混合气的速度慢，其燃烧完全度也就较低。因此喷气燃料的终馏点控制在300以下。3.1 喷气燃料的燃烧性能 化学组成在不良的工作条件下，烷烃燃烧比较完全，环烷烃较差，而芳香烃最差。燃料中芳烃含量越高，其燃烧完全度越差。这是在喷气燃料中限制芳烃含量的重要原因之一。具体来说，各种烃类的燃烧完全度的顺序如下：正构烷烃异构烷烃单环环烷烃双环环烷烃单环芳烃双环芳烃。3.1 喷气燃料的燃烧性能 进气压力燃烧室进口处压力大于0.13MPa时，压力的变化对燃烧完全度无显著影响，而当压力低于0.1MPa时，燃烧完全度便显著降低，因为进气压力降低后，气流的紊流强度减弱，导致燃料的雾化分布质量及燃烧速度下降。进气温度进气温度高，燃料的燃烧效率也高，反之则低。3.1 喷气燃料的燃烧性能 二、喷气燃料生成积炭的倾向 喷气燃料在燃烧过程中会产生碳质微粒，积聚在喷嘴、火焰筒壁上形成积炭。喷嘴上的积炭会恶化燃料的雾化质量，使燃烧过程变坏，进一步使积炭增多。积炭附着在火焰筒壁上，会使其受热不均而变形，甚至产生裂纹。此外，火焰筒壁上剥落的积炭，会擦伤涡轮叶片。3.1 喷气燃料的燃烧性能 喷气燃料燃烧时生成积炭的倾向除了与燃烧室的结构、发动机的工作条件有关外，还与燃料的化学组成及蒸发性密切相关。燃料的蒸发性低，在燃烧过程中处于液态的时间较长，其在高温下裂解的倾向增加，因而容易生成积炭。化学组成对生成积炭的影响最大。3.1 喷气燃料的燃烧性能 喷气燃料中的芳烃尤其是双环芳烃最容易生成积炭，而烷烃生成的积炭最少。因此在喷气燃料的质量标准中除限制芳烃含量外，同时还规定萘系芳烃的含量不大于3v%。H/C原子比较低的萘系芳烃燃烧时生成的积炭最多。在喷气燃料技术标准中，表征积炭倾向的指标除萘系芳烃的含量外，还有烟点和辉光值两个指标，三个指标可任选其一。3.1 喷气燃料的燃烧性能 烟点烟点又称无烟火焰高度，是指样品在一标准灯具内，在规定的条件下作点灯试验所能达到的无烟火焰的最大高度，单位为mm。燃料的烟点与其芳烃含量有关，燃料中的芳烃含量越高，其烟点越低，即表明生成的积炭也越多。中国喷气燃料要求烟点不小于25mm。3.1 喷气燃料的燃烧性能 辉光值（简称LN）由于喷气燃料中含有芳香烃（特别是萘系），因不完全燃烧而生成炽热而又光亮的碳微粒，会出现光亮的火焰，热辐射加强。在相当于四氢萘烟点时的火焰辐射强度下，将试验燃料与两个标准燃料分别在灯中燃烧，比较它们火焰的温度升高值。人为规定四氢萘的LN=0，而异辛烷的LN=100。3.1 喷气燃料的燃烧性能 生碳性强的燃料，达到同样辐射强度的火焰温升小，辉光值也小。燃料的辉光值越高，表示燃料的燃烧性能越好，燃烧越完全，生成积炭的倾向越小。相同碳数的烃类，烷烃的辉光值最大，芳香烃的辉光值最小，环烷烃居中。中国规定喷气燃料的辉光值不小于45。3.1 喷气燃料的燃烧性能 3.热值和密度 对于喷气燃料，不仅要求有较高的重量热值，而且也要求有较高的体积热值。重量热值越大，发动机的推力越大，耗油率越低。由于油箱的容积有限，体积热值越大，飞机航程越远。3.1 喷气燃料的燃烧性能 氢的重量热值比碳大得多，因而H/C原子比越高的烃类，其重量热值越大。碳数相同时，烷烃的H/C原子比最大，其重量热值最大。芳烃的H/C原子比最小，其重量热值最小。环烷烃居中。碳数相同时，芳香烃的密度最大，因而它的体积热值最大，而烷烃体积热值最小。兼顾重量热值和体积热值，喷气燃料的理想组分是环烷烃。