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浅谈车用发动机与航空发动机运行时“熄火”现象的区别: wusaite 2019-2-22 23:42; 为确保汽车与航空器等移动设备的正常运作，提供动力来源的动力装置必不可少。通常车用发动机专指内燃机，而航空发动机则多指涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机等航空用燃气轮机。关于两类热机的“熄火”现象有什么不同呢？本文带您一探究竟。内燃机在用于车用动力装置时，由于道路状况复杂多变，需克服大小各异的阻力矩，以确保车辆的正常行驶。通常而言，理想的车辆动力装置所需的“扭矩 - 转速”曲线应类似于反比例函数（双曲线在第一象限的一支），相对扭矩特性较好（扭矩与转速呈负相关变化）的热机（主要包括斯特林发动机及分轴式燃气轮机等），内燃机的“扭矩 - 转速”曲线则为上凸的单拱形曲线，对于克服外界阻力矩并不具备过多优势，需通过变速机构进行补偿性调整。为了使内燃机正常运行，需保证其运行转速高于最低空载转速（亦称“怠速”），怠速通常为最高转速的 1/3 。当外界的阻力矩过大，甚至高于内燃机所能克服的最高扭矩时，会导致无法找到新的力矩平衡点，使得整机转速迅速降低，当该转速降至怠速以下时，会使内燃机被憋停，无法继续运转。相比于传统的手动挡车型，自动挡车型采用了液力变矩器，其遵循的液力传动是一类非刚性传动方式，可有效缓和冲击。而以涡轮喷气发动机为代表的直接反作用式推进装置则以高温燃气作为推进动力来源，不直接拖动外界负载，仅需使涡轮部分带动压气机部分既可。由于航空燃气轮机空气流量较大，因此通常会使燃烧室内的可燃混合气的空燃比超出稀燃界限，以至于无法正常确保燃烧过程的进行，其过程原理类似于吹熄蜡烛。; 个人分类: 科普集锦|2928 次阅读|0 个评论

[转载]探讨我国汽车发动机再制造技术发展: zidiao 2011-8-31 08:29; 长期以来，我国汽车维修企业存在分布散、管理松、成分杂、技术水平低的特点。有些维修企业不管自己有没有汽车大修的资格和条件，只要看见有维修业务，就统揽下来。许多用户由于不知情或贪图便宜，往往将车辆送于这些维修企业进行大修。由于不具备必要的设备和先进完善的技术，在这种情况下，修复后的发动机的质量、性能和安全性指标根本无法得到保障。中国发动机技术论坛大量尚有使用价值的旧发动机无法修复而得不到充分利用，从而造成材料的浪费和环境的污染。就算用户将发动机送到有维修资质的修理厂维修，也会因维修时间长、维修成本高而造成经济损失。因此近年来，发动机再制造技术已经引起了人们越来越多的关注，如何使它规范、健康地发展也成了许多业内人士研究讨论的课题。 1发动机再制造技术的应用价值 1.1发动机再制造技术的概念发动机再制造技术也称发动机专业修复技术，它主要以旧发动机或不能使用的发动机为原材料通过一系列几乎完全与新机相同的加工工艺使发动机的零部件恢复尺寸和精度后，重新组装成完整的发动机的特殊过程。在这个过程中，将发动机完全拆解、清洗，按照制造原厂家的技术要求对基础零部件（缸体、缸盖、曲轴、连杆等）进行检测和检查，再按照严格的技术要求进行修复，对于易损坏件如轴承、活塞环、活塞、垫片等，在装配中使用原厂配件，然后组装成整机，其装配公差可达到原机装配水平。 1.2发动机再制造技术的应用价值 3Z+_ 发动机再制造技术的精髓就在于对原有发动机的有效利用，这正符合了循环经济的思想。应用这项技术可以有效降低生产成本，提高售后服务层次，增强产品的综合竞争力。目前，发动机再制造技术主要用于汽车维修行业当中，实施此项技术可在较短时间内完成总成互换，缩短汽车大修时间，由过去的几天时间缩短为现在的几个小时。