第3章内燃机燃料理化特性与热化学 在内燃机工作过程中，缸内工质是成分和比例不断变化的空气、燃料液滴、燃料蒸气、燃烧产物等的混合物，对内燃机的动力性、经济性、排放性能以及燃烧模式有巨大的影响，主要体现在以下几方面。 (1) 缸内工质的各种热力参数，如比热容、等熵指数等，是决定内燃机动力性和经济性“质”环节的重要因素，对循环热效率有重要的影响。 (2) 缸内燃料与空气组成的可燃混合气是内燃机动力输出的来源，燃料热值特别是可燃混合气热值，是决定动力性和经济性“量”环节的主要因素之一。 (3) 燃料的理化特性在很大程度上决定了内燃机混合气形成、着火燃烧以及负荷调节等过程的模式，这些模式反过来又对循环热效率、过量空气系数和充量系数有重大影响，即对内燃机动力性和经济性产生间接的重大影响。此外，燃料的理化特性也影响有害排放物的成分和生成量。这些是形成汽油机、柴油机及各种代用燃料内燃机的结构和性能差异的主要原因。 随着汽车燃油经济性和排放法规日益严格，各种代用燃料如醇、醚、酯生物质含氧燃料及氢气等，以及各种新燃烧模式如汽油压燃、低温燃烧、双燃料混合燃烧等应运而生，燃料与工质的影响凸显出来。 对燃料与工质的深入分析与研究，是开发有实用价值的代用燃料新机型和新燃烧技术 必不可少的基础。 本章重点阐述汽油和柴油等烃类燃料的理化特性，给出燃料完全燃烧需要的空气量以及燃烧化学涉及的相关基本概念。同时，对醇、醚、酯等含氧替代燃料的理化特性进行简单介绍。这些内容不仅是内燃机动力性和经济性分析必备的基础知识，也是内燃机燃烧与排放分析的重要理论依据。 3.1车用燃料成分及理化特性 3.1.1车用燃料概述 可以燃烧的物质很多，但并非所有燃料都能被社会和市场认可而成为车用燃料。车用燃料应综合满足如下要求： (1) 燃料资源丰富，价格适宜而且供应充足； (2) 燃料理化特性能适应内燃机燃烧及车辆行驶的综合性能要求； (3) 燃料能满足有害排放物及安全等法规要求，对人体健康影响小； (4) 燃料能量密度高，每次加注后行驶里程长，储运、使用以及加注安全、方便； (5) 燃料供给及燃烧装置不过于昂贵，对内燃机的寿命及可靠性无不良影响。 燃料全面满足上述要求十分困难，目前车用内燃机绝大多数还是使用石油炼制品液体燃料——汽油和柴油。尽管二者还存一些不足，如有害物和CO2排放相对较高等，但综合来看，其他燃料一时还难以大规模替代它们。所以汽油、柴油习惯上称为常规燃料(conventional fuel)，而其余燃料称为代用燃料(alternative fuel)。 代用燃料在内燃机上的应用研究从未停止，一些代用燃料如液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)、乙醇汽油、生物柴油等，已在世界范围内得到推广使用。这不仅是出于能源安全考虑，也是基于环境保护需求。 此外，随着人们对温室气体、全球变暖问题的日益关注，氢、氨等零碳燃料内燃机开始受到重视， 典型代用燃料的分类如表31所示。 第3章内燃机燃料理化特性与热化学 汽车动力系统原理 表31典型代用燃料的分类 分 类 方 法燃 料 种 类燃料 按来源分类 矿物质代用燃料压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、煤制甲醇、煤制二甲醚(DME)、煤制柴油(CTL)、天然气制柴油(GTL)、聚甲氧基二甲醚(PODE)等 生物质代用燃料各种植物油，如菜籽油、豆油、棉籽油、棕榈油、椰子油和葵花籽油等 