發(fā)動(dòng)機(jī)原理第四章燃料與燃燒化學(xué)資料

發(fā)動(dòng)機(jī)原理第四章燃料與燃燒化學(xué)資料燃料是內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力的來(lái)源，直接影響內(nèi)燃機(jī)的開展、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及對(duì)環(huán)境的污染。一、石油中烴的分類及性質(zhì)傳統(tǒng)燃料：汽油、柴油石油中提煉；石油：碳?xì)浠衔镏饕煞郑篊，H；少量的S，O2，N2

分子式：CnHm——烴類代用燃料：CNG、LPG、DME、H2、醇類等C1~C4：氣態(tài)——石油氣，相對(duì)分子質(zhì)量16~58；C5~C23：液態(tài)，其中：

C5~C11：50~200℃，汽油，分子質(zhì)量95~120；

C11~C19：180~300℃，煤油，分子質(zhì)量100~180；

C16~C23:250~360，輕重柴油，分子質(zhì)量180~200C23以上：360℃以上，渣油，分子質(zhì)量220~280表4-1烴分子中碳原子數(shù)對(duì)烴性質(zhì)的影響輕質(zhì)易揮發(fā)粘度增大化學(xué)穩(wěn)定性變好易自燃易點(diǎn)燃碳、氫原子數(shù)和排列位置對(duì)燃料性質(zhì)影很大：1〕烷烴：分子式：CnH2n+2；化學(xué)結(jié)構(gòu)：直鏈特點(diǎn)：飽和開鏈?zhǔn)?，含C越高結(jié)構(gòu)越不緊湊，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差，高溫易分解，自燃性好—柴油的好成分；-C-C-C-C-；-C-C-C-C-CC支鏈(熱穩(wěn)定)直鏈2.分子結(jié)構(gòu)對(duì)化學(xué)性能的影響2〕烯烴：分子式：CnH2n；化學(xué)結(jié)構(gòu)：-C=C-;-C=C-C-C-特點(diǎn)：非飽和開鏈?zhǔn)?，自發(fā)火性差，汽油的成分；常溫下化學(xué)穩(wěn)定性差，易氧化膠質(zhì)；不易儲(chǔ)存3〕炔烴：分子式：CnH2n-2；化學(xué)結(jié)構(gòu)：乙炔—CC—特點(diǎn)：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(xué)結(jié)構(gòu)：特點(diǎn)：飽和環(huán)狀，不易分裂，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，汽油機(jī)的燃料，石油的重要組成局部。-C—C--C—C-環(huán)丁環(huán)5〕芳香烴：CnH2n-6；根本化合物是苯：C6H6;石油中含量少，分子結(jié)構(gòu)鞏固；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，-甲基萘：C11H10，其抗爆性認(rèn)為100%原油的蒸餾(Distillation)蒸餾塔瀝青潤(rùn)滑油柴油煤油汽油石油氣原油第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料根本燃料〔汽油、柴油〕代用燃料：醇類燃料〔甲醇、乙醇〕、氣體燃料〔液化石油氣、天然氣、氫氣〕

汽油的主要性能有：抗爆性、蒸發(fā)性、氧化安定性、抗腐蝕性及清潔性。一、汽油1.抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力。汽油的抗爆性用辛烷值來(lái)表示。辛烷值越高，其抗爆性越好。辛烷值:在規(guī)定條件下,被測(cè)定汽油和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較，標(biāo)準(zhǔn)燃料中所含異辛烷的百分?jǐn)?shù)是被測(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，常用的為馬達(dá)法與研究法。馬達(dá)法辛烷值〔MON〕是以較高的混合氣溫度〔一般加熱至149℃〕和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速〔一般達(dá)900r/min〕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)常用工況下低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆能力。研究法辛烷值〔RON〕是以較低的混合氣溫度〔一般不加熱〕和較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速〔一般在〕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)荷條件下高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抗爆能力。馬達(dá)法辛烷值〔MON〕低于研究法辛烷值〔RON〕。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)，同時(shí)標(biāo)出RON和MON值。2.蒸發(fā)性液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性。汽油的蒸發(fā)性越強(qiáng)，越容易汽化，要求汽油必須具有良好的蒸發(fā)性。但蒸發(fā)性也不能太強(qiáng)，否那么易形成供油系“氣阻〞，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。汽油的蒸發(fā)性用汽油蒸發(fā)量為10％、50％、90％和100％時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)評(píng)定。50％餾出溫度低，說(shuō)明汽油的中間餾分容易蒸發(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)。90％餾出溫度高，說(shuō)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、稀釋氣缸壁上的潤(rùn)滑油和加大氣缸磨損。用10％餾出溫度低，汽油的起動(dòng)品質(zhì)越好。3.氧化安定性

