汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理 第四章 燃料與燃燒化學(xué)

1、第四章第四章 燃料與燃燒化學(xué)燃料與燃燒化學(xué)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 第二節(jié)第二節(jié) 代用燃料及其應(yīng)用（自學(xué)）代用燃料及其應(yīng)用（自學(xué)） 第三節(jié)第三節(jié) 燃燒化學(xué)燃燒化學(xué) 第四節(jié)第四節(jié) 燃燒的基本理論燃燒的基本理論 作業(yè)及思考題作業(yè)及思考題第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 石油燃料石油燃料（汽油、柴油）代用燃料代用燃料 汽油的主要性能有：抗爆性、抗爆性、蒸發(fā)性蒸發(fā)性、氧化安定性、抗腐蝕性及清潔性。氧化安定性、抗腐蝕性及清潔性。一、汽油一、汽油1、抗爆性、抗爆性 汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力。時(shí)抵抗爆燃的能力。

2、 汽油的抗爆性用汽油的抗爆性用來(lái)表示。辛烷值越高，來(lái)表示。辛烷值越高，其抗爆性越好。其抗爆性越好。 測(cè)定汽油的辛烷值測(cè)定汽油的辛烷值有不同的試驗(yàn)方法，常用有不同的試驗(yàn)方法，常用的為馬達(dá)法與研究法。的為馬達(dá)法與研究法。 馬達(dá)法辛烷值（馬達(dá)法辛烷值（MON）是以較高的混合氣溫度）是以較高的混合氣溫度 （一（一 般加熱至般加熱至149）和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（一般達(dá)）和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（一般達(dá)900轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分）的苛刻條件為其特征的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)分）的苛刻條件為其特征的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)得的辛烷值。它表示汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)常用工況下低速得的辛烷值。它表示汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)常用工況下低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆能力。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆

3、能力。 研究法辛烷值（研究法辛烷值（RON）是以較低的混合氣溫度）是以較低的混合氣溫度 （一（一 般不加熱）和較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（一般在般不加熱）和較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（一般在600轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分）分）的中等苛刻條件為其特征的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)得的中等苛刻條件為其特征的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)得的辛烷值。它表示汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)重負(fù)荷條件下高速的辛烷值。它表示汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)重負(fù)荷條件下高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆能力。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆能力。 馬達(dá)法辛烷值（馬達(dá)法辛烷值（MON）低于研究法辛烷（）低于研究法辛烷（RON）。）。一般采用研究法辛烷值來(lái)確定汽油的抗爆性。如要比一般采用研究法辛烷值來(lái)確定汽油的抗爆性。如要比較全面表示抗爆性時(shí)，

4、同時(shí)標(biāo)出較全面表示抗爆性時(shí)，同時(shí)標(biāo)出RON和和MON值。值。2 2、蒸發(fā)性、蒸發(fā)性 液態(tài)汽油汽化的難易程度稱(chēng)為汽油的液態(tài)汽油汽化的難易程度稱(chēng)為汽油的蒸發(fā)性蒸發(fā)性。 汽油的蒸發(fā)性越強(qiáng)，越容易汽化，要求汽油必須具汽油的蒸發(fā)性越強(qiáng)，越容易汽化，要求汽油必須具有有良好的蒸發(fā)性良好的蒸發(fā)性。但蒸發(fā)性也不能太強(qiáng)，否則易形。但蒸發(fā)性也不能太強(qiáng)，否則易形成供油系成供油系“氣阻氣阻”，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。 蒸發(fā)性很弱的汽油，難以形成良好的混合氣，這樣蒸發(fā)性很弱的汽油，難以形成良好的混合氣，這樣不僅會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、加速緩慢，而且未氣不僅會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、加速緩慢，而且未氣化的懸

