2018-03-27 10:01 來源: 天才車先生
汽車自然吸氣,改為純氧供氣的情況下,發動機能不能在原有基礎上提高50%的功率以上呢,答案是肯定的。
這個設想其實本人上中學時就想過,但是無奈那時候那有汽車啊,連摩託都沒有,所以從沒有在內燃機上做過相關測試。這個想法一直沉澱在記憶深處。直到看到這個問題。
本人並不是這方面的專家,所以僅做一下簡單的理論性探討,
純氧助燃都用在什麼地方
現在有據可查的純氧參與燃燒的應用環境,第一是火箭的發動機,第二是全氧燃燒技術的玻璃窯爐。這些都是因為專業的需要。
汽車發動機現有條件
我們知道,在大自然正常的空氣中,氧氣的含量大概是21%,還有78%的氮氣,以及0.9%左右的其他氣體,而現在汽車發動機燃燒效率最高的也不過在40%左右,也就是說,還有60%的燃燒能量沒有得到充分的利用,而使用純氧參與發動機的汽油燃燒氧化反應,將可以大幅度的提高發動機功率,效率。
我們不得不面對另外一個問題,以現在的材料水平,科技水平,製造水平,現有內燃機使用純氧參與汽油的氧化燃燒反應產生的高溫材料能否承受得住。而且有一個不容忽視的就是直接使用純氧助燃,燃燒穩定性很差,而且沒有了氮氣作為熱傳導介質,燃燒反應產生的熱量不能很快的釋放,將會產生爆炸。
汽車發動機燃燒的條件
經過科學研究發現,汽車發動機最理想的空氣與燃料的比例是14.7比1,空燃比當然也是質量比,我們可以這樣理解,燃燒1公斤的汽油是需要14.7公斤的空氣來作為助燃劑的,現在市面上普通的92號汽油,每一升的重量大約是0.725公斤,而普通小轎車一般油箱容量為50升左右,汽油重量大約為50×0.725,等於36.25公斤,燃燒完這些汽油,需要的空氣的重量是36.25乘以14.7,等於532.8公斤。那麼空氣中的氧氣含量大概是21%,我們用純氧來計算的話是532.8×0.21=111.88公斤,氣體、鋼瓶總體重量不會低於140公斤,而這麼重的重量,對一般小轎車來說,相當於兩個成人,不僅大大的增加了車輛的自重,而且氧氣的成本也很高。
在發動機的工作過程中,接入純氧,進行助燃燃燒肯定是更充分了,但燃燒產生的溫度也會是現有燃燒條件下的幾倍,而當前的汽油內燃機,在燃燒做功行程中,焰心溫度大約在2200度左右,但由於有氮氣的介入,火焰到達活塞頂端以及氣缸壁時,只剩下大約600攝氏度,而緊接著進入排氣行程時,溫度會迅速衰減,而在使用純氧作為助燃劑時,由於燃料與氧進行完全結合,燃燒瞬間全面開花,甚至產生爆炸,溫度將會超過活塞的熔點,而作為潤滑劑的潤滑油,也會迅速變成氣態,失去潤滑作用,造成發動機立刻損壞,而氧氣的儲存需要高壓或者低溫,而氧氣一旦洩漏,也會在一定範圍產生極低的溫度,並且遇到明火會產生爆炸,而車裡的人不是被燒死,就是被凍死,我覺得沒有人的汽車會選擇背一個這麼大的炸彈。
不僅不會有任何功率的提升,發動機缸體、活塞會直接被燒熔爆缸。在純氧中的氧化反應會非常劇烈,還記得初中的時候物理課就做過類似的實驗,把一根帶有火星的木頭放入純氧容器中直接就劇烈的燃燒起來。
這種劇烈的燃燒會產生很高的高溫。可達上千度,結果就是你的發動機缸體、活塞、缸蓋、氣門、噴油嘴、機油等等一同參與這種劇烈的氧化反應而燃燒融化,導致發動機爆掉。就根本甭想提升動力的事兒了。
當然如果真想燒純氧提升動力也不是不行,就是會有點小貴,你的汽車發動機得徹底改一改,可以考慮用能超音速巡航戰鬥機或者把太空梭送入太陽系軌道的火箭發動機的材料和結構,肯定不能用現有汽車發動機的結構形式來工作了,那種形式完全行不通了。燃燒室至少要能耐住上千度的高溫高壓洗禮。而且這樣改完就真沒必要通過曲軸傳動驅動輪胎撓地行駛了,可以直接改噴射推進了,你的剎車的作用可能是在起飛前控制住車身不要提早彈射了,記得在後背廂要裝一套減速傘。
這樣即便是一臺小排量的微型車也會變身能破音障暴躁的怪獸,當然再也不用為燃燒不充分、積碳之類的事情發愁了,很可能一臺汽車售價幾千萬美金,使用壽命得按小時數來計算了。
所以不要小看只是把燃燒氣體中的氮氣全部替換成氧氣而已,帶來的後果是完全不同且基本無法控制的。如果不相信那就弄個氧氣瓶把洩壓閥對接上汽車的發動機進氣吧,空濾都可以摘掉了,擰開閥門著車——後果請自負哦。
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