Bu soruda , bir motor yakıt faktörünün çalıştırılmasının, katalitik konvertörde sorunlara neden olma gibi diğer şeylerin yanı sıra ateşleme sıcaklığını artıracağını öğrendim . Nasıl ya da neden olduğu hakkında hiçbir fikrim yok.
Çalışan yakıt zayıf (veya oksijen açısından zengin) tam ve nasıl ateşleme sıcaklığını artırır?
Yanıtlar:
Ne olduğuna dair nitel bir tanımınız var, ancak daha küçük bir ölçeğe ayıralım. Bir şeyin "sıcaklığı" hakkında konuştuğumuzda, moleküllerin ne kadar hızlı hareket ettiklerinden ve birbirlerinden sıçradığından gerçekten bahsediyoruz. "Sıcaklık" gerçekten "kinetik enerjidir". Ve uzayda hareket etmenin yanı sıra başka enerji türleri olduğu ortaya çıkıyor - moleküller dönebilir, titreşebilir ve elektronları çekirdeğe göre heyecanlanabilir ve hareket edebilir. Bu enerjilerin her biri bir "sıcaklık" da olabilir, bu nedenle çeviri sıcaklığına (normalde düşündüğümüz) sahip olabilirsiniz, ancak dönme sıcaklığına, titreşim sıcaklığına ve elektronik sıcaklıklara sahip olabilirsiniz.
Moleküller birbirleriyle çarpışarak birbirleriyle enerji alışverişi yaparlar. Bunu yaptıkları zaman, enerjiyi aralarına da dağıtırlar. Ne sıklıkta çarpıştıkları, enerjinin ne kadar hızlı bir şekilde homojen hale geldiğini belirler ve bu, denge denilen şeye ne kadar hızlı ulaştıklarını tanımlar. Tüm farklı sıcaklıklar aynı olduğunda, durum dengededir ve tüm farklı sıcaklık türlerini takip etme konusunda endişelenmemize gerek yoktur. Bir motorda gerçekleşecek işlemlerin çoğu için, dengeye ulaşmak için yeterli zaman vardır ve bu nedenle denge dışı etkiler hakkında çok fazla endişelenmemize gerek yoktur.
Şimdi, kimyasal reaksiyonlarda, moleküller parçalanır ve yenilerini oluşturur. Yenileri daha az enerjiye sahipse, enerji farkı ısı olarak açığa çıkar. Yenileri daha fazla enerjiye sahipse, reaksiyonun gerçekleşmesi için enerji eklenmesi gerekir. Açıkçası motorlar ısınıyor, bu nedenle içlerindeki reaksiyonlar enerjiyi serbest bırakıyor ve aracı hareket ettirmek için bu enerjiden faydalanıyoruz.
Böylece moleküller parçalanır. Atomlar arasındaki bağlar onları bir arada tutamayacak kadar titremeye başladığında parçalanırlar. Molekülü titreştirmenin tek yolu, yeterli enerji ve titreşimleri başlatmak için yeterli enerji transferine sahip başka bir molekülün onunla çarpışmasını sağlamaktır. Ve enerji, titreşimin molekülleri parçalamasını sağlayacak kadar yüksek olmalıdır.
Karışımdaki yakıt miktarını değiştirerek, meydana gelebilecek çarpışma türlerini değiştirirsiniz. Ve tam olarak ileri doğru değil, ancak bazı moleküller diğerleriyle enerji alışverişinde daha iyidir. Yakıt molekülünün parçalanmasını sağlamak için, diğer yakıt molekülleri ile daha fazla enerjili diğer oksijen molekülleri ile çarpışmaları gerekir. Normal miktarda oksijen eklerseniz (yağsız çalıştırın), aynı zamanda oksijeni daha sıcak hale getirmeniz gerekir, böylece moleküller çarpıştıklarında daha fazla enerjiye sahip olurlar ve yakıtın parçalanacak kadar titremesini sağlayabilirler. Tersine, yakıt açısından zengin çalışırsanız, birbirleriyle çarpışabilen ve parçalanabilen daha fazla yakıt molekülünüz vardır, ancak bir araya gelip ısı vermeleri için daha az oksijen molekülü vardır. Bu (ve diğer bazı etkiler) nihai alev sıcaklığını düşürür.
Soruyla ilgili bazı uzun konuşmalara dayanarak, bunları bir motorun bağlamına geri koyalım. Doğrudan enjeksiyonlu bir gaz motoru için hava silindire emilir, piston onu sıkıştırır ve daha sonra yakıt silindire püskürtülür. Buji daha sonra odadaki bir kıvılcımı tetikler. Elektronların bu şekilde birikmesi yakıt-hava karışımı moleküllerinin tümüyle heyecanlanmasını sağlar - aslında havayı iyonlaştırır (moleküllerden elektronları ayırır) ve bu da moleküllere bir grup enerji ekler. Bu enerji yanmayı başlatmak için gereken ilk enerjidir.
