第四章_內(nèi)燃機的燃料與燃燒

1、幻燈片1第四章 內(nèi)燃機的燃料與燃燒§4-1 發(fā)動機的燃料§4-2 燃料的使用性能§4-3 燃燒熱化學§4-4 燃燒的基本知識 幻燈片2§4-1 內(nèi)燃機燃料及其提煉燃料是內(nèi)燃機產(chǎn)生動力的來源，直接影響內(nèi)燃機的發(fā)展、結(jié)構(gòu)特點以及對環(huán)境的污染。l 一、石油中烴的分類及性質(zhì)l 傳統(tǒng)燃料：汽油、柴油Þ石油中提煉；l 石油：碳氫化合物l 主要成分：C，H；少量的S，O2，N2l 分子式：CnHm烴類l 代用燃料：CNG、LPG、 DME、 H2、 醇類等幻燈片31. 碳原子數(shù)的影響l 由烴分子C原子數(shù)的不同，其分子量、沸點不同；l Þ構(gòu)

2、成不同性質(zhì)的燃料。l 燃料根據(jù)不同沸點分餾依次得到：l 石油氣®汽油®煤油®柴油®渣油（重油） l C1C4：氣態(tài)石油氣，相對分子質(zhì)量1658；l C5C23：液態(tài)，其中：l C5C11：50200，汽油， 分子質(zhì)量95120； l C11C19：180300 ，煤油， 100180；l C16C23: 250360， 輕、重柴油，180200l C23以上：360 以上，渣油，220280幻燈片4表4-1 烴分子中碳原子數(shù)對烴性質(zhì)的影響輕質(zhì)易揮發(fā)粘度增大化學穩(wěn)定性變好易自燃易點燃幻燈片52. 分子的化學結(jié)構(gòu)對性能的影響碳，氫原子數(shù)和排列位置對燃料性質(zhì)影

3、很大：1）烷烴：分子式：CnH2n+2 ； 化學結(jié)構(gòu)： 直鏈特點：飽和開鏈式，含C越高結(jié)構(gòu)越不緊湊， 常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差， 高溫易分解，自然性好柴油的好成分；2）烯烴： 分子式：CnH2n ； 化學結(jié)構(gòu)：-C=C-; -C=C-C-C-支鏈(熱穩(wěn)定)-C-C-C-C-CC-C-C-C-C-；直鏈幻燈片6特點：非飽和開鏈式，自發(fā)火性差，汽油的成分； 常溫下化學穩(wěn)定性差，易氧化膠質(zhì)；不易儲存3）炔烴：分子式：CnH2n-2 ；化學結(jié)構(gòu)：CºC特點：非飽和開鏈，熱裂化產(chǎn)物，不存在原油中； 很不穩(wěn)定，常溫下易分解；不易作燃料。4）環(huán)烷烴：分子式：CnH2n; 化學結(jié)構(gòu)： 特點：

4、飽和環(huán)狀，不易分裂，熱穩(wěn)定性強， 汽油機的燃料，石油的重要組成部分。-CC-CC-環(huán)丁環(huán)幻燈片75）芳香烴：CnH2n-6； 基本化合物是苯：C6H6; 石油中含量少，分子結(jié)構(gòu)堅固； 熱穩(wěn)定性高， 高溫下不易破裂； 汽油的良好的抗爆劑； 石油煉制中產(chǎn)生。 其中，a-甲基萘：C11H10， 其抗爆性認為100%幻燈片8二、燃料的提煉方法及對燃料性能的影響 l 從石油原油中煉制燃料的典型工藝流程：l 直餾法：將原油在煉油塔中進行加熱蒸餾；l Þ不同分餾溫度得到不同成分的燃油l Þ這一部分燃料油約占原油的25%40%l 裂解法：通過加溫加壓方法進行裂解；l 催化重整：使用催化劑進