3.2 喷气燃料的安定性 一、储存安定性喷气燃料储存过程中容易变化的质量指标有胶质、酸度及颜色等。胶质和酸度增加的原因是燃料中含有不安定成分，如含有较多的烯烃、带不饱和侧链的芳烃及非烃化合物等。储存温度、与空气及金属表面接触、水分的存在等都能促进喷气燃料的氧化变质，使其胶质增多、酸度增加、颜色变深。3.2 喷气燃料的安定性 二、热安定性当飞行速度超过音速后，由于与空气摩擦生热，油箱内燃料的温度可达100。在较高温度下，燃料中不安定组分更容易氧化而生成胶质和沉积物，沉积物会堵塞滤网和喷嘴，导致燃烧不完全。因此要求喷气燃料要具有良好的热安定性。喷气燃料的热安定性与其化学组成有密切关系。燃料中饱和烃较少生成沉积物，而芳香烃、胶质和含硫化合物都会使沉积物的生成量显著增加。3.3 喷气燃料的低温性能 在飞机燃料系统中，喷气燃料在低温下能否顺利泵送和过滤的性能称为低温性能。即不能因为产生烃类结晶体或所含水分结冰而堵塞过滤器，影响供油。喷气燃料的低温性能用结晶点或冰点来表示。对喷气燃料低温性能的要求，决定于地面的最低温度和高空油箱内燃料可能达到的最低温度。我国1号和2号喷气燃料的结晶点相应要求不高于60和50，3号喷气燃料的冰点不高于47。3.3 喷气燃料的低温性能 燃料的低温性能与其烃类组成有关。分子量较大的正构烷烃及某些芳香烃的结晶点较高，而环烷烃和烯烃的结晶点较低；在同族烃中，结晶点大多随其分子量的增大而升高。燃料中含有的微量水分在低温下形成冰晶。不同的烃类对水的溶解度是不同的，在相同的温度下，芳香烃特别是苯对水的溶解度最高。从降低燃料对水的溶解度的角度来看，也要限制芳烃的含量。3.3 喷气燃料的低温性能 喷气燃料在高空低温下，为防止其中的溶解水形成冰晶，需要加入防冰剂，防冰剂一般为醇类及醇醚类化合物，它们可以增加燃料对水的溶解能力，同时在燃料中与水形成低结晶点的溶液，防止冰晶的析出，并能溶解已形成的冰晶，以保证飞机燃料管路系统正常工作。用作防冰剂的乙二醇单甲醚，乙二醇乙醚，二乙二醇甲醚等醇醚类化合物，以及异丙醇，乙二醇，三甘醇等醇类化合物。我国最早使用的是乙二醇甲醚（T1301）。3.4 喷气燃料的腐蚀性 喷气燃料的腐蚀性主要是指对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀。对金属材料有腐蚀作用的主要是燃料中的含氧、含硫化合物和水分。喷气燃料的质量标准中除酸度、含硫量、铜片腐蚀等指标外，增加了银片腐蚀试验。因为喷气发动机的高压燃油泵一般都采用镀银机件，而银对硫化物的腐蚀极为敏感。3.5 喷气燃料的洁净度 喷气发动机燃料系统机件的精密度很高，燃料的洁净度影响飞行安全。引起燃料脏污的物质主要是水、固体杂质、表面活性物质以及细菌等。喷气燃料中的水除增加腐蚀，影响低温性能外，还会破坏燃料的润滑性，促使絮状物的生成和微生物的滋长。3.5 喷气燃料的洁净度 喷气燃料中的固体杂质主是尘沙和腐蚀产生的Fe3O4，对燃料系统中的喷油嘴和高压油泵等精密部件危害很大。燃料中的表面活性物质会增强油水乳化，使油中的水不易分离，同时，表面活性物质会使一些细微的杂质聚集在滤网上，使过滤器的使用周期下降80%。喷气燃料中的细菌会加速油料容器的腐蚀，大量的细菌还会堵塞过滤器。3.6 喷气燃料的起电性 喷气发动机的耗油量很大，机场往往采用高速加油。在泵送燃料时，燃料与管壁、阀门、过滤器等剧烈摩擦，就会产生和积累大量的静电荷，且