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)久性變化的能力稱為氧化安定性。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。安定性不好的汽油，易發(fā)生氧化、縮合和聚合反響，生成酸性物質(zhì)和膠狀物質(zhì)，將導(dǎo)致燃料供給系統(tǒng)堵塞，氣門關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸散熱不良，增大爆燃傾向。4.清凈性

采用噴射式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車最常發(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不穩(wěn)定的化合物。為了經(jīng)常保持進(jìn)氣系統(tǒng)的清潔，充分發(fā)揮汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)，可向汽油中參加汽油清凈劑。一般是聚烯胺和聚醚胺化合物。汽油清凈劑作為機(jī)內(nèi)凈化的手段，在興旺國(guó)家早已普遍采用。5.汽油規(guī)格

我國(guó)目前有兩種規(guī)格，一種是車用汽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)〔GB1793-1999〕，一種是無(wú)鉛汽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的無(wú)鉛車用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4-1。二、柴油1.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)。十六烷值是評(píng)定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。柴油的十六烷值：標(biāo)準(zhǔn)燃料是正十六烷和一甲基萘的混合物。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100。一甲基萘最不易自燃，作為自燃性差的標(biāo)準(zhǔn)，定其十六烷值為0。柴油的自燃性通常介于正十六烷與一甲基萘之間。十六烷值過(guò)高或過(guò)低的柴油，都對(duì)柴油機(jī)的性能或工作不利。十六烷值越高，著火性越好。十六烷值過(guò)高，燃燒不完全。國(guó)產(chǎn)柴油的十六烷值規(guī)定為40~65之間，不必要過(guò)分增大。2.霧化和蒸發(fā)性餾程、運(yùn)動(dòng)黏度、密度、閃點(diǎn)都是與霧化和蒸發(fā)性有關(guān)的油品指標(biāo)。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，用餾程表示。通常以餾出50﹪的溫度來(lái)評(píng)定。餾程低，說(shuō)明這種燃輕餾分多，蒸發(fā)性好，有利于混合氣形成，改善了燃燒過(guò)程。但是，餾程過(guò)低，燃料蒸發(fā)過(guò)快，那么在著火延遲期內(nèi)形成的混合氣量過(guò)多，柴油機(jī)工作粗暴。車用柴油機(jī)的柴油餾程為200℃~300℃。柴油的粘度決定柴油的流動(dòng)性。粘度