Yakıtsız bir durumda, reaksiyonun başlatılması için daha fazla enerji gerektiğini söyledim ve daha yüksek bir tutuşma sıcaklığı açısından ifade ettim. Ateşleme sıcaklığı bu bujiden gelir (soğuk bir motor için - sıcak motorlar da silindirlerin kendisinden ısıya katkıda bulunur). Normal çalışma koşulları için, bujiler ateşlemek için yeterli enerjiden fazlasını sağlar. Çalışma koşulları zayıfladıkça, buji aynı miktarda enerji sağlar - ancak yine de tutuşmak için yeterli enerjidir. Sonunda, yeterince yalın koşullar için, yeterli enerji olmayacaktır. Bu yalın bir tekleme .
Dizel motorlar farklı çalışır. Tartışma uğruna, yine doğrudan bir enjeksiyonla devam edelim. Silindir havayla dolar, piston sıkıştırır ve yakıt enjekte edilir. Yine de reaksiyonu başlatmak için kıvılcım yoktur. Dizel motorlar sadece karışımı tutuşturmak için yeterince yüksek basınç oluşturmaya dayanır. Yüksek basınç, yüksek yoğunluk anlamına gelir ve bu da enerjiyi etrafa yaymak için daha fazla çarpışma anlamına gelir (moleküllerin birbirine çarpmak için ileri gitmesine gerek yoktur). Her halükarda, aynı fikirler geçerlidir. Zayıf koşullarda, tutuşmak için daha yüksek bir basınç gerekir. İdeal koşullarda, motor tam olarak gerekenden daha fazla sıkıştırır, bu nedenle yakıtsız çalıştığında hala tutuşmak için yeterli sıkıştırmaya sahiptir. Sıkıştırma artık yeterince yüksek olmayacak kadar yalınlaşırsanız, tekrar yalın bir tekleme alırsınız. Kızdırma bujileri, silindirleri ısıtarak ve karışıma ısı eklemeye ve reaksiyonları başlatmaya yardımcı olarak tüm bunlara yardımcı olabilir.
Her iki motorda da bir süre çalıştıktan sonra, silindir duvarları ısınır ve reaksiyonun gerçekleşmesi için daha az giriş (kıvılcım veya sıkıştırma) gerektirir. Ancak soğuk motorlar için, reaksiyonların ilerlemesini sağlamak için ilk enerji birikimine ihtiyaç vardır. Birçok ECU, motor daha yeni başladığında yakıt açısından zengin yanmaya hazırdır, çünkü tutuşması daha kolaydır; ısındıkça karışım daha yalın hale gelir ve emisyonları ve yakıt tüketimini azaltır. Çim biçme makineleri gibi şeylerde manuel bobinlere aşina olabilirsiniz - bobin yakıt-hava karışımını değiştiren şeydir ve motoru çalıştırmak için bobini yakıt açısından zengin olacak şekilde ayarlamanız gerekir.
İlgilenenler için, çeşitli yorum dizilerinde yaptığımız tartışmaya dayanarak, devam ettim ve alev yakıtsız olduğunda sıcaklığın nasıl / neden artabileceğine dair somut bir örnek verdim. Sohbette sohbet burada yer imlerine eklenir .
Komik bu Max sormalısın :)
Önce tanımımızdan emin olalım. Motor yağsız çalıştırmak, hava / yakıt oranının ideal olandan daha fazla havaya (14.7: 1 hava-yakıt) sahip olması anlamına gelir.
Okuduğumda iki etkisi var.
İlk olarak, yakıt yanma odası üzerinde soğutma etkisi olan atomize bir sıvıdır. Daha az yakıt, daha az soğutma etkisi.
İkincisi, daha fazla oksijen varlığında alevler daha hızlı ve daha sıcak yanar. Yakıta göre normalden daha fazla hava, normalden daha fazla oksijen anlamına gelir. Böylece alev olması gerekenden daha sıcak ve daha hızlı yanar. Her ikisi de yanma odasının sıcaklığını artıracak.
Harika soru, bunu kendim merak ediyordum, bu yüzden biraz okumaya başladım.
Umarım bu yardımcı olur!
Hiç bir oksi-asetilen torcu kullanıldığını gördüyseniz, oksijen açılmadan önce torcun parlak sarı bir alevi olduğunu fark etmiş olacaksınız. Bu, ideal miktarda oksijenden daha az yanan yakıttır. Alev nispeten serindir ve çok fazla kurum üretir.
