爆震提前点火稀薄燃烧理论课件

,燃烧 爆震 提前点火 稀薄燃烧理论,爆震和提前点火,阶段目标,理解早期探测爆震和提前点火的重要性 列出爆震和提前点火的原因 掌握如何削除爆震和提前点火,WAUKESHA,活塞顶边缘的早期损坏是常见的.,严重损坏,缸壁上的铝沉淀,活塞环槽区的损坏,整个活塞咬死,活塞上的铝沉淀,爆震,末端气体自动点燃,末端气体是燃料室内空气燃料的混合物 ,它处在火焰前锋的前面.,缸壁,火焰移动的方向,火焰前缘的传播,爆燃,常态,TDC,TDC,压力波,压力波迫使汽缸壁振动 造成爆震管道声响,辛烷值,燃料稳定性等级 测定燃料抵抗爆震的能力 瓦克夏已不再使用,瓦克夏 爆震指数 数值,纯甲烷100 污水处理气 125 垃圾气 140 处理过的天然气 90 丙烷 34,WKI Number,Btu,当燃料的Btu上升时，瓦克夏 的爆震指数值下降,爆震影响发动机 潜在的功率输出 为什么?,运转条件对爆震的影响,点火定时 压缩比 进口处燃料/ 空气温度 冷却液温度 瓦克夏Knock指数 值 发动机速度 排气背压 空气湿度 燃烧室沉淀 燃料空气比 发动机载荷或不发火,在TDC前的温度,压力,点火定时,10,15,20,25,30,35,压缩比,随着压缩比的上升爆震的倾向增加,11:1 10.5:1 10:1 9.4:1 8.2:1 8:1 7:1,最终的压缩气温度升高,.060” (1.52 mm) 的沉淀可使 压缩比提高1/4,沉淀,沉淀和爆燃,压力,提高燃烧室的压力 会增加爆燃倾向,压力,增加燃烧室的温度 会增加爆燃倾向,热量,夹套水 空气 进入的,温度,发动机速度,WKI 要求,120 118 116 114 112 110 108,低,高,背压对爆燃的影响,燃烧温度,压缩温度,降低爆炸的倾向,提高进气的湿度,空气/燃料比,富燃,稀薄燃烧,16.09:1,排放温度,WKI 值要求,发动机负载,热压,低,高,高,设计发动机的因素 可影响爆震的倾向,火花塞位置 燃烧室形状 活塞头形状 气缸盖大小,爆炸小结,促进爆炸的因素 降低爆炸的因素 气缸温度高 气缸温度低 燃料WKI 指数低 燃料WKI指数高 点火时间过于提前 点火时间过于滞后 高压缩比 低压缩比 高进口压力 低进口压力 冷却剂温度高 冷却剂温度低 发动机速度低 发动机速度高 湿度低 湿度高 发动机高负荷 发动机低负荷 理论空燃比 稀薄或富气空燃比,提前点火,在定时点火前点火,促进提前点火的因素,白炽的缸内沉淀 火花塞热值范围不正确 燃烧气门 活塞顶过热,爆燃 提前点火,提前点火 爆燃,稀薄爆燃理论,O,氧 - 在空气中占20.9% - 天然情况下是两个氧原子 - 化学名称: O2 氮 - 空气中占78% - 惰性气体 - 天然情况下为两个氮原子 - 化学名称: N2,空气中的主要成分 (98.9%),O,N,N,水 - 浓度取决于湿度和温度 - 化学名称: H20 二氧化碳 - 在空气中占 0.034% - 燃烧的副产品 - 温室效应的主要原因 - 化学名称: CO2,大气中的微量化合物,O,H,H,O,O,C,臭氧 - 蓝色的刺激性气体 - 由紫外线形成 - 形成于上部大气层 - 光化学的副产物 - 化学名称: O3,空气中的限制化合物,O,O,O,C,H,H,O,C,碳氢化合物: - 甲烷无毒 - 发动机排出的污染物 - 光化烟雾中的燃料 - 化学名称: NMHC 一氧化碳: - 无色无味 - 剧毒 - 促进光化烟雾 - 化学名称: CO,空气中发现的限制性气体,H,H,(甲烷),C,H,H,O,C,碳氢化合物: - 甲烷无毒 - 发动机排出的污染物 - 光化烟雾中的燃料 - 化学名称: NMHC 一氧化碳: - 无色无味 - 剧毒 - 促进光化烟雾 - 化学名称: CO,空气中发现的限制性气体,H,H,(甲烷),O,一氧化氮 - 由发动机排出 - 很快就被氧化 - 化学名称: NO 二氧化氮 - 光化烟雾的催化剂 - 呈黄褐色 (雾状时) - 化学名称: NO2,空气中发现的限制性气体,N,O,N,O,空气中的限制性气体,甲醛 - 在型发动机中产出很高 (0.2-0.3 GL, 0.05 GSI g/BHP-hr) - 有毒并被政府部门限制使用 - 化学名称: CH2O,O,H,C,H,有毒的限制性气体,O,S,O,二氧化硫 - 当燃料距含有H2S时，在燃烧时会产生 - Heavy, 刺激性无色气体 - 可形成硫酸 - 化学名称: SO2,有毒的限制性气体,O,S,O,二氧化硫 - 当燃料距含有H2S时，在燃烧时会产生 - Heavy, 刺激性无色气体 - 可形成硫酸 - 化学名称: SO2,两种烟雾: 微粒烟 (湿冷天气) 光化烟雾 (热干天气),两种烟雾: 微粒烟 (湿冷天气) 光化烟雾 (热干天气),NO,O,(一氧化氮),(氧原子),NO2,(二氧化氮),紫外线,NO2,O,NO,O,O,O,臭氧的形成,(氧原子),(氧气),O,O,O,(臭氧),NO2,NO,O,O2,O3,臭氧 主要的有毒光化烟雾,HC,HCO,HC,NO2,理论配比 燃烧,化学的理想燃烧,CH4 + 202 + 2N2 CO2 + 2H20 + 2N2,燃料,O,O,O,O,N,N,N,N,C,H,H,H,H,C,H,H,H,H,O,O,O,O,理论配比 燃烧,O,O,N,N,N,N,C,H,C,O,理论配比 排气,O,O,H,H,O,H,H,O,H,H,O,H,O,O,O,O,N,N,N,N,C,H,H,H,H,O,O,富气燃烧,C,H,H,H,H,C,H,H,H,H,N,N,N,N,H,O,富气排放,H,H,O,H,H,O,H,H,O,H,C,H,H,H,H,O,C,O,C,冷焰,O,O,O,O,N,N,N,N,C,H,H,H,H,O,O,O,O,O,O,稀薄燃烧,O,O,N,N,N,C,稀薄排放,H,O,H,H,O,H,O,N,O,O,O,O,O,冷焰,O,O,N,N,N,C,稀薄排放,H,O,H,H,O,H,O,N,O,O,O,O,O,冷焰,NOx 产物 温度和氧,oF,排气 O2,oC,807,670,642,615,587,559,532,14,15,16,17,18,19,20,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,0,1,2,3,4,5,空气 / 燃料比,02 %,排气 温度,最大 NOx,排出物 NOx, CO, & HC,NOX,HC,CO,%HC,%CO & NOX,空气 /