同时，实施这种再制造技术后，发动机的工作效益都大幅度提高，有利于减少机动车的排放污染。而且，因为再制造后的发动机总成价格远低于新机的价格，这在另一方面也有效地遏制了非法拼装车的蔓延。发动机再制造技术不仅仅只属于售后服务范畴，而事实上，在发动机的生产环节，再制造技术也发挥着不可替代的重要作用。如在发动机制造厂，应用再制造技术对在线次品进行二次加工后的产品作为维修备件纳入售后服务系统，是对主生产线的重要补充。发动机再制造技术的应用不仅为汽车工业带来巨大的成本节约，同时也是有利于环境资源再利用的“绿色工程”。 2我国汽车发动机再制造技术的应用现状发动机再制造技术在国外已经有了50多年的发展历史,已经形成了比较完善的制造和服务体系，并且有了一定的规模。如北美发动机再制造协会就是一个专业的发动机再制造组织，其拥有160余家的会员；世界著名的汽车制造厂如福特、通用、大众、雷诺等或者有自己的发动机再制造厂，或者与其它独立的专业发动机再制造公司保持固定的合作关系，以对旧发动机进行再制造；德国大众在50年时间里已再制造发动机720万台，销售的再制造发动机与配套新发动机的比例为9：1，而且再制造发动机的市场份额还在持续地增长。与国外比较，国内进行发动机再制造起步较晚，目前进行发动机再制造的专业公司仅有上海大众汽车公司和由中国重型汽车集团有限公司与英国Lister Petter公司合资创办的济南复强动力有限公司等几家，其每年的生产量也仅限于特定的范围。显然，发动机再制造在我国的市场竞争还远没有展开，仍然处于起步阶段。而近几年来我国汽车产业迅中国发动机技术论坛猛发展，目前的汽车生产量和销售量已经跨入了世界的前4位，市场上的汽车保有量在不断提高，而且很多在用的车辆也即将进入大修阶段。2000年，我国达到报废标准的汽车共有210万辆，预计到2010年我国年均汽车报废量将在200万辆以上，这些报废汽车中的发动机绝大多数都有再制造的价值，是一批宝贵的资源。由于应用发动机再造技术比发动机大修在性能价格方面有明显的优势，因而以发动机再制造取代发动机大修是今后的必然趋势，我国进行发动机再制造的市场空间很大。 3我国汽车发动机再制造技术的发展讨论虽然在我国发动机再制造技术有很大的发展空间，但由于应用时间不长，还不成熟，所以国家相关部门必须注意合理地引导与控制，尽量使它规范化、合理化，只有这样，才能使它更好地服务于社会。 3.1国家政策法规是发动机再制造技术健康发展的理论依据和有力保障在2006年，国家发改委、科技部、环保总局新发布的《汽车产品回收利用技术政策》中明确提出：2010年起，我国汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责回收处理其销售的汽车产品及其包装物品，也可委托相关机构、企业负责回收处理。在我国销售的汽车产品在设计生产时，需充分考虑产品报废后的可拆和易拆解性。在政策允许的前提下，鼓励合格的拆卸零部件重新进入流通，作为维修零部件装车使用中国发动机技术论坛并且，《汽车产品回收利用技术政策》还提出了具体的目标：201O年起，所有国产及进口的M2类和M3类、N2类和N3类车辆的可回收利用率要达到85％左右，其中材料的再利用率不低于80％；所有国产及进口的M1类、N1类车辆的可回收利用率要达到80％。这其中，汽车的核心部件发动机自然是回收再利用的重点。由此可见，国家是非常重视汽车旧件的回收利用的。发动机再制造技术的应用与推广有了国家政策法规的大力支持，就有了健康发展的前提和保障。 