Tôi đã học được trong câu hỏi này rằng chạy một động cơ nạc nhiên liệu sẽ làm tăng nhiệt độ đánh lửa, trong số những thứ khác như gây ra vấn đề với bộ chuyển đổi xúc tác. Tôi không biết làm thế nào hoặc tại sao.
Làm thế nào và tại sao chính xác chạy nhiên liệu nạc (hoặc giàu oxy) làm tăng nhiệt độ đánh lửa?
Câu trả lời:
Bạn có một mô tả định tính về những gì xảy ra, nhưng hãy chia nó thành quy mô nhỏ hơn. Khi chúng ta nói về "nhiệt độ" của một thứ gì đó, chúng ta thực sự đang nói về tốc độ di chuyển của các phân tử xung quanh và bật ra khỏi nhau. "Nhiệt độ" thực sự là "động năng". Và hóa ra, có những loại năng lượng khác ngoài việc di chuyển trong không gian - các phân tử có thể quay, chúng có thể rung và các electron của chúng có thể bị kích thích và di chuyển xung quanh so với hạt nhân. Mỗi năng lượng này cũng có thể là "nhiệt độ", do đó bạn có thể có nhiệt độ tịnh tiến (những gì chúng ta thường nghĩ), nhưng bạn có thể có nhiệt độ quay, nhiệt độ rung và nhiệt độ điện tử.
Các phân tử trao đổi năng lượng với nhau bằng cách va chạm vào nhau. Khi họ làm điều này, họ cũng phân phối năng lượng giữa chúng. Tần suất chúng va chạm xác định năng lượng trở nên đồng đều nhanh như thế nào và điều này xác định mức độ chúng đạt đến mức được gọi là cân bằng nhanh như thế nào. Khi tất cả các nhiệt độ khác nhau là như nhau, trạng thái ở trạng thái cân bằng và chúng ta không cần phải lo lắng về việc theo dõi tất cả các loại nhiệt độ khác nhau. Đối với hầu hết các quá trình sẽ xảy ra trong một động cơ, có quá nhiều thời gian để đạt đến trạng thái cân bằng và vì vậy chúng ta không cần phải lo lắng quá nhiều về các hiệu ứng không cân bằng.
Bây giờ, trong các phản ứng hóa học, các phân tử vỡ ra và tạo thành những cái mới. Nếu những cái mới có ít năng lượng hơn, sự khác biệt về năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt. Nếu những cái mới có nhiều năng lượng hơn, phản ứng đòi hỏi phải thêm năng lượng để làm cho nó xảy ra. Rõ ràng động cơ bị nóng, vì vậy các phản ứng trong chúng giải phóng năng lượng và chúng tôi khai thác năng lượng đó để di chuyển chiếc xe.
Vì vậy, các phân tử vỡ ra. Và chúng vỡ ra khi chúng bắt đầu rung động mạnh đến nỗi các liên kết giữa các nguyên tử không thể giữ chúng lại với nhau. Cách duy nhất để làm cho phân tử rung động là có một phân tử khác va chạm với nó, với đủ năng lượng và sự truyền năng lượng đủ hiệu quả để bắt đầu các rung động. Và năng lượng phải đủ cao để rung động làm cho các phân tử sụp đổ.
Bằng cách thay đổi lượng nhiên liệu trong hỗn hợp, bạn đang thay đổi các loại va chạm có thể xảy ra. Và nó không chính xác về phía trước, nhưng một số phân tử tốt hơn trong việc trao đổi năng lượng với những người khác. Để làm cho phân tử nhiên liệu sụp đổ, chúng cần va chạm với các phân tử nhiên liệu khác với một số năng lượng với các phân tử oxy khác có nhiều năng lượng hơn. Nếu bạn thêm nhiều hơn lượng oxy thông thường (chạy nạc), bạn cũng cần làm cho oxy đó nóng hơn để các phân tử có nhiều năng lượng hơn khi chúng va chạm và có thể làm cho nhiên liệu rung động đủ mạnh để rơi ra. Ngược lại, nếu bạn chạy giàu nhiên liệu, bạn có nhiều phân tử nhiên liệu có thể va chạm với nhau và rơi ra, nhưng ít phân tử oxy hơn để chúng kết hợp với và tỏa nhiệt. Điều này (và một số hiệu ứng khác) làm cho nhiệt độ ngọn lửa cuối cùng thấp hơn.
