연소실 연소 가스가 연소시 엔진을 돌리는 이유는 무엇입니까?

화석 연료의 소량을 가지고 있으면 불이 붙기 때문에 연료가 타기 때문입니다. 그러나 차량의 연소실 내부에서 이와 동일한 연소로 인해 피스톤이 아래쪽으로 이동하여 차량의 움직임을 유지합니다. 왜?

combustion-cycle

— 잃어버린
소스

LostPecti : 변경 사항이 의도를 반영하지 않는 경우 수정하십시오.

— Fred Wilson

아니 내 질문을 완벽하게 포착했습니다. 당신의 도움을 주셔서 감사합니다.

— LostPecti

가장 중요한 것은 연료를 미세한 안개로 바꾸는 것입니다. 웅덩이를 밝게 비추면 천천히 타거나, 원자화하고 구름을 비추면 폭발합니다. 충분히 작고 충분한 양이 공기와 혼합되면 거의 모든 것이 위험합니다. 밀가루 밀 폭발에 대해 구글에, 밀가루 밀을 공기와 잘 섞으면 폭발 할 수도 있습니다. 우리는 그것을 태우고 싶은 물질 주위에 더 많은 산소 가 있도록 압축합니다 . 이것들을 합치면 폭발력이 커집니다.

— Trotski94

연소 중에 연소실의 압력이 증가하고이 압력이 피스톤을 아래로 내립니다. 이에 대한 두 가지 이유가 있습니다.

가스 분자의 양의 증가

헥산을 연료로 사용한다고 가정 해 봅시다. 6 개의 탄소와 14 개의 수소 원자로 구성된 하나의 헥산 분자를 태우려면 13 개의 산소 원자 (6.5 산소 분자)가 필요하고 7 개의 물과 6 개의 이산화탄소 분자가 필요합니다.

 1* Hexan           + 6.5* oxygen -> 7* water  + 6* carbondioxide

     H H H H H H
     | | | | | |
1* H-C-C-C-C-C-C-H  + 6.5* O-O    ->  7* H-O-H + 6* O-C-O
     | | | | | |
     H H H H H H

공기는 단지 20 %의 산소와 80 %의 질소로 구성되어 있기 때문에 챔버의 각 산소 분자마다 4 개의 질소 분자가 있습니다. 그들은 ~~않는다~~ 당신은 단순히 양쪽에 26 개 분자의 질소를 추가 할 수 있도록, 연소시 반응하지합니다.

따라서 연소 전에 1 + 6.5 + 26 = 33.5 분자가 있고 이후에는 7 + 6 + 26 = 39 분자가 있습니다.

(이상적인) 가스에 대한 흥미로운 사실 중 하나는 특정 온도와 압력에서 특정 부피가 분자의 종류 나 혼합물에 관계없이 항상 같은 양의 분자를 포함한다는 것입니다.

우리가 여전히 연소실에 동일한 부피를 가지고 온도의 증가, 39 / 33.5 = 1.16의 분자 수 증가를 무시한다고 가정하면, 1.16의 압력으로 압력이 증가합니다.

열팽창

가스 온도를 높이면 가스가 팽창합니다. 그것이 연소실에 밀폐되어 있지 않으면 압력이 대신 상승합니다. 예를 들어, 실온 (20 ° C)에서 이상적인 가스의 (일정한) 부피는 1000 ° C로 가열 될 때 압력을 4.3 배 증가시킵니다.

모두 함께

연소하는 동안, 분자의 수가 증가함에 따라 압력은 1.16 배 증가하고, 온도로 인해 4.3 배가 증가하여 총 5 배의 압력 증가가 발생합니다. 연소실의 표면 직경이 50cm² 인 8cm 직경의 피스톤 (일반 보어)이 있다고 가정합니다. 5000hPa의 압력 (환경 압력 1013 hPa의 차이)은 피스톤에 2500N (또는 560lbf)의 힘을 가하여 아래로 밉니다.