3.2消化吸收国外的成功经验是发动机再制造技术快速发展的有效途径国外发动机再制造技术比我国早发展了几十年，从技术标准、生产工艺、加工设备、到供销和售后服务，已形成了一套完整的体系，积累了成熟的技术和丰富的经验，且已形成足够的规模。我们可以借鉴国外一些发展得好的发动再制造企业的成功做法，结合我国的实际情况，来制定相关的政策文件、法律法规、行业标准等，以促进发动机再制造技术在我国健康快速的发展。我们国家汽车产业的迅猛发展不也是走的“引进吸收”这条途径么？这说明消化吸收国外的成功经验的确是个切实可行而又高效的办法。 3.3建立完善的质量保障体系是发动机再制造技术应用与长远发展的关键目前，虽然我国在政策上支持与鼓励发动机再制造技术的应用发展，但在我国建立完善的发动机再制造市场体系尚需一段时间，因为还有许多问题有待解决，包括法律和法规的完善、制造商责任制的建立、行业准入标准的制定与颁布、再制造发动机技术标准的制定与颁布、严格和完备的废旧发动机回收体系的构建等等。其实这些问题可以归结为建立完善的质量保障体系问题。因为质量保障体系建好后，再制造发动机的质量才有可靠保证，它才有存在和发展的意义。质量保障体系是一个系统工程，短时间内难以完善，我认为可以先采取试点、再进行经验总结推广的办法，例如可以在我国两家发动机再制造技术应用得较早的企业（上海大众公司和济南复强公司）进行试点，对他们的质量体系进行分析评价和对他们的再制造发动机产品进行监测，得出对发动机再制造企业的基本要求、再制造发动机技术标准和工艺流程等关键数据，从而为国家制定相关的法规提供依据。 4 结束语发动机再制造技术的应用克服了汽车大修中低质、低效、高耗的缺点，具有较大的实用价值。由于它在我国的应用时间不长，还有许多不成熟的地方，为促进它规范、健康地发展，国家相关部门必须对其加以正确、及时的引导和监管。; 个人分类: 杂七杂八|1665 次阅读|0 个评论

低辛烷值汽油在压燃式汽油机的应用: 热度 5 scientister 2011-6-2 08:13; 低辛烷值汽油在压燃式汽油机的应用摘要：降低汽油的辛烷值，使得汽油可以被压燃，汽油机的压缩比可以提高到 14-22 ，却没有爆震之虞。试验表明，辛烷值在 39.3 以下的汽油(相当于40号汽油)，可以在压缩比为 17.6 的内燃机气缸被压燃。压燃式汽油机与点燃式汽油机相比，热功效率提高 30% 、排放所产生的温室效应降低 45% 。低辛烷值汽油不含芳烃和抗爆剂，与普通汽油相比，是一种更清洁、更环保、更高效、更低成本的绿色燃料。关键词：压燃式；汽油；内燃机；高压缩比；低辛烷值 1. 引言迄今为止，所有的汽油发动机几乎都是点燃式内燃机。人们为了提高汽油机的效率，不断地努力提高气缸的压缩比，同时努力提高汽油的辛烷值，否则汽油会不能适应气缸内部高温高压的条件而自燃，产生爆震。柴油机与汽油机相比具有功率大、热功效率高、燃料经济性能好的优点。柴油机与汽油机相比热功效率高 20-40% 1,2 ，排放所产生的温室效应低 45% 3 ， 4 ， 5 ，一氧化碳与氮氧化合物排放也低。提供相同的动力，柴油机消耗的燃料不到汽油机消耗的燃料的 70% 6 。柴油机与汽油机相比所具有的优越性，并不是因为柴油的燃烧值比汽油高，而是因为柴油机的压缩比（ 15-22 ）比汽油机（ 7-11 ）高。理论上讲，内燃机的压缩比越高热功效率越高。柴油机的压缩比之所以高，是因为它采用压燃点火的方式。当我们同样采用压燃点火的方式，把汽油机的压缩比提高到柴油机水平时，汽油机将具有柴油机同样的动力性能。普通汽油的燃点比柴油高，即使在柴油机的高压缩比之下也不能够被压燃，必须采用电火花塞点火的方式点燃。所以汽油机为了提高效率一直陷于“不断提高气缸压缩比，同时不断提高汽油抗爆性”的矛盾的怪圈之中。为了使得汽油机能够像柴油机那样采用压燃的点火方式，研究人员做了很多尝试，但是没有取得成功。