Để hiểu cách các nhiên liệu này hoạt động trong động cơ đốt trong (IC), trước tiên bạn cần hiểu các tính chất của nhiên liệu và chúng khác nhau như thế nào.
Tính chất nhiên liệu
Cả xăng (xăng) và dầu diesel đều là chất lỏng hữu cơ nhẹ hơn nước, phổ biến nhất được sản xuất từ dầu mỏ. Diesel đòi hỏi ít nỗ lực hơn để sản xuất ra bạn có thể tự làm từ dầu ăn chỉ với một vài hóa chất có sẵn.
Xăng nhẹ hơn động cơ diesel, với mật độ khoảng 3/4 nước và rất dễ bay hơi. Điều đó có nghĩa là nó bay hơi nhanh ở nhiệt độ phòng, đó là lý do tại sao nó có mùi mạnh như vậy và được lưu trữ trong các thùng chứa kín như những thứ này khi không tiếp nhiên liệu trực tiếp cho xe. Ngoài mùi hôi, hơi xăng cũng là chất gây ung thư và tiền chất rất mạnh cho sự hình thành khói bụi quang hóa ("màu nâu"), trong một sự cố đặc biệt tồi tệ bị nhầm lẫn với một vụ tấn công bằng vũ khí hóa học .
Diesel, so với xăng, không dễ bay hơi chút nào. Điều này một phần vì nó ít tinh chế hơn; dầu chưng cất càng gần dầu thô thì càng có xu hướng ổn định. Bạn có thể lưu trữ nó một động cơ diesel trong một thời gian ngắn mà không bị tổn thất đáng kể.
Điểm sáng
Liên quan chặt chẽ đến sự biến động của chất lỏng là điểm chớp cháy của nó , nhiệt độ tại đó áp suất hơi của chất lỏng đủ cao để hơi của nó bốc cháy khi có nguồn lửa. Dưới nhiệt độ này, trạng thái cân bằng sẽ như vậy trong khi bạn có thể đốt cháy hơi, ví dụ với một que diêm sáng, phản ứng đốt cháy sẽ được cục bộ. Trên điểm chớp cháy, ngọn lửa sẽ gây ra phản ứng dây chuyền lan rộng ( đốt cháy ) khối lượng nhiên liệu bốc hơi.
Như bạn mong đợi, độ biến động cao của xăng dẫn đến điểm chớp cháy thấp hơn nhiều so với diesel. Wikipedia đưa ra các giá trị là −43 ° C (xăng) và 52 ° C (diesel). Để tham khảo, điều đó có nghĩa là nếu bạn đổ đầy bể bơi trong nhà bằng xăng và để căn phòng ở trạng thái cân bằng, bạn phải làm mát căn phòng đó xuống dưới −43 ° C ( khoảng nhiệt độ Nam Cực ) trước khi trận đấu sáng sẽ không gây ra phòng nổ tung. Và ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn điểm chớp cháy, trận đấu đó sẽ cháy rất nhanh.
Mặt khác, đổ đầy cùng một bể bơi bằng nhiên liệu diesel và bạn sẽ phải làm nóng căn phòng trên 52 ° C ( khoảng nhiệt độ Thung lũng chết ) trước khi một trận đấu sáng sẽ khiến căn phòng phát nổ.
Điều này khác với nhiệt độ tự động, cũng được đưa ra trong bài viết Wikipedia, đây là điểm mà bạn không còn cần phải làm sáng trận đấu. Kaboom! Mặc dù xăng có điểm chớp cháy thấp hơn, nhưng đó là động cơ diesel có nhiệt độ tự bốc cháy thấp hơn (256 ° C, so với 280 ° C, từ bài viết WP ở trên).
Khi chúng ta chuyển từ nhiên liệu nói chuyện sang động cơ nói chuyện, điểm số 1 cần nhớ là với nguồn đánh lửa, xăng sẽ bốc cháy trước; không có nguồn đánh lửa, động cơ diesel bốc cháy trước.
Thuộc tính động cơ
"Động cơ IC" là một danh mục rộng bao gồm nhiều loại động cơ và công nghệ. Sự khác biệt chính giữa động cơ diesel và động cơ xăng thông thường có liên quan đến cách đốt cháy nhiên liệu (xem điểm 1 ở trên!): Động cơ xăng thường sử dụng đánh lửa và động cơ diesel sử dụng đánh lửa nén .
Mũi tiêm
Trước khi đánh lửa, nhiên liệu trong bể cần được trộn với không khí. Điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau và mặc dù khái niệm chung là đơn giản, các tính chất nhiên liệu có tác động lớn đến cách đạt được hỗn hợp này.
Thông thường, nhiên liệu được nguyên tử hóa trong xi lanh phun được phun qua các vòi phun nhỏ gọi là kim phun nhiên liệu. Sản xuất nhiều giọt nhiên liệu rất nhỏ lơ lửng trong không khí. (Những chiếc xe cũ đã sử dụng một công nghệ khác để tạo ra hỗn hợp không khí nhiên liệu.) Hỗn hợp không khí nhiên liệu (hoặc "sạc" càng đồng nhất), nó sẽ càng cháy hiệu quả và hoàn toàn và động cơ sẽ hoạt động tốt hơn.
