汽油发动机富氧燃烧分析

带EGR的小型PFI汽油机富氧燃烧特性仿真研究带EGR的小型PFI汽油机富氧燃烧特性仿真研究引言：氧燃烧特性是研究内燃机性能优化的重要内容之一。

富氧燃烧技术以其高效、环保的特点受到广泛关注。

本文针对小型PFI汽油机的富氧燃烧特性进行了仿真研究。

1. 研究背景随着环境污染和能源稀缺问题的日益突出，汽车工程领域对内燃机的研发和改进提出了更高的要求。

富氧燃烧技术作为发动机优化的一种手段，可以有效提高燃烧效率，减少排放物的生成。

而PFI（端喷雾油射射口喷雾器）系统是小型汽油机常用的喷油系统之一，具有结构简单、质量轻、适应性强等优点。

因此，本研究选择了小型PFI汽油机作为研究对象，结合富氧燃烧技术，旨在通过仿真研究探索其燃烧特性及性能优化方向。

2. 模型建立与验证首先，根据小型PFI汽油机的结构及工作原理，建立了数学模型。

模型涵盖了缸内燃烧、燃油喷射、气缸压力等关键参数。

然后，通过与实际测试数据进行对比验证，模型的准确性得到了确认。

3. 带EGR的富氧燃烧仿真研究在验证模型的基础上，进一步进行带EGR（废气再循环）的富氧燃烧仿真研究。

通过调节废气再循环比例、氧气含量等参数，对比分析了不同工况下的燃烧特性表现。

4. 结果与讨论仿真结果显示，在富氧燃烧条件下，PFI汽油机的燃烧效率明显提高。

同时，在一定范围内，废气再循环对氧燃烧效果产生了一定的影响。

适当增加废气再循环比例可以进一步提高燃烧效率，减少排放物的生成。

然而，当废气再循环比例过大时，会对燃烧特性产生不利影响。

因此，寻求最优废气再循环比例是进一步改进PFI汽油机的关键问题。

5. 总结与展望本文通过数学模型的建立与验证，进一步开展了带EGR的小型PFI汽油机的富氧燃烧特性仿真研究。

研究结果显示，在富氧燃烧条件下，PFI汽油机的燃烧效率得到了明显提升，EGR技术对其燃烧特性有较大影响。

然而，对于最优EGR的选择仍然需要进一步探索。

未来的研究可以在此基础上，结合实验验证，更加深入地研究富氧燃烧技术在小型PFI汽油机上的应用，进一步提高其燃烧效率和环保性能。

一．富氧燃烧的概述通常空气中氧的含量为20.93%，氮为78.1%及少量惰性气体等，人们把含氧量大于20.93%的空气叫做富氧空气，富氧空气参与燃烧给富氧燃烧提供了大量的氧气，使可燃物充分的燃烧，减少了固体不能充分燃烧的排放，减少了氮气和其他气体随烟气带走的热能，将具有明显的节能和环保效应。

二．富氧燃烧分析助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越安全，但富氧浓度太高，会导致火焰温度太高而降低炉膛受热面的寿命，同时制氧投资等费用增高，综合效益反而下降，因此国内外研究表明，助燃空气富氧浓度一般在26~30%时为最佳。

1.据测试氧含量增加4-5%,火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉膛受热物质更容易获得热量，热效率大幅度提高。

2.燃料在空气中燃烧与在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速最大为280cm/s，在纯氧中为1175cm/s，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍，富氧助燃，可以使燃烧强度提高，燃烧速度提高，燃烧速度加快，从而获得较高的热传导，使燃料燃烧的更完全。

3.燃料的燃点温度不是一个常数，它与燃烧状况，受热速度，富氧用量，环境温度等密切相关，如在CO在空气中为609度，在纯氧中仅为388度，所以用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度，减小火焰尺寸，增加释放热量等。

4.用普通空气助燃，约五分之四的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。

一般氧浓度增加1%，烟气量约下降2~4.5%，从而能提高燃烧速率。

5.如用普通空气助燃，当炉膛温度约为1300度，其可利用的热量为42%，而用26%的富氧空气助燃时，可利用热量为56%，热量利用率可增加14%。

6.排烟温度每降低12~15度，可降低排烟热损失约1%，用富氧代替空气助燃，可减少一次风量，降低了空气的过剩系数，减少了排烟量减低了排烟热损失。

三．富氧燃烧的危险性1.氧气的性质氧气不可燃但是支持燃烧，大多数物质在氧气中会猛烈燃烧，有时还会爆炸。

第1篇一、实验目的1. 了解富氧燃烧的概念和原理。

2. 掌握富氧燃烧实验的操作方法。

3. 观察富氧燃烧现象，分析实验结果。

二、实验原理富氧燃烧是指在氧气浓度高于空气中的氧气浓度（约21%）的条件下进行的燃烧。

富氧燃烧可以提高燃烧效率，降低有害气体的排放。

实验中，我们采用高锰酸钾加热分解的方法制取氧气，利用氧气作为助燃剂，使燃料在富氧条件下燃烧。

三、实验仪器与药品1. 实验仪器：集气瓶、酒精灯、高锰酸钾、试管、玻璃片、铁丝、坩埚钳、水、细砂。

2. 实验药品：酒精、高锰酸钾、铁丝。

四、实验步骤1. 制取氧气：取适量高锰酸钾放入试管中，加热分解，将生成的氧气收集在集气瓶中。

2. 准备燃料：取一根细铁丝，用砂纸将表面打磨光滑，去除铁锈。

3. 点燃火柴：用酒精灯将火柴点燃，待火柴快燃尽时，将细铁丝的一端系上火柴梗。

4. 实验操作：将集气瓶口朝上，用坩埚钳夹住细铁丝，将细铁丝缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中。