据说有人在实验室尝试将普通汽油压燃，结果当压缩比足够高的时候，汽油被压燃了，试验装置却崩溃了。也有人研究所谓 HCCI （ Homogeneous Charge Compression Ignition ）汽油机，由于这种发动机的结构复杂，工作条件苛刻，燃烧控制困难，所以还没有看到工业化应用的前景。与此相反，本试验所借用的一台农用柴油机却是一台不涉及任何电或者电子部件的结构简单的机器。本研究的主要贡献是：从改变汽油的组分结构着手，通过降低汽油辛烷值的办法降低了汽油的燃点，使得汽油能够在与柴油机相当的压缩比条件下被压燃，并且顺利燃烧。这个方法是通过提高气缸压缩比提高汽油发动机热功效率的根本解决方法。由于汽油的挥发性好于柴油，因此汽油被喷油咀直接喷入气缸时，汽油的分散效果更好，燃烧更完全，尾气的颗粒状杂质和炭黑现象明显少于使用柴油的情况。就炼油工业而言，生产辛烷值在 50 以下的不含芳烃的低辛烷值汽油，与生产辛烷值在 90 以上的高辛烷值汽油相比，是一件低成本的、容易的事情。 2. 试验 2.1 原料正庚烷：分析纯，国药集团化学试剂北京有限公司生产。正己烷：分析纯，国药集团化学试剂北京有限公司生产。 93# 汽油（研究法）：北京市朝阳区某加油站供应。 10# 柴油：试验设备携带的剩余燃料。将正庚烷、正己烷和 93# 汽油按照一定的比例配制成不同标号的低辛烷值汽油试样，具体配制比例如表 1 所示。表 1 低辛烷值汽油试样的配制比例与辛烷值原料名称原料辛烷值试样 1 （ % ）试样 2 （ % ）试样 3 （ % ）试样 4 （ % ）正庚烷 0 100 50 0 33.3 正己烷 25 0 50 100 33.3 93# 汽油 93 0 0 0 33.3 试样辛烷值 0 12.5 25 39.3 2.2 设备租用的一台农用翻斗车，利用翻斗车的柴油机。柴油机型号： S1110 ；型式 : 单缸、卧式、水冷、四冲程；功率 / 转速： 14.56 KW/2000rpm ；压缩比： 17.6 。试验设备如图 1 所示。图 1 压燃式汽油发动机试验装置 2.3 试验过程试验是在夏季某一天的正午，在户外日光直射的情况下进行，环境温度估计在 40 ℃以上。首先将柴油机燃料箱里面的剩余柴油移放到油桶里，然后将燃料箱与燃料管分离，发动柴油机，直至燃料耗尽机器停止转动。试验过程中，每次添加新的燃料之前都采用这个方法耗尽发动机燃料管线、燃油过滤器等各个部位的原有燃料。使用漏斗直接向油管及过滤器注油，打开过滤器底部阀门排气，直至新的燃料充满油管和过滤器。每一次添加的燃料约为 80 毫升，差不多可以维持发动机怠速运行 15-20 分钟。使用摇把手动启动发动机。 3. 结果四个低辛烷值汽油样品全部可以在试验装置顺利地被压燃。使用这四个汽油样品，内燃机运行正常。与使用柴油相比，发动机噪音较低，也没有看到使用柴油时的尾气黑烟。作为对比，使用柴油时，在加大油门的瞬间，发动机尾气有大量黑烟排出。使用柴油时，发动机的噪音大于使用低辛烷值汽油时的噪音。 4. 讨论 4.1 低辛烷值汽油的性能 4.1.1 低辛烷值汽油与柴油比较汽油的碳链长度一般在 7-11 。由于汽油试样的碳链长度小于柴油，它的挥发性比柴油好，在气缸内分散后与压缩空气混合的均匀性比柴油好，所以燃烧完全，尾气没有黑烟。另一方面，由于汽油的比重小于柴油，试验装置的喷油咀喷入气缸的燃料体积相同，质量不同，这也是使用汽油时噪音小于使用柴油的原因之一。 4.1.2 低辛烷值汽油不含芳烃汽油辛烷值的主要贡献者是芳香烃。汽油所含芳烃主要包括：间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、甲苯、乙苯、苯，等等。