植物油加工成的酯类化合物(生物柴油) 动物油脂加工成的酯类化合物(生物柴油) 植物或农作物制取的甲醇、乙醇等 生物燃料制柴油(BTL) 按着火方式分类 汽油代用燃料 (点燃方式) CNG，LNG，LPG，甲醇，乙醇，氢气等 柴油代用燃料 (压燃方式) 生物柴油、DME、CTL、GTL、BTL、PODE等 按形态分类 气体代用燃料氢气、CNG、LNG、LPG、DME、煤气、沼气、氨气等 液体代用燃料甲醇、乙醇、生物柴油、BTL、CTL、GTL等 固体代用燃料煤粉(与燃料油或乳化剂混合) 按化学成分分类 烃类代用燃料CNG、LNG、LPG、BTL、CTL、GTL等 含氧 代用 燃料 醇类燃料甲醇、乙醇等 醚类燃料甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、叔戊基甲醚(TAME)、二甲醚(DME)、二异丙基醚(DIPE)、二正戊基醚(DNPE)、聚甲氧基二甲醚(PODE)等 酯类燃料生物柴油(甲酯)、合成酯 氢气、氨气代用燃料氢气、氨气 3.1.2车用燃料主要理化特性及评定 评价燃料理化特性的指标分为两类： 一类是与燃料物理特性相关的指标，如密度、粘度、表面张力、蒸气压、沸点、馏程、浊点、倾点、冷滤点、凝点等； 另一类是与燃料热化学特性相关的指标，如燃料热值、混合气热值、着火温度、十六烷值、辛烷值、抗爆指数等。本节重点介绍对车用内燃机燃烧和排放有重要影响的燃料主要理化特性指标。 1. 自燃性 燃料在无外源点火的情况下能够自行着火的性能称为自燃性。柴油机采用压缩着火，所以自燃性是柴油最重要的性能之一。自燃性也与内燃机的燃烧噪声、工作平顺性、冷起动性能以及是否出现异常燃烧（如汽油机的爆震）等都直接相关。 评价柴油和各种燃料的自燃性指标是十六烷值(cetane number，CN)。十六烷值的评定采用两种标准燃料作为参比，一种是正十六烷(C16H34)，自燃性很好，其十六烷值定义为100； 另一种是α甲基萘(C11H10)，自燃性很差，其十六烷值定义为0。在可变压缩比的标准专用试验机上，分别测取待测燃料和上述两种标准燃料混合成的参比燃料的着火落后期，相同压缩比下当两者的着火落后期相同(都在上止点着火)时，参比燃料中正十六烷的体积百分数即为待测燃料的十六烷值。燃料十六烷值的评价试验条件如表32所示。 表32十六烷值的评价试验条件 内燃机转速900 r/min燃烧始点上止点 燃烧室形式涡流燃烧室着火延迟调整改变压缩比 喷油提前角13°CA(上止点前)吸入空气温度66℃ 由于测试十六烷值的专用试验机价格昂贵，人们也使用经验公式直接计算十六烷值，即十六烷指数(cetane index，CI)。按GB/T 11139—1989规定，柴油的十六烷指数可表示为： CI=431.29-1586.88ρ20+730.97(ρ20)2+12.392(ρ20)3+ 0.0515(ρ20)4-0.554 T50+97.803(lnT50)2 (31) 式中，ρ20是柴油20℃时的密度，单位kg/L； T50是柴油馏出50%的温度，单位℃。 十六烷指数与十六烷值有很好的相关性，可作为十六烷值替代评价指标。但十六烷指数的应用范围有一定的条件限制，如只适用于直馏和催化裂化柴油以及两者的混合物，不适用于加有十六烷值改进剂的柴油、纯烃、合成燃料、焦化柴油等燃料。 十六烷值高的柴油，其自燃温度低，滞燃期短，燃烧噪声低，有利于冷起动，适合于高速柴油机使用。但十六烷值过高的柴油，在燃烧过程中容易裂解产生炭烟。