5. 观察现象：仔细观察铁丝在氧气中的燃烧现象，记录实验结果。

五、实验现象1. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体熔化而溅落瓶底。

2. 实验过程中，集气瓶内氧气浓度逐渐降低，燃烧速度减慢。

六、实验结果与分析1. 富氧燃烧实验表明，在氧气浓度高于空气中的氧气浓度条件下，燃料的燃烧速度明显加快，燃烧更加剧烈。

2. 铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，该固体为四氧化三铁。

3. 富氧燃烧有助于提高燃烧效率，降低有害气体的排放。

七、实验总结通过本次富氧燃烧实验，我们了解了富氧燃烧的概念和原理，掌握了富氧燃烧实验的操作方法，观察到了实验现象，并分析了实验结果。

实验结果表明，富氧燃烧可以提高燃烧效率，降低有害气体的排放，具有实际应用价值。

八、注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止火灾发生。

2. 实验结束后，及时清理实验器材，保持实验室卫生。

九、实验报告实验名称：富氧燃烧实验实验时间：2023年10月26日实验地点：化学实验室实验人员：XXX实验仪器：集气瓶、酒精灯、高锰酸钾、试管、玻璃片、铁丝、坩埚钳、水、细砂实验药品：酒精、高锰酸钾、铁丝实验结果：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体熔化而溅落瓶底。

富氧燃烧的节能机理富氧燃烧指的是在燃烧过程中提供比常规空气中更高氧气浓度的燃烧方法。

与常规空气燃烧相比，富氧燃烧可以显著提高燃烧效率、降低燃料消耗和减少污染物排放。

在工业领域，富氧燃烧被广泛应用于炼油、钢铁、化工、锅炉等领域。

富氧燃烧的节能机理可以从以下几个方面来进行解析。

1.氧气浓度增加：通过增加空气中的氧气浓度，可使燃烧过程中的燃料充分燃烧，从而提高燃烧效率。

在常规空气中，氮气占空气的主要成分，且对燃烧没有直接参与。

而富氧燃烧可以通过减少氮气的存在，使得更多的氧气参与燃烧反应，提高燃料的利用率。

2.温度升高：富氧燃烧可以使燃烧反应的温度升高。

燃烧反应的速率与温度成正相关，因此提高燃烧反应的温度可以加快燃烧过程，提高燃烧效率。

3.减少初始排烟温度：富氧燃烧可以减少燃料燃烧时的初始排烟温度。

在常规燃烧过程中，初始排烟温度较高，导致热量的丢失较为严重。

而富氧燃烧中，由于氧气浓度较高，燃烧温度较高，使得初始排烟温度较低，减少热量的损失。

4.燃烧产物减少：富氧燃烧可以减少燃烧过程中生成的废气和污染物。

在常规空气中，氮氧化物是一个主要的污染物，而富氧燃烧中氮氧化物的生成量大大降低。

这是由于氧气浓度高，氮气的稀释效应减少，使得氮氧化物的生成量减少。

5.可实现高效燃烧：富氧燃烧可以使燃料在较短时间内达到较高温度，从而可以实现高效燃烧。

高效燃烧不仅可以提高热效率，节约能源，还能减少温室气体和有害物质的排放。

总结来说，富氧燃烧的节能机理是通过提高氧气浓度、增加燃烧温度、减少初始排烟温度和降低燃烧产物的生成量等方式来达到节能效果。

富氧燃烧不仅可以提高能源利用效率，降低燃料消耗，还可以减少污染物的排放，对环境保护具有重要意义。

在未来的工业发展中，富氧燃烧将成为一种重要的节能技术。

富氧燃烧技术及其经济性分析富氧燃烧技术是一种利用富氧气体取代空气进行燃烧过程的新型技术，相对于传统的空气燃烧技术，富氧燃烧技术具有更高的燃烧温度、更高的燃烧效率和更低的污染排放。