它们以及它们燃烧的尾气对环境和健康是有危害性的。尽管以往我们认为它们的毒害性比较小，但是它们的毒害性是确实存在的。例如：苯已经被明确禁止作为汽油的成分。甲苯也被证明对人体是有害的。这是一个被隐藏的问题。因为现代的工业化生活使我们不能离开“汽油”，所以对它们毒害性的研究并不深入。现在我们可以严肃对待这个问题，因为我们已经找到了含芳烃汽油的替代品——低辛烷值汽油。去除芳烃之后，低辛烷值汽油的主要成分是烷烃。烷烃和烷烃燃烧的尾气对环境和健康几乎是没有危害性的。芳烃是重要的化学工业原料。一直以来，炼油企业往往因为芳烃被作为化工原料抽提出去之后，对如何保证汽油的辛烷值指标而发愁。低辛烷值汽油诞生之后，高辛烷值汽油的市场需求将很快降低，有利于为化学工业提供更多芳烃原料。由于化学工业与汽油争夺芳烃资源，而不含芳烃的汽油性能优于含芳烃汽油，成本低于含芳烃汽油，所以我们可以乐观地认为：高辛烷值（含芳烃）汽油将逐步退出历史的舞台。 4.1.3 低辛烷值汽油不含抗爆剂为了提高汽油辛烷值，汽油生产商有时不得不向汽油添加抗爆剂，例如： MTBE （ Methyl Tert-Butyl Ether ）、 MMT （ Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl ）等等。学术界对这些抗爆剂和它们的燃烧尾气对环境的破坏性和对人类健康的安全性一直存在争议。例如： MTBE 很容易污染地下水。美国环保局 (EPA) 基于吸入研究，将 MTBE 列为可能对人类致癌的物质。美国的一些州（包括加州和纽约州）已经立法禁止使用 MTBE 。低辛烷值汽油诞生之后，芳烃等高辛烷值组分的资源非常充裕，汽油抗爆剂将完全被抛弃。 4.1.4 炼油工业的进步和汽油成本的降低汽油的馏分主要是 C7-C11 碳氢化合物，分别具有不同的辛烷值。新的炼油工艺是设法将这些辛烷值不同的组分逐一分离，然后按照它们的辛烷值高低，把它们调配成低辛烷值汽油、高辛烷值汽油，或者用作化工原料。这个过程比“催化重整”、“催化裂化”等分子结构转换过程要容易。所以，生产低辛烷值汽油的能耗和原料消耗比生产高辛烷值汽油低。根据新的产品设计和技术方案，炼油工业的一些重要工艺和流程变得繁琐和不必要，可以被省略。例如：以提高汽油辛烷值为目的的——以往被认为是生产高标号汽油所必需的，“重整”和“催化裂化”工艺，等等。汽油的生产成本将大幅度地下降。 4.1.5 低辛烷值汽油与高辛烷值汽油的比较可以推断：提供相同的动力，使用低辛烷值汽油的量将不超过使用普通汽油（高辛烷值汽油） 70% 的量。燃油的经济性、健康性、环保性，芳烃的资源性，以及生产过程的复杂性和低成本因素，将迫使高辛烷值汽油逐步退出市场，逐步被低辛烷值汽油取代。 2009 年，全球汽油消费量是 9.6 亿吨 7 。如果全球汽油年消费量降低 15% ，汽油消费的绝对量将降低 1.44 亿吨 / 年 , 全球温室气体的排放量将减少超过 6.69 亿吨 / 年。 4.2 压燃式低辛烷值汽油机的效率 4.2.1 压燃式汽油机与柴油机比较压燃式汽油发动机可以采用与柴油发动机相同的压缩比，即 15-22 ，因此，压燃式汽油机具有与柴油机相同的动力性能和燃油经济性。考虑到汽油的燃烧值高于柴油，以及汽油的挥发性好于柴油燃烧更完全，压燃式汽油机的燃油经济性甚至可能略微超过柴油机。由于汽油的密度小于柴油，压燃式汽油机要获得与柴油机相同的动力，喷油咀应该向气缸喷入质量相同的燃料，即喷入气缸的汽油体积大于柴油体积。 4.2.2 压燃式汽油机与点燃式汽油机比较点燃式汽油发动机的压缩比一般在 7-11 ，平均只有压燃式汽油机压缩比的 50% 。