5、行裂解；l 加氫精制：將蒸餾后的重油等一些高分子成分用不同手段裂解為分子量較輕的成分?；脽羝? 幻燈片10l 熱裂解：工藝簡單；l 但燃油的穩(wěn)定性差，辛烷值低。l 催化重整：使正構(gòu)烷烴或環(huán)烷烴Þ異構(gòu)物烴和l 芳香烴；l 副產(chǎn)品氫氣可作為加氫工藝的氫氣來源。l 加氫精制：可使烯烴變成飽和烴，還可以脫碳，脫氮，脫氧以及脫金屬等作用，滿足油品的更高要求。l 為獲得高品質(zhì)燃料，常采用加氫精制或催化重整工藝?；脽羝?1三、代用燃料及其特性l 1、氣體燃料 l NG：自由態(tài)或與石油共存的天然氣，主要成分是l 甲烷,CH4; 成為第三大支柱能源。l 汽車上的應用：l 壓縮天然氣(CNG)，20MP

6、a 存于高壓氣瓶中；l 液化天然氣(LNG)，-162低溫液化儲存；l 其密度為常態(tài)下氣體密度的600倍；l 行駛距離長；但成本高。l LPG: 天然石油氣或石油煉制中產(chǎn)生的液化石油氣l 主要成分：丙烷/丙烯/丁烷/丁烯及其異構(gòu)物?；脽羝?2l 天然氣燃料的優(yōu)點：l 主要成分是甲烷，CO、HC排放少，燃料中不含硫的成分，SO2排放量低于電動汽車。l 辛烷值高達130，可提高壓縮比Þ熱效率Ý。l 燃燒下限寬，稀燃優(yōu)越，運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可降低NOx。l 氣體燃料，低溫起動及低溫運轉(zhuǎn)性能良好。l 天然氣燃料的缺點：l 氣體燃料，常溫常壓下儲運性能差，能流密度低，一次充氣可行駛距離短。l

7、 儲氣壓達20MP，燃料容器加重。l 因氣態(tài)吸入氣缸，充氣效率降低；單位體積的混合氣熱值低，功率降低近10%幻燈片13用于汽車的三種形式： CNG以20MPa壓縮儲存； 液化天然氣 LNG -162以下儲存； 吸附天然氣 ANG吸附材料幻燈片142. 醇類燃料：主要指甲醇和乙醇l 甲醇：從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提取。l 乙醇：從含淀粉和糖的農(nóng)作物中制取。 l 特點：相對汽油l 熱值低，但醇中含氧量大，所需理論空氣量比汽油少，所以兩者混合氣熱值相近，保證發(fā)動機動力性能不降低l 醇的汽化潛熱為汽油的三倍；燃料蒸發(fā)汽化可促使進氣溫度降低，增加充氣量，但冷起動困難需要預熱。l 辛烷值高，抗爆性能好

8、，可提高壓縮比。l 沸點低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。l 甲醇對視神經(jīng)有損傷作用，有毒性，儲運及使用中注意安全；甲醇對金屬有一定腐蝕作用，需防腐蝕措施。原料來源廣泛，可再生，有較好的燃料特性幻燈片15幻燈片16l 3. 生物柴油l 由動物脂肪或植物油通過酯化反應得到的長鏈脂肪酸甲(乙)酯組成的新型燃料。具有與柴油相近的性能。l 特點：l 環(huán)保性優(yōu)良。含S低，不含芳香烴，保持CO2平衡。l 十六烷值高，燃燒性能好，潤滑性能好。l 閃點高，可溶解，對土地和水的污染小，可大大減輕意外泄漏時對環(huán)境的污染Þ安全性好。l 可再生。資源不會枯竭。l 能與石油柴油以任何比例相溶，與柴油混燒或純燒生物柴油，可