5、浮油粒還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，油耗上升。化的懸浮油粒還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，油耗上升。如果未燃盡的油粒附著在氣缸壁上，還會(huì)破壞潤(rùn)滑如果未燃盡的油粒附著在氣缸壁上，還會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，甚至竄入曲軸箱稀釋潤(rùn)滑油，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)油膜，甚至竄入曲軸箱稀釋潤(rùn)滑油，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑遭破壞，造成機(jī)件磨損增大。潤(rùn)滑遭破壞，造成機(jī)件磨損增大。 汽油的蒸發(fā)性用汽油蒸發(fā)量為汽油的蒸發(fā)性用汽油蒸發(fā)量為10、50、90和和100時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)評(píng)定。時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)評(píng)定。 10餾出溫度低，汽油的起動(dòng)品質(zhì)越好。餾出溫度低，汽油的起動(dòng)品質(zhì)越好。 50餾出溫度低，說(shuō)明汽油的中間餾分容易餾出溫度低，說(shuō)明汽油的中間餾分容易蒸發(fā)，有利

6、于汽油機(jī)的加速和由冷的狀態(tài)很蒸發(fā)，有利于汽油機(jī)的加速和由冷的狀態(tài)很快轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。快轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。 90餾出溫度高，表明汽油中不易蒸發(fā)的重餾出溫度高，表明汽油中不易蒸發(fā)的重質(zhì)含量多。汽油中這些重質(zhì)成分在混合氣形質(zhì)含量多。汽油中這些重質(zhì)成分在混合氣形成的過(guò)程中很難蒸發(fā)，它們附著在進(jìn)氣管和成的過(guò)程中很難蒸發(fā)，它們附著在進(jìn)氣管和氣缸壁上，將增加燃油消耗、稀釋氣缸壁上氣缸壁上，將增加燃油消耗、稀釋氣缸壁上的潤(rùn)滑油和加大氣缸磨損。的潤(rùn)滑油和加大氣缸磨損。3 3、氧化安定性氧化安定性 汽油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)汽油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生長(zhǎng)久性變化的能力稱(chēng)為不發(fā)生長(zhǎng)久性變化的能力稱(chēng)

7、為氧化安定性氧化安定性。 汽油氧化安定性直接影響汽油的儲(chǔ)存、運(yùn)汽油氧化安定性直接影響汽油的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。安定性不好的汽輸和在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。安定性不好的汽油，易發(fā)生氧化、縮合和聚合反應(yīng)，生成油，易發(fā)生氧化、縮合和聚合反應(yīng)，生成酸性物質(zhì)和膠狀物質(zhì)，將導(dǎo)致燃料供應(yīng)系酸性物質(zhì)和膠狀物質(zhì)，將導(dǎo)致燃料供應(yīng)系統(tǒng)堵塞，氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸散熱不良，統(tǒng)堵塞，氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸散熱不良，增大爆燃傾向。增大爆燃傾向。4、清凈性 汽油噴射式汽車(chē)最常發(fā)生的問(wèn)題是在進(jìn)氣系統(tǒng)和噴油器上產(chǎn)生沉淀，其主要原因是汽油中的不穩(wěn)定化合物，例如不飽和烯烴和二烯烴，以及添加劑帶入的低分子量化合物等。 添加汽油清凈劑。5

8、5、汽油規(guī)格汽油規(guī)格 我國(guó)目前有兩種規(guī)格，一種是車(chē)用汽油的我國(guó)目前有兩種規(guī)格，一種是車(chē)用汽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 1793-1999），一種是無(wú)鉛），一種是無(wú)鉛汽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。汽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)的無(wú)鉛車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表我國(guó)的無(wú)鉛車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4-1。二、柴油二、柴油 柴油主要用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)），其中輕柴油用于柴油主要用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)），其中輕柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)，重油用于大型高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)，重油用于大型低速柴油機(jī)。汽車(chē)用柴油機(jī)都是高速機(jī)，必須用輕柴油。低速柴油機(jī)。汽車(chē)用柴油機(jī)都是高速機(jī)，必須用輕柴油。1、柴油的自燃

9、性、柴油的自燃性 柴油的自燃性柴油的自燃性: 柴油在沒(méi)有外界火源的情況下能自行著火的柴油在沒(méi)有外界火源的情況下能自行著火的能力。能力。 柴油的自燃性好，柴油機(jī)工作較柔和，在低溫時(shí)易于起動(dòng)。柴油的自燃性好，柴油機(jī)工作較柔和，在低溫時(shí)易于起動(dòng)。 十六烷值十六烷值是評(píng)定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。是評(píng)定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。 柴油的十六烷值：柴油的十六烷值：標(biāo)準(zhǔn)燃料是正十六烷和標(biāo)準(zhǔn)燃料是正十六烷和-甲基萘的混合物。正十六烷自燃性最好，作甲基萘的混合物。正十六烷自燃性最好，作為自燃性好的標(biāo)準(zhǔn)，其十六烷值定為為自燃性好的標(biāo)準(zhǔn)，其十六烷值定為100。 -甲基萘最不易自燃，作為自燃性差的標(biāo)準(zhǔn)，甲基萘最不易自燃，作

