답변:
당신은 무슨 일이 일어 났는지에 대한 정성적인 설명을 가지고 있지만 더 작은 규모로 나누겠습니다. 우리가 무언가의 "온도"에 대해 이야기 할 때, 우리는 분자들이 얼마나 빨리 움직이고 서로 튀어 나오는지에 대해 이야기하고 있습니다. "온도"는 실제로 "운동 에너지"입니다. 그리고 우주에서 이동하는 것 외에 다른 유형의 에너지가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 분자는 회전 할 수 있고 진동 할 수 있으며 전자는 핵에 대해 흥분하고 움직일 수 있습니다. 이러한 각 에너지는 "온도"일 수도 있으므로 변환 온도 (일반적으로 생각하는 것)는 가질 수 있지만 회전 온도, 진동 온도 및 전자 온도는 가질 수 있습니다.
분자들은 서로 충돌하여 서로 에너지를 교환합니다. 그들이 그렇게 할 때, 그들은 또한 그들 사이에 에너지를 분배합니다. 충돌 빈도에 따라 에너지가 얼마나 빨리 균일 해지는지가 결정되며, 이것이 평형이라고하는 것에 얼마나 빨리 도달 하는지를 정의합니다. 서로 다른 온도가 모두 같으면 상태가 평형 상태에 있으며 다른 유형의 온도를 모두 추적하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 엔진에서 발생하는 대부분의 프로세스에서 평형에 도달하는 데 충분한 시간이 충분하므로 비평 형 효과에 대해 너무 걱정할 필요가 없습니다.
이제 화학 반응에서 분자는 분리되어 새로운 분자를 형성합니다. 새로운 에너지가 적 으면 에너지 차이가 열로 방출됩니다. 새로운 에너지가 더 많은 경우, 반응에 에너지를 추가해야 에너지가 발생합니다. 분명히 엔진이 뜨거워 지므로 엔진의 반응으로 에너지가 방출되고 차량을 움직일 때이 에너지를 활용합니다.
그래서 분자가 분리됩니다. 그리고 그들은 진동을 너무 세게 시작할 때 깨져서 원자들 사이의 결합이 그것들을 함께 붙잡을 수 없습니다. 분자를 진동시키는 유일한 방법은 진동을 시작하기에 충분한 에너지와 에너지를 충분히 전달하여 다른 분자와 충돌하는 것입니다. 그리고 진동은 분자가 떨어져 나가도록 에너지가 충분히 높아야합니다.
혼합물의 연료 양을 변경하면 발생할 수있는 충돌 유형이 변경됩니다. 그리고 그것은 정확히 직설적이지는 않지만 일부 분자는 다른 분자와 에너지를 교환하는 데 더 좋습니다. 연료 분자가 분해되도록하려면 에너지가 더 많은 다른 산소 분자와 에너지가 다른 연료 분자와 충돌해야합니다. 평소보다 많은 양의 산소를 첨가하면 (린 린) 산소가 더 뜨거워 져서 분자가 충돌 할 때 더 많은 에너지를 가지게되고 연료가 떨어져서 진동하기 어렵게 만들 수 있습니다. 반대로, 연료가 풍부한 연료를 사용하면 서로 충돌하여 떨어질 수있는 연료 분자가 더 많지만 산소 분자가 결합하여 열을 방출 할 수있는 산소 분자는 더 적습니다. 이것은 (그리고 다른 효과들) 최종 화염 온도를 낮 춥니 다.
질문에 대한 확장 된 대화를 바탕 으로이 모든 것을 엔진의 맥락으로 되돌려 봅시다. 직접 분사식 가스 엔진의 경우, 공기가 실린더로 흡입되어 피스톤이 압축 된 다음 연료가 실린더로 분사됩니다. 그런 다음 점화 플러그가 챔버에서 불꽃을 트리거합니다. 이 전자 증착은 연료-공기 혼합 분자를 모두 여기시킵니다. 실제로 공기를 이온화하고 (분자에서 전자를 제거) 분자에 많은 에너지를 추가합니다. 이 에너지는 연소를 시작하는 데 필요한 초기 에너지입니다.