Oksijen açıldığında alev maviye döner ve çeliği eritecek kadar ısınır.
Ayrıca çok fazla oksijen açıldığında alev bir pop ile sönmüş olabilir.
Yakıt yalınlığı oksijen bakımından zengindir.
Bir motorda yakıt verimli bir şekilde yanmak ister, ancak pistonları eritmeye başlayacak kadar sıcak değil veya belki de şiddetli bir şekilde patlayabilir ve bu da hasara neden olur.
Wikipedia'dan - Stokiyometrik bir karışım maalesef çok sıcak yanıyor ve motor bu yakıt-hava karışımında yüksek yük altına yerleştirilirse motor bileşenlerine zarar verebilir. Bu karışımdaki yüksek sıcaklıklar nedeniyle, yakıt-hava karışımının yüksek silindir altında maksimum silindir basıncından kısa bir süre sonra patlaması mümkündür (vurma veya pingleme olarak adlandırılır). Yakıt hava karışımının kontrolsüz yanması silindirde çok yüksek basınçlar oluşturabildiğinden patlama ciddi motor hasarına neden olabilir. Sonuç olarak, stokiyometrik karışımlar sadece hafif yük koşullarında kullanılır. Hızlanma ve yüksek yük koşulları için, daha soğuk yanma ürünleri üretmek ve böylece silindir kapağının patlamasını ve aşırı ısınmasını önlemek için daha zengin bir karışım (daha düşük hava-yakıt oranı) kullanılır.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Air –yakıt_ratio
Maalesef, bağlantıyı çalıştıramıyorum - kopyalayıp tarayıcıya yapıştırın.
Yakıtın ateşlemesi daha yavaş olduğu için sıcaklık motoru yükselir . Yakıtın yanması daha uzun sürer, çünkü daha azı vardır.
Yakıtın kendisi, ekstra oksijen kullansanız da kullanmasanız da yakarak aynı miktarda BTU'ya sahiptir. SÜRESİ. Ateşinizdeki kömürleri üflediğinizde ısınırlar ancak daha hızlı yanarlar. Aynı miktarda ısıyı serbest bırakırlar, ancak çok daha kısa bir sürede.
Silindirinizi kışın kabin olarak hayal edin. Bir kütük alıp bir dakika içinde yakarsanız, o kütlenin yantığı ocağın yakınındaki maddeler önemli ölçüde ısınır ve belki erir, ancak ısının çoğu bacadan dışarı çıkar. Saat başına sadece bir günlük olsaydı, oda çoğu zaman çok soğuk olurdu. Aynı kütüğü alın ve bir saat ile değiştirmeden önce bir saat boyunca yavaşça yakın ve daha az ısı egzozdan dışarı çıkar ve odada kalır.
Motorun ısınmasının nedeni, daha yavaş yanan yakıtın motorun çevresindeki parçalara daha fazla ısı aktarmasıdır.
Hepiniz bir şey unutursunuz, hafif yağsızlığın stokiyometrik oranlardan daha sıcak olmasının nedeni çok basittir. Yakıtın enjeksiyonu ile ilgilidir. Stokiyometrik oranın amaçlandığı gibi çalışması için her bir oksijen atomunun ateşlemeden önce bir yakıt molekülü ile mükemmel bir şekilde eşleşmesi gerekir. Bu mümkün değil, bu yüzden yanmanızda yanmamış yakıt molekülleri var.
Karışıma biraz daha fazla hava ekleyerek, tüm yakıtınızın daha yüksek bir dereceye kadar yanmasını sağlayabilirsiniz, bu da yanma sıcaklığınızı yükseltir, çok fazla ekler ve fazla havanın ısı kapasitesi sıcaklığı düşürür.
Motorda zayıf yanma nedeniyle aşırı ısınma hakkında iyi bir açıklama için çok fazla başarı olmadan etrafa baktıktan sonra burada durdu. İşte konuyla ilgili iki sentim:
1- Atmosferik hava / yakıt oranı stokiyometrikten saptıkça pik veya maksimum yanma sıcaklığının daha düşük olduğu iyi bilinmektedir ve belgelenmiştir, bu nedenle zayıf bir yanma, örneğin benzin için stokiyometrik, 14.7: 1 ile karşılaştırıldığında daha düşük bir pik sıcaklık üretir. Zayıf bir yanma daha tamamlanmış olsa da, zayıf bir kurulumda ilave inert atmosferik azotun soğutma etkisi nedeniyle pik yanma sıcaklığı daha düşüktür. Atmosferik havanın önemli miktarda etkisiz Azot içerdiğini ve Smokey Yunick'in Adyabatik Motor tasarımını ve Azot giderici filtre kullanma girişimlerini anlatan eski Popüler Bilim meselesini hatırlıyor musunuz?