9、直接應用現(xiàn)有的柴油機及供油系統(tǒng)和加油站系統(tǒng)。光合作用自然循環(huán)幻燈片17幻燈片18§4-2 傳統(tǒng)燃料的使用特性一、柴油 高速柴油機：輕柴油；中低速柴油機：重柴油1. 柴油性能的評價指標：1）十六烷值：評價柴油的自燃性。 與發(fā)動機的粗暴性、起動性密切相關(guān) 十六烷值高：著火延遲期短，工作柔和，起動性好測定方法：單缸試驗機，壓縮比可調(diào)； 標準燃料：十六烷與 a-甲基萘不同比例制成的混 合液； 規(guī)定自燃性：十六烷：100%； a-甲基萘：0%定義：被測柴油的自燃性與標準燃料相同時，標準燃料 中十六烷的體積百分數(shù)為該柴油的十六烷值?；脽羝?9 l 十六烷值：與燃料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；l 可通過原油種

10、類、煉制方法、添加劑來控制;l 直鏈烷烴類、分子量、C數(shù)增加時十六烷值增加;l 所以，十六烷值高，便于起動，著火落后期縮短;l 但，分子量增加，蒸發(fā)性變差，粘度增加，冒黑煙，經(jīng)濟性惡化。l 一般，十六烷值：4565，不要過大l 過大：冒煙l 過?。翰灰字鸹脽羝?0燃料中不同成分對化學安全性的影響 幻燈片21l 2）餾程：評價柴油的蒸發(fā)性。l 用餾出某一百分比的溫度范圍表示。如：l 餾出50%的溫度T50：表示平均蒸發(fā)性；l T50低，Þ輕餾分多，蒸發(fā)快，有利于混合；l 主要影響暖機性能、加速性、工作穩(wěn)定性。l 餾出90%或95%溫度T90或T95：表明柴油中難以l 蒸發(fā)的重質(zhì)成分含

11、量；l 主要影響燃燒完全Þ經(jīng)濟性。幻燈片223）粘度：表示燃料分子間的內(nèi)聚力Þ抵抗分子間相對運動的能力；評定柴油的稀稠度，影響燃料的流動性和噴霧質(zhì)量; 溫度高，粘度小，流動性強；反之相反。 4） 熱值：1kg燃料完全燃燒所釋放的熱量。柴油hu=42700kJ/kg5）凝點：表示柴油失去流動性，開始凝固的溫度，評定柴油的低溫流動性。柴油牌號用凝點表示。 如：RC10，RC0，RC-10，RC-20，RC-30等?；脽羝?3二、汽油1. 汽油性能的評價指標：1）辛烷值：評價汽油的抗爆性 爆震現(xiàn)象：點火后，末端氣體的自燃現(xiàn)象。 測定方法：專用試驗臺，壓縮比可變 標準燃料：正庚烷易

12、爆震，辛烷值為0%； 異辛烷抗爆性好，辛烷值為100% 按不同比列混合而成。 試驗方法不同：研究法和馬達法n和溫度Tb不同 實驗n及混合氣Tb馬達法>研究法 定義：被測汽油的抗爆程度與標準燃料相同時，標準燃 料中異辛烷含量的體積百分數(shù)為被測汽油的辛烷值?；脽羝?4l 汽油辛烷值：取決于汽油組成、煉制方法、添加劑；l 辛烷值的高低：烷烴<烯烴<環(huán)烷烴<芳烴l 2）餾程：指汽油餾出的溫度范圍，評價蒸發(fā)性。l 試驗方法：l 加熱器，量筒，l 冷凝器，溫度計l 初餾點：第一滴l 凝結(jié)的燃料流入l 量筒時的溫度。航空汽油車用汽油煤油輕柴油燃料蒸餾曲線幻燈片25l 10%餾出溫度T

13、10：評價低溫蒸發(fā)性，影響起動性l T10低，低溫蒸發(fā)性好，易于起動；l 過低，易產(chǎn)生“氣阻”現(xiàn)象l 50%餾出溫度T50：評價平均蒸發(fā)性，l 影響暖車、加速性，工作穩(wěn)定性。l 90%餾出溫度T90：評價難以揮發(fā)的重質(zhì)成分數(shù)量l 影響燃燒完全程度、積碳等。l 汽油的牌號：表示其辛烷值大小。l 根據(jù)壓縮比選用牌號幻燈片26三、汽油、柴油性能差異對發(fā)動機性能的影響 1. 混合氣形成和負荷調(diào)整上的差異 汽油揮發(fā)性強：低溫度下，充分蒸發(fā)； 在缸外形成混合氣，時間充足Þ均勻混合氣； 用混合氣充量，控制發(fā)動機功率量調(diào)。 柴油蒸發(fā)性差： 200開始餾出，350 結(jié)束 粘性大，不能低溫下形成混合氣；