10、為自燃性差的標(biāo)準(zhǔn)，定其十六烷值為定其十六烷值為0。柴油的自燃性通常介于。柴油的自燃性通常介于正十六烷與正十六烷與-甲基萘之間。將上述兩種成分甲基萘之間。將上述兩種成分按不同比例混合，可得出不同十六烷值的標(biāo)按不同比例混合，可得出不同十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料，其十六烷值為該混合物中正十六烷準(zhǔn)燃料，其十六烷值為該混合物中正十六烷所占的所占的體積百分?jǐn)?shù)體積百分?jǐn)?shù)。如果某種柴油與某種標(biāo)。如果某種柴油與某種標(biāo)準(zhǔn)燃料的自燃性相同，則該標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六準(zhǔn)燃料的自燃性相同，則該標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值即為該柴油的十六烷值。烷值即為該柴油的十六烷值。 十六烷值過(guò)高或過(guò)低的柴油，都對(duì)柴油機(jī)的十六烷值過(guò)高或過(guò)低的柴油，都對(duì)柴油機(jī)的

11、性能或工作不利。性能或工作不利。十六烷值越高，著火性越十六烷值越高，著火性越好。十六烷值過(guò)高，燃燒不完全。好。十六烷值過(guò)高，燃燒不完全。 一般高速柴油機(jī)采用十六烷值為一般高速柴油機(jī)采用十六烷值為4065的柴的柴油。油。2、柴油的、柴油的蒸發(fā)性蒸發(fā)性 柴油的蒸發(fā)性影響滯燃期內(nèi)柴油的蒸發(fā)量及柴油的蒸發(fā)性影響滯燃期內(nèi)柴油的蒸發(fā)量及燃燒的完全程度，用燃燒的完全程度，用餾程餾程表示。表示。 餾程指柴油蒸餾過(guò)程中餾出一定百分?jǐn)?shù)所處餾程指柴油蒸餾過(guò)程中餾出一定百分?jǐn)?shù)所處的溫度，通常以餾出的溫度，通常以餾出50的溫度來(lái)評(píng)定。餾的溫度來(lái)評(píng)定。餾程低，說(shuō)明柴油中輕餾分多，蒸發(fā)性好，有程低，說(shuō)明柴油中輕餾分多，蒸發(fā)

12、性好，有利于混合氣形成，改善了燃燒過(guò)程。但是，利于混合氣形成，改善了燃燒過(guò)程。但是，餾程過(guò)低，燃料蒸發(fā)過(guò)快，則在著火延遲期餾程過(guò)低，燃料蒸發(fā)過(guò)快，則在著火延遲期內(nèi)形成的混合氣量過(guò)多，柴油機(jī)工作粗暴。內(nèi)形成的混合氣量過(guò)多，柴油機(jī)工作粗暴。車(chē)用柴油機(jī)的柴油餾程為車(chē)用柴油機(jī)的柴油餾程為200300。3、柴油的粘度粘度 柴油的粘度決定柴油的流動(dòng)性。柴油的粘度決定柴油的流動(dòng)性。粘度流動(dòng)性霧化性好，泄漏，潤(rùn)滑性降低；粘度過(guò)濾清困難，噴霧不良，流動(dòng)阻力增大。4、硫含量燃燒后形成二氧化硫，與水形成亞硫酸，腐蝕零件，形成酸雨5、柴油的凝點(diǎn)凝點(diǎn)柴油的凝點(diǎn)指柴油冷卻到失去流動(dòng)性的溫度凝點(diǎn)指柴油冷卻到失去流動(dòng)性的溫度

