이 간단한 질문은 잠시 동안 나를 괴롭 혔습니다. 가솔린 엔진에 분사되는 연료의 양은 스로틀 밸브를 통해 유입되는 공기의 양에 따라 계산됩니다 (질량 공기 흐름 / 매니 폴드 절대 압력 센서로 측정). 그러나 디젤 엔진에 분사되는 연료의 양은 단순히 페달 프레스에 달려 있으며 공기는 실린더로 자유롭게 흡입 될 수 있습니다. 즉, 정상 작동시 디젤이 실제로 희박하고 휘발유가 화학량 론적 비율을 지속적으로 유지한다는 것을 의미합니다 (고부하 상황은 고려되지 않음). 연료 분사량에 따라 스로틀 밸브 없이도 휘발유 엔진을 기울이지 않는 이유는 무엇입니까?
답변:
가솔린 엔진이 연료 / 공기 비율을 가능한 화학량 론 비율에 가깝게 유지하는 이유를 이미 알고있는 것처럼 들리지만, 다른 사람을위한 정보를 위해서만 : 화학 양 론적 연료 / 공기 비율은 연소에 필요한 산소의 양입니다. 모든 가솔린을 완전히 "약한"화상은 약간의 산소를 남기고 "풍부한"화상은 가솔린이 완전히 연소되지 않음을 의미합니다.
이 웹 사이트 에 따르면 디젤은 마른 상태로 작동합니다 .
디젤 엔진에서, 연료는 압축 행정의 끝 근처에서 연소실로 분사되어 자발적으로 발화된다. 이것은이 잡지를 읽는 모든 사람의 귀에 음악인 디젤 엔진이 생성하는 연 소음의 원인이됩니다. 연료와 공기가 혼합되면서 연소가 계속됩니다. 이 공정은 매우 불균일하다 (연료 챔버와 공기가 연소실에서 혼합되기 때문에 실린더 헤드에 들어가기 전에 혼합물이 생성 된 가스 엔진에서와 같이 균일하지 않다). 그을음은 연료 중 일부가 불충분 한 산소로 연소되고 연료의 연소가 완료되지 않기 때문에 연소 중에 형성된다. 추가 연료가 분사됨에 따라 점점 더 많은 매연이 발생합니다. 따라서, 디젤 엔진의 공기 / 연료 비율은 과도한 양의 연기를 방지하기 위해 항상 화학량 론보다 적어야합니다. 이러한 이유로, 개량 된 고출력 디젤은 그을음 생성에 대한 걱정없이 전력만으로 연료를 공급하기 때문에 검은 연기를 날릴 수 있습니다. 무연 디젤은 가솔린 엔진의 실린더보다 실린더에 연료가 적으므로, 디젤 동력은 이에 비해 감소된다.
점화되기 전에 휘발유를 주입하므로보다 균일하게 혼합 할 시간이 있습니다. 디젤은 압축 행정의 끝쪽으로 분사되므로 가용 공기 전체에 퍼질 시간이 생기기 직전에 압력 하에서 연소됩니다. 상기 인용 한 바와 같이, 디젤 엔진을 린 (lean)으로 운전하는 것은 생성 된 그을음의 양을 감소시키려는 시도이며, 이는 배기 가스를 감소시킨다.
마른 몸에 휘발유 엔진이 어떻게되는지에 대한 귀하의 질문을 해결하기 위해.
엔진에 가솔린을 주입하면 냉각 효과가 있습니다. 화학량 론적 비율을 달성하기 위해 필요한 것보다 적은 가솔린이있는 린-번 엔진은 화학량 론적 비율로 달리는 엔진 또는 부유 한 달리는 엔진보다 더 뜨겁게 작동 할 것이다. 너무 희박하게 작동하면 씰과 같은 엔진 구성품이 과열되거나 마모 될 위험이 있습니다. 압축률이 높을수록 희박 엔진은 연료 효율이 높고 탄소 배출량이 적습니다. 단점은 대부분의 최신 차량보다 복잡한 촉매 변환기가 필요한 NOx 배출량 이 더 많다는 것입니다.