Dựa trên một số cuộc trò chuyện mở rộng về câu hỏi, chúng ta hãy đặt tất cả điều này trở lại bối cảnh của một động cơ. Đối với động cơ phun xăng trực tiếp, không khí được hút vào xi lanh, piston nén nó, và sau đó nhiên liệu được phun vào xi lanh. Một bugi sau đó kích hoạt một tia lửa trong buồng. Sự lắng đọng các electron này làm cho các phân tử hỗn hợp không khí nhiên liệu bị kích thích - nó thực sự làm ion hóa không khí (loại bỏ các electron khỏi các phân tử) và tất cả điều này làm tăng thêm năng lượng cho các phân tử. Năng lượng này là năng lượng ban đầu cần thiết để bắt đầu quá trình đốt cháy.
Đối với một điều kiện nghiêng về nhiên liệu, tôi nói rằng cần nhiều năng lượng hơn để bắt đầu phản ứng và tôi thực hiện nó theo nhiệt độ đánh lửa cao hơn. Nhiệt độ đánh lửa đến từ bugi đó (đối với động cơ lạnh - động cơ nóng cũng sẽ đóng góp nhiệt từ chính các xi lanh). Đối với điều kiện hoạt động bình thường, bugi cung cấp quá nhiều năng lượng để đốt cháy. Khi điều kiện hoạt động trở nên gọn gàng hơn, bugi cung cấp cùng một lượng năng lượng - nhưng nó vẫn đủ năng lượng để đốt cháy. Cuối cùng, đối với điều kiện đủ nạc, nó sẽ không đủ năng lượng. Đây là một misfire nạc .
Động cơ diesel làm việc khác nhau. Để tranh luận, hãy kiên trì tiêm một lần nữa. Xylanh lấp đầy không khí, pít-tông nén nó và nhiên liệu được phun. Không có tia lửa để bắt đầu phản ứng mặc dù. Động cơ diesel chỉ dựa vào việc tạo ra áp lực đủ cao để đốt cháy hỗn hợp. Áp suất cao có nghĩa là mật độ cao và điều đó có nghĩa là có nhiều va chạm để lan truyền năng lượng xung quanh (các phân tử không cần phải đi xa để va vào nhau). Ở bất kỳ giá nào, những ý tưởng tương tự được áp dụng. Trong điều kiện nạc, nó sẽ đòi hỏi một áp lực cao hơn để đốt cháy. Ở điều kiện lý tưởng, động cơ nén nhiều hơn mức yêu cầu chính xác, vì vậy khi chạy bằng nhiên liệu, nó vẫn có đủ lực nén để đốt cháy. Nếu bạn gầy đến mức độ nén không còn đủ cao nữa, bạn sẽ lại nhận được một misfire nạc. Phích cắm phát sáng có thể giúp tất cả điều này bằng cách làm nóng các xi lanh và giúp thêm nhiệt cho hỗn hợp và có được các phản ứng xảy ra.
Trong cả hai động cơ, một khi chúng đã chạy được một lúc, các thành xi lanh nóng lên và nó đòi hỏi ít đầu vào (từ tia lửa hoặc từ nén) để thực hiện phản ứng. Nhưng đối với động cơ lạnh, nó cần sự lắng đọng năng lượng ban đầu để có được các phản ứng di chuyển cùng. Nhiều ECU được thiết lập để đốt cháy nhiều nhiên liệu khi động cơ chỉ mới khởi động vì dễ bắt lửa hơn; khi chúng nóng lên, hỗn hợp trở nên nạc hơn và giảm lượng khí thải và mức tiêu thụ nhiên liệu. Bạn có thể quen thuộc với cuộn cảm thủ công trên những thứ như máy cắt cỏ - cuộn cảm là thứ thay đổi hỗn hợp nhiên liệu không khí và để khởi động động cơ, bạn phải đặt cuộn cảm trở nên giàu nhiên liệu.