13、。第二節(jié)第二節(jié) 代用燃料及其應(yīng)用代用燃料及其應(yīng)用( (自學(xué)自學(xué)) )代用燃料代用燃料按按物物態(tài)態(tài)氣體代用燃料：天然氣、液化石天然氣、液化石油油氣、氣、 氫氣、煤氣、沼氣氫氣、煤氣、沼氣等液體代用燃料：甲醇甲醇、乙醇、乙醇、植物油植物油 燃料等燃料等按化按化學(xué)成學(xué)成分分烴燃料含氧燃料一、天然氣一、天然氣 天然氣主要成分為甲烷 (容積比可達(dá)8399以上)，另外還包括乙烷以及丙烷等。 ，在用作點(diǎn)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比等，可以接近原發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。同時(shí)，天然氣又是一種比較潔凈的能源，排污低排污低，使用比較方便，特別是壓縮壓縮天然氣天然氣(CNGCom

14、pressed Natural Gas)，便于儲(chǔ)存，配合相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施如加氣站的建設(shè)，在城市車(chē)輛如公共汽車(chē)、出租車(chē)中具有廣闊的應(yīng)用前景。二、液化石油氣二、液化石油氣 液化石油氣(LPG-Liquefied Petroleum Gas）主要成分是、，在常溫下加壓，可以變成液體燃料，其單位容積熱值高于天然氣，可以作為汽油機(jī)的燃料，還可以獲得較好的排放性能。 三、醇類(lèi)燃料三、醇類(lèi)燃料 醇類(lèi)燃料主要是CH3OH和C2H5OH?？梢詮奶烊粴?、煤、生物質(zhì)等原料中提??；主要是將含有糖和淀粉的農(nóng)作物經(jīng)過(guò)發(fā)酵后制得。 醇類(lèi)燃料是液體燃料，可以沿用傳統(tǒng)的石油燃料的運(yùn)輸、貯存系統(tǒng)，相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入少，而發(fā)動(dòng)機(jī)

15、的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性可以接近或超過(guò)原有汽油機(jī)或柴油機(jī)，排氣有害成分少，是一種很有發(fā)展前景的代用燃料。 乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成替代能源成替代能源。按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。 乙醇它以乙醇它以 玉米、薯類(lèi)、糖蜜等為原料，經(jīng)玉米、薯類(lèi)、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制成。發(fā)酵、蒸餾制成。 試點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果表明，使用車(chē)用乙醇汽油不影響汽試點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果表明，使用車(chē)用乙醇汽油不影響汽車(chē)的行駛性能。其排放的尾氣中一氧化碳下降超過(guò)車(chē)的行駛性能。

16、其排放的尾氣中一氧化碳下降超過(guò)30、碳?xì)浠衔锵陆?、碳?xì)浠衔锵陆?0，苯系物明顯減少，氮氧化，苯系物明顯減少，氮氧化合物基本不變。汽車(chē)使用乙醇汽油已被視為改善城市合物基本不變。汽車(chē)使用乙醇汽油已被視為改善城市空氣質(zhì)量的重要手段?？諝赓|(zhì)量的重要手段。 推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作必須妥善解決好以推廣乙醇汽油試點(diǎn)工作必須妥善解決好以下三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：下三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一一是乙醇汽油百公里耗油量是乙醇汽油百公里耗油量高于同牌號(hào)的汽油消耗量；高于同牌號(hào)的汽油消耗量；二二是乙醇汽油對(duì)加是乙醇汽油對(duì)加油機(jī)、汽車(chē)等零部件是否有影響及影響程度均油機(jī)、汽車(chē)等零部件是否有影響及影響程度均不是很清楚；不是很清楚；三三是由于乙

17、醇汽油不宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存是由于乙醇汽油不宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存的特性，乙醇汽油的調(diào)配和銷(xiāo)售同普通汽油相的特性，乙醇汽油的調(diào)配和銷(xiāo)售同普通汽油相比具有更大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。比具有更大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。第三節(jié)第三節(jié) 燃燒化學(xué)燃燒化學(xué)一、燃料燃燒的熱值一、燃料燃燒的熱值 單位量的燃料完全燃燒時(shí)所發(fā)出的熱量。單位量的燃料完全燃燒時(shí)所發(fā)出的熱量。 完全燃燒完全燃燒是指某化合物被氧氣全部是指某化合物被氧氣全部 氧化，其中氧化，其中C生成生成CO2、H生成生成H2O，其，其 它元素生成高級(jí)氧化物。它元素生成高級(jí)氧化物。wrHHou汽油: 44100 kJ/kg ；柴油: 42500 kJ/kg uHuH 完全燃燒時(shí)，生成的水為氣態(tài)時(shí)的熱

