液化石油气汽车发动机简介

【专家解说】：你好！下面的参考下 不全的话建议去维普网上查文献看看！（有些符号没搞好，但是应该看得懂吧，比如摄氏度，图表不方便就舍弃了） 液化石油气 发动机简介 液化石油气 一、液化石油气（ LPG ）的物化特性 液化石油气（ LPG ）分为石油炼制过程中的副产品——炼油厂气和油田伴生气。 LPG 的主要成分为丙烷（ C 3 H 8 ）、丁烷（ C 4 H 10 ），别外含有少量的丙烯（ C 3 H 6 ）、丁烯（ C 4 H 8 ）及其它的烃类物质。丙烷和丁烷的沸点和蒸汽压力是不同的。液化丙连载和丁烷随温度变化的蒸汽压见表 2-5 。液化石油气在一定温度下，混合物气、液平衡时存在一定蒸气压力——饱各蒸汽压，它随温度升高而增大，也随所含成分比例而变化。液化丙烷和丁烷的混合气蒸汽压随组分比例和温度变化的曲线风图 2-1 。 LPG 主要的成分为丙烷和丁烷，因此丙烷和丁烷决定了 LPG 的性质，结合表 2-2 、表 2-4 和图 2-1 可以看出以下特性： 1. 密谋 1 ）液态密度： 15 0 C 时液态丙烷、丁烷的密度分别分 0.508kg/L 和 0.584kg/L ， LPG 的密度约为 0.55kg/L ，而汽油的密度在 0.60~0.75kg/L 之间。 2 ）气态密度： 15 0 C 时气态丙烷、丁烷的密度分别为 1.548kg/m 3 和 2.071kg/m 3 , 均大于空气密度。因此，当 LPG 从储存容器中泄漏出来后，将挥发成气态，在地表附近积聚，缓慢扩散。 2. 沸点 丙烷和丁烷的沸点分别为 -42 0 C 和 -0 。 5 0 C, 因此常温下丙烷和丁烷以气态存在，； LPG 有较好的挥发性，更容易和空气均匀混合。汽油的沸点为 25~215 0 C ，常温下呈液态。 3. 蒸发潜热 液体燃料蒸发成气体时，将从周围吸取热量，这就是蒸发潜热。在沸点时，丙烷和丁烷的蒸发潜热分别的为 426kj/kg 和 385kj/kg 。 LPG 汽车在工作时， LPG 在蒸发调压器内蒸发、汽化成气态，将从周围吸收大量的热量，如果没有热源提供热量，将使 LPG 温度急剧下降，平生时将使 LPG 凝固、冻结蒸发器。为此，需要利用具有较高温度的发动机循环水为蒸发过和提供热量。 4. 蒸气压 LPG 被注入密闭容器内后，其中一部分液体蒸发成气体，同时，少部分气体转变成液体，随着密闭容器内压力的升高，蒸发量逐渐减少、液化量逐渐增多，最终蒸发和液化达到平衡，容器内压力稳定在固定值，此时的压力即为蒸汽压。 20 0 C 时气油的蒸汽压几乎为零，而丙烷、丁烷的蒸汽压分别为 0.75MPa 和 0.1MPa 。气瓶保持一定的蒸气压能够被利用将液化气通过管路输送到蒸发器，进行减压汽化，而无需像汽油那样需要燃油泵输送燃料。 5. 着火温度 着火温度是与空气接触的燃料在此温度下将会点燃并连续燃烧的温度。丙烷、丁烷的着火温度温度（常压下）分别约为 470 0 C 和 365 0 C 。 6. 热值 按质量计算，丙烷、丁烷的低热值分别为 45.77mj/kg 和 46.39mj/kg ，而汽油为 43.90mj/kg; 按体积计算，（液态）丙烷、丁烷的低热值分别为 27.00mj/l 和 27.55mg/l ，汽油为 32.05mj/l 。因此，单位重量 LPG 的热量高于汽油，而单位体积 LPG 的热值只是汽油的 90% 。 7. 点火极限 燃料和空气混合后形成的混合气的浓度过浓（燃料过多）和过稀（燃料不足）是难于被点燃的。浓度在一定的范围内，燃料 / 空气混合气才能够被点燃，这一浓度范围的上、下值分别是燃料的点火极限的上限和下限。按照燃料在空气中的体积比，丙烷为 1.9%~9.5% ，丁烷为 1.5%~8.5% ，汽油的点火限值的上下限分别为 1.0%~7.6% 。点火极限之间的浓度范围为燃料的燃烧范围。 LLPG 的燃烧范围比汽油宽，可在较大范围内改变混合比。