14、 故 用噴嘴強制霧化，在缸內(nèi)形成混合氣； 進氣量不變，噴油量調(diào)節(jié)功率質(zhì)調(diào)40餾出，200 蒸發(fā)完純空氣幻燈片272. 著火和燃燒上的差異：自燃、點燃溫度不同 汽油自燃點高，點燃溫度低： Ø 采用外部能源點燃的方式點火系； Ø 點火后，混合氣均勻，火焰?zhèn)鞑シ绞饺紵?Ø 為防自燃，壓縮比不宜高柴油自燃點低，點燃溫度高： Ø 采用壓縮自燃方式； Ø為促進自燃，壓縮比不宜過低； Ø混合氣不均勻，Þ預混合燃燒和擴散燃燒。燃燒時間延長 幻燈片28§4-3 燃燒熱化學l 了解燃燒過程，燃料、空氣及產(chǎn)物及其數(shù)量關(guān)系l 一、1kg

15、燃料完全燃燒所需的理論空氣量l 設燃料主要成分：C、H、O；各元素的質(zhì)量成分l 空氣成份：O2（21%）、N2（79%）； l 則 完全燃燒時的化學反應方程方式：引入kmol：以kg為單位的某元素數(shù)量等于其分子量幻燈片29l 1kg燃料（wC+wH+wO）完全燃燒時所需氧的kmol數(shù)：l 所需要的理論空氣量：幻燈片30l 二、過量空氣系數(shù)：評價混合氣的性質(zhì)l 定義：l 另：空然比=A/F； 當量比=(A/F)0/(A/F)=1/fal fa =1或A/F=14.9理論混合氣l fa <1或A/F<14.9濃混合氣l fa >1或A/F>14.9稀混合氣fa 與發(fā)動機類型

16、、混合氣形成方法、工況及功率調(diào)節(jié)方法等有關(guān)。 幻燈片31l 汽油機： fa=0.81.2l 電控+三效催化裝置后：l 控制在 fa=1 附近l 柴油機： fam=1.21.6l 增壓柴油機：l fam=1.82.2柴油汽油電控+三效幻燈片32l 三、 fa>1時完全燃燒的產(chǎn)物l 1）燃燒前混合氣量l 汽油機：l 柴油機：l 2）燃燒后的產(chǎn)物: 因fa>1 ;l 產(chǎn)物為CO2和H2O，以及未燃的N2、剩余O2l 所以，噴入缸內(nèi)的燃料體積<空氣的1/10000 幻燈片33 3）燃燒后工質(zhì)摩爾數(shù)的增量：由燃燒前后產(chǎn)物4）理論分子變更系數(shù)m0：C/H化合物構(gòu)成的液體燃料燃燒后 m0&

17、gt;1幻燈片34四、燃料的熱值、混合氣熱值1）燃料的熱值： 定義： 1kg燃料完全燃燒所放出的熱量。 低熱值：產(chǎn)物中H2O以水蒸氣狀態(tài)存在； 高熱值：產(chǎn)物中H2O以液體狀態(tài)存在。2）混合氣熱值：單位混合氣完全燃燒所放出的熱量 設1kg燃料形成的混合氣量為M1，燃料低熱值hm;則，氣化潛熱幻燈片35§4-4 燃燒的基本知識l 燃燒過程：著火階段Þ燃燒準備過程 l 燃燒階段Þ放熱過程 l 一、著火理論l 著火過程：指混合氣自動加速反應，產(chǎn)生升溫，最終某一時刻某一位置出現(xiàn)火焰的過程。l 特點：有明顯的光和火焰效應l 著火理論(方式)：4著火熱理論l 4鏈鎖反應理論l

