摘要：碱性空气介质参与缸内燃烧，是在汽车发动机的进气通道口使用超声波雾化装置，使其在碱性溶液中形成特定浓度的气溶胶，从而改变空气的基本摩尔比，并从进气阀进入发动机缸内参与燃烧。本论文以汽车发动机为研究对象，分析碱性介质在参与燃烧过程中，对发动机燃烧特性的影响，从而为提高发动机功率，降低燃油消耗率，并最终减少有害污染物在发动机排放过程中的排放量提供参考。

    随着我国机动车辆的增多，其污染物排放总量也不断增加。为了减少汽车尾气对人体的危害，利用一定浓度的碱性空气介质，对进入汽车发动机内的气体进行改性，并参与到发动机缸内燃烧过程中。这种人为地改变汽车发动机气缸内燃烧空气介质成分的方法，试图使燃料在发动机缸内燃烧更全面，进而提高发动机功率，或是降低燃油消耗率，或是减少有害污染物在发动机排放过程中的排放量。
    1 碱性燃烧机理及应用现状
    碱性燃烧属于一种特殊的催化燃烧，一般催化燃烧所用的催化剂为具有大表面积的贵金属和金属氧化物等物质，其催化作用的机理比较复杂。在一个化学反应过程中，催化剂的加入并不能改变原有的反应平衡，所改变的仅是化学反应速度；而在反应前后，催化剂本身的性质并不发生变化。在催化燃烧过程中，催化剂与高键能反应物和低键能产物均形成不同稳定程度的过渡态，使反应物随机碰撞被“吸引”在催化剂表面上进行有序碰撞，从而提高有效碰撞次数。在催化剂的配位电子参与下依据能量最小原则，产生低键能的产物，同时放出热量。
    目前，碱性燃烧技术在燃煤锅炉领域上已经取得了可观的成效。已经成功地在220 t煤粉锅炉和10t链条炉进行了示范应用，同时，该技术已经进行了燃煤烟气脱硫机理分析与验证实验；完成了小型低含硫燃煤锅炉脱硫实验。该技术已经在6t移动固化床取暖锅炉中进行中试运行，取得了理想结果。
    碱性空气参与缸内燃烧技术在汽车发动机上也进行了初步实验，初步研究发现，发动机排放的废气中的HC, NOx, CO,CO2、 O2的含量随着碱性气体发生装置的开闭时刻、参与燃烧时的碱性浓度、原料配比等的不同，会发生不同程度的变化。因此，还需要对该种燃烧状态下，汽车发动机的燃烧特性进行深入的综合分析。由于碱性金属氧化物的路易斯碱性值大、配位性强，因此催化效果会大幅提高。换言之，传统燃烧是碳酸为过渡态的催化燃烧，而碱性燃烧（如果用钠碱催化）则是碳酸钠为过渡态的催化燃烧。碳酸与碳酸钠的化学性质差距颇大。因此说，碱性燃烧与传统燃烧相比在化学热力学上有显著的区别。

    2 碱性空气介质对汽油发动机燃烧特性的影响研究
    为了试验结果的可信度和具有可比性，试验方法应严格按照国家规定的有关内燃机台架试验标准进行。根据试验目的和内容，制定详细的试验大纲，明确试验条件，确定试验工况、测量参数及试验步骤等。
    相同的发动机在同样的工作情况下，由于测量环境条件的不同，所以得到的结果也不同。且所有的数据均应按照国家有关标准规定的要求进行大气校正。当实际试验条件与标准状态不同时，需要按相应的要求进行校正。
    本实验选用HONDA车系EG3000型汽油发电机，如图1所示。使用监测仪对发电机的发电量进行监控，以此对比碱性空气介质参与缸内燃烧后发动机功率的变化规律。

    由于发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，汽油发动机同时作为发电机的动力源，通过带动发电机定转子导体间相互动力切割磁力线产生电流，来完成向用电器提供移动电源。因此发电机的发电功率可以大体反映出．发动机的动力输出功率。
    由于发动机的转速是时刻变化的，随着发动机转速的变化，输出功率的数值也会不同。因此，设定四组不同节气门开度，在四组不同的发动机转速下，分别记录正常燃烧及碱性燃烧时发电机发电功率的数值，并进行对比分析。

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