因此，富氧燃烧技术被广泛应用于多个领域，包括石油化工、能源和环保等。

首先，富氧燃烧技术可以提高燃烧效率。

空气燃烧过程中，由于氧气只占空气中的21%，其余部分是氮气等惰性气体，因此在燃烧过程中需要耗费大量的热量将惰性气体加热到反应温度。

而富氧燃烧技术利用富氧气体取代空气，可以大大减少惰性气体占据的体积，并提高氧气浓度，从而减少了惰性气体对燃烧反应的影响，提高了燃烧效率。

其次，富氧燃烧技术可以降低污染物排放。

在空气燃烧过程中，氧气和氮气反应生成氮氧化物(NOx)是一种主要的大气污染物。

而富氧燃烧技术可以减少氮氧化物的生成，因为富氧燃烧过程中氮气的含量大大降低，从而减少氮氧化物的生成。

此外，富氧燃烧技术还可以减少颗粒物(PM)的排放，因为在富氧气氛中，燃料燃烧更充分，减少了不完全燃烧产生的颗粒物。

再次，富氧燃烧技术可以提高产能。

由于富氧燃烧技术提升了燃烧效率，并且完成了更完全的燃烧过程，可以使得单位燃料发生更多的燃烧反应，从而提高了产能。

这对于一些高产能、高能耗的行业来说具有重要意义，可以降低单位产品的能源消耗，提高经济效益。

然而，富氧燃烧技术在应用中也面临一些挑战。

首先，富氧燃烧技术需要配套的富氧设备和氧气供应系统，这增加了设备投资成本。

其次，富氧燃烧技术对燃料的选择有一定要求，需要具备适应富氧环境的燃烧特性。

此外，富氧燃烧技术还需要进行细致的工艺控制和运行管理，以保证燃烧效率和安全性，增加了运营成本和风险。

总体来说，富氧燃烧技术在提高燃烧效率、降低污染物排放和提高产能方面具有显著的优势。

尽管在应用中面临一些挑战，但通过合理的经济性分析和技术调整，可以降低技术成本，提高经济效益。

因此，富氧燃烧技术在各个领域中的应用前景广阔。

摘要随着我国社会主义现代化建设事业的迅速发展和推进可持续发展战略的需要，对于社会上应用广泛，在国民经济建设和国防建设中具有十分重要作用的动力机械-内燃机，也提出了进一步提高性能，减少能源消耗和降低对环境的污染要求，而内燃机燃烧性能的好坏是直接影响内燃机的能耗性能和排放的重要因素。

近年来，我国广大内燃机工业的科技工作者通过大量的研究，试验工作取得了许多科技成果使我国国产内燃机的燃烧性能得到了很大的改善和提高。

但是，以往对内燃机燃烧的研究大多集中在内燃机工质的形成燃烧室，缸内气流运动及其三者之间的相互匹配等方面对于内燃机进气质量方面的研究则较少见。

在汽油机上应用进气富氧技术不但可以显著降低污染物的排放，而且还能够提高燃烧热效率、增加发动机功率密度。

为此，国内外研究人员对汽油机富氧燃烧技术和理论进行了积极的探索。

本文采取台架试验与模拟计算相结合的研究方法对进气富氧技术应用开展研究，探索进气富氧对汽油机不同转速工况下燃烧与排放的影响规律，对进气富氧技术的发展与完善具有重要意义。