여기서 말하지 않은 것은 실제 모터가 먼저 공기 / 연료 혼합물을 약 14 배 압축하여 실린더의 온도와 압력을 증가 시킨다는 것입니다. (여기에 에너지를 투자하지만 연소 후 다시 가져옵니다.) 또한 연소 중에 어떤 온도에 도달했는지 알 수 없습니다.

또한 이것은 일부 효과를 무시하는 매우 기본적인 계산이지만 피스톤의 힘이 어떻게 만들어 지는지를 명확하게 보여줍니다.

아, 그리고 당신은 동봉 된 빈에서 약간의 연료를 점화하면 압력이 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 공정이 매우 느리기 때문에 대부분의 열이 용기를 떠나므로 뜨겁지 않고 압력이 그다지 높지 않습니다. (그러나 조심하십시오 : 연료 증기가 폭발 할 수 있고 고압이됩니다 ...)

— 겁쟁이
소스

좋은 대답입니다. 여기에 몇 가지 의견을 추가 할 수 있습니다. 배기 매니 폴드 온도는 1200-1600 F에 도달 할 수 있습니다. 연소 전후 압력의 비율은 일반적으로 자동차 엔지니어에 의해 "폭발 비율"로 모델링됩니다. 이런 식으로 그들은 무대 뒤의 화학에 대해 너무 걱정할 필요가 없습니다

— Zaid

먼저 자세한 답변을 주셔서 감사합니다. 내가 이해하는지 보자. 연료의 개념은 피스톤을 아래로 누르는 데 충분한 압력을 가하는 것입니다. 두 가지 방법을 사용하여이 작업을 수행합니다. 첫 번째는 분자를 사용하는데, 분자가 많을수록 실린더에 더 많은 압력이 가해집니다. 다른 방법은 가스가 원자를 가지고 있고 고체 원 자나 액체 원자보다 더 잘 팽창 할 수 있기 때문에 열을 사용하는 것입니다. 가스의 원자가 가열되면 더 많은 압력을 유발하는 팽창합니다. 따라서 모든 연소실에서 많은 양의 압력에 의존합니다. 공기 / 소수를 먼저 압축해야하는 이유가 무엇입니까?

— LostPecti

@LostPecti 귀하의 질문이 훌륭하다고 생각합니다. 당신의 의견에 대한 다른 질문, "왜 공기 / 연료를 압축해야합니까?" 또 다른 질문입니다. 물어봐야합니다. :-) 건배!

— DucatiKiller

@LostPecti : 음, 원자 / 분자는 팽창하지 않으며, 작은 복서와 비슷하게 이웃을 펀칭하여 멀리 떨어진 거리를 유지합니다. 열은 그들의 마약 (-> 더 강한 강도, 더 많은 거리, 모든 복서들이 필요로하는 더 많은 공간)이며 물론 더 많은 복서들은 더 많은 공간을 원한다. 피스톤은 또한 많은 양의 펀치를 필요로하며, 이로 인해 피스톤이 내려갑니다. (흠, 대답에 넣어야합니다 ...). 그러나 연료를 사용하는 피스톤 엔진의 아이디어는 실린더 내부에 압력을 발생시켜 피스톤을 아래로 내리는 것입니다. 증기 엔진은 외부 압력을 발생시켜 실린더로 유도합니다.

— sweber

AFAIK 연료를 태울 때 작동하는 방식은 대기압에서 액체 상태입니다. 실제로 액체를 태우지 않고 액체 위에 형성되는 증기를 태우고 있습니다.

엔진에있을 때, 연료는 액적 내로 배출되어 연료가 증기를 방출하기위한 많은 표면적을 생성합니다. ECU가하는 일은 엔진을 회전시키는 고 에너지 연소를 일으키는 데 필요한이 연료, 증기 및 공기의 매우 구체적인 혼합물을 만드는 것입니다.

그 특정 비율이 없으면 더 활기찬 화상을 얻지 못합니다. 그 이유는 무엇인지 모르는 화학입니다.

도움이 되길 바랍니다.

— cdunn
소스