流動(dòng)性

物化性好，過(guò)低，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。3.硫含量1〕對(duì)于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，硫使轉(zhuǎn)化器的壽命降低；2〕腐蝕零件，危害環(huán)境；3〕硫還會(huì)增加柴油機(jī)的磨損。4.安定性安定性是指柴油在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中應(yīng)保持其外觀顏色、組成和使用性能不變的能力。影響安定性的因素有：柴油中所含的不安定組分〔二烯烴、烯烴和環(huán)烷芳香烴〕標(biāo)準(zhǔn)要求，選用輕柴油牌號(hào)應(yīng)遵循以下原那么：1〕10號(hào)輕柴油適用于有預(yù)熱設(shè)備的柴油機(jī)；2〕5號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在8℃以上的地區(qū)；3〕0號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在4℃以上的地區(qū)；4〕﹣10號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在﹣5℃以上的地區(qū)；5〕﹣20號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在﹣14℃以上的地區(qū)；6〕﹣35號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在﹣29℃以上的地區(qū)；7〕﹣50號(hào)輕柴油適用于風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫在﹣44℃以上的地區(qū)；5.低溫流動(dòng)性石油會(huì)枯竭嗎？2015沒(méi)有石油內(nèi)燃機(jī)還能轉(zhuǎn)嗎？一次能源Crudeoil石油Naturalgas天然氣Coal煤炭Biomass生物能源Nuclearenergy核能Solarenergy太陽(yáng)能二次能源(能源載體)Diesel柴油Gasoline汽油LPG液化石油氣CNG壓縮天然氣Methanol甲醇Ethanol乙醇RME菜籽油甲脂〔生物柴油〕Hydrogen氫氣FossilEnergy化石能源AlternativeFuels替代燃料內(nèi)燃機(jī)將高效、清潔地轉(zhuǎn)下去！CTL/GTL/BTL合成柴油第二節(jié)代用燃料及其應(yīng)用代用燃料按物態(tài)氣體代用燃料：天然氣、液化石油氣、氫氣、煤氣、沼氣等液體代用燃料：甲醇、乙醇、植物油燃料等按化學(xué)成分烴燃料含氧燃料一、代用燃料分類二、天然氣天然氣主要成分為甲烷CH4(容積比可達(dá)83～99以上)，另外還包括乙烷C2H6以及丙烷C3H8等。天然氣的熱值和辛烷值均較高，在用作點(diǎn)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，使用比較方便，特別是壓縮(CNG——CompressedNaturalGas)，便于儲(chǔ)存，配合相應(yīng)的根底設(shè)施〔如加氣站〕的建設(shè)，在城市車輛如公共汽車、出租車中具有廣闊的應(yīng)用前景。世界CNG埋蔵量〔2002年1月単位：兆m3)來(lái)源:

油田氣體氣田氣體海底氣體海底儲(chǔ)存狀態(tài)油田氣體氣田氣體三、液化石油氣液化石油氣(LPG-LiquefiedPetroleumGas〕主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙烯C3H6、丁烯C4H8及其異構(gòu)物，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、液化石油氣天然氣和液化石油燃料相比具有以下特點(diǎn)：1〕天然氣的體積低熱值和質(zhì)量低熱值略高于汽油，液化石油那么介于汽油和天然氣之間；2〕抗爆性能高；3〕混合氣著火界限寬；4〕天然氣和液化石油氣比汽油的著火溫度高，傳播速度慢，因此需要較高的點(diǎn)火能量。5〕天然氣和液化石油氣比汽油和柴油燃燒更“清潔〞。四、醇類燃料醇類燃料主要是甲醇CH3OH和乙醇C2H5OH。甲醇可以從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提??；乙醇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)的根底設(shè)施建設(shè)投入少，而發(fā)動(dòng)機(jī)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，是一種很有開展前景的代用燃料。四、醇類燃料1.甲醇〔或乙醇〕作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料須考慮的因素〔1〕化學(xué)成分及燃燒產(chǎn)物〔2〕沸點(diǎn)及凝點(diǎn)〔3〕熱值〔4〕汽化潛熱〔5〕辛烷值〔6〕十六烷值〔7〕著火極限〔8〕著火延遲期〔9〕火焰?zhèn)鞑ニ俣?.醇類燃料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用河南，使用車用乙醇汽油甲醇〔或乙醇〕與汽油的混合燃料稱為甲醇〔或乙醇〕汽油或稱汽醇。點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)摻燒醇類燃料，與燃燒純汽油相比:1〕提高辛烷值，在無(wú)鉛汽油中參加醇類燃料，可到達(dá)含鉛汽油所具備的抗爆能力；2〕可擴(kuò)大混合氣著火界限，燃用稀混合氣，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；3〕可提高壓縮比，提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；4〕減少燃燒室外表的燃燒沉積物；5〕改善排放性能。3.醇類燃料在應(yīng)用中的主要問(wèn)題〔1〕對(duì)金屬腐蝕性防止醇類燃料腐蝕的根本途徑：1〕改變發(fā)動(dòng)機(jī)金屬材料2〕在燃料中加防腐蝕添加劑〔有效的〕〔2〕對(duì)其他材料的影響〔對(duì)橡膠、塑料的腐蝕〕〔3〕發(fā)動(dòng)機(jī)磨損五、二甲醚1〕二甲醚是最簡(jiǎn)單的醚類化合物2〕二甲醚著火性能優(yōu)于柴油3〕無(wú)毒4〕可再生燃料5〕二甲醚的低熱值只有柴油的64.7%6〕二甲醚在常溫、常壓下的飽和蒸氣壓為1.二甲醚的性質(zhì)五、二甲醚2.二甲醚在柴油機(jī)上的應(yīng)用DME在柴油機(jī)上的應(yīng)用主要有以DME和柴油機(jī)摻燒與直接燃用純液態(tài)DME兩種方式。利用燃油噴射裝置直接向氣缸內(nèi)噴射液態(tài)DME，靠發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞壓燃著的方式是最常見(jiàn)的DME在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用方法。五、二甲醚3.二甲醚實(shí)用化應(yīng)解決的問(wèn)題1〕供油系統(tǒng)本錢高，且需專門的加油站2〕二甲醚的黏度低，潤(rùn)滑性差，容易造成油泵柱塞和噴油器針閥等精密偶件磨損、卡死和泄露3〕噴油量難以保證4〕長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)使橡膠制品老化5〕用共軌〔蓄壓式〕燃油系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柱塞泵供油系統(tǒng)六、燃料開發(fā)燃料開發(fā)包含兩方面：1.獲得廉價(jià)的、有穩(wěn)定來(lái)源的代用燃料2.“設(shè)計(jì)〞新型燃料