또한 마지막 문장을 정리해야합니다. 액셀러레이터는 스로틀 밸브 (직접 또는 "와이어로 구동")에 연결되어 엔진으로 공기가 통과 할 수있는 양을 제어합니다. 가솔린이 얼마나 많이 주입되는지 직접 제어하지는 않습니다. 질량 유량 센서 는 엔진으로 전달되는 공기량을 감지 하고 해당 정보를 ECU로 전달하며 ECU는 연료 분사량을 제어합니다. 자동차가 희박하거나 부유한지 여부는 질량 유량 센서, O2 센서 및 / 또는 제조업체 또는 사용자 설정의 입력을 통해 ECU에 의해 결정됩니다 . 기화기 시절에는 엔진을 튜닝하여 풍부하거나 마른 상태로 쉽게 조정할 수 있었지만 ECU의 설정을 조정하려면 특수 장비가 필요합니다.
그건 그렇고, 제조업체 나 차량 소유자가 성능, 냉각 또는 연비와 관련하여 엔진을 희박하거나 부유하게 운영하려는 여러 가지 이유가 있습니다.
나는 아무도 그것을 구체적으로 언급하지 않았다는 것에 매우 놀랐다. 그러나 그 대답은 폭발이다. 푸 아송 피쉬는 가까웠지만 실린더 온도 상승으로 인한 추가 마모는 주요 문제가 아닙니다. 주요 문제는 스파크 전에 휘발유가 자체 점화되어 모터를 파괴시키는 여분의 열입니다.
디젤은 기본적으로이 원리에 따라 작동하므로이 문제를 겪지 않습니다. 디젤은 실린더에 들어가 자마자 점화됩니다.
내 생각 엔 가솔린이 훨씬 높은 옥탄가를 가졌다면 기술적으로 우리는 디젤처럼 운영 할 수있을 것입니다.
실린더에 들어가기 전에 디젤과 공기를 혼합 한 다음 일반 (디젤 엔진) 압축 스트로크로 압축하면 상사 점에 도달하기 전에 확실히 폭발합니다. 그러나 정상적인 작동에서는 디젤이 실린더에 분사되어 인젝터에서 배출되어 가열 된 공기와 접촉 할 때 연소됩니다. 연소실로 들어가는 디젤 만 점화됩니다. 다른 연료가 없으므로 폭발 할 것이 없습니다. 스파크 점화 엔진은 연소실에 존재하는 모든 연료 및 공기를 준비하고 스파크가 점화되기를 기다린다. 그런 다음 화염 전선이 점화 플러그에서 바깥쪽으로 움직입니다. 압력이 너무 높거나 온도가 너무 높거나 실린더에 핫스팟이 있으면 전체 연료 공기 혼합물이 한 번에 폭발 할 수 있습니다. 참고로 : -디젤은 실제로 스파크 점화 엔진에 사용될 수 있습니다. 우리는 한때 작은 휘발유 탱크와 큰 디젤 또는 등유 탱크가있는 트랙터를 가지고있었습니다. 다음 시동을 준비 할 기화기의 가솔린이 있는지 확인하기 위해 가솔린을 시작하고 엔진이 예열되면 디젤로 전환 한 다음 종료하기 전에 가솔린으로 다시 전환했습니다. 디젤에서는 차갑게 시작할 수 없었으며, 뜨거울 때는 휘발유에서 잘 작동하지 않았습니다. 압축비는 일반 가솔린보다 높지만 일반 디젤보다 낮으며 디젤로 전환하기 전에 온도가 높아지면 휘발유가 폭발 할 것이라고 생각합니다. 기화기에 휘발유가 다음 시동을 준비 할 수 있도록합니다. 디젤에서는 차갑게 시작할 수 없었으며, 뜨거울 때는 휘발유에서 잘 작동하지 않았습니다. 압축비는 일반 가솔린보다 높지만 일반 디젤보다 낮으며 디젤로 전환하기 전에 온도가 높아지면 휘발유가 폭발 할 것이라고 생각합니다. 기화기에 휘발유가 다음 시동을 준비 할 수 있도록합니다. 디젤에서는 차갑게 시작할 수 없었으며, 뜨거울 때는 휘발유에서 잘 작동하지 않았습니다. 압축비는 일반 가솔린보다 높지만 일반 디젤보다 낮으며 디젤로 전환하기 전에 온도가 높아지면 휘발유가 폭발 할 것이라고 생각합니다.