一般十六烷值大于50时，对滞燃期的影响已不明显； 大于65以后，易裂解冒黑烟，导致燃料消耗率上升。 2. 抗爆性 常规汽油机的燃烧是预制混合气外源点火，点燃后火焰传播。由于点火时火花塞电火花处的温度极高，所以对燃料的自燃性要求不如柴油机高。但是，汽油组分的自燃性对汽油的燃烧性能有重要影响，自燃性偏高的汽油组分容易引发爆震，即距离火花塞较远的末端混合气在火焰传播到达之前发生提前自燃着火的异常燃烧现象。关于汽油机的爆震机理及特征，详见第6章6.5节。 1) 辛烷值及相关指标 燃料对内燃机发生爆震的抵抗能力称为燃料的抗爆性，一般用辛烷值(octane number，ON)来评价。辛烷值越高，燃料越不易自燃，即抗爆性越好。根据试验方法不同，常用的辛烷值有马达法辛烷值(motor octane number，MON)和研究法辛烷值(research octane number，RON)两种。燃料辛烷值的评价试验是在专用的带有爆震传感器的可变压缩比试验机上进行的。两种辛烷值的评价试验条件如表33所示。 表33辛烷值的评价试验条件 运 行 条 件马达法辛烷值(MON)研究法辛烷值(RON) 内燃机转速900 r/min600 r/min 压缩比可调整 着火时刻上止点前19°~26°CA上止点前13°CA 混合气预热149℃无 空气预热38℃52℃ 试验时，先用待测燃料运转，不断提高压缩比，直到发生爆震为止； 然后保持压缩比不变，换用参比燃料运转。参比燃料是由抗爆性很高的异辛烷C8H18(辛烷值为100)和抗爆性很差的正庚烷C7H16(辛烷值为0)以不同的体积比混合而成。若参比燃料能产生与待测燃料同等强度的爆震，则参比燃料中异辛烷的体积百分数即为待测燃料的辛烷值。辛烷值允许出现大于100的情况，这种测试中作为参比燃料的异辛烷需加入特定的抗爆添加剂或使用更高抗爆性的参比燃料，并遵循对应标准进行换算。 从表33可以看出，马达法辛烷值的试验条件严于研究法辛烷值，即同一燃料用马达法测试更容易发生爆震，因而同一燃料的MON一般小于RON。我国用RON作为汽油的标号，如92号汽油的RON为92； 而美国常用(MON+RON)/2 即抗爆指数作为汽油标号。 同一燃料RON与MON的差值定义为该燃料的灵敏度，即燃料灵敏度Sa=RON-MON。燃料灵敏度表征内燃机运转工况强化后(如点火提前角加大，进气温度提高等)，被测燃料与参比燃料的相对敏感程度(即更易或更难爆震)。灵敏度为正，说明被测燃料较参比燃料更敏感，此时RON>MON，目前常用的燃料大多属于此类，MON值一般比RON值小7~12。敏感度越大，说明被测燃料与参比燃料的敏感性差别越大。若正庚烷或异辛烷是被测燃料，则其灵敏度为零，因其RON和MON都是0或100。 另一种燃料抗爆性评价指标是抗爆指数Ai，其定义如下： Ai=(MON+RON)/2(32) 根据抗爆指数和灵敏度的定义，可得Ai、Sa、MON和RON四者之间的关系如下： Ai=MON+0.5Sa Ai=RON-0.5Sa(33) 在国际上辛烷值还有若干种其他测定方法。如道路辛烷值是用实际汽车在给定条件下进行道路试验，并与标准燃料进行对比得到，我国国标未采用该方法。 由定义可知，燃料的十六烷值(CN)与辛烷值(MON或RON)是相逆的评价指标。十六烷值表征燃料的自燃性，而辛烷值表征燃料抵抗自燃的属性即抗爆性，两者有如下大致的关系： CN＝60.96-0.56×MON CN＝68.54-0.59×RON(34) 2) 提高辛烷值的方法 过去，在汽油中加入四乙基铅(Pb(C2H5)4)等铅化物以提高辛烷值。