1．為什么對(duì)壓燃式柴油機(jī)是優(yōu)良的燃料，對(duì)點(diǎn)燃式汽油機(jī)那么一般是差劣的燃料？綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性和排放要求，理想的汽油和柴油應(yīng)由何種結(jié)構(gòu)和成分的烴燃料組成？2．甲醇的熱值比汽油低得多，為什么混合氣的熱值卻與汽油混合氣熱值相差不多？用甲醇替代汽油經(jīng)過(guò)合理匹配后，其輸出功率加大還是減??？為什么？作業(yè)第三節(jié)燃燒化學(xué)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。

完全燃燒是指某化合物被所在氧氣全部氧化，其中C生成CO2、H生成H2O，其它元素生成高級(jí)氧化物。汽油:44100[kJ/kg]；柴油:42500[kJ/kg]

完全燃燒時(shí)，生成的水為氣態(tài)時(shí)的熱值為低位發(fā)熱值。完全燃燒時(shí)，生成的水為液態(tài)時(shí)的熱值為高位發(fā)熱值。高位熱值比低位熱值大，其差值為水蒸氣的汽化潛熱。

二、燃料完全燃燒的化學(xué)反響1.碳燃燒：2.氫燃燒：3.硫燃燒：4.一氧化碳燃燒：5.碳?xì)浠衔铮喝?、燃料燃燒所需的空氣?kg燃料完全燃燒所需要的空氣量稱理論空氣量。1kg燃料中所含kg碳，kg氫氣，kg氧氣汽油:[kg/kg]，[kg/kg]，