다른 답변은 공연 비가 측정 위치에 달려 있다는 점에 주목하지 못했습니다. 따라서, 전체 실린더에 대한 평균 공연 비가 희박하지만 (혼합물이 균질 한 경우 연소가 불가능할 정도로 희박), 분사 지점에 매우 근접하여 매우 풍부합니다 (연소가 풍부합니다) 분사 지점에서 조금 더 떨어져 화학량 론적이므로 연료가 연소됩니다.
실제로, 가솔린 엔진은 화학 양 론적 공연비를 유지할 필요가 없다. 디젤과 같은 직접 분사 가솔린 엔진이 있습니다. 직접 분사 가솔린 엔진은 유사하게 분사 지점의 풍부한 공연비에 매우 근접하지만, 조금 더 멀어지면 화학량 론적이며 따라서 전체적으로 연료 비율이 희박 할 수 있지만 연료가 연소된다.
그러나, 희박 공연비의 문제는 산소가 너무 많아서 공기 중의 질소가 다양한 질소 산화물로 연소 될 수 있다는 것이다. 생산 된 NOx는 오염 물질이며, 앞으로 어떤 종류의 SCR 시스템을 사용하지 않는 한 희박한 공연비를 사용하는 모든 엔진이 규정을 준수하지 못하게합니다. 따라서 SCR 유체를 수동으로 추가하지 않는 한 미래의 유일한 옵션은 화학량 론 엔진입니다.
불꽃 점화 엔진에서는 공기 흐름을 제한하는 것이 엔진 RPM을 제어하는 유일한 방법이기 때문입니다. 공기 흐름을 제한하지 않고 연료 만 변경하면 엔진의 RPM을 제어하기가 어려울 수 있습니다. 스파크 점화 엔진에서는 점화 플러그가 위치한 곳에서 점화가 시작되어 그 지점에서 멀어지기 때문입니다. 압축 점화 엔진에서, 점화는 일단 연료가 분사 된 곳 어디에서나 시작된다. 또한 직접 분사 압축 점화 엔진은 점화 전에 연소실에서 연료가 혼합되기에 충분한 시간이 허용되지 않기 때문에 균질 혼합물이 아니다. 디젤 엔진 내부의 카메라에 대한 YouTube 비디오에서이를 확인할 수 있습니다. 비디오에서 인젝터 노즐에서 분사되는 연료의 흔적을 문자 그대로 볼 수 있습니다. 또한 내가 어렸을 때 나는 오래된 잔디 깎는 기계를 가지고 있었고 혼합 조정 나사로 놀았으며 엔진을 더 얇게 만들면 실제로 스로틀 플레이트를 움직이지 않고도 더 높은 RPM을 얻을 수있었습니다. 왜 연료가 적은 연료 혼합물이 더 높은 온도를 생산하는지 이해하지 못하지만, 연료 방울 사이에 거리가 더 멀기 때문에 각 방울에 더 많은 시간이 주어질 수 있으므로 더 많은 연료를 생성 할 수 있기 때문일 수 있습니다 열이지만 그것이 단지 이론인지는 확실하지 않습니다.
휘발유 엔진은 가능한 화학량 론적 비율에 최대한 가깝게 작동하는데, 그 대역에서는 촉매 변환기가 가장 효율적 이기 때문이다 .
연료가 풍부한 혼합물은 변환기를 손상시킬 수 있으므로 사용하지 마십시오.