Đối với những người quan tâm, dựa trên cuộc thảo luận chúng tôi có trong các luồng nhận xét khác nhau, tôi đã tiếp tục và đưa ra một ví dụ cụ thể về cách / tại sao nhiệt độ có thể tăng khi ngọn lửa nghiêng về nhiên liệu. Cuộc trò chuyện trong trò chuyện được đánh dấu ở đây .
Buồn cười bạn nên hỏi Max này :)
Đầu tiên hãy chắc chắn về định nghĩa của chúng tôi. Chạy một động cơ nạc có nghĩa là thay đổi tỷ lệ không khí / nhiên liệu để có nhiều không khí hơn là lý tưởng (14,7: 1 không khí thành nhiên liệu).
Trong bài đọc của tôi có hai hiệu ứng.
Đầu tiên, nhiên liệu là một chất lỏng nguyên tử có tác dụng làm mát trên buồng đốt. Vì vậy, nhiên liệu ít hơn, hiệu quả làm mát ít hơn.
Thứ hai, ngọn lửa đốt cháy nhanh hơn và nóng hơn khi có nhiều oxy hơn. Nhiều không khí liên quan đến nhiên liệu hơn bình thường, có nghĩa là nhiều oxy hơn bình thường. Vì vậy, ngọn lửa đốt nóng hơn và nhanh hơn nó nên. Cả hai sẽ tăng nhiệt độ của buồng đốt.
Câu hỏi tuyệt vời, tôi đã tò mò về điều này bản thân mình vì vậy tôi bắt đầu đọc một số về nó.
Tôi hy vọng điều đó sẽ giúp!
Nếu bạn đã từng thấy một ngọn đuốc oxy-axetylen được sử dụng, bạn sẽ nhận thấy rằng trước khi bật oxy, ngọn đuốc có ngọn lửa màu vàng sáng. Đây là nhiên liệu đốt trong một lượng oxy ít hơn lý tưởng. Ngọn lửa tương đối mát mẻ và nó tạo ra rất nhiều bồ hóng.
Khi oxy được bật, ngọn lửa sẽ chuyển sang màu xanh và trở nên đủ nóng để làm nóng chảy thép.
Bạn cũng có thể đã thấy khi bật quá nhiều oxy, ngọn lửa tắt với một tiếng nổ.
Nhiên liệu nạc giống như giàu oxy.
Trong một động cơ, nhiên liệu muốn đốt cháy hiệu quả, nhưng không quá nóng đến mức nó bắt đầu làm tan chảy các pít-tông, hoặc thậm chí có thể phát nổ dữ dội, cũng sẽ gây ra thiệt hại.
Từ Wikipedia - Một hỗn hợp cân bằng hóa học không may đốt cháy rất nóng và có thể làm hỏng các thành phần động cơ nếu động cơ được đặt dưới tải trọng cao trong hỗn hợp không khí nhiên liệu này. Do nhiệt độ cao ở hỗn hợp này, việc kích nổ hỗn hợp không khí nhiên liệu ngay sau khi áp suất xy lanh tối đa có thể xảy ra dưới tải trọng cao (gọi là gõ hoặc đập). Phát nổ có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho động cơ vì việc đốt cháy không kiểm soát được hỗn hợp không khí nhiên liệu có thể tạo ra áp suất rất cao trong xi lanh. Do đó, hỗn hợp cân bằng hóa học chỉ được sử dụng trong điều kiện tải nhẹ. Đối với điều kiện tăng tốc và tải trọng cao, hỗn hợp phong phú hơn (tỷ lệ nhiên liệu không khí thấp hơn) được sử dụng để sản xuất các sản phẩm đốt lạnh hơn và do đó ngăn chặn sự phát nổ và quá nhiệt của đầu xi lanh.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Air hèfuel_ratio
Xin lỗi tôi không thể có được liên kết để làm việc - sao chép và dán vào trình duyệt.
Động cơ nhiệt độ tăng vì sự đánh lửa của nhiên liệu là chậm hơn . Mất nhiều thời gian hơn để nhiên liệu cháy vì có ít hơn.
Bản thân nhiên liệu có cùng số lượng BTU có sẵn bằng cách đốt cháy cho dù bạn có sử dụng thêm oxy hay không. GIAI ĐOẠN = STAGE. Khi bạn thổi vào than trong lửa, chúng sẽ nóng hơn nhưng cháy nhanh hơn. Chúng giải phóng cùng một lượng nhiệt, nhưng trong khoảng thời gian ngắn hơn nhiều.
