为什么我们不能用氧气代替空气来燃烧内燃机呢?

如题所述

纯氧应该放在气罐里随身携带,加压、液化或与其他原子进行化学结合,使之更容易操作,但在需要时随时可用,而且应该定期购买并补充氧气。此外,纯氧是一种非常活泼的化学物质,几乎会使任何东西燃烧,包括金属。想象一下,与从大气中获取空气相比,这有多麻烦。

然而,也有一些专为在空气不容易得到的地方工作的内燃机,它们必须把氧气装在特殊的容器里。其中一种环境是超出地球大气层限制的空间,或者至少是大气层非常稀薄,在技术上氧气无法供给内燃机的地方。其他受访者提到了火箭携带氧气的事实。

但还有另一种环境“可用”氧气缺失:水下。虽然大多数水下航行器使用的是不需要氧气就能产生动力的电动马达,但电池的质量和体积对于某些应用来说,比如鱼雷来说,可能是太大了。

由于这个原因,许多鱼雷使用奥托循环活塞式发动机,并以各种形式携带氧气:一些在坦克中使用压缩氧气,例如“93型”日本鱼雷在二战期间击沉了许多船只:93型鱼雷-维基百科HMS爱斯基摩号被日本“93型”鱼雷击中

其他鱼雷的设计,尤其是俄罗斯使用化学结合氧化合物“过氧化氢”,在一个非常稀释形式作为消毒剂,在“高测试”形式(超过80%的过氧化氢稀释水)称为HTP,能够释放氧气足够量来驱动电动机不需要空气,但它也是危险的和不稳定。高强度的过氧化氢-维基百科俄罗斯“53型”鱼雷的剖面图显示了它的两缸奥托循环发动机的活塞之一

关于库尔斯克号潜艇事故的一种假设是,它是由携带HTP的鱼雷爆炸引起的:库尔斯克潜艇灾难-维基百科 “库尔斯克”号潜艇被打捞后,整个尾部都不见了

以下是鱼雷推进系统的概要:鱼雷-维基百科在下面的链接中,你可以找到一些鱼雷推进系统的照片:海军海底战争博物馆这里有大量关于现代鱼雷的信息,包括它们广泛的推进方法:世界上最致命的鱼雷——海军技术考虑到鱼雷的小直径(50到60厘米= 20″到25″),不同寻常的发动机设计是相当常见的,例如轴向活塞发动机:更多的信息,你可能想问关于轴向活塞发动机在这里:轴向内燃机顺便说一下,联盟号轨道飞行器机动火箭是由HTP提供动力的。

在贫氧环境中使用的另一种推进剂是“高氯酸铵”,此时既含有氧化剂也含有燃料;它既用于鱼雷,也用于火箭:高氯酸铵复合推进剂更不用说固体燃料火箭助推器,用于火箭和“超空泡”鱼雷,可达200公里(360公里/小时!!)

两种完全不同的应用,如火箭和鱼雷,导致了类似的解决方案的开发和使用,在缺氧环境下为内燃机提供氧气,这难道不是很有趣吗?

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第1个回答  2021-02-18
不能,如果使用纯氧供气参与发动机汽油氧化反应,将会大幅度提高发动机功率,可以说提升50%以上也是没有问题的。但是,理想很丰满,现实很骨感。这样的预想难以实现,至少,在目前的技术条件下是无法实现的。
第2个回答  2021-02-18
氧气只能增加发动机的燃烧温度和速度,氧气浓度过高就容易导致发动机爆震。N2O的作用是增加高速时发动机的燃烧效率,NO2在高温下会分解成氧气和大量氮气,其中氮气不参与燃烧,起到增加缸内气体密度的作用
第3个回答  2021-02-17
航天飞机为什么不能用内燃机作动力机,这个问题要从内燃机的工作条件来说,之所以航天飞机为什么不能用内燃机作动力机,是因为内燃机在进气冲程中要吸入新鲜的空气,然后在燃烧阶段给燃料提供充足的氧气而太空中没有氧气,因此,内燃机不能再天空中工作另外,航天飞机在运行过程中,需要有很大的动力,而普通的内燃机不能提供
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