但由于铅对人体有害并会破坏 三效催化器后处理系统，因此世界主要发达国家于20世纪70年代末、我国于2000年开始停止生产和使用含铅汽油，代之以无铅汽油。我国目前无铅汽油要求铅含量小于0.005 g/L。 甲基环戊二烯基三羰基锰(CH3C5H4Mn(CO)3，MMT)是一种锰基化合物，曾用作汽油添加剂来提高辛烷值。但有研究表明，MMT的燃烧产物会在火花塞等零部件上产生沉积物，可能导致失火，有时甚至会堵塞催化剂，导致内燃机运行异常、油耗增加。因此很多国家，包括中国禁止在汽油中添加MMT，我国目前车用汽油标准要求锰含量不大于0.002 g/L。 在汽油中加入一定量的醇类和醚类添加剂也可提高汽油的辛烷值，如在汽油中添加甲基叔丁基醚(MTBE)可以增加汽油的辛烷值和含氧量，同时降低汽油蒸气压，减少轻烃组分的挥发。但有研究发现，MTBE会污染地下水源，因此美国加利福尼亚州等地已禁止使用MTBE。现在普遍采用添加乙醇来替代MTBE。 调整汽油组分也能提高汽油的辛烷值。烃的分子结构对抗爆性有影响，同样的C原子数，烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的辛烷值依次增高。因此，通过合理调整汽油中各类烃的比例，如增加芳烃和烯烃比例，可以增加汽油的辛烷值。 3) 辛烷值对动力性、经济性和排放的影响 高辛烷值的汽油可以允许汽油机使用更高的压缩比和更早的点火提前角来获取更高的热效率，研究表明在压缩比为10的汽油机上，将燃料辛烷值从92提升至102，热效率提升的潜力可达5个百分点，而且增压小排量汽油机的热效率提升会更加明显。提高燃油经济性、降低CO2排放最常见的技术包括增压小排量、降低转速、断缸及混动化。采用这些技术会使得发动机运转的负荷更高，此时辛烷值便成为最基本的限制因素。油耗法规越严格的市场，对高辛烷值燃料的需求越迫切。在发动机各方面技术都发展较为成熟的今天，要大幅提升汽油机的热效率面临诸多技术难点，相对而言，提高燃料辛烷值是提高汽油机综合性能的一个公认高效方法。 3. 蒸发性 燃料的蒸发性是燃料由液态转化为气态的性能。由于常规汽油机采用预制均匀混合气点燃燃烧模式，因此对燃料的蒸发性要求高。若汽油的蒸发性不好，容易使汽油汽化不完全，难以形成理想浓度的均匀混合气，不仅会导致汽油机起动困难，而且混合气中有一些悬浮的油滴进入燃烧室后还会导致燃烧不完全，燃料消耗增大，输出功率降低。因此，不宜使用蒸发性过低的汽油，尤其在冬季。但汽油的蒸发性也不宜过高，否则汽油在存储、运输和加注时，由于蒸发太快而损耗增大。此外，汽油在夏季使用时，蒸发性过高容易导致在汽油泵、输油管转弯处或油管较热的部位形成气泡，造成供油不畅甚至中断，使得汽油机运行不稳定甚至熄火，这种现象称为“气阻”(choking)。评定燃料蒸发性的主要指标有馏程和蒸气压。 1) 馏程 液体燃料开始沸腾时的温度称为沸点(boling point)。绝大部分液体燃料不是纯净物，而是复杂的有机混合物，各组分的沸点不同，所以其沸点不是一个常数而是一定的范围，这个沸点的范围叫馏程。将100 mL燃料按规定的方法进行加热使其沸腾(图31)，然后将燃料蒸气通过冷凝装置冷却为液体，从冷凝管中流出第一滴液体燃料时的温度，到蒸馏结束时的最高温度，就是燃料的馏程。蒸出第一滴液体燃料时的温度称为初馏点，馏出10 mL、50 mL、90 mL时的温度分别称为10％、50％、90％馏出温度，分别用T10、T50、T90表示。