Чому бензиновий двигун повинен підтримувати коефіцієнт повітря та паливо, тоді як дизельний двигун?

Це просте запитання клопоче мене вже деякий час. Кількість палива, що вводиться в бензиновий двигун, розраховується відповідно до кількості повітря, що потрапляє через дросельний клапан (вимірюється масовим датчиком абсолютного тиску повітря / колектора). Однак кількість палива, що вводиться в дизельний двигун, просто залежить від педального преса, і повітря може вільно всмоктуватися в циліндри. Це означає, що при нормальному режимі роботи дизель справді худорлявий, а бензин постійно підтримує стехіометричний коефіцієнт (ситуації з високим навантаженням не враховуються). Чому бензиновий двигун також не може нахилятися без дросельної заслінки, просто залежно від кількості введеного палива?

Вам здається, що ви вже знаєте, чому бензиновий двигун підтримує співвідношення паливо / повітря максимально наближеним до стехіометричного співвідношення, але тільки задля інформації для всіх інших: стехіометричне співвідношення палива / повітря - це кількість кисню, необхідного для спалювання весь бензин повністю. "Худий" опік залишає деякий залишок кисню, а "багатий" опік означає, що бензин не згорає так само повністю.

Дизелі запущені, оскільки згідно з цим веб-сайтом:

У дизельному двигуні паливо впорскується в камеру згоряння біля кінця ходу стиснення і самозаймається. Це відповідає за звук горіння, який видає дизельний двигун, це музика на вуха кожного, хто читає цей журнал. У міру змішування палива і повітря горіння триває. Цей процес дуже неоднорідний (оскільки паливо та повітря змішуються в камері згоряння, він не такий рівномірний, як у газовому двигуні, який має суміш, створену до входу в головку циліндра). Сажа утворюється під час горіння, оскільки частина палива згорає з недостатньою кількістю кисню, а згоряння палива не завершується. У міру введення додаткового палива виробляється все більше сажі. Тому співвідношення повітря / паливо дизельного двигуна завжди повинно бути меншим, ніж стехіометричне, щоб запобігти надмірній кількості диму. З цієї причини модифікований дизельний дизель з високою потужністю виводитиме чорний дим, оскільки він працює тільки на потужності, не турбуючись про вироблення сажі. Димовий дизель має менше палива в циліндрі, ніж у циліндрі бензинового двигуна, і тому дизельна потужність зменшується порівняно.

Бензин впорскується перед його запаленням, тому встигає перемішатися більш однорідно. Дизель впорскується в кінці ходу стиснення, тому він згорає під тиском майже відразу, перш ніж встигне поширитися по всьому доступному повітрю. Як зазначено у вищенаведеній цитаті, запуск дизельного двигуна - це спроба зменшити кількість виробленої сажі, що зменшує викиди.

Редагувати

Щоб вирішити ваше запитання про те, що відбувається з бензиновим двигуном, що горить нежирно.

Впорскування бензину в двигун має охолоджуючий ефект. Рухомий двигун, у якому менше бензину, ніж потрібно для досягнення стехіометричного коефіцієнта, буде працювати гарячіше, ніж двигун, що працює в стехіометричному співвідношенні або один працює. Бігайте занадто худорляво, і ви ризикуєте перегрітися та зайвий знос деталей двигуна, таких як ущільнення. При більш високих коефіцієнтах стиснення, худорляві двигуни можуть бути більш економічними і використовувати менше викидів вуглецю. Мінусом є те, що є більше викидів NOx, для яких потрібен складніший каталітичний перетворювач, ніж у більшості сучасних транспортних засобів.

Я також повинен прояснити ваше заключне речення. Ваш прискорювач підключений до дросельної заслінки (безпосередньо або "приводячи дротом") і контролює, скільки повітря може пропускати в двигун. Це безпосередньо не контролює, скільки бензину вводиться. Датчик масового потоку визначає, скільки повітря надходить у двигун, передає цю інформацію в ЕБУ, а ЕБУ контролює, скільки палива вводиться. Незалежно від того, чи працює ваш автомобіль худорлявим чи багатим, ECU вирішує через входи датчика масового потоку, датчика O2 та / або налаштування виробника чи користувача. За часів карбюратора було легко настроїти двигун, щоб він працював багатим або нахиленим, але для налаштування параметрів у ECU потрібне спеціальне обладнання.

До речі, існують різні причини, що виробник чи власник транспортного засобу може захотіти запускати двигун чи багатість двигуна, що стосується продуктивності, охолодження чи економії палива.

Я дуже здивований, що ніхто конкретно про це не згадував, але відповідь - детонація. Poisson Fish був поруч, але додатковий знос від підвищеної температури циліндра - не головна проблема. Основна проблема - зайве тепло, що змушує бензин самозайматися перед іскрою та руйнувати мотор.

Дизель не страждає від цієї проблеми, оскільки в основному працює за цим принципом - дизель запалюється, як тільки він потрапляє в циліндр.

Я здогадуюсь, якби бензин мав набагато вищий октановий рейтинг, то технічно ми могли б запустити його, як дизель.