18、完全燃燒時(shí)，生成的水為氣態(tài)時(shí)的熱值為值為低位發(fā)熱值低位發(fā)熱值 。 完全燃燒時(shí)，生成的水為液態(tài)時(shí)的熱完全燃燒時(shí)，生成的水為液態(tài)時(shí)的熱值為值為高位發(fā)熱值高位發(fā)熱值。 高位熱值比低位熱值大，其差值為水高位熱值比低位熱值大，其差值為水蒸氣的汽化潛熱。蒸氣的汽化潛熱。 uHoHW是單位質(zhì)量燃燒產(chǎn)物中水的含量（是單位質(zhì)量燃燒產(chǎn)物中水的含量（%），），r是水是水蒸氣的氣化潛熱（蒸氣的氣化潛熱（KJ/Kg） 二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)二、燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)1.碳燃燒：碳燃燒：2.氫燃燒：氫燃燒：3.硫燃燒：硫燃燒：4.一氧化碳燃燒：一氧化碳燃燒：5. 碳?xì)浠衔铮禾細(xì)浠衔铮喝⑷剂先紵璧目杖?、燃料?/p>

19、燒所需的空 氣量氣量 1 kg燃料完全燃燒所需要的空氣量稱(chēng)燃料完全燃燒所需要的空氣量稱(chēng)理論空理論空氣量氣量。1 kg燃料中所含燃料中所含 kg 碳，碳， kg 氫，氫， kg氧氧汽油汽油: kg/kg ， kg/kg ， kg/kg 柴油柴油: kg/kg ， kg/kg ， kg/kg gCgHgOgC 0855.gH 0145.gO 0gC 087.gH 0126.gO 0004. 汽油的理論空氣量為汽油的理論空氣量為14.9（kg/kg），柴），柴油的理論空氣量為油的理論空氣量為14.5（kg/kg）。）。 四、過(guò)量空氣系數(shù)和空燃比四、過(guò)量空氣系數(shù)和空燃比1 過(guò)量空氣系數(shù) 表示混合氣的濃

20、稀程度。 1 混合氣稀,稀混合氣; 1 混合氣濃,濃混合氣; =1 標(biāo)準(zhǔn)混合氣 一般，柴油機(jī)一般，柴油機(jī): 1: 1；汽油機(jī)；汽油機(jī): 1 : 1 1 1。a0LL燃燒燃料實(shí)際供給的空氣量完全燃燒燃料理論上所需要的空氣量11kgkg過(guò)量空氣系數(shù)是反映混合氣形成和完善程度及整機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志，在保證完全燃燒的前提下，應(yīng)力求使過(guò)量空氣系數(shù)小。2 空燃比、燃空比 汽油理論上完全燃燒時(shí)的空燃比約為14.9。 應(yīng)用空燃比空燃比直觀方便，其數(shù)值即為每千克燃料燃燒時(shí)實(shí)際供給空氣量的千克數(shù)。 14.9為濃混合氣，為濃混合氣， 14.9的為稀混合氣的為稀混合氣。第四節(jié)第四節(jié) 燃燒的基本理論燃燒的基本理論 一

21、切燃燒過(guò)程都由著火著火和燃燒燃燒兩個(gè)階段組成。 著火著火階段是物質(zhì)燃燒的準(zhǔn)備階段，是著火前的物理和化學(xué)的準(zhǔn)備過(guò)程。 使可燃混合物進(jìn)入燃燒使可燃混合物進(jìn)入燃燒的第二階段，有兩種方法。一是強(qiáng)迫著火或點(diǎn)燃。另一種是自然著火。 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒過(guò)程一般說(shuō)來(lái)，要經(jīng)歷三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒過(guò)程一般說(shuō)來(lái)，要經(jīng)歷三個(gè)基本步驟：基本步驟：(1)形成燃油與空氣的可燃混合氣；(2)點(diǎn)燃可燃混合氣，或可燃混合氣在溫度和濃度適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)發(fā)生自燃，在一處或同時(shí)在數(shù)處著火 著火過(guò)程 ； (3)火源擴(kuò)大到整個(gè)可燃混合氣，形成全面燃燒。一、著火機(jī)理：一、著火機(jī)理： 按化學(xué)動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)，著火機(jī)理可分為熱自熱自燃燃機(jī)理和鏈鎖自燃鏈鎖自燃機(jī)