在汽油机上应用自行设计的氧气供给系统，进行进气中氧气体积百分数分别为20.40%、22.45%、25%的富氧燃烧试验。

研究发现：采用增加进气富氧的措施可以实现在有效减少污染物排放。

同过测量缸内压力、高压油管压力以及其它运行参数，获取滞燃期、缸内压力、燃烧放热规律等燃烧过程信息，分析探讨了进气富氧对燃烧过程的影响。

汽油机的着火滞燃期明显缩短，着火始点和放热始点前移，缸内最高燃烧压力增大，着火急燃期放热峰值增大。

这是因为进气中氧浓度的增加有助于加快燃油分子的先期氧化反应，加快着火前的化学准备过程，进而缩短滞燃期。

而着火的化学准备、预混燃烧速率、滞燃期内喷油量这三方面的因素共同影响着最大压力升高率和预混放热峰值。

关键字：汽油机；富氧燃烧；转速；排放特性；燃烧特性ABSTRACTWith the rapid development of China's socialist modernization and the needs of promoting the sustainable development strategy, the community widely in the national economy and national defense construction has a very important role in the construction of power machine-internal-combustion engine, also proposed further improve performance, reduce energy consumption and pollution of the environment requires, combustion performance is good or bad is an important factor directly affect the energy consumption of internal combustion engine performance and emissions. In recent years, China's vast numbers of industrial workers through a large number of science and technology of internal combustion engine research, experimental work has achieved many scientific and technological achievements for combustion performance of internal combustion engine made in China to be a great deal to improve and enhance. However, in the past on combustion research are mostly concentrated in the formation of refrigerants combustion chamber of internal combustion engine, among the in-cylinder air motion and its matching for internal combustion engine intake air quality research in areas such as the less common.Application on the gasoline engine intake oxygen enrichment technology can not only significantly reduce the emission of pollutants, but also to improve combustion efficiency, to increase engine power density. To this end, researchers at home and abroad to the theory of oxygen-enriched combustion technology of gasoline engine and make active explorations. This combination of bench test and simulation study on the application of research methods on the intake of oxygen-rich technology, explore intake oxygen-enriched combustion and emission of gasoline engine under different rotating speed conditions influence, significance to development and improvement of intake air oxygen enrichment technology. Application on the gasoline engine to design their own oxygen supply system, oxygen in the air intake volume percentages were 20.40%、22.40%、25% oxygen-enriched combustion test. Study: increase the intake of oxygen-rich measures can effectively reduce the pollutants emissions. With the in-cylinder pressure measurement, high pressure oil pipe pressure as well as other operating parameters, get delay period, in-cylinder pressure and combustion process of combustion heat release rate and other information, analysis and discussion on the influence of intake oxygen-enriched combustion process. Gasoline engineignition delay period significantly reduced, fire starting point and heat starting point forward, maximum combustion pressure in the cylinder increases, acute burn period exothermic peak increases on fire. This is because the increase in oxygen concentration in the intake helps speed up advanced oxidation of fuel molecules, accelerate the chemical preparation before the fire, thereby shortening the delay period. And ignition of premixed combustion rate, flame retarding chemical preparation, injection quantity for the period of the three factors affects the maximum rate of pressure rise and premixed exothermic peak.Keywords:Gasoline engine; Oxygen-enriched Combustion; Speed; Emission characteristics; Combustion characteristics目录摘要 (I)Abstract................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1引言 (1)1.2国内外内燃机富氧燃烧的研究现状 (1)1.2.1国外情况 (1)1.2.2 国内情况 (1)1.3汽油发动机机燃烧机理 (2)1.4本论文研究的意义和主要内容 (4)1.4.1本论文的研究意义 (4)1.4.2本论文的研究内容 (5)第2章富氧燃烧对汽油机燃烧与排放影响的试验设计 (6)2.1引言 (6)2.2试验内容及试验装备 (6)2.3试验各测量参数的获得 (8)2.4本章小结 (8)第3章富氧燃烧对汽油机燃烧特性试验研究 (9)3.1引言 (9)3.2汽油机富氧燃烧的燃烧过程 (9)3.2.1缸内压力 (9)3.3.2放热规律分析 (11)3.3本章小结 (11)第4章富氧燃烧对汽油机性能的试验研究 (12)4.1HC的排放特性 (12)4.2CO的排放特性 (12)4.3NO X排放特性 (13)4.4经济性的影响及分析 (13)4.5动力性的影响及分析 (14)4.6本章小结 (15)第5章排放物有害物质的分析 (16)5.1引言 (16)5.2有害气体HC的分析 (17)5.2.1 HC的生成机理 (16)5.2.2影响HC生成的因素 (17)5.2.3汽油机控制HC排放的主要净化措施 (18)5.3有害物质CO的分析 (19)5.3.1CO的生成机理 (19)5.3.2CO排放的影响因素 (19)5.4有害气体NO X的分析 (20)5.4.1NO x的生成机理 (20)5.4.2空燃比的控制 (21)5.4.3NO x转化效率及经济性分析 (21)5.4.4 催化技术降低富氧NO x排放技术 (22)5.5本章小结 (23)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (27)附录 (28)第1章绪论1.1引言汽车的动力来源于发动机气缸内燃油燃烧所放出的热能。

模拟结果及分析发动机进气的氧气含量的不同，直接影响其空燃比，进而影响发动机内的燃烧特性，影响发动机的动力性、经济性和排放性能。

4.1 富氧进气对汽油机基本燃烧特性的影响（1） 化学计量空燃比的计算[31]：为了方便计算，将空气简化为只有氧气和氮气，其中氧气的体积分数为x 氮气体积分数为1-x 。

根据汽油完全燃烧时的化学反应式。

1㎏汽油完全燃烧所需的理论空气质量（化学计量空燃比）可用下式计算：所以，当空气中氧气含量改变时，化学计量空燃比0l 也会改变。

表4-1为不同氧浓度（体积分数）下，空气中氮气、氧气质量分数2N m 、2O m 和化学计量空燃比0l ：表4-1 不同进气氧浓度下氮氧质量分数及化学计量空燃比氧气浓度x 氧气质量分数2O m 氮气质量分数2N m 化学计量空燃比0l21% 0.23301 0.76699 14.76322% 0.24377 0.75623 14.11223% 0.2545 0.7455 13.51724% 0.26519 0.73481 12.97225% 0.27586 0.72414 12.4726% 0.2865 0.7135 12.00727% 0.29711 0.70289 11.57828% 0.30769 0.69231 11.1829% 0.31824 0.68176 10.809 30% 0.32877 0.67123 10.463（2） 计算工况的选择：选用全负荷功率工况进行分析，考察在化学计量空燃比下汽油机的燃烧特1450855012145085504320..)..()xx -128x (+⨯+⨯⨯+=l性随进气氧浓度的变化。

在计算中，选取了21%、23%、25%、27%四种氧浓度，其它参数相同：转速rmp n 4500=、进气压力bar p in 1=、进气温度K T in 300=、节气门全开，点火提前角CA ︒-20。

（3） 对发动机缸内温度的影响图4-1为不同进气氧浓度下发动机缸内平均温度随曲轴转角的变化曲线。

富氧条件下汽油机燃烧反应参数及动力性能研究*李胜琴 张文会(东北林业大学 黑龙江哈尔滨 150040)摘 要:从燃烧化学角度,对汽油发动机的燃烧过程进行分析,利用化学平衡原理,对富氧燃烧状态下的空燃比、燃油燃烧热值及燃烧温度进行分析计算,进行不同氧气浓度空气助燃下发动机系列试验,对富氧状态下发动机的动力性能及气缸压力进行对比分析。

