第3章 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析課件

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析3.1發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)燃料

液體燃料——汽油、柴油、重柴油、醇類和植物油等代用燃料。氣體燃料——天然氣、液化石油氣、氫氣、沼氣。第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析燃料的主要成分主要是由碳、氫兩種元素組成，其體積份額之和占總量的97％-98％，

以碳?xì)浠衔顲mHn的形式存在

m=0、n=2時(shí)，就成為氫氣；而當(dāng)C含量增加、H含量減少時(shí)，則成為重質(zhì)燃料；當(dāng)n趨于0時(shí)，便成為煤.

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析分子結(jié)構(gòu)對(duì)烴燃料性能的影響見(jiàn)表3.2不同煉制方法對(duì)燃油性質(zhì)的影響見(jiàn)表3.3國(guó)內(nèi)成品汽油的典型調(diào)和方案見(jiàn)表3.4第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析碳原子數(shù)對(duì)燃料性質(zhì)的影響第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析分子結(jié)構(gòu)——正庚烷與異辛烷第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析分子結(jié)構(gòu)——環(huán)己烷第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析分子結(jié)構(gòu)——苯第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析分子結(jié)構(gòu)——萘第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析不同成分對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析①抗爆性②蒸發(fā)性③抗氧化安定性④清凈性GB7930-2000《中國(guó)車用汽油的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析(二)柴油①自燃性——十六烷值②低溫流動(dòng)性③霧化和蒸發(fā)性④粘度⑤閃點(diǎn)GB252-2000《中國(guó)輕柴油標(biāo)準(zhǔn)》第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析傳統(tǒng)汽油機(jī)、柴油機(jī)工作模式的差異

1、混合氣形成方式的差異

汽油機(jī)：在缸外與空氣形成預(yù)制均勻混合氣；

柴油機(jī)：缸內(nèi)高壓燃油噴射、與空氣霧化混合。2、著火、燃燒模式的差異

汽油機(jī)：外源強(qiáng)制點(diǎn)火，在混合氣中進(jìn)行火焰?zhèn)鞑ト紵?。（預(yù)制均勻混合氣若進(jìn)行壓燃，由于同時(shí)著火，近于爆炸）柴油機(jī)：允許壓燃

，初期著火燃燒后，進(jìn)行邊噴油、邊氣化混合的擴(kuò)散燃燒。

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析圖3-1汽油、柴油機(jī)隨負(fù)荷的變化曲線第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析3.2代用燃料醇類醇類燃料是液體，可沿用傳統(tǒng)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，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性可接近或超過(guò)原有的汽油機(jī)或柴油機(jī)

天然氣（NG）——壓縮天然氣（CNG）液化天然氣（LNG）液化石油氣（LPG）第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析3.3燃燒熱化學(xué)1kg燃料燃燒所需的理論空氣量（14.9:1)第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析過(guò)量空氣系數(shù)а第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析過(guò)量空氣系數(shù)а隨負(fù)荷的變化第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析а>1時(shí)完全燃燒產(chǎn)物的數(shù)量1、燃燒前混合氣數(shù)量2、燃燒后產(chǎn)物數(shù)量第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析燃料熱值與混合氣熱值燃料的高熱值與低熱值混合氣熱值第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析3.4燃燒的基礎(chǔ)知識(shí)燃燒現(xiàn)象包括著火和燃燒兩部分可燃混合氣在一定的壓力、溫度、濃度條件下，其氧化反應(yīng)速度突然加速，以至出現(xiàn)火焰的現(xiàn)象。Oτ1著火階段，也稱滯燃期第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析預(yù)混合燃燒與擴(kuò)散燃燒預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒是內(nèi)燃機(jī)最基本的兩種燃燒方式。導(dǎo)致汽油機(jī)和柴油機(jī)不同：

1）燃燒特性、

2）排放污染物生成及控制機(jī)理、

3）動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性

4）噪聲振動(dòng)

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析預(yù)混合燃燒與擴(kuò)散燃燒的區(qū)別1）預(yù)混合燃燒時(shí)，燃燒前已均勻混合，燃燒速度主要取決于化學(xué)反應(yīng)速度，即取決于溫度和過(guò)量空氣系數(shù)(濃度)；擴(kuò)散燃燒時(shí)，由于燃料與空氣邊混合邊燃燒，因而燃燒速度取決于混合速度。2)擴(kuò)散燃燒時(shí)，要求過(guò)量空氣系數(shù)а≥1．2，并且在總體>6．8(相當(dāng)于空燃比大于100)的條件下也能穩(wěn)定燃燒(稀燃)；而預(yù)混合燃燒時(shí)，а

＝0．8—1．2，可燃混合氣濃度范圍小，難以稀燃。3)擴(kuò)散燃燒時(shí)，混合氣濃度和燃燒溫度分布極不均勻，易產(chǎn)生局部高溫缺氧現(xiàn)象，形成炭煙；而預(yù)混合燃燒時(shí)，由于混合均勻，一般不產(chǎn)生炭煙。第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析4)擴(kuò)散燃燒時(shí)，由于有炭煙產(chǎn)生，碳粒的燃燒會(huì)發(fā)出黃或白色的強(qiáng)烈輻射光，因此稱“有焰燃燒”；而預(yù)混合燃燒時(shí)，無(wú)碳粒燃燒問(wèn)題，火焰呈均勻透明的藍(lán)色，因此也稱“無(wú)焰燃燒”。

5)預(yù)混合燃燒由于燃前已形成可燃混合氣，有回火的危險(xiǎn)；而擴(kuò)散燃燒一般無(wú)此危險(xiǎn)第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析著火理論熱著火理論——著火的原因在于熱量的積累，當(dāng)放熱速率大于散熱速率時(shí)才可能著火第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析熱著火理論的著火條件及影響因素1)壓力的影響2)過(guò)量空氣系數(shù)的影響3)燃料特性的影響第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析過(guò)量空氣系數(shù)的影響第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析鏈?zhǔn)街鹄碚撝辨湻磻?yīng)支鏈反應(yīng)退化支鏈反應(yīng)斷鏈反應(yīng)第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析烴燃料的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)著火第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析烴燃料的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)著火第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析點(diǎn)火第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析火花塞放電過(guò)程1)擊穿階段

2)電弧放電階段

3)輝光放電階段

4)火核形成第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析在預(yù)混氣體中的火焰?zhèn)鞑恿骰鹧鎮(zhèn)鞑サ?章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析紊流火焰?zhèn)鞑ァ闪鬟\(yùn)動(dòng)可以大大加速火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析油滴的噴霧與燃燒

單個(gè)靜止油滴模型第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析氣流運(yùn)動(dòng)對(duì)油滴火焰的影響第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析噴霧燃燒小滴徑的液滴群，可以看成是完全類似于預(yù)混合氣的燃燒，并且沒(méi)有必要認(rèn)為存在油滴狀態(tài)；而大滴徑的油滴群，又基本上是以單油滴的擴(kuò)散燃燒為基礎(chǔ)的。實(shí)際的噴霧過(guò)程，是由若干大大小小的油滴組成，所以實(shí)際的噴霧燃燒，必然是上述燃燒形式同時(shí)存在并且相互影響的。第3章發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒解析3.5