Якщо ви змішали дизель з повітрям до того, як він увійшов у циліндр, а потім стиснули його звичайним (дизельним двигуном) ходом стиснення, він, безумовно, підірветься, перш ніж ви досягнете верхньої мертвої точки. Однак при нормальній роботі дизель розпилюється в циліндр і горить, коли він виходить з інжектора і контактує з нагрітим повітрям. Запалюється лише дизель, що потрапляє в камеру згоряння. Оскільки іншого пального немає, то тут нічого не може підірвати. Двигуни з іскровим запалюванням мають все паливо та повітря, що знаходяться в камері згоряння, готові і чекають, коли іскра запуститься. Потім фронт полум'я переміщується назовні від свічки запалювання. Якщо тиск занадто високий або температура занадто висока або в циліндрі є гаряче місце, вся суміш паливного повітря може вибухнути відразу. Як бічна примітка: - Дизель насправді може використовуватися в двигуні з іскровим запаленням. Колись у нас був трактор з невеликим бензиновим бачком та великим балоном з дизелем чи гасом. Ви запустили бензин, перемкнули на дизель, коли двигун розігрівся, і перемкнулися на бензин перед вимкненням, щоб переконатися, що в карбюраторі був бензин, готовий до наступного запуску. На дизелі не можна було застудитися холодно, а на бензині не було добре, коли гаряче. Я вважаю, що коефіцієнт стиснення був вищим, ніж у звичайного бензину, але менший, ніж у звичайного дизеля, і бензин спричинить детонацію, коли темпи набули високого рівня, перш ніж перейти на дизельне паливо. щоб переконатися, що в карбюраторі був бензин, готовий до наступного пуску. На дизелі не можна було застудитися холодно, а на бензині не було добре, коли гаряче. Я вважаю, що коефіцієнт стиснення був вищим, ніж у звичайного бензину, але менший, ніж у звичайного дизеля, і бензин спричинить детонацію, коли темпи набули високого рівня, перш ніж перейти на дизельне паливо. щоб переконатися, що в карбюраторі був бензин, готовий до наступного пуску. На дизелі не можна було застудитися холодно, а на бензині не було добре, коли гаряче. Я вважаю, що коефіцієнт стиснення був вищим, ніж у звичайного бензину, але менший, ніж у звичайного дизеля, і бензин спричинить детонацію, коли темпи набули високого рівня, перш ніж перейти на дизельне паливо.

В інших відповідях не вдалося відзначити, що коефіцієнт повітря та паливо залежить від місця, в якому ви вимірюєте. Отже, хоча середнє співвідношення повітря і паливо в усьому циліндрі є мізерним (настільки м'яким, що горіння не було б можливим, якби суміш була однорідною), дуже близько до точки вприскування вона надзвичайно багата (настільки багата, що згоряння не є ' t можливо), і трохи далі від точки вприскування воно стехіометричне, і таким чином паливо згорає.

Власне, бензиновому двигуну не потрібно підтримувати стехіометричне співвідношення повітря і паливо. Є бензинові двигуни прямого вприску, як дизелі. Бензиновий двигун з прямим впорскуванням аналогічно має дуже близьке співвідношення повітря та паливо, яке базується на точці вприскування, але трохи далі він є стехіометричним і, таким чином, паливо згорає, хоча глобально співвідношення повітря і паливо може бути слабким.

Однак проблема нежирного співвідношення повітря і паливо полягає в тому, що в ньому занадто багато кисню, завдяки чому азот у повітрі згоряє до різних оксидів азоту. Вироблений NOx є забруднювачем, і в майбутньому буде заважати всім двигунам, які використовують відносне повітряно-паливне співвідношення з правилами, якщо не використовується якась система SCR. Отже, якщо вам не подобається додавати рідину SCR вручну, єдиним варіантом у майбутньому буде стехіометричний двигун.

Тому що в режимі іскрового запалювання обмеження потоку повітря є єдиним способом контролю обертів двигуна. Контролювати оберти двигуна двигуна було б важко, змінюючи пальне тільки без обмеження повітряного потоку. Це відбувається тому, що в двигунах із запалюванням іскри запалення починається там, де розташована свічка запалювання та відходить далеко від цієї точки. В той час, як у двигунах запалювання компресії запалення починається там, де паливо знаходиться один раз нагнітається. Також двигуни запалювання з стисненням під тиском не є однорідною сумішшю, оскільки пальне не має достатньо часу для перемішування в камері згоряння до займання. Це ви можете побачити на відео YouTube, що знаходиться в дизельному двигуні на YouTube. На відео ви можете буквально побачити сліди запалювання палива, коли вони розпорошуються з форсунки форсунки. Крім того, коли я був дитиною, у мене була стара газонокосарка, і я грався навколо за допомогою гвинта для регулювання суміші, і, роблячи двигун легшим, я міг досягти більш високих оборотів, фактично не переміщуючи дросельну заглушку. Я справді не розумію, чому більш рідка паливна суміш виробляє більш високу температуру, але це може бути, тому що, чим більше крапель відстані між крапельками палива, оскільки їх менше, кожній краплі можна буде приділити більше часу для спалювання і, отже, генерувати більше тепло, але я не впевнений, що це лише теорія.

Бензинові двигуни працюють якомога ближче до стехіометричного співвідношення, оскільки в цій смузі каталітичний перетворювач є найефективнішим .
Уникає збагачення палива сумішшю, оскільки це може пошкодити перетворювач.

Повітря

Дизельний двигун не використовує дросельну заглушку для управління повітрям, дросельна пластина завжди відкрита.

Це означає, що дизельний двигун завжди втягує максимальну кількість повітря, а потужність регулюється кількістю поданого палива. Оскільки пластина дросельної заслінки бензинового двигуна контролює кількість повітря, що надходить у двигун, ця кількість змінюватиметься залежно від навантаження та, отже, потреби в регулюванні співвідношення повітря та паливо.

Сподіваюся, що це допомагає.