结果表明,富氧燃烧能够提高燃油燃烧的的理论热值,提高发动机气缸压力,进而使发动机输出转矩增加。

关键词:富氧燃烧 汽油机 反应参数 动力性能中图分类号:TK411.2 文献标识码:A 文章编号:1671-0630(2010)05-0011-04 Study of Reaction Para meter and Dyna m ical Performance of Gasoline Engine w ith Oxygen enriched Co mbustionLi Shengqin,ZhangW enhuiNort h east ForestU niversity(H ar b i n,H e il o ng ji a ng,150040,Ch i n a)Abst ract:Consi d eri n g the che m ica lk i n etic study of co m bustion,co m busti o n progress of gasoline w as studied. Based on the che m ic ba lance theory of co m bustion,rati o o f a ir to fuel and so m e o ther para m e ters,such as heat val u e,te m perature,are st u died in a gaso li n e eng i n e w ith oxygen enriched co mbusti o n.Experi m enta l investi gati o n w as carr i e d out on a gaso li n e eng i n e w ith oxygen enriched co mbusti o n,to study the cylinder pressure and dyna m ica l perfor m ance under different oxygen concentrati o ns.R esults sho w t h a,t as the oxygen concentra ti o n i n the intake air is i n creased,heat va l u e of gaso li n e is enhanced and the m ax i m u m va l u e of cy li n der pres sure is i n creased,the torque o f eng i n e can be enhanced in oxygen enriched co m bustion eng i n e.K eyw ords:Oxygen enriched co mbusti o n,Gaso li n e engine,Reaction para m eter,Dyna m ical perfor m ance引言自60年代后由于计算机的广泛应用,使得对燃烧过程进行模拟计算成为可能,因此燃烧模型的研究已逐步成为内燃机学科的一个新的研究领域。

1.富氧燃烧机的特性一般燃烧过程所用的助燃空气均在自然状态下，亦即氧浓度为21％，如果用比自然状态下含氧量高的空气做助燃空气，则该燃烧称为「富氧燃烧」，而富氧燃烧的极限状态为「纯氧燃烧」。

富氧燃烧火焰与普通燃烧火焰相比有如下特点：一、富氧燃烧机理论空气量少随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气需要量减少，例如含氧量21％时，燃烧1立方公尺的CH4所需之理论空气量为9.52立方公尺，而含氧量28％时，燃烧1立方公尺的CH4所需之理论空气量为7.14立方公尺；空气量降低25％，从而改变燃烧特性，使燃烧容易在接近理论空气需要量下进行。

二、富氧燃烧机火焰温度高火焰温度和空气中的氧浓度有关，一般来说，火焰温度随空气中含氧浓度增加而升高，当含氧浓度小于30％时，火焰温度会随着氧浓度上升而急速增加，但当含氧浓度大于30％时，火焰温度增加就趋缓。

三、富氧燃烧机排烟量降低空气中仅有21％的氧参与燃烧反应，其余79％空气并没有作用，反而带走大量的热能，增加能源耗损。

故当空气中的含氧量越高，燃烧所需之空气供应量就可降低，烟气产生量也越少，同时排烟损失的能量也可大幅降低。

四、富氧燃烧机分解热增加随着燃烧温度升高，尤其是温度超过2000℃时，燃烧产物吸收了分解热而产生解离，当遇到低温表面时，这些解离的成分将会放出分解热，增加了热传效果。

五、富氧燃烧机节约能源由于富氧燃烧火焰温度高，火焰与被加热物之间的温差增大，使炉内辐射热传增加，提高了炉内热量利用率。

同时由于排烟量减少，排烟热损失也相对降低，因此提高了设备热效率，减少燃料使用量。

六、富氧燃烧机降低污染排放由于富氧燃烧可使排烟量降低，因此可降低包含CO、CO2等污染物的排放总量。

此外，由于富氧燃烧所使用的空气中不反应物N2降低，使燃烧废气中的CO、CO2、SOx、NOx浓度增加，可使CO2捕捉、排烟脱硝、排烟脱硫等废气处理程序更有效率，降低废气处理设备维修及购置成本。