Mục tiêu của chúng tôi là nhanh chóng đạt được hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt, đốt cháy nhiên liệu, trích xuất năng lượng của nó (dưới dạng công việc hữu ích) và chuyển sang hành trình tiếp theo. Đây là cách chúng tôi lấy năng lượng ( làm việc theo thời gian ) ra khỏi động cơ. Nguyên tử hóa nhiên liệu lỏng vừa phân tán nó và tăng diện tích bề mặt của nó, cho phép nó bay hơi nhanh hơn. Độ bay hơi cao của xăng so với dầu diesel làm cho việc hóa hơi hoàn toàn dễ dàng hơn nhiều, thu được điện tích đồng nhất đó. Điều này không nhất thiết luôn luôn là một lợi ích, mặc dù, điều này dẫn chúng ta xem xét các thuộc tính của chính các động cơ.
Đánh lửa
Spark đánh lửa có lẽ là phương pháp dễ hiểu hơn; nó tương đương với sự tương tự sáng từ trước đó. Sự khác biệt là sau khi hóa hơi nhiên liệu và trộn nó với không khí, nguồn đánh lửa là tia lửa điện chứ không phải là ngọn lửa mở. Vì tia lửa kiểm soát thời gian đánh lửa chính xác, chúng tôi có thể đảm bảo nó xảy ra tại điểm tốt nhất trong hành trình của pít-tông để truyền năng lượng cho tàu lái. Nếu đánh lửa xảy ra không đúng lúc, nó có thể lái pít-tông sai hướng hoặc đốt cháy nhiên liệu không đầy đủ. Điều này được gọi là gõ , và nó có thể gây ra thiệt hại vĩnh viễn cho động cơ.
Nhiều chất phụ gia đã được sử dụng trong suốt thế kỷ qua để ngăn xăng đốt cháy mà không có tia lửa, bao gồm chì và MTBE . Các công thức khác được thiết kế để sử dụng trong động cơ xăng hiệu suất cao (có tỷ số nén cao hơn) hoặc để cải thiện đặc tính khí thải .
Nén đánh lửa
Trong một động cơ diesel, không có tia lửa; thay vào đó, không khí trong xi lanh được nén nhanh chóng, làm nóng nó qua điểm tự bốc cháy của nhiên liệu. Khi đã có đủ năng lượng nhiệt để tạo ra phản ứng đốt cháy tự phát, kaboom! Bạn nhận được đánh lửa của bạn. Nhưng phải mất rất nhiều sức nén để đạt được điểm đó nhiều hơn mức cần thiết cho hoạt động hiệu quả của động cơ đánh lửa. Điều này được đo bằng tỷ lệ thể tích của xi lanh kín ở đầu và cuối hành trình, còn được gọi là tỷ số nén của động cơ.
Không đi sâu vào tất cả các chi tiết của chu kỳ động cơ, đây là một hình ảnh động cho thấy âm lượng của xi lanh thay đổi như thế nào khi piston di chuyển lên và xuống:
4StrokeEngine Ortho 3D Small ( CC BY-SA 3.0 hoặc
GFDL ), của Zephyris (Công việc riêng), từ Wikimedia Commons
Một động cơ đánh lửa bằng xăng điển hình có tỷ lệ nén khoảng 10: 1, nghĩa là thể tích của xylanh khi bắt đầu hành trình nén gấp 10 lần thể tích của xylanh ở cuối hành trình. Động cơ đánh lửa nén chạy bằng diesel có tỷ số nén cao hơn, thường là khoảng 17: 1 nhưng có thể cao hơn. Cả hai tỷ lệ nén xăng và diesel khác nhau tùy theo động cơ; điều cần nhớ là động cơ diesel có tỷ số nén cao hơn đáng kể so với các đối tác xăng tương đương.
Sử dụng nhiên liệu sai
Vậy, điều gì xảy ra khi bạn sử dụng xăng (xăng) trong động cơ diesel, hoặc ngược lại? Rất nhiều thứ, nhưng nói chung, những gì mọi người quan tâm là:
1. Động cơ sẽ chạy?
Động cơ diesel trong động cơ xăng
Như Trevor lưu ý , có các biện pháp an toàn tại chỗ để ngăn chặn việc đổ xăng cho xe bằng nhiên liệu diesel. Diesel cũng dày hơn xăng, có nghĩa là các đường dẫn nhiên liệu và kim phun bị tắc, nhưng giả sử rằng động cơ diesel thực sự đưa nó vào động cơ.
Ghi nhớ điểm số 1 từ cuộc thảo luận về nhiên liệu của chúng tôi? Khi làm việc với tia lửa điện, động cơ diesel khó bắt lửa hơn xăng. Nó có điểm chớp cháy cao hơn nhiều, vì vậy chúng ta cần tăng nhiệt độ lên một chút trước khi động cơ có bất kỳ cơ hội nào để chạy. Tỷ lệ nén của động cơ đánh lửa thấp hơn, có nghĩa là nhiên liệu không nóng như vậy. Kết quả là, rất có khả năng động cơ sẽ không chạy .