Hãy tưởng tượng xi lanh của bạn như một cabin trong mùa đông. Nếu bạn lấy một khúc gỗ và đốt nó trong một phút, các vật phẩm gần bếp lò mà khúc gỗ đó đang cháy sẽ nóng lên đáng kể và có thể tan chảy, nhưng phần lớn nhiệt sẽ tỏa ra qua ống khói. Nếu bạn chỉ có một bản ghi mỗi giờ, căn phòng sẽ rất lạnh trong hầu hết thời gian. Lấy cùng một bản ghi và đốt nó từ từ trong một giờ trước khi thay thế nó bằng một bản khác và ít nhiệt đi ra ngoài qua ống xả và ở trong phòng.
Lý do động cơ trở nên nóng hơn là do nhiên liệu cháy chậm truyền nhiệt nhiều hơn đến các bộ phận xung quanh của động cơ.
Tất cả các bạn đều quên điều gì đó, lý do nạc nhẹ có thể nóng hơn tỷ lệ stochiomnetric rất đơn giản. Nó phải làm với việc phun nhiên liệu. Để tỷ lệ cân bằng hóa học hoạt động như dự định, mỗi nguyên tử oxy đơn lẻ sẽ phải kết hợp hoàn hảo với một phân tử nhiên liệu trước khi đánh lửa. Điều đó là không thể, vì vậy bạn có các phân tử nhiên liệu chưa cháy trong quá trình đốt cháy.
Bằng cách thêm một chút không khí vào hỗn hợp, bạn có thể đảm bảo rằng tất cả các nhiên liệu của bạn đốt cháy ở mức độ cao hơn, điều này sẽ làm tăng nhiệt độ của quá trình đốt cháy của bạn, thêm quá nhiều và khả năng nhiệt của không khí dư thừa sẽ làm giảm nhiệt độ.
Dừng lại ở đây sau khi nhìn xung quanh mà không có quá nhiều thành công cho một lời giải thích tốt về quá nóng do đốt cháy nạc trong một động cơ. Đây là hai xu của tôi về chủ đề này:
1- Người ta đã biết và ghi nhận rằng nhiệt độ đốt cháy cực đại hoặc cực đại thấp hơn vì tỷ lệ không khí / nhiên liệu trong khí quyển lệch khỏi phương pháp đo lường, do đó, quá trình đốt cháy tạo ra nhiệt độ đỉnh thấp hơn so với phương pháp đo lường, ví dụ 14,7: 1 đối với xăng. Mặc dù quá trình đốt cháy nạc có thể hoàn thiện hơn, nhiệt độ đốt cháy cực đại thấp hơn do hiệu ứng làm mát của nitơ khí quyển trơ bổ sung trong thiết lập nạc. Hãy nhớ rằng không khí trong khí quyển có chứa một lượng Nitơ trơ đáng kể và vấn đề Khoa học phổ biến cũ nói về thiết kế của Smokey Yunick về Động cơ đáng tin cậy và những nỗ lực của ông để thiết bị bộ lọc loại bỏ Nitơ?
2- Cũng được biết rằng tốc độ của bất kỳ phản ứng hóa học sẽ chậm lại khi nồng độ của chất phản ứng giảm. Cũng được mong đợi bởi vì các phân tử nhiên liệu càng ngày càng xa nhau, nên ít có cơ hội thúc đẩy phản ứng xích, do đó làm giảm đáng kể tốc độ đốt cháy.
3- Ngoài ra, tổng lượng nhiệt sinh ra giảm trong khi đốt nạc như mong đợi do lượng nhiên liệu hoặc năng lượng calo ít hơn có liên quan đến quá trình đốt cháy nạc. Vậy tại sao kết quả bất ngờ của động cơ quá nóng?
