解离在内燃机中的作用
分解过程可以认为是燃烧在高温下产生的分解过程。分解作用也可以看作是燃烧的反过程。在分解过程中热量被吸收,而在燃烧过程中热量被释放出来。在集成发动机中,主要发生CO2分解成CO和O2,而H2O的分解很少。
CO2分解为CO和O2的过程开始于1000oC左右,反应方程可以写成
CO2=2CO+O2+Heat">CO2=2CO+O2+He一个t二氧化碳= 2 + O2 +热
类似地,解离H2O">H2O水发生在温度高于1300∘C">1300∘C1300∘C写成
H2O=2H2+O2+Heat">H2O=2H2+O2+He一个t水= 2 h2 + O2 +热
一氧化碳的存在O2">O2O2在气体中易于防止解离CO2">CO2二氧化碳;这在丰富的燃料混合物中是很明显的,通过产生更多的CO,抑制分解CO2">CO2二氧化碳.在冰的情况下,传热到冷却介质导致降低的最高温度和压力。当温度在膨胀冲程期间下降时,分离的成分重新组合;解离过程中吸收的热量因此又被释放出来,但在中风中已经太晚,无法完全恢复失去的能量。其中一部分热量被废气带走了。图中显示了一个典型的曲线,表明废气混合物由于离解相对于a /F比的温度降低。在没有离解的情况下,在化学正确的空燃比下达到最高温度。对于解离,当混合物略富时,可获得最高温度。解离使最高温度降低大约300∘C">300∘C300∘C即使是在化学正确的A/F比率下。在无花果中,稀的混合物和丰富的混合物明显地标示出来。
解离对温度的影响
图中所示为典型四冲程火花点火发动机恒速工作时解离对输出功率的影响。在没有解离的情况下,当混合比为化学计量比时,制动功率输出最大。刹车功率图之间的阴影区域显示了由于分离而失去的功率。当混合物很稀时,就没有离解。随着A/F比的降低,即混合物变得丰富,最高温度升高,解离开始。在化学正确的混合强度下,解离达到最大值。当混合物变得更丰富时,由于不完全燃烧,离解效应趋于下降。
分裂对权力的影响
解离效应在集成发动机中不如在集成发动机中那么明显。这主要是由于
i)异质混合物的存在
ii)过量空气,确保完全燃烧。