所以，压燃式汽油机与点燃式汽油机相比，热功效率高 20-40% ——平均高 30% ，排放所产生的温室效应低 45% 。传统的汽油机具有体积小质量轻的优点，压燃式汽油机为了缩小体积和减轻重量，可以适当降低气缸的压缩比，例如选择气缸压缩比为 15 ，或者 14 ，等等。这样，压燃式汽油机的压缩比可以在 14-22 ，在更宽的范围内选择。当然，选择较低的气缸压缩比，压燃式汽油机必须使用更低辛烷值的汽油。 5. 结论 a. 辛烷值在 39.3 以下的汽油，可以在压缩比为 17.6 的压燃式内燃机被压燃。内燃机压缩比越高，或者汽油辛烷值越低，汽油越容易被压燃。 b. 高压缩比内燃机使用低辛烷值汽油与使用柴油相比，发动机噪音低、尾气的颗粒状杂质少。 c. 压燃式低辛烷值汽油发动机与点燃式汽油发动机相比，热功效率高，排放所产生的温室效应低。 d. 低辛烷值汽油与现在使用的普通汽油相比，不含芳烃，不含抗爆剂，汽油及其燃烧尾气对健康和环境的危害较小，是一种低成本的、性能优异的绿色燃料。参考文献 1. Light-Duty Diesel Vehicles: Market Issues and Potential Energy and Emissions Impacts January 2009, Energy Information Administration Office of Integrated Analysis and Forecasting U.S. Department of Energy Washington, DC 20585 2. The fuel economy gain of using a diesel engine versus a gasoline engine is taken from www.fueleconomy.gov. 3. Suzuki, T. The Romance of Engines; Society of Automotive Engineers: Warrendale, PA, 1997. 4. Fitch, J.W. Motor Truck Engineering Handbook, 4th ed.; Society of Automotive Engineers: Warrendale, PA, 1994. 5. Hansen, J.; Sato, M.; Ruedy, R.; Lacis, A.; Oinas, V. Global Warming in the Twenty-First Century: An Alternative Scenario; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 9875-9880. 6. Alan C. Lloyd and Thomas A. Cackette Diesel Engines: Environmental Impact and Control California Air Resources Board, Sacramento, California J. Air Waste Manage. Assoc. 51 :809-847 2001 7. A report from U.S. consulting firm Cambridge Energy. 通信联系人：周向进，电话：010-59969545，电子信箱： take100@163.com 引用本论文，请注明科学网网址。; 个人分类: 研究工作|9606 次阅读|4 个评论

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