4 - Không phải là vấn đề làm mát ít hơn từ sự bay hơi của nhiên liệu lỏng, nó liên quan nhiều hơn đến cân bằng năng lượng tổng thể trong động cơ. Khi quá trình đốt cháy trở nên chậm hơn, một phần năng lượng nhiệt lớn hơn không thể được chuyển đổi thành năng lượng làm việc của trục và do đó phần lớn bị trục xuất dưới dạng nhiệt được truyền qua cổng xả. Điều tương tự xảy ra nếu thời điểm đánh lửa của bạn bị chậm lại so với tối ưu ... nhiệt đốt cháy nạc, ít hơn, không thể chuyển đổi chính xác thành công việc trục vì quá trình đốt cháy không đồng bộ với chuyển động của piston. Đó là lý do tại sao Toyota nâng cao thời điểm đánh lửa trong Lean Burning Engines trước đó của họ khi kích hoạt chế độ đó. Vậy thì, nhiệt độ không thể chuyển đổi thành trục hoạt động ở đâu? ... do luật Bảo tồn Năng lượng, nó sẽ hiển thị ở đâu đó ... tốt,
Về cơ bản, khi quá trình đốt cháy trở nên gọn hơn, động cơ bắt đầu giảm một số hiệu quả của nó để chuyển đổi năng lượng đốt cháy thành năng lượng cơ học và do đó hoạt động gần hơn với một lò nhiên liệu đơn giản phù hợp để tự sưởi ấm. Các triệu chứng của loại quá nhiệt này là van xả bị cháy, âm thanh khác nhau trong tiếng ồn của ống xả và thậm chí là ống xả khí đốt, tương tự như một động cơ chạy với thời gian đánh lửa rất chậm. Trong trường hợp phun nitơ, mặc dù nitơ có nhiều tác dụng làm mát, nhưng nếu vô tình quá trình đốt cháy quá nạc do thiếu nhiên liệu, động cơ thực sự tan chảy. Trong trường hợp này, mặc dù tỷ lệ nhiên liệu quá nạc, lượng nhiên liệu liên quan hoặc hàm lượng calo vẫn có thể nhiều hơn đáng kể so với động cơ bình thường, do đó, thậm chí nhiều năng lượng nhiệt sẽ không được chuyển đổi thành công việc trục,
Tôi nghĩ rằng câu trả lời là không chính xác. Bởi vì giả định câu hỏi là không chính xác. Đầu tiên chúng ta phải quyết định nóng hơn so với những gì? và chúng ta cũng cần phải biết đây là một sự thật, nó thực sự nóng hơn hay nó là một huyền thoại? Ngoài ra, tỷ lệ nhiên liệu / oxy rất quan trọng, điều kiện này có luôn đúng với tất cả các tỷ lệ nạc không? Có lẽ câu hỏi chính xác là tại sao hỗn hợp nạc "hơi" nóng hơn hỗn hợp giàu "hơi"?
Sản lượng năng lượng nhiệt từ nhiên liệu có liên quan đơn giản đến mức độ bạn đốt cháy. Bạn đốt cháy ít hơn, nhiệt được tạo ra ít hơn. Bạn đốt cháy nhiều hơn, nhiều nhiệt được tạo ra. Đơn giản vậy thôi. Ở đây, thứ tạo ra nhiệt là năng lượng được lưu trữ trong nhiên liệu (ví dụ như các yếu tố khác của chúng tôi như áp suất, ma sát, v.v. không quan trọng).
Nếu bạn đang so sánh một hỗn hợp phong phú với hỗn hợp nạc, tất nhiên hỗn hợp nạc sẽ có năng lượng cao hơn vì bạn sẽ chuyển đổi tất cả nhiên liệu thành năng lượng. (nhiên liệu bị đốt cháy nhiều hơn = nhiều nhiệt hơn) Nhưng nó vẫn phụ thuộc vào tỷ lệ hỗn hợp của bạn, bởi vì nếu bạn gần như không có nhiên liệu trong hỗn hợp của mình, thì rõ ràng nó sẽ không tạo ra nhiều năng lượng như vậy.
Nếu bạn đang so sánh một hỗn hợp lý tưởng với hỗn hợp nạc, thì tôi nghĩ rằng nó thậm chí còn mát hơn (ít năng lượng nhiệt được tạo ra từ quá trình đốt cháy) vì bạn sẽ nhận được ít nhiên liệu hơn và nhiều oxy hơn vào buồng.