2.富氧燃烧技术一、富氧燃烧可以提高燃烧区的火焰温度。

汽油发动机富氧燃烧特性研究首先，汽油发动机的燃烧特性是指燃料在氧气的作用下发生的化学反应过程。

在富氧燃烧条件下，燃料与氧气的比例偏向燃料的过量，使空燃比低于化学计量空燃比。

相比于贫燃条件下的燃烧，富氧燃烧能大幅降低发动机的排放物质和增加燃料的利用率。

其次，富氧燃烧对于发动机性能有着重要影响。

由于富氧燃烧使燃料得到更完全的燃烧，因此可以提高发动机的功率输出和燃料经济性。

同时，富氧燃烧还可以提高发动机的可调性能力，使发动机响应更灵敏，减小了进气死区，提高了低速扭矩。

再次，富氧燃烧对排放物质的控制具有重要意义。

在富氧燃烧下，由于燃烧反应更为完全，感燃延迟时间短，可以显著降低NOx的生成。

同时，富氧燃烧还可以减少燃料中的不完全燃烧产物，如CO和HC的排放量。

因此，富氧燃烧有助于汽油发动机满足更为严格的排放法规。

为了实现富氧燃烧，可以采取一系列技术措施。

首先，通过调整燃油喷射系统，优化喷油策略和喷油量，使燃油与空气更好地混合，增加燃烧反应面积。

其次，可采用直喷和缸内定向喷射技术，提高燃烧效率和燃烧稳定性。

此外，还可以借助电子控制单元等先进控制技术，进行燃烧过程的精确控制和调节。

最后，值得注意的是，富氧燃烧也存在一些挑战和问题。

例如，富氧燃烧需要更高的氧气供应，如果供氧不足，可能导致燃烧反应不完全，甚至出现燃烧失火等问题。

此外，富氧燃烧还需要对排气后处理系统进行调整和优化，以满足更为严格的排放标准。

综上所述，汽油发动机富氧燃烧特性研究对于发动机性能和排放控制具有重要意义。

通过优化燃油喷射系统和采用先进控制技术，可以实现富氧燃烧，提高发动机的功率输出和燃料经济性，同时降低排放物质的生成。

然而，实际应用中还需要克服一些技术难题，保证富氧燃烧的稳定性和可靠性。

汽油机富氧燃烧原理
汽油机富氧燃烧原理是在引擎燃烧过程中增加进气氧气量，以增加燃烧效率和功率。

在汽车引擎的燃烧时，正常情况下空气和汽油的混合物氧气浓度为14.7:1，称为“理论空燃比”。

富氧燃烧技术通过调整混合气中的氧气含量，使其达到更高的比例，通常会使空燃比降至12:1。

这样，更多的氧气进入燃烧室，能够更充分地氧化汽油，产生更多的热能，提高燃烧效率和功率输出。

在富氧燃烧中，混合气中的氧气浓度要通过电子控制模块进行调整，这通常需要更高的压力和温度，使氧气进入发动机并与燃料完全混合。

同时也需要增加燃烧室的散热能力，防止高温和高压造成引擎过热。

富氧燃烧技术可以提高汽车的燃油效率和排放性能，减少尾气排放中的污染物质，对环保和节油效益有着明显的提升。

富氧燃烧技术的能效提升作用引言在当前全球能源需求不断增长的背景下，提高能源的利用效率成为各个行业持续关注的问题。

燃烧技术作为能源利用的重要方式之一，在提高能源效率和减少环境污染方面具有重要作用。

富氧燃烧技术作为一种新型的燃烧方式，具有很高的燃烧效率和减排能力，对于能效提升有着重要的作用。

1. 富氧燃烧技术的基本原理富氧燃烧技术是指在燃烧过程中加入额外的氧气，增加氧浓度，使得燃料燃烧过程中的氧浓度大于空气中氧气的浓度。

通过增加氧浓度，可以达到更完全的燃烧，提高燃烧效率。

富氧燃烧技术的基本原理可以归纳为以下几个方面：1.1 提高燃料燃烧效率富氧燃烧技术通过增加氧浓度，提供更多的氧气供给燃料燃烧，使得燃烧反应更加充分，燃料的利用率大大提高。

相比传统的空气燃烧，富氧燃烧技术可以达到更高的燃烧效率，从而提高能源利用效率。

1.2 减少燃料消耗量富氧燃烧技术在提高燃料燃烧效率的同时，由于燃烧反应更充分，可以实现更少的燃料消耗。

这不仅可以减少对燃料的需求，降低能源成本，还能减少对环境的影响。

1.3 降低排放物释放富氧燃烧技术的燃烧过程更完全，减少了燃料残留物和有害气体的产生。

相比传统的燃烧方式，富氧燃烧技术能够有效限制氮氧化物、一氧化碳、颗粒物等有害物质的排放，降低环境污染。

2. 富氧燃烧技术在不同行业中的应用富氧燃烧技术在各个行业中都有广泛的应用，其中包括能源、石化、冶金、化工、环保等领域。

以下将分别介绍富氧燃烧技术在不同行业中的应用情况。

2.1 能源行业在能源行业，富氧燃烧技术可以应用于发电厂、锅炉等燃烧设备中。

通过使用富氧燃烧技术，可以提高电厂的发电效率，减少煤耗，降低二氧化碳排放量。

同时，富氧燃烧技术还可以应用于燃气轮机和燃气锅炉中，提高燃烧效率，降低能耗。

2.2 石化行业在石化行业，富氧燃烧技术可以应用于裂解炉、加热炉等燃烧设备中。

富氧燃烧技术可以提高石化过程中的燃料利用率，减少废气排放，降低环境污染。

富氧燃烧技术及其经济性分析人类还没有能力大规模利用新能源之前，化石燃料的燃烧仍然是目前人们**能量的最主要手段，大约占到全世界总能量消耗的80%以上。

而我国又是一个人均资源匮乏的国家，因此通过合理组织燃烧过程实现节能对于我们来说具有重大意义。

富氧燃烧使用比通常空气含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，是一项高效节能的燃烧技术，在玻璃工业、冶金工业及热能工程领域均有应用。