18、4點燃自燃理論幻燈片361、著火的熱理論加熱一充滿空氣和燃料混合氣的容器受熱燃料分子和氧分子動能Ý而相撞活化分子相撞能量>反應活化能E時，打破化學鍵而引起化學反應幻燈片37設：容器中總分子數(shù)n； 超過活化能E的活化分子數(shù)n*；則 按照能量分配定律：R：氣體常數(shù)；E：活化能；T：絕對溫度 可見，TÝ時，活化分子所占比例Ý，化學反應加速 反應速度v：單位時間單位體積中出現(xiàn)的氧化產(chǎn)物的分子數(shù)，與n*/n成比例，即 幻燈片38又 燃料氧化反應放熱速率與氧化反應速度成比例： C2：與分子的反應熱及氣體的壓力有關(guān)的系數(shù) 反應時單位時間內(nèi)向容器壁的傳熱量為： 放熱率<

19、;傳熱率熱不能積累 A: 與容器材料、形狀及氣體導熱率有關(guān)的系數(shù) 放熱率=傳熱率 dq1/dt>dq2/dt，反應可繼續(xù)，但vß 幻燈片39l 反應壓力的影響：l 容器不變，Ý壓力，混合氣密度Ý ，雖n*/n不變，l 但混合氣中n*的絕對數(shù)Ý；l Þ反應速度Ý ；l 氧化反應放熱量Ý ；l Þ dq1/dt>dq2/dt；l Þ熱量積累Þ著火。Tc著火溫度Tc=臨界溫度幻燈片40l 結(jié)論：l TC與混合氣的物理化學性質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力、容器形狀及散熱情況有關(guān)；l 同一種燃料，因條件不

20、同，l 著火溫度不同。l 臨界Tc與壓力pc明顯影響l 著火域； pc低時需要ÝTc。幻燈片41l 存在混合氣濃度的著火界限；隨溫度和壓力Ý，著火界限加寬，但有限。當溫度和壓力低于臨界值時，無論在什么濃度下，均不能著火。下限上限幻燈片42l 在低溫、低壓區(qū)著火規(guī)律與l 高溫區(qū)完全不同Þ存在著火半島。 l 烴燃料低溫下著火過程(光譜分析)：l 冷焰t2藍焰t3熱焰t4三個階段。藍焰期：甲醛的支鏈反應而產(chǎn)生CO；輝光較強，p、TÝ；持續(xù)期短冷焰:過氧化物分解成甲醛,并積累熱焰期:CO+氧生成CO2Þ爆炸性熱火焰，釋放大量熱冷焰誘導期t1: T低反應

21、緩慢，形成過氧化物 低溫多階段著火幻燈片43l 烴燃料低溫低壓時的著火規(guī)律：退化支鏈反應的結(jié)果Þ低溫多階段著火。l 烴燃料高溫時：甲醛退化支鏈反應不經(jīng)過冷焰期，而直接進入藍焰-熱焰期，因藍焰-熱焰期很難區(qū)分Þ高溫單階段著火。高溫時：甲醛退化支鏈反應不經(jīng)冷焰，直接進入藍焰-熱焰期。高溫單階段著火幻燈片442、 鏈鎖反應自燃著火理論 烴的氧化反應：始末自由原子或自由基H、O、OH等 最終燃燒產(chǎn)物，經(jīng)一些列中間產(chǎn)物反應的結(jié)果；中間產(chǎn)物形成過程Þ活性中心、反應物再生Þ鏈鎖反應幻燈片45l 鏈鎖反應機理：l 鏈引發(fā)：反應物受某種因素的激發(fā)，而產(chǎn)生的自由原子或自由基

