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Comment puis-moteurs brûler du gaz?

Comment puis-moteurs brûler du gaz?


Les moteurs intègrent une danse de base, mais complexe de la physique, l'exploitation et la conversion de l'énergie dans un processus en plusieurs étapes pour transformer les dinosaures morts en vitesse vers l'avant. Le voyage du carburant molécule par l'intermédiaire d'un moteur peut pas être considéré comme épique pour nous, mais il est assez odysséenne par les normes subatomiques.

Dans le moteur

Le carburant commence comme un liquide stocké dans le réservoir de carburant. Une pompe pousse carburant à travers une ligne et dans un filtre, qui se débarrasse de tous les débris qui pourraient obstruer les injecteurs. Après avoir traversé le filtre, le carburant se déplace vers l'amont des injecteurs de carburant. Les injecteurs de carburant fonctionnent comme la buse de pulvérisation sur votre tuyau d'arrosage, et pulvériser dans la même manière comme une buse de tuyau d'arrosage sur "fine brume." Lorsque vous venez de craquer l'ouverture du tuyau ouvert, la pression dans la ligne des forces de l'eau à pulvériser dans une brume fine en forme de cône. Avec un injecteur, ce brouillard va dans le moteur juste avant la soupape d'admission dans des moteurs à injection multi-points; sur les moteurs à injection directe, il pulvérise directement dans la chambre de combustion.

Dans le cylindre

Ensuite, la soupape d'admission ouvre et basses pressions dans le cylindre - causée par un piston de descendre dans le cylindre sur sa "course d'admission" - aspirer l'air et le brouillard de carburant (carburant atomisé) dans la chambre de combustion. Les moteurs modernes utilisent généralement une conception de culasse à haute turbulence, ce qui permet à l'air pour maintenir la vitesse et agiter comme une tornade autour du cylindre au lieu de se précipiter et claquant dans un mur. Cet effet de tornade augmente la puissance en permettant plus d'air et de carburant pour remplir le cylindre, et il améliore l'efficacité en gardant le carburant suspendu comme un brouillard fin au lieu de lui permettre de coalescence en gouttelettes de graisse. Cette distribution plus uniforme permet plus de carburant à brûler et produire de l'énergie.

Boom

La soupape d'admission se ferme tout comme le piston monte sur son «compressions AVC», qui (comme vous pouvez le deviner) comprime l'air et de carburant dans une petite poche au-dessus du piston appelé la chambre de combustion. Une étincelle se déclenche dans la partie supérieure de la chambre, juste avant que le piston atteigne le sommet même de son Voyage. L'air comprimé et de carburant autour de l'ignite d'allumage, en commençant comme un petit «noyau de flamme" et rapidement en expansion dehors dans une bulle connue sous le nom "front de flamme." Cette bulle se déplace à ou près de la vitesse du son, en expansion rapide pour remplir le cylindre et pousser le piston vers le bas avec la force de ses gaz en expansion et la puissance de son propre shockwave sonique. Ceci est la «course de puissance."

L'événement Combustion

La combustion est un événement dans lequel le carburant se combine avec l'oxygène pour produire de la chaleur et une sorte de conversion chimique. L'essence est un hydrocarbure, ce qui signifie qu'il est constitué d'hydrogène et de carbone (communément un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène). Lorsque cette molécule se combine avec O2 CH4 (gaz d'oxygène), elle produit du CO2 (dioxyde de carbone), H20 (eau) et de chaleur. Ainsi, un hydrocarbure pur dans une atmosphère d'oxygène pur serait théoriquement ne produire que du dioxyde de carbone et l'eau. Cependant, l'air est d'environ 78 pour cent en volume d'azote et de la chaleur et sous pression extrême, cet azote se combine également avec l'oxygène pour produire des émissions dangereuses d'oxydes d'azote. De plus, l'oxygène est presque toujours le réactif limitant dans cette réaction chimique, de sorte qu'une certaine quantité de carburant non brûlé laisser le moteur pendant la course d'échappement.

dysfonctionnements combustion

Carburant ne se développe pas toujours dans un joli noyau de flamme, ou à l'avant, loin de la bougie d'allumage. Le mélange air-carburant comprimé est extrêmement volatile, et presque tout sera mis hors tension. Cela est particulièrement vrai des carburants à faible indice d'octane, qui enflamment plus facile que les carburants à haut indice d'octane. Trop de chaleur et de pression à l'intérieur de la chambre de cylindre ou la combustion entraîne le carburant à l'auto-inflammation, ou «faire exploser». Détonation - aka "frapper ou" ping "- est extrêmement mauvaise parce qu'elle est une explosion plutôt que d'un brûlage dirigé, de manière efficace identique à griller un poulet avec de la dynamite Ces explosions se produisent dans plusieurs endroits autour du cylindre, et chacun produit son propre. sonic shockwave. Lorsque ces ondes de choc entrent en collision, ils spike instantanément la pression du cylindre et pré-enflammer le carburant restant pris entre eux. Ce genre de chaos incontrôlé est mort pour tout moteur, en particulier motopropulseurs-induction forcée à l'aide d'un compresseur de suralimentation, turbo ou nitreux.