22、理兩類(lèi)。(一一)熱自燃熱自燃在著火的準(zhǔn)備階段，混合氣進(jìn)行著氧化過(guò)程，放出 熱量。放熱的同時(shí)，由于溫差的原因，會(huì)對(duì)周?chē)橘|(zhì)散熱。若化學(xué)反應(yīng)所釋放出的熱量大于所散失的熱量，混合氣的溫度升高，進(jìn)而促使混合氣的反應(yīng)速率和放熱速率增大。這種相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致極快的反應(yīng)速率而著火。這就是熱自燃，或稱(chēng)熱爆。(二二)鏈鎖反應(yīng)鏈鎖反應(yīng) 所謂鏈鎖反應(yīng)是這樣的化學(xué)反應(yīng)，其中一個(gè)活化作用能引起很多基本反應(yīng)，即反應(yīng)鏈。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程分為： 引導(dǎo)反應(yīng)(鎖的引發(fā))-反應(yīng)鏈(鏈的繼續(xù)反應(yīng)或鏈的傳遞)-斷鏈反應(yīng)(鏈的中斷即活化中心的死亡)。二、發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的著火二、發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的著火 有高溫單階段著火高溫單階段著火和低溫多階段著

23、火低溫多階段著火。汽油機(jī)柴油機(jī)（一） 汽油機(jī)高溫單級(jí)著火汽油機(jī)高溫單級(jí)著火1 壓縮的是燃料與空氣的混合氣體, 在此過(guò)程中, 已經(jīng)進(jìn)行了一些化學(xué)反應(yīng)。2 火花點(diǎn)火, 局部溫度高達(dá)20000以上, 該處燃料分子直接分裂成大量的自由原子與自由基, 迅速反應(yīng)出現(xiàn)熱火焰, 瞬間擴(kuò)大到整個(gè)燃燒室內(nèi)。所以, 汽油機(jī)著火過(guò)程： 壓縮混合氣壓縮混合氣 點(diǎn)火（經(jīng)短暫著火延遲期）點(diǎn)火（經(jīng)短暫著火延遲期） 熱火焰熱火焰 高溫單級(jí)點(diǎn)燃高溫單級(jí)點(diǎn)燃（二）柴油機(jī)低溫多級(jí)著火（二）柴油機(jī)低溫多級(jí)著火1、 階段混合階段 在壓縮過(guò)程終了時(shí)，燃料噴入汽缸內(nèi)形成可燃混合氣。燃料遇到溫度較高的空氣，開(kāi)始氧化，但速度緩慢，示功圖上的壓縮線(xiàn)沒(méi)有明顯的變化?；旌想A段，為著火做準(zhǔn)備。 t12 階段一階段一階段反應(yīng)反應(yīng) 燃燒的實(shí)質(zhì)是燃料的氧化反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)速度很快時(shí)，火焰就會(huì)出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，反應(yīng)加劇，出現(xiàn)淡青色火焰，缸內(nèi)壓力超過(guò)壓縮壓力。在這一階段，反應(yīng)生成醛類(lèi)、過(guò)氧化物和一氧化碳等中間產(chǎn)物。要求混合氣較濃， = 0.40.5。3 階段二階段二階段反應(yīng)反應(yīng) 溫度、壓力升高較大，產(chǎn)生許多化學(xué)反應(yīng)的活性中心，出現(xiàn)藍(lán)火焰?；旌蠚庀〉枚啵孕∮?。4 時(shí)間后三時(shí)間后三階段反應(yīng)反應(yīng) 活性中心劇增，化學(xué)反應(yīng)加速，熱積累劇烈，發(fā)生爆炸，出現(xiàn)橘黃色熱火焰?；旌蠚飧?， 1。 著火延遲期著