[kg/kg]柴油:[kg/kg]，[kgkg]，

[kg/kg]汽油的理論空氣量為〔kg/kg〕，柴油的理論空氣量為〔kg/kg〕。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):>1；汽油機(jī):>11。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。應(yīng)用空燃比直觀方便，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)。＜為濃混合氣，＞的為稀混合氣。1．一種燃料由以下組分組成：Hexane(C6H14) 40wt％Octane(C8H18) 30wt％Cyclohexane(C6H12) 25wt％Benzene(C6H6) 5wt％如果燃料的空燃比是17，計(jì)算燃料的過(guò)量空氣系數(shù)。作業(yè)第四節(jié)燃燒的根本理論一切燃燒過(guò)程都由著火和燃燒兩個(gè)階段組成。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。使可燃混合所進(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。第四節(jié)燃燒的根本理論人類文明的起源、熱能機(jī)械的根底燃燒過(guò)程包括：著火、燃燒著火,是指可燃混合氣在一定壓力、溫度和濃度條件下，其氧化反響突然加速，以至出現(xiàn)火焰的現(xiàn)象。燃燒,是指燃料與氧化劑進(jìn)行劇烈放熱的氧化反響過(guò)程。著火階段也稱滯燃期燃燒持續(xù)期10-2ms、著火過(guò)程僅，著火至關(guān)重要發(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)根本步驟：(1)形成燃油與空氣的可燃混合氣；(2)點(diǎn)燃可燃混合氣，或可燃混合氣在混度和濃度適當(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：按化學(xué)動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)，著火機(jī)理可分為熱自燃機(jī)理和鏈鎖自燃機(jī)理兩類。(一)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)周圍介質(zhì)散熱。假設(shè)化學(xué)反響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)而促使混合氣的反響速率和放熱速率增大。這種相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致極快的反響速率而著火。這就是熱自燃，或稱熱爆。燃燒反響時(shí)：放熱速率dq1/dt=C1exp〔-E/RT〕即dq1/dt與T成指數(shù)關(guān)系散熱速率dq2/dt=AF〔T-T0〕即dq2/dt與T成線性關(guān)系熱著火理論—著火的原因在于熱量的積累，當(dāng)放熱率＞散熱率時(shí)，著火可能。影響著火的因素臨界著火溫度Tc受以下因素影響：〔1〕壓力Pc↑，Tc↓〔碰撞概率〕〔2〕燃料理化特性自燃溫度影響著火的因素〔續(xù)〕〔3〕φaφa=1時(shí)，Tc最低；對(duì)于某一Tci，存在濃限和稀限；對(duì)于所有Tc，存在貧油極限和富油極限；熱著火理論并不能解釋所有著火現(xiàn)象，如低溫時(shí)的著火現(xiàn)象、熱以外的其他能量也能激發(fā)著火、多分子同時(shí)碰撞的概率〔庚烷例〕等。C7H16+11O2→7CO2+8H2O(二)鏈鎖反響所謂鏈鎖反響是這樣的化學(xué)反響，其中一個(gè)活化作用能引起很多根本反響，即反響鏈。整個(gè)反響過(guò)程分為：引導(dǎo)反響(鎖的引發(fā))一反響鏈(鏈的繼續(xù)反應(yīng)或鏈的傳遞)一斷鏈反響(鏈的中斷即活化中心的死亡)。二、發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的著火有高溫單階段著火和低溫多階段著火。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)反響。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,迅速反響出現(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：壓縮混合氣點(diǎn)火〔經(jīng)短暫著火延遲期〕熱火焰－－高溫單級(jí)點(diǎn)燃〔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，開始氧化，但速度緩慢，示功圖上的壓縮線沒(méi)有明顯的變化?；旌想A段，為著火做準(zhǔn)備。2階段－一階段反響燃燒的實(shí)質(zhì)是燃料的氧化反響，當(dāng)反響速度很快時(shí)，火焰就會(huì)出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)時(shí)間后，反響加劇，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，反響生成醛類、過(guò)氧化物和一氧化碳等中間產(chǎn)物。要求混合氣較濃，～。釋放化學(xué)總能量的5%~10%。3階段－二階段反響溫度、壓力升高較大，產(chǎn)生許多化學(xué)反響的活性中心CO,O,H,OH，出現(xiàn)藍(lán)火焰。時(shí)間較短，產(chǎn)生高溫，燃燒開始?；旌蠚庀〉枚?，略小于1。4時(shí)間后－三階段反響活性中心劇增，化學(xué)反響加速，熱積累劇烈，發(fā)生爆炸，出現(xiàn)橘黃色熱火焰?；旌蠚飧。?。－著火延遲期三、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式〔一〕同時(shí)爆炸燃燒取某一局部為系統(tǒng),著火前后整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)局部的相完全均勻一致。為單相系,均勻系。柴油機(jī)上,由于混合氣分配不是十分均勻,總有某一局部混合氣最先著火〔一般在噴油嘴附近〕,取這一局部為系統(tǒng),