22、具有很強的反應能力；l 鏈傳播：自由原子與反應物作用，推進反應，產(chǎn)生新的自由原子的過程；l 直鏈反應：一個自由原子生成新的一個自由原子，反應恒速;l 支鏈反應：一個活性中心同時生成兩個以上的活性中心，反 l 應加速Þ引爆l 鏈中斷：活性中心與缸壁、惰性氣體相碰撞無效碰撞，不再引致反應。幻燈片46鏈鎖反應特點：1）誘導期ti：積累活性中心過程，量變；2）鏈爆炸的原因，是能激發(fā)活性中心，不一定高溫; 3）反應自動加速；隨溫度急劇增高（AB）;隨反應度濃度的減少而降低（BC）4）加入惰性氣體時， 反應速度迅速下降； 而加入添加劑時： 使反應速度加速。與反應物物性參數(shù)、濃度、溫度、容器形狀有

23、關(guān)幻燈片47l 3、點燃：l 指用電火花產(chǎn)生火焰核心并引起火焰?zhèn)鞑サ倪^程l 點火過程：靠火花能量Þ局部混合氣升溫Þ引起電離Þ形成活性中心Þ加速化學反應Þ形成火焰核。l 火焰成長、傳播的必要條件：l 給靠近火焰核的未燃氣供給足夠的能量。l 這種能量的來源：點火能量、反應后釋放的熱量l 最小點火能量：受燃料種類、濃度，氧的濃度，l p, T；點火處氣流狀態(tài)；火花性質(zhì)；l 電極形狀，距離等的影響。幻燈片48l 電極間隙與點火能量關(guān)系：l 電極間隙過大Þ需點火能量越大；l 間隙過小Þ能量在大也不能著火。l 熄火距離：指不能著火的最小

24、電極間隙。l 混合氣濃度限制：l 超出著火界限，不能著火。l 汽油機循環(huán)變動：火焰核形l 成過程中條件的隨機性造成。幻燈片49二、內(nèi)燃機的燃燒方式1、預混合燃燒 特點：4著火前預先混合而形成可燃混合氣體；4在燃燒室空間壓力和溫度不均勻?；鹧媲颁h燃燒區(qū)4局部點燃后形成火焰核，Þ在預混合氣中以火焰?zhèn)鞑バ问酵瓿扇紵^程。 任一時刻溫度大小分布:已燃區(qū)>燃燒區(qū)>未燃區(qū) 幻燈片50l 根據(jù)混合氣的氣流特性將預混合氣的火焰?zhèn)鞑ミ^程分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ミ^程。1）層流火焰?zhèn)鞑? 特點：火焰前鋒為球面，且很薄=1/10mm1/100mm 層流火焰將燃燒室分為已燃和未燃區(qū)傳播原理：

25、層流火焰面內(nèi)溫度梯度和濃度梯度很大; Þ引起強烈的傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象； Þ促使鄰近混合氣快速化學反應； Þ造成火焰空間移動現(xiàn)象Þ火焰?zhèn)鞑セ脽羝?1l 影響層流火焰?zhèn)鞑サ囊蛩兀荷蒆C的主要原因l 混合氣性質(zhì)：l 4當fa=0.80.9時，反應溫度高，傳播速度最快；l 4當fa=11.15時，傳播速度約降低10%15%；l 4過濃或過?。悍磻獪囟冗^低不能維持火焰?zhèn)鞑 縫隙：火焰不能傳播的最小縫隙稱為淬熄距離； l 如氣缸間隙、火花塞縫隙等火焰不能傳播；l 溫度：火焰?zhèn)鞑サ奖诿鏁r，T過低不能傳播。汽油機一般：幻燈片52l 2）湍流火焰?zhèn)鞑?l 湍流：氣流中不同