연료가 부족한 조건의 경우, 반응을 시작하는 데 더 많은 에너지가 필요하다고 말하고 더 높은 점화 온도로 표현했습니다. 점화 온도는 점화 플러그에서 비롯됩니다 (차가운 엔진의 경우 뜨거운 엔진도 실린더 자체의 열을 발생시킵니다). 정상적인 작동 조건에서 점화 플러그는 점화하기에 충분한 에너지를 제공합니다. 작동 조건이 좁아짐에 따라 점화 플러그는 같은 양의 에너지를 제공하지만 여전히 점화하기에 충분한 에너지입니다. 결국 충분한 조건을 갖추기 위해서는 충분한 에너지가 필요하지 않습니다. 이것은 희박한 불이다 .
디젤 엔진은 다르게 작동합니다. 논증을 위해 직접 분사를 다시하자. 실린더가 공기로 채워지고 피스톤이 압축하여 연료가 분사됩니다. 그러나 반응을 시작하기위한 스파크는 없습니다. 디젤 엔진은 혼합물을 점화시키기에 충분히 높은 압력을 생성하는 것에 전적으로 의존합니다. 고압은 밀도가 높기 때문에 에너지를 확산시키기 위해 더 많은 충돌을 의미합니다 (분자가 서로 충돌하기 위해 멀리 갈 필요는 없습니다). 어쨌든 동일한 아이디어가 적용됩니다. 희박한 조건에서는 점화하기 위해 더 높은 압력이 필요합니다. 이상적인 조건에서 엔진은 정확히 필요한 것보다 더 많이 압축하므로 연료가 적을 때에도 점화하기에 충분한 압축률을 갖습니다. 압축이 더 이상 충분하지 않아서 더 이상 기울이지 않으면 다시는 잘못된 오작동이 발생합니다.. 글로우 플러그는 실린더를 가열하고 혼합물에 열을 추가하고 반응이 일어나도록하여이 모든 것을 도울 수 있습니다.
어느 엔진에서든 일단 가동되면 실린더 벽이 가열되어 반응이 일어나도록 스파크 또는 압축에서 더 적은 입력이 필요합니다. 그러나 차가운 엔진의 경우 반응이 진행되도록 초기 에너지 증착이 필요합니다. 엔진을 시동하기 시작하면 점화하기가 더 쉬워 많은 ECU가 연료가 많이 연소되도록 설정되어 있습니다. 가열되면 혼합물이 더 얇아지고 배출 및 연료 소비가 줄어 듭니다. 잔디 깎는 기계와 같은 물건에 대한 수동 초크에 익숙 할 것입니다. 초크는 연료-공기 혼합물을 바꾸고 모터를 시작하기 위해 초크를 연료가 풍부하게 설정해야합니다.
우리는 다양한 주석 실에서 논의한 내용에 기초하여, 화염이 연료가 부족할 때 온도가 어떻게 / 왜 올라갈 수 있는지에 대한 구체적인 예를 들었습니다. 채팅 대화는 여기 에 북마크됩니다 .
재미 있으면이 Max를 물어봐야합니다. :)
먼저 우리의 정의를 확인하십시오. 엔진 린을 가동한다는 것은 이상적인 것보다 더 많은 공기를 갖도록 공기 / 연료 비율을 변경하는 것을 의미합니다 (14.7 : 1 공기 대 연료).
내 독서에는 두 가지 효과가 있습니다.
먼저, 연료는 연소실에 냉각 효과를 갖는 분무 액체이다. 연료가 적고 냉각 효과가 적습니다.
둘째, 더 많은 산소가 존재하면 화염이 더 빠르고 더워집니다. 평소보다 연료에 비해 더 많은 공기는 평소보다 더 많은 산소를 의미합니다. 따라서 화염은 원래보다 더 뜨겁고 빠르게 화상을 입습니다. 둘 다 연소실의 온도를 올릴 것입니다.
좋은 질문, 나는 이것에 대해 궁금해서 그것에 대해 약간 읽기 시작했습니다.
도움이 되길 바랍니다.
옥시-아세틸렌 토치가 사용되는 것을 본 적이 있다면 산소가 켜지 기 전에 토치에 밝은 노란색 불꽃이 있음을 알게 될 것입니다. 이것은 이상적인 양보다 적은 양의 산소에서 연소되는 연료입니다. 화염은 비교적 시원하며 많은 매연을 생성합니다.