蒸馏结束时的最高温度，称为终馏点或干点(EP)。 对于汽油机，T10反映汽油中轻质组分的多少，与汽油机的冷起动有关。常规汽油机冷起动时，转速和空气流速都低，而且进气管和气缸壁面温度也低，因此汽油雾化差，蒸发量少。T10越低，汽油机的冷起动性能越好。但是T10过低，往往在管路中输送时受高温零部件的加热而变成蒸气，容易形成气阻，影响汽油机正常运转。现有汽油国标要求T10不高于70℃。 T50反映汽油的平均蒸发性，直接影响汽油机的暖车时间、加速性和工作稳定性。T50低说明汽油的平均蒸发性好，在较低温度下可以有大量的燃料挥发并与空气混合，可以缩短暖机时间，而且从低负荷向高负荷过渡时，能够及时供给所需的可燃混合气量。现有汽油国标要求T50不高于120℃。 T90和干点(EP)反映汽油中重质组分的多少，对汽油能否完全燃烧和汽油机磨损大小有一定的影响。这两个温度过高，说明汽油含有较多的重质成分，在气缸中不易挥发而附在气缸壁上，燃烧时容易产生积炭。没有完全燃烧的重质汽油还会冲洗掉气缸壁的润滑油，加剧机械磨损。流入曲轴箱的重质汽油组分会稀释润滑油，稀释的润滑油易窜入燃烧室被烧掉，从而增加润滑油消耗。现有汽油国标要求T90不高于190℃。 如果需要全面比较燃料的蒸发性能，可将所测各点绘成蒸馏曲线。图32给出了几种常见液体燃料如航空汽油、车用汽油、航空煤油和轻柴油的蒸馏曲线。 图31馏程测定装置 图32常见液体燃料的蒸馏曲线 为了更全面合理地反映燃料的蒸馏特性对汽油机低温冷起动性能的影响，美国合作研究理事会(CRC)根据蒸馏曲线定义了燃料驾驶性指数(driveability index，DI)，采用不同权重系数综合考虑 T10、T50、T90的影响，其表达式如下： DI=1.5T10+3T50+T90(35) DI的单位与蒸馏温度的单位一样。由式(35)可知，T50对DI影响最大(权重因子为3)，其次是 T10(权重因子为1.5)，影响最小的是T90(权重因子为1)。 典型汽油的DI范围为540~700℃。DI越高，说明燃料的蒸发性越差，冷起动的驾驶性问题越多。 燃料含氧会增加燃料的驾驶性指数，美国CRC给出了含氧汽油的DI推荐计算公式： DI=1.5T10+3T50+T90+7.2δMTBE+30δEtOH(36) 式中，δMTBE和δEtOH分别代表MTBE和乙醇含氧化合物添加影响因子，当汽油中添加这两种含氧化合物时，δMTBE和δEtOH就取1； 如果没有添加，就取0。加入含氧化合物后，汽油的DI一般会升高5%~7%。 除了采用一定馏出体积时的蒸馏温度来定义燃料驾驶性指数外，还可以通过一定温度下的馏出体积百分比来定义燃料驾驶性，这种燃料驾驶性称为蒸发驾驶性指数(evaporation driveability index，EDI)。由于给定温度下的燃料蒸发量与掺混的含氧化合物量呈现较好的相关性，因此EDI便于炼油厂通过控制含氧化合物的掺混量来控制燃料的蒸发性。美国CRC给出了含氧汽油的EDI表达式： EDI=E70+1.44E100+1.6E140-15δMTBE-41δEtOH (37) 式中，E70、E100和E140分别表示在70℃、100℃和140℃温度下燃料的蒸发百分比； δMTBE和δEtOH与式(36)中的定义一样。 从定义可知，EDI与DI是相逆的蒸发性评价参数，EDI越高，说明燃料的蒸发性越好，汽油机的低温驾驶性也越好。典型汽油的EDI取值范围是100~250。欧洲和日本常用EDI来评定燃料的蒸发性。 