2- Ayrıca, reaktif konsantrasyonu azaldıkça herhangi bir kimyasal reaksiyonun hızının yavaşlayacağı iyi bilinmektedir. Ayrıca yakıt molekülleri birbirinden uzaklaştıkça, zincirleme reaksiyonu teşvik etme şansı azaldıkça yanma hızını önemli ölçüde azaltırlar.
3- Ayrıca, daha az yakıt veya zayıf bir yanmaya karışan kalori içeriği nedeniyle yağsız yanarken beklenen toplam ısı miktarı azalır. Öyleyse neden motorun aşırı ısınmasının beklenmedik sonucu?
4- Sıvı yakıtın buharlaşmasından daha az soğutma söz konusu değildir, motordaki toplam enerji dengesi ile daha fazla ilgilidir. Yanma yavaşladıkça, ısı enerjisinin daha büyük bir kısmı şaft iş enerjisi olarak dönüştürülemez ve bu nedenle çoğunlukla egzoz deliği üzerinden ısıtmalı ısı olarak dışarı atılır. Benzer şekilde, ateşleme zamanlamanız optimumdan uzak bir şekilde gecikirse gerçekleşir ... yalın yanma ısısı, daha düşük olan, şaft çalışmasına düzgün bir şekilde dönüştürülemez çünkü yanma o kadar geç kalmıştır ki yanma, pistonlar. Bu nedenle Toyota, bu modu etkinleştirdiğinde önceki Yalın Yanma Motorlarında ateşleme zamanlamasını geliştirdi. Öyleyse, şaft işine dönüştürülemeyen ısı nereye gidiyor? ... Enerji Tasarrufu yasaları nedeniyle bir yerde gösterecek ... iyi,
Temel olarak, yanma zayıfladıkça, motor yanma enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için verimliliğinin bir kısmını kaybetmeye başlar ve böylece kendisini ısıtmaya uygun basit bir yakıt fırınına daha yakın çalışır. Bu tür aşırı ısınma belirtileri, çok gecikmeli ateşleme zamanlamasıyla çalışan bir motora benzer şekilde yanmış egzoz valfleri, egzoz gürültüsünde farklı ton ve hatta akkor egzoz manifoldudur. Azot enjeksiyonu durumunda, azotun bol miktarda soğutma etkisi olmasına rağmen, yanlışlıkla bir yakıt sıkıntısı nedeniyle yanma çok yağlanırsa, motor tam anlamıyla erir. Bu durumda, yakıt oranı çok zayıf olmasına rağmen, dahil olan yakıt miktarı veya kalori içeriği normal bir motordakinden önemli ölçüde daha fazla olabilir, bu nedenle daha fazla ısı enerjisi şaft işine dönüştürülmez,
Bence cevaplar yanlış. Çünkü soru varsayımı yanlış. Önce neye göre daha sıcak karar vermeliyiz? ve bunun bir gerçek olduğunu bilmemiz gerek, gerçekten daha sıcak mı yoksa bir efsane mi? ayrıca yakıt / oksijen oranının miktarı önemlidir, bu durum tüm zayıf oranlar için her zaman doğru mudur? Belki de doğru soru, "hafif" yağsız karışımın neden "hafif" zengin karışımdan daha sıcak olduğudur?
Yakıttan elde edilen termal enerji, ne kadarını yaktığınızla ilgilidir. Daha az yakarsınız, daha az ısı üretilir. Daha fazla yakarsınız, daha fazla ısı oluşur. Kadar basit. Burada ısıyı yaratan şey yakıtta depolanan enerjidir (örneğimiz için basınçlar, sürtünmeler vb. Gibi diğer faktörler önemli değildir).
Zengin bir karışımı yağsız karışımla karşılaştırıyorsanız, elbette yağsız karışım daha yüksek enerji çıkışına sahip olacaktır, çünkü tüm yakıtı enerjiye dönüştürürsünüz. (daha fazla yanmış yakıt = daha fazla ısı) Ama yine de karışım oranlarınıza bağlıdır, çünkü karışımınızda neredeyse hiç yakıt yoksa, o zaman çok fazla enerji üretmeyecektir.
Eğer ideal bir karışımı yağsız karışımla karşılaştırıyorsanız, o zaman odaya daha az yakıt ve daha fazla oksijen alacağınızdan daha serin (yanmadan kaynaklanan daha az termal enerji) olması gerektiğini düşünüyorum.