산소가 켜지면 불꽃이 파란색으로 바뀌고 강철을 녹일 수있을 정도로 뜨겁습니다.
너무 많은 산소가 켜지면 불꽃이 튀어 나옵니다.
희박 연료는 산소가 풍부합니다.
엔진에서 연료는 효율적으로 연소되기를 원하지만 너무 뜨겁지 않아 피스톤이 녹기 시작하거나 심하게 폭발하여 손상 될 수도 있습니다.
Wikipedia-화학량 론적 혼합물은 불행히도 매우 뜨겁게 연소되어 엔진이이 연료-공기 혼합물에서 높은 부하를받는 경우 엔진 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다. 이 혼합물의 고온으로 인해, 높은 실린더 압력이 최고 부하 상태에서 곧바로 연료-공기 혼합기가 폭발 할 수 있습니다 (노킹 또는 핑이라고 함). 폭발은 연료 공기 믹스의 제어되지 않은 연소가 실린더에서 매우 높은 압력을 생성 할 수 있기 때문에 심각한 엔진 손상을 일으킬 수 있습니다. 결과적으로, 화학량 론적 혼합물은 경부 하 조건에서만 사용됩니다. 가속 및 고부하 조건의 경우, 더 차가운 혼합물을 생산하기 위해 더 풍부한 혼합물 (더 낮은 공연비)이 사용되어 실린더 헤드의 폭발 및 과열을 방지합니다.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Air –fuel_ratio
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연료의 점화가 느리기 때문에 온도 엔진이 상승합니다 . 연료가 적기 때문에 연료가 연소하는 데 시간이 더 걸립니다.
연료 자체는 여분의 산소 사용 여부에 관계없이 연소하여 사용할 수있는 BTU의 양이 동일합니다. 기간. 불에 탄 석탄을 불면 더 뜨거워 지지만 더 빨리 태워집니다. 그들은 같은 양의 열을 방출하지만 훨씬 짧은 기간에 열을 방출합니다.
겨울에 실린더를 오두막으로 상상해보십시오. 통나무를 가져와 1 분 안에 불에 태우면 그 통나무가 타는 스토브 근처의 물건이 상당히 뜨거워지고 녹을 수 있지만 대부분의 열은 굴뚝을 통해 나옵니다. 시간당 로그가 하나만 있으면 대부분 방이 매우 차갑습니다. 동일한 통나무를 가져 와서 한 시간 동안 천천히 태우고 다른 것으로 교체하십시오. 열이 배출구를 통해 방출되어 실내에 머 무르지 않습니다.
엔진이 뜨거워지는 이유는 느린 연소 연료가 엔진의 주변 부품에 더 많은 열을 전달하기 때문입니다.
당신은 모두 무언가를 잊어 버립니다. 약간의 린번이 stochiomnetric ratio보다 매우 뜨거울 수있는 이유는 매우 간단합니다. 그것은 연료 분사와 관련이 있습니다. 화학량 론적 비율이 의도 한대로 작동하려면 모든 단일 산소 원자가 점화 전에 연료 분자와 완벽하게 짝을 이루어야합니다. 그것은 불가능합니다. 그래서 연소에 불연 연료 분자가 있습니다.
혼합물에 약간 더 많은 공기를 추가함으로써 모든 연료가 더 높은 수준으로 연소되도록 보장 할 수 있습니다. 즉, 연소 온도를 높이고, 너무 많이 추가하며, 과잉 공기의 열 용량은 온도를 낮추게됩니다.
엔진의 마른 연소로 인한 과열에 대한 좋은 설명을 위해 너무 많은 성공없이 둘러 본 후 여기에서 멈췄습니다. 여기 주제에 대한 내 두 센트 :
1- 대기 공기 / 연료 비율이 화학량 론으로부터 벗어날 때 피크 또는 최대 연소 온도가 더 낮다는 점은 잘 알려져 있고 문서화되어있다. 따라서 희박 연소는 화학량 론 (예 : 가솔린의 경우 14.7 : 1)에 비해 더 낮은 피크 온도를 생성한다. 희박 연소가보다 완전 할 수 있지만, 희박 환경에서 추가 불활성 대기 질소의 냉각 효과로 인해 피크 연소 온도가 낮아진다. 대기에는 상당한 양의 불활성 질소가 포함되어 있으며 스모키 유닉의 단열 엔진 설계와 질소 제거 필터를 장치하려는 그의 인기 과학 문제에 대한 오래된 기억이 있습니까?
