柴油机的着火过程参考资料 .doc

柴油机的着火过程 燃烧化学反应动力学的基础理论 一．分子运动和碰撞 柴油机的着火过程是复杂的物理化学过程，化学过程是激烈的热——链化学反应，要进行化学反应，必须经过它们分子之间的相互碰撞，并且符合碰撞要求才可实现。燃烧化学反应中分子运动和碰撞的基本理论归纳如下： A.参加化学反应的物质，分子必须相互碰撞。B.分子的碰撞是杂乱无章的。C.合适的方向上碰撞才有可能起化学作用。D.运动能量超过最低能量。E.最低能量称为活化能。F.温度越高，化学反应速度越大。G.压力与密度越大，碰撞频率越高，反应速度加快。 二．活化络合物理论 活化络合物理论（过渡态理论）的基本内容是：进行化学反应时候，分子不仅需要相互撞击，还需要适当能量，在适当的方位上撞击，以便获得形成一个不稳定，过度的，瞬态活化络合物。活化能E就是把初态反应物提高到络合物所需能量。反应关系表达为： 反应物——活化络合物——终产物 三.键能及其在化学反应中的作用。 物质内部相邻原子间或离子间产生的相互结合或相互作用的称为化学键。可分为离子键，共价键，和金属键等几种类型。正负离子通过静电引力形成的化学键为离子键。物质内部相邻原子或者原子团通过共用电子对形成的称为共价键。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成金属键。 物质起化学变化时，需要从外界吸收能量，达到破坏原子间或者离子间所必须吸收的能量，这种能量称为键能。 着火前燃料的物理——化学过程（焰前反应） 一。着火的分类和含义 按照火源性质，分为压缩自然和外源点火。按化学反应性质分为热式着火，链式着火，和热—链式着火。链式着火通过支链反应而自身积累活性中心并积聚能量。按着火阶段分，有高温单阶段着火和中低温多阶段着火。多阶段着火指历经冷焰，蓝焰到热焰的几个阶段着火。 着火前的物理过程 必须先将反应物质（空气和烃类）能互相充分气相混合，并相互撞击，同时，需要一定的初始能量。这就需要有进气过程，喷射过程，喷注的破碎和雾化过程，以至形成可燃混合气，并达到足够温度和压力的过程。这些都是着火前的物理准备过程。 着火前的化学准备工作 （1）着火的温度条件 外源供热，获得热—链反应所必需的能源，是反应物具有足够的活化能以克服烃分子化学键断裂的阻抗。 着火的压力条件 压力影响本质上是空气密度，分子运动自由程度大小和碰撞频率对着火的影响。 （3）着火的浓度条件 混合气浓度对着火的影响也是决定性的。可燃混合气的着火只能在一定的浓度范围内进行，超出极限范围，不管温度和压力多高，也难于着火。 柴油机的滞燃期及其影响因素 一．滞燃期 滞燃期（AB）段：在压缩过程末期，在上止点前A点喷油器针阀开启，向气缸喷入燃料，这时气缸中空气温度高达600℃，远远高于燃料在当时压力下的自燃温度，但燃料并不马上着火，而是稍有滞后，即到B点才开始着火燃烧，压力才开始急剧升高，气体压力曲线开始与纯压缩曲线分离。从喷油开始（A点）到压力开始急剧升高时（B点）为止，这一段时间称为滞燃期。在滞燃期内，喷入气缸的燃料经历一系列物理化学变化过程，包括燃料的雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理准备阶段以及着火前的化学准备阶段。 二．影响滞燃期的因素 1.温度对滞燃期的影响处于第一位。滞燃期分为冷焰诱导期和蓝，热焰诱导期。冷焰诱导期随温度的升高而降低。温度越低，冷焰诱导期愈长，而且冷焰光越强蓝，热焰诱导期也越长。 2压力对滞燃期的影响。其他条件相同时，燃烧室内的压力增加，则滞燃期缩短。压力越大，混合气密度增加，分子平均自由程缩短，反应物分子碰撞频率增加，反应速率加快。 压缩比对滞燃期的影响。压缩比增加，使得压缩压力和压缩温度同时增加，对滞燃期双重影响，滞燃期明显缩短。 进气温度对滞燃期的影响。增加进气温度能使压缩终点温度约成正比增加。滞燃期随进气温度升高而下降。 进气压力对滞燃期的影响。气缸内温度和压力随进气压力的增加而增加，因而滞燃期缩短。 喷油提前角对滞燃期的影响。喷油提前角对滞燃期的影响是温度，压力和反应物焰前反应时间对滞燃期的综合影响。滞燃期随喷油提前角的增加而急剧增加。 喷油压力对滞燃期的影响。喷油压力升高，则滞燃期缩短，但是缩短的量不大，因为喷油压力对缸内的温度，压力这两个主要因素的影响较小。 转速对滞燃期的影响。转速n增加后，每个循环缸内漏气和散热的时间减少，因而漏气量和散热量减少，缸内热力状态提高，缩短滞燃期。 负荷和循环喷油量的影响。每循环的喷油量增加和发动机负荷增加后，会使整个压缩过程的热力状态提高，滞燃期会有些下降，但不明显。 混合气浓度对滞燃期的影响。当过量空气系数增大时，缸内混合气浓度变稀，滞燃期增加。 喷孔数，喷孔直径，和喷孔总面积对滞燃期的影响。在同样循环喷油量下，喷孔数目越多，