26、尺寸渦旋不斷形成、發(fā)展、分解與消失的不穩(wěn)定過程。l 產(chǎn)生原因：粘性氣流速度增加到一定值后，由于邊界阻礙、外部干擾等，氣流內(nèi)部形成許多渦旋而造成。l 特點：渦旋套渦旋，各種不同尺寸的渦旋組成連續(xù)的渦旋譜。l 空間時間上紊亂無序變化，但有隨機性質(zhì)；l 評價方法：湍流尺度和湍流強度幻燈片53l 湍流尺度：指渦旋翻滾一個周期所作用的范圍l 宏觀湍流：決定其力學性質(zhì)；l 微觀湍流：在流體的粘性作用下將湍流能轉(zhuǎn)化為熱能而消失。l 宏觀Þ微觀Þ分子運動Þ熱能l 湍流強度：用脈動速度的均方根來表示湍流的能量，主要影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣??；脽羝?4l 湍流對火焰?zhèn)鞑サ淖饔茫簂 宏觀湍

27、流：使火焰前鋒皺折，增大反應面積，但層流火焰前鋒結(jié)構(gòu)不變；l 微觀湍流：加強傳質(zhì)傳熱（擴散）相對層流導熱系數(shù)增大100倍，由此提高紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。l 提高湍流強度：火焰前鋒結(jié)構(gòu)破裂，促進已燃氣體與未燃氣體迅速混合，縮短反應時間，提高放熱速率。湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋夯脽羝?5l 2、擴散燃燒：l 壓縮終了向缸內(nèi)高溫高壓空氣直噴燃料；l 燃料噴射需時間，燃料蒸發(fā)溫度低于著火溫度， l 故，后續(xù)噴入的燃料Þ邊混合邊燃燒。l 擴散燃燒時缸內(nèi)溫度很高，只要燃料與空氣混合，其化學反應就很快進行。Þ擴散燃燒過程完全取決于燃料和空氣的混合過程及速度。l 擴散燃燒期，燃燒室內(nèi)同時存在三個相：l

28、 可燃混合氣、空氣和燃燒產(chǎn)物?；脽羝?6l 1）單滴油滴的擴散燃燒模型： l 擴散燃燒過程是氣液兩相的混合燃燒過程，不是液體燃料的直接燃燒，故首先液體燃料充分氣化l 油滴蒸發(fā)：表面形成濃度梯度l 著火條件：濃度，溫度適當；l 著火后的燃燒過程：取決于l 燃料與空氣的擴散速度；l 當火焰包圍燃料時：l 造成高溫缺氧，形成碳煙?；脽羝?7l 擴散燃燒特點：l 燃燒過程受擴散、流動、混合與熱交換的制約，l 反應速度要比流動、擴散、混合的速度快得多；l 濃度梯度的擴散：受流動、混合、熱交換的影響l 氣液兩相的擴散燃燒Þ先液體蒸發(fā)，在油滴表面形成可燃混合氣（擴散與混合過程），適當溫度條件

29、22;即燃油蒸汽和空氣的燃燒。l 所以，燃料的霧化、蒸發(fā)及氣流特性起決定性作用?；脽羝?8l 2）噴霧燃燒：l 無數(shù)個油滴相互干涉，汽化混合等，不同于單油滴蒸發(fā)燃燒。l 實際噴霧過程，由大大小小油滴組成Þ預混合燃燒與擴散燃燒同時存在。l 高壓噴射化：噴霧質(zhì)量得到改善Þ噴入后缸內(nèi)直接霧化，Ý混合氣形成速率。l 所以擴散燃燒控制：溫度及空氣流的控制；l 溫度受控于噴射規(guī)律幻燈片593稀薄混合氣的均質(zhì)低溫壓燃C/H燃料燃燒結(jié)果：高溫高壓Þ對外做功 產(chǎn)物：CO、HC、NOx、PM污染環(huán)境對車用內(nèi)燃機燃燒過程的要求：高效率、超低排放 高效率：Ý經(jīng)濟性，節(jié)能；ß CO2超低排放：ß NOx 、CO、HC、PM措施：高效率化Þ燃燒完全、及時 低排放化Þ稀薄、低溫燃燒幻燈片60l 高效率超低排放的燃燒方式：稀薄均質(zhì)混合氣壓燃ÞHCCI（Homogeneous Charge C