采用稀薄燃烧技术，可提高发动机的经济性、改善排放性能。 8. 理论空燃比 燃料和空气混合后形成的可燃混合气，其中所含空气和燃料的质量比称为空燃比。按照理庥上 1kg 燃料完全燃烧需要空气的 kg 数混合形成的混合气的空燃比称为理论空燃比。实际的空燃比和理讼空燃比的比值称为过量空气系数。汽油的理论空燃比为 14.7 ；丙烷、丁烷的理论空燃比分别为 15.65 和 15.43 。可以看出，使相同的质量的燃料完全燃烧， LPG 需要的空气量稍多于汽油。按照体积计算，丙烷、丁烷的理论空燃比分别为 18.7 和 24.8 。 9 、辛烷值 燃料的抗爆性是指燃料在发动机气缸内燃烧时，避免产生爆烯的能力，亦即抗自燃能力，是燃料的一个重要的指标。抗爆性用燃料的辛烷值表示，辛烷值越高，燃料的抗爆性越好。 90 号汽油的辛烷值（ RON ）为 92 ，丙烷、丁烷的辛烷值（ RON ）分别为 111 。 5 和 9.5 。 LPG 的辛烷值高于汽油， LPG 可适应更这几年来压缩比。 10. 气 / 液容积比 15 0 C 时，丙烷、丁烷的气液容积比（单位重量的丙烷、丁烷的气态容积和液态容积的比）分别分 273 和 236 。因此，容器充装时，需要留出一定空间，一般不能超过容积的 80% ，否则在温度升高到某一阶段，就会产生气瓶爆炸的严重事帮。 11. 色、味、毒性 液公石油气是无色无味的气体，而且密度比空气大，泄漏后不易扩散，为了确保安全使用，在液化石油气中一般加入了具有明显臭味的硫醇、硫醚或含硫化合物配制的加臭剂（加入量不超不定期 0.001% ），如果发生泄漏，容易察觉，以便及时采取消防措施。 12 。腐蚀性 液化石油气中的丁二烯对橡胶有较强腐蚀作用，因此， LPG 的储存、输送、减压等设备中的膜片、密封圈、软管等必须采用耐腐蚀的橡胶。 二、车用液化石油气技术要求 并非各种液化石油气都适于作汽车发动机燃料。表 2-6 列出了国内几个地区炼油厂的液化石油气的组分。从表 2-6 中可以看出，各炼油厂生产的液公石油气由于含有大量的烯烃，不适于直接做汽车燃料。而且在各炼油厂实际销售的液化石油气中一般还含有一些有害成份，如丁烯、水、硫化物和机械杂质等。特别是烯烃在 4 。 ~75 0 C 会聚合成为胶状物（结焦），影响蒸发调节器内膜片弹性和量孔的流动性能；丁二烯使橡胶膜片产生溶胀等；另个烯烃抗爆性差，燃烧易冒黑烟等；硫分主要会产生对钢和铝拈花惹草 腐蚀，燃烧后污染环境等；水分存在时，不仅会促使硫化物对气瓶，管路阀门，汽化器的腐蚀，而且在低温（或高压）下，会与 LPG 生成水化物（象冰状结晶物），堵塞管道、阀门等；机械杂质会对蒸发调节器产生粉末堵塞。因此，国内、外对车用液化石油气的技术要求均有相应标准。表 2-7 是中国石油天然气总公司制定的行业标准《汽车用液化气公石油气》技术要求，对车用液化石油气的蒸气压、腐蚀、含硫理、游离水、烯烃含量等作了严格规定。 该标准提出车用丙烷（其中要求丁烷及心上组分体积分数 <2.5% ）和车用丙丁烷混合物（丙烷 >60% ，戊烷及以上组分 <2% ）两种 LPG 。同时限定丙烯 <5% ，以及蒸气压、残留物、腐蚀、含硫量等要求。这样，我国开始有了车用 LPC 的使用依据。由于现有标准是根据生产、技术水平而制定的，还是初步的，与车外标准比较还有一定差距。主要表现在： 1 ）因气候、原油组分不同，对成份规范有较大差异，如前苏联现两种车用液化石油气燃料，冬天用以丙烷为主的燃料，其它的季节用丙、丁烷各 50 的混合气。日本则根据季节和使用不同，除 1 类气（民用）外， 2 类（工业用、车用等）又分 3 种，规定夏天以丙烷为主的 C 3 成分摩尔分数不低于 50% ，冬天不低于 90% ，冲绳地区可低于上述限值。美国则规定使用丙烷甚至纯丙烷。 2 ）前苏联和澳大利亚标准中有烯烃总量规定；美国标准规定丙烷为 5.0% 。英国和日本还对丁二烯作了严格规定（ >0.5% ）。 3 ）英国和澳大利亚还规定了辛烷值的指标。