2) 蒸气压 液体燃料在雷德(Reid)饱和蒸气压测定器(图33)中，按燃料蒸气与液体燃料的体积比为4∶1，水浴温度为37.8℃(或100 )时所测出的最大燃料蒸气压力，称为雷德饱和蒸气压(RVP)。 液体燃料中各种组分的饱和蒸气压均随温度的升高而迅速增大，在标准测定条件下，含有10个碳原子以上烃类燃料的饱和蒸气压接近零。图34为部分烃类燃料的饱和蒸气压曲线。 图33雷德饱和蒸气压测定装置 图34部分烃类燃料的饱和蒸气压曲线 汽油形成气阻的倾向用蒸气压表示较为直接。如前所述，汽油标准中规定T10不得高于某一数值是为保证冷起动性能，但T10过低易产生气阻，因此汽油标准同时规定了对蒸气压的要求。 饱和蒸气压越高，说明汽油中轻质组分越多，其蒸发性越好，冷起动性能越好，但使用时汽油机燃油系统中产生气阻的可能性也越大。现有汽油国标要求汽油蒸气压春、夏季不大于74 kPa，秋、冬季不大于88 kPa。 4. 低温流动性 液体燃料的低温流动性是指在低温条件下，燃料在内燃机燃料供给系统中能否顺利地进行泵送和通过燃料过滤器，从而保证内燃机正常供油。如果燃料的低温流动性不好，即燃料在低温使用时失去流动性，或者产生烃结晶，或燃料中的水分结成细小冰粒，都会妨碍燃料在油管和过滤器中顺利通过，造成供油减少或中断，严重影响内燃机的正常工作，甚至造成事故。 汽油的低温流动性良好，一般产生结晶的温度低于-60℃，在各种气候条件下均能保证顺利流动，因此燃料的低温流动性指标主要用于衡量柴油类的重质燃料组分在低温下的流动特性。 表示燃料低温流动性的指标有浊点(cloud point)、冷滤点(cold filter plugging point)、倾点(pour point)和凝点(freezing point)。浊点是燃料在规定的冷却过程中，开始析出烃结晶的最高温度。此时，结晶体将透射光无序地反射出来，使燃料变得浑浊不透明，故称为浊点。燃料在规定的冷却过程中，随着温度的下降，晶体逐渐长大且数量增多，冷滤点的定义是在200 mm水柱抽力下，1 min内20 mL油样不能完全通过一个350目金属滤网过滤器时的最高温度。冷滤点与燃料实际使用的温度下限有良好的对应性。倾点是燃料在规定的冷却过程中，能够流动的最低温度。凝点是燃料在规定的冷却过程中，烃结晶析出、长大，互相连接成三维 图35浊点、冷滤点、倾点和凝点之间的关系 网状结构，使燃料失去流动性的最高温度。浊点、冷滤点、倾点和凝点之间的关系如图35所示。 我国采用凝点作为柴油规格指标，并按凝点的高低将柴油划分为几个牌号，如0号柴油的凝点为0℃，-10号柴油的凝点为-10℃。实际上，0号柴油在环境温度尚未降到0℃时就已经不能正常使用了，判断能否使用的更合理的温度应该是冷滤点。 粘度也称为粘性系数，是衡量流体内部摩擦阻力大小的尺度，是流体内部阻碍其相对运动的一种特性，是流体抵抗剪切作用的一种能力，也是衡量燃料流动性能的重要指标之一。粘度直接影响燃料的喷雾质量。当其他条件相同时，粘度越大，雾化后油滴的平均直径也越大，使得燃料与空气不易混合，造成内燃机的燃料消耗增加，甚至冒烟。此外，粘度还影响供油系统中油泵、喷油器等的润滑。常用动力粘度和运动粘度表示燃料的粘度。动力粘度是指当燃料流动的速度梯度等于1时，单位面积上的内摩擦力的大小，用μ表示，单位为Pa·s。运动粘度是指动力粘度与同温下密度的比值，用ν表示，即ν＝ μ/ρ，常用单位为mm2/s。 燃料的粘度与温度有很大的关系，粘度随温度的变化曲线称为粘温曲线，它是燃料重要的品质特性。汽油、柴油等燃料的粘温曲线参见图36(a)。 