2- 또한 반응성의 농도가 감소함에 따라 임의의 화학 반응의 속도가 느려질 것임이 잘 알려져있다. 또한 연료 분자가 서로 멀어 질수록 연쇄 반응을 촉진 할 가능성이 적어 연소 속도가 크게 감소하기 때문입니다.
3- 또한, 희박 연소에 수반되는 적은 연료 또는 칼로리 함량으로 인해 예상대로 희박 연소하면서 발생 된 총 열량이 감소된다. 그렇다면 왜 엔진 과열의 예기치 않은 결과가 발생합니까?
4- 액체 연료의 증발로 인한 냉각 효율이 낮지 않고 엔진의 전체 에너지 균형과 관련이 있습니다. 연소 속도가 느려질수록 열 에너지의 더 큰 부분을 샤프트 작업 에너지로 변환 할 수 없으므로 배기 포트를 통해 열이 방출 될 때 대부분 배출됩니다. 마찬가지로 점화 타이밍이 최적에서 멀어 질 때 발생합니다. 연소 열이 적지 만 연소가 너무 늦어서 연소의 움직임과 동기화되지 않기 때문에 희박 연소 열이 샤프트 작업으로 제대로 변환 될 수 없습니다 피스톤. 이것이 Toyota가 해당 모드를 활성화했을 때 초기 Lean Burning Engine에서 점화 타이밍을 앞당기는 이유입니다. 그러면 샤프트 작업으로 변환 할 수없는 열은 어디로 가나 요? 에너지 보존법에 따라 어딘가에 표시 될 것입니다.
기본적으로 연소가 적을수록 엔진은 연소 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 효율의 일부를 잃기 시작하여 자체 가열에 적합한 간단한 연료로에 더 가깝게 작동합니다. 이러한 유형의 과열의 증상은 점화 지연 시간이 매우 지연된 엔진과 유사한 연소 배기 밸브, 배기 소음의 다른 톤 및 백열 배기 매니 폴드입니다. 아질산 분사의 경우 아질산은 충분한 냉각 효과를 가지고 있음에도 불구하고 실수로 연료 부족으로 인해 연소가 너무 희박 해지면 엔진이 완전히 녹습니다. 이 경우 연료비가 너무 희박하더라도 연료와 관련된 칼로리 또는 칼로리 함량은 일반 엔진보다 훨씬 더 많을 수 있으므로 더 많은 열 에너지가 샤프트 작업으로 변환되지 않습니다.
대답이 잘못되었다고 생각합니다. 질문 가정이 올바르지 않기 때문입니다. 먼저 우리는 무엇에 비해 더 뜨거운 결정을해야합니까? 또한 우리는 이것이 사실이라는 것을 알아야합니다. 정말로 더 뜨겁거나 신화입니까? 또한 연료 / 산소 비율의 양이 중요합니다.이 조건이 항상 모든 희박 비율에 해당됩니까? 아마도 올바른 질문은 왜 "약간"마른 혼합물이 "약간"풍부한 혼합물보다 더 뜨겁습니까?
연료에서 나오는 열 에너지는 단순히 연소하는 양과 관련이 있습니다. 연소가 적고 발열량이 적습니다. 더 많이 태울수록 더 많은 열이 발생합니다. 저것과 같이 쉬운. 여기서 열을 생성하는 것은 연료에 저장된 에너지입니다 (예를 들어 압력, 마찰 등과 같은 다른 요소는 중요하지 않습니다).
풍부한 혼합물을 희박 혼합물과 비교하는 경우, 물론 모든 연료를 에너지로 변환하기 때문에 희박 혼합물은 더 높은 에너지 출력을 갖습니다. (연소 된 연료가 많을수록 더 많은 열) 그러나 혼합물에 연료가 거의없는 경우 분명히 많은 에너지를 생성하지 않기 때문에 여전히 혼합비에 달려 있습니다.
이상적인 혼합물을 희박 혼합물과 비교하는 경우 챔버에 연료와 산소가 적게 들어가기 때문에 더 차가워 야합니다 (연소에서 발생하는 열 에너지가 적음).