Nếu động cơ có tỷ số nén đủ cao và / hoặc nếu đó là một ngày đủ nóng, hãy nhớ rằng điểm chớp cháy của động cơ diesel nằm ở đâu đó xung quanh nhiệt độ cao của Thung lũng chết, thì động cơ sẽ chạy, nhưng không tốt lắm. Nó cũng có thể không chạy rất lâu; bạn có thể đạt được đánh lửa trong một số xi-lanh nhưng không phải là khác, trong một số đột quỵ nhưng không phải là khác, và cuối cùng, chính nhiên liệu hoặc phần còn lại bị đốt cháy của nó sẽ làm tắc nghẽn một phần của hệ thống. Ngay cả khi bạn bị đánh lửa, bạn sẽ nhận được ít năng lượng hơn vì RPM cao hơn (diesel đốt cháy chậm hơn xăng) và nhiệt độ thấp hơn.
Xăng trong động cơ Diesel
Theo nhiều cách, đây là một trường hợp thú vị hơn. Thật dễ dàng để lắp vòi phun xăng vào xe diesel tại máy bơm và xăng mỏng hơn có thể không gặp nhiều khó khăn khi di chuyển qua hệ thống nhiên liệu được thiết kế cho động cơ diesel dày hơn, vì vậy chúng tôi có thể tự tin rằng nhiên liệu sẽ đến động cơ.
Bây giờ chúng ta đang ở trong tình huống ngược lại từ trước. Chúng tôi có một nhiên liệu không chỉ là nhiều dễ dàng hơn để đốt cháy thông qua tia lửa hơn nén (nhớ, nhiệt độ tự bốc cháy của nó là cao hơn so với động cơ diesel của), nó cũng được xây dựng với chất phụ gia để ngăn chặn nó bốc cháy mà không có một tia lửa để nó sẽ không làm hỏng động cơ nó được thiết kế để hoạt động. Và một lần nữa, có khả năng động cơ hoàn toàn không thể chạy .
Nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là không đánh lửa! Tôi sẽ trích dẫn The Dope Straight cho phần giải thích này:
Vì xăng được thiết kế để có khả năng tự bốc cháy, xăng trong động cơ diesel sẽ không tự bốc cháy hoặc sẽ bốc cháy không đúng lúc. Một số động cơ diesel chạy nhẹ hơn động cơ xăng (có nghĩa là hỗn hợp nhiên liệu không khí có tỷ lệ không khí cao hơn động cơ xăng). Điều đó làm tăng khả năng xăng sẽ không bốc cháy và nhiên liệu không cháy sẽ được gửi vào hệ thống xả nóng - trong đó, trớ trêu thay, nó có thể bốc cháy, dẫn đến thiệt hại do khí thải.
Điều này dẫn chúng ta đến:
2. Động cơ có bị hư không?
Động cơ diesel thường được coi là "cứng rắn" hơn, được chế tạo để chịu được áp lực cao hơn nhiều với tỷ số nén cao và ít nhất là ở Mỹ, chúng thường được bán trên các phương tiện và xe tải lớn hơn. Chúng cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn, chúng di chuyển tải nặng, chúng được sử dụng trong máy phát điện và thiết bị công nghiệp; Vì vậy, thật mỉa mai khi đổ xăng vào động cơ diesel có nhiều khả năng gây ra thiệt hại lớn cho chiếc xe hơn là ngược lại.
Ngoài nguy cơ hơi xăng đi qua động cơ phát nổ trong các hệ thống khác, nếu động cơ không thể đốt cháy xăng trong xi lanh, Trevor chỉ ra rằng xăng mỏng hơn sẽ cung cấp ít dầu bôi trơn hơn cho động cơ; ngay cả ở RPM diesel, sẽ không mất quá nhiều thời gian để động cơ tự xé ra nếu không được bôi trơn đúng cách. Bài báo Straight Dope cũng đề cập đến việc mất dầu bôi trơn có khả năng làm hỏng bơm nhiên liệu.
Dòng dưới cùng
Dù bằng cách nào, nó có thể đốt cháy nhiên liệu và lái pít-tông, có nghĩa là động cơ có thể chạy kém. Nhưng nó tốt hơn nhiều cho chiếc xe nếu động cơ không chạy được, đặc biệt là cho xe diesel, có khả năng bị hỏng bởi xăng (và về mặt lý thuyết có thể phát nổ!). Chúng tôi không ở đây để đưa ra lời khuyên bảo dưỡng ô tô, nhưng nếu bạn hiểu vấn đề từ góc độ kỹ thuật, thì rõ ràng tình huống tốt nhất ở đây là bạn phát hiện ra vấn đề trước khi khởi động xe, để bình xăng có thể được xả và nạp lại với loại nhiên liệu chính xác.
Và hãy nhớ rằng, những đứa trẻ: Đừng thử điều này ở nhà!