图36各种燃料粘度和蒸气压随温度变化的比较 (a) 粘度； (b) 蒸气压 5. 化学安定性 燃料的化学安定性也称抗氧化安定性，是指燃料在常温液相条件下抵抗氧化变质的能力。一般用燃料含有的实际胶质 和燃料的诱导期表示。燃料在长期储存中，胶质增加，酸度增大，有时还会析出沉淀，这些均属于燃料化学安定性问题。只有化学安定性良好的燃料才适合长期储存。 实际胶质是指100 mL燃料在试验条件下所含胶质的毫克数，单位为mg/100 mL。测定时将25 mL经过滤及脱水后的油样放入已准确称量过的玻璃杯中，然后将玻璃杯放置在预热至规定温度下的油浴槽内(汽油150℃，柴油250℃)，向杯中油面吹入预热至相同温度的空气，使油样迅速蒸发，直至全部蒸干且残余物的质量不变为止，称量残余物的质量，并计算为每100 mL燃料中的毫克数，即为该燃料的实际胶质。现有汽油国标要求实际胶质不大于5 mg/100 mL。 燃料在压力为707 kPa、温度为100℃的氧气中未被氧化的时间称为诱导期，单位为min。现有汽油国标要求诱导期不小于480 min。 6. 其他性能 燃料与混合气的热值直接影响内燃机输出功率的大小，是非常重要的燃料热化学性能指标，将在3.2.4节和3.2.5节进行详细说明。 燃料的安全与环保性能是指燃料与人体接触时是否有毒副作用，以及燃烧后排出的有害排放物对环境的污染程度。有关排放的内容将在第7章中进行详细说明。 表34为部分常见燃料的成分和特性参数汇总。 表34常用液体和气体燃料的成分与特性参数 燃料名汽油轻柴油天然气 (NG)液化石油 气(LPG)甲醇乙醇氢二甲醚 (DME)生物柴油 分子式CnHmCnHmCH4C3H8CH3OHC2H5OHH2CH3OCH3RCOOCH3 质量成分 gC/kg0.8550.8740.7500.8180.3750.5220.5220.766 gH/kg0.1450.1260.2500.1820.1250.1301.0000.1300.124 gO/kg0.5000.3480.3480.111 相对分子质量95~120180~20016443246246280 液态密度/（kg/L）0.700~0.7500.800~0.8600.4200.5400.7950.7900.0710.6680.860~0.900 沸点/℃25~215180~360-162-426578-253-24.9182~338 汽化潜热/(kJ/kg)310~320251~2705104261100862450467 理论 空气量 l0/(kg/kg)14.814.317.415.86.59.034.59.012.6 L0/(kmol/kg)0.5150.5000.5950.5410.2230.3101.1930.435 自燃温度/℃300~400250650365~470500420235 闪点/℃-4545~65-162以下-73.310~119~32168~178 燃料低热值/(kJ/kg)4400042500500504639020260270001200002880040000 标准状态下a＝1的可燃混合气热值/(kJ/m3)37503750323034903557366028993730 辛烷值 RON90~10613096~111110106 MON81~89120~13089~969289 十六烷值45~5555~6050~60 运动粘度(20℃)/(mm2/s)0.65~0.851.8~8.00.12~0.15 (40℃)6.4~7.1