富氧燃烧技术能够降低燃料的燃点，加快燃烧速度、促进燃烧完全、提高火焰温度、减少燃烧后的烟气量、提高热量利用率和降低过量空气系数，被发达国家称之为“资源创造性技术”。

一、富氧燃烧的特点与使用普通空气助燃的传统燃烧相比，富氧燃烧以下几方面的特点：1、提高火焰温度由于富氧燃烧减少的氮气等不参与燃烧的气体含量，因此他们吸收的热量比普通燃烧时要少，从而使火焰温度较普通燃烧时要高。

燃料在氧气中的火焰温度均比空气中的火焰温度明显提高。

2、提高火焰的辐射能力同样由于富氧空气中氮气浓度的降低，因此燃烧产物中CO2和H2O等3原子气体的浓度增加。

而只有3原子和多原子气体具有辐射能力，因此随着助燃空气中氧气浓度的增加，火焰辐射能力也逐渐增强，有利于强化对工件的传热，缩短加热时间。

3、加快燃料燃烧速度，促进燃烧完全燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差很大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。

故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，也有利于燃烧反应完全。

4、降低过量空气系数，减少烟气量用富氧代替空气助燃，可适当降低过量空气系数，减少排烟体积。

在普通空气助燃的情况下，占助燃空气近4/5体积的氮气并没参加燃烧反应，并且在燃烧过程中被同时加热，带走大量的热量。

使用含氧量为27%的富氧空气燃烧与氧浓度为21%的空气燃烧比较，过量空气系数a=1时，则烟气体积减少20%，排烟热损失也相应减少而节能。

文章编号:100221639(2001)0620014202富氧燃烧对汽油机性能指标的影响刘应书,冯俊小,乐　恺,李洪利(北京科技大学热能工程系,北京,100083)摘要:以汽油机为对象,研究富氧燃烧对其指示功率、机械效率、油耗等性能指标的影响。

同时考虑制氧能耗,分析汽油机富氧燃烧时的总能耗。

结果表明,汽油机采用富氧燃烧可以增加指示功率,富氧1%,指示功率增长率增加4.8%;富氧燃烧可以降低汽油机油耗,增加机械效率,且设计机械效率越低,油耗降低越显著,机械效率增加幅度越大;制氧能耗对汽油机富氧燃烧的总能耗有直接影响,对于给定的制氧能耗,存在相应的临界设计机械效率。

得到了临界设计机械效率与制氧能耗的关系式:Γ0=0.8+0.12e N y-0.350.373。

关键词:汽油机;富氧燃烧;节能中图分类号:T K411.7 文献标识码:A I nvestigation on the Character istics of Gasoli ne Eng i ne with Oxygen Enr ich m en t Co m bustionL I U Y ing2shu,FEN G Jun2xiao,L E Kai,L I Hong2li(U niversity of Science and T echno logy Beijing,Beijing100083,Ch ina)Abstract:T he characteristics of gaso line engine under oxygen enrichm ent com busti on are investigated.T he results show that the indicating pow er can be increased by4.8%w hen the oxygen is increased by1%in the gas2inlet and that the m echanical efficiency is increased w ith the fuel consump ti on decreased under oxygen enrichm ent.It is also show n that the energy consump ti on of oxygen is i m po rtant in considering if oxygen enrichm ent is adop ted.Key words:gaso line engine;oxygen enrichm ent com busti on;energy2saving1　前言汽油机是当前内燃机工业中发展最快、需求量最大的产品。

汽油发动机怠速工况富氧燃烧的研究姚佳岩【摘要】利用不同进气氧体积分数,实现汽油机富氧燃烧.氧体积分数分别为21.1％,22.6％,25.5％条件下,试验研究了在怠速工况下汽油发动机燃烧特性和排放特性.研究结果表明:在汽油机中怠速工况下,随着氧体积分数的增加,缸压、瞬时放热率明显增大,峰值相位出现时刻提前,累积放热量明显增大；进气中氧浓度加大,循环波动率下降,提高了发动机缸内燃烧的稳定性,燃油消耗量基本保持不变；在怠速工况下实现富氧燃烧,可以大大降低THC和CO的排放,NO2的排放增加,但增加的幅度处于较低的水平.%Oxygen-enriched combustion is realized on a gasoline engine by controlling the different intake oxygen volume fraction.The characteristics of combustion and emission of a gasoline engine in the idling condition are studied by controlling the oxygen volume fraction at 21.1％,22.6％,25.5％ O2.The research results show that with the increment of oxygen volume fraction in idling condition,the in-cylinder pressure and combustion heat release rate increase obviously; the time when the angle of peak appears advances and cumulative heat release increases sharply.As the intake oxygen density increases,the cycle-to-cycle variation decreases,and the combustion stability of the gasoline engine is improved; meanwhile,fuel consumptions are almost invariable.Realizing oxygen-enriched combustion in idling condition,the emission of THC and CO reduces largely and emission of NO2 increases,but the increment is at a low level.【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(032)003【总页数】5页(P515-519)【关键词】汽车工程;汽油发动机;富氧燃烧;燃烧特性;排放特性【作者】姚佳岩【作者单位】黑龙江工程学院,黑龙江哈尔滨150050【正文语种】中文【中图分类】TU311;U448.270 引言内燃机燃烧性能的好坏是直接影响内燃机的能耗、性能和排放的重要因素。

汽车发动机的燃烧过程分析与优化汽车发动机是现代交通工具的重要组成部分，其燃烧过程的效率和性能直接影响到汽车的动力输出、燃油消耗以及环境污染。

因此，对汽车发动机燃烧过程进行深入分析与优化是提高汽车性能和减少环境污染的关键。

一、汽车发动机燃烧过程简介燃烧过程是指在发动机燃烧室内，混合气体在点火的作用下发生燃烧并释放能量的过程。

一般来说，汽油发动机采用的是内燃式燃烧方式，即燃烧在发动机的内部进行。

燃烧可以分为四个阶段：进气阶段、压缩阶段、燃烧阶段和排气阶段。

首先是进气阶段。

发动机通过进气道将空气经过空气滤清器过滤，进入到缸内。

同时，喷油器会喷射适量的燃油进入到缸内，形成可燃气体。

接着是压缩阶段。

在活塞上行的过程中，气缸内的可燃气体被压缩，气缸内的温度和压力都会随之上升。

然后是燃烧阶段。

当活塞上行到一定位置时，火花塞点火，将点燃可燃气体，燃烧产生的高温高压燃烧气体使活塞向下运动，推动曲轴旋转，从而输出动力。

最后是排气阶段。

当活塞下行到一定位置时，废气通常通过气缸盖上的排气门排出汽缸，然后通过排气系统排出车辆。

二、汽车发动机燃烧过程的分析在汽车发动机燃烧过程的分析中，有几个重要的参数需要考虑，包括进气量、压缩比、燃油配比、燃烧速度等。

首先，进气量的控制对燃烧过程至关重要。

进气量的多少直接影响到燃烧室内的混合气体浓度和氧气含量，进而影响到燃烧的效果和排放的废气成分。

现代汽车发动机通常采用可变气门正时和可变进气道长度等技术来控制进气量，以达到更优的燃烧效果。

其次，压缩比是燃烧过程中的另一个重要参数。

压缩比越高，燃烧室内的温度和压力越高，燃烧效率也会提高。

但是，过高的压缩比容易导致爆震，损坏发动机。

因此，压缩比的选择需要综合考虑动力输出和发动机的可靠性。

此外，燃油配比也对燃烧过程产生影响。

燃油配比是指燃油与空气的质量比，不同的燃油配比会导致不同的燃烧效果和排放成分。

现代汽车发动机采用闭环燃油控制系统，可以通过氧传感器对燃油配比进行实时调节，以使发动机在不同工况下保持最佳的燃烧效果。

汽车发动机增氧燃烧技术研究与探讨一、空气的使用价值空气对人类具有及广泛的使用价值。

但自身不存在经济价值。

有关研究资料表明，地球上的空气中有五分之一是氧气，五分之四是氮气。

其他稀有气体仅占总含量的百分之零点几。

此组分的空气在地球大气层的对流层中基本恒定不变。

地球上的所有生物及生命离不开空气。

人类在高科技高新技术不断发展的今天，更是在广泛的使用空气。

如飞机、汽车、空气泵、空气压缩机、空气动力学的研究等等。

空气对地球来说存在大气层的对流层，对流层是地球大气层靠近地面的一层。

他同时是地球大气层里密度最高的一层。

它薀含了整个大气层约百分之七十五的质量。

对流层的空气高度随地理纬度和季节而变化。

赤道低纬度平均高度为十七至十八公里，中纬度平均十至十二公里，极地平均八至九公里。

这样恒定含量的空气对人类来说取之不完用之不尽。

在工程热力学中空气可作为工质或燃烧的助燃剂，得到非常广泛的应用与研究。

燃烧是指燃料与助燃剂即空气发生强烈化学反应，伴有发光发热现象，当然燃烧也不单纯是化学反应，而是反应、流动、传热和传质并存相互作用的综合表现。

最后将热能转化为动能，来服务于人类。

二、增氧燃烧在工业中的最初研究与应用人们在工业生产中发现，空气作为燃烧的助燃剂已无法完成所需要的效果时，对空气介质进行初步改进。

例如在炼钢时由于温度上不去，钢材中杂质多、抗拉抗弯强度等物理性能达不到要求。

使用炉内吹氧，使空气中含氧量增加，温度由一千三百度升温至一千六百度左右。

炼出来的钢材碳、硫、磷等杂质大大降低，物理性能得到提高，钢材质量好。

在有色金属熔炼中，能源消耗非常大，熔炼费用高。

同时世界性的竞争压力迫使有色金属生产商进行最优化生产选择，传统的燃料、空气燃烧有它的优点和局限性。

如果在空气中加进纯氧气推进燃烧新技术，有效提高熔炼温度及燃烧速率，有色金属熔炼的生产费用降低，同时节省能源改善排放效果。

在玻璃工业生产中提出富氧燃烧，把含氧量由原来的百分之二十一加以提高，使氧浓度在百分之二十一至二十九的范围选择，达到精确控制。