Возгораются ли дизельные авто
Эврика! Как происходит самовоспламенение солярки в дизельном ДВС
Други мои, недруги и мимо пролетающие пока незнакомые товарисчи, Я ПОНЯЛА! Это случилось! Кажется, одной тайной мироздания стало меньше.
О чём это я? Да о солярке, о ней любимой))
Все мы знаем, что дизельные движки не имеют свечей зажигания. Свечи накала — ДА, но не всегда. У кума моего трактор без оных) Да и свечи накала камеру греют, но солярку не зажигают.
Да и вообще, солярка горит, но как-то не очень хорошо. Вроде загорается, но туговато.
Мы знаем, что дизелю, в принципе, нужны только компрессия, воздух и топливо. А остальное от лукавого. Мы знаем… но, согласитесь, сам факт, что вещество загорается не от искры, нагрева и вообще, не от температуры, в голове не укладывается.
Давайте разбираться. Что такое температура?
Температура это не субъективное восприятие «тепло» и «холодно», а вполне себе физический процесс.
В молекулярно-кинетической теории температура это величина пропорциональная средней кинетической энергии частиц системы
Абракадабра? Не так ли? Но всё просто))))
Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, а молекулы из атомов. Это такие крохотные шарики, которые никогда не бывают в покое. Посмотрите на пыль, висящую в воздухе (это можно сделать ясным днём в луче света, врывающимся в плохо зашторенное окошко). Пыль всегда хаотично двигается. Это происходит от того, что пылинки бьют молекулы воздуха. Они толкаются как пассажиры в метро в час пик) Издалека может показаться что пассажиры (особенно если их одинаково одеть) — это сплошная неподвижная масса. Но они всегда двигаются и их много)))
Если атомы и молекулы двигаются медленно нам кажется, что это вещество холодное.Если двигаются быстро- горячее. То есть чем быстрее двигаются частицы и чем их больше, тем вещество горячее.
Теперь давайте представим, что молекулы солярки это муравьи. Мы берём 100 муравьёв и сажаем их на школьную парту. Они быстро двигаются, но им вольготно. Это солярка холодная.
Теперь давайте посадим 100 муравьёв на суповую тарелку — уже начинает рябить в глазах… Это солярка горячая.
А если посадить 100 муравьёв в кофейную чашечку, то от их копошения становится тОшно. Муравьи те же. И их столько же. Изменился только объём их жилища))) А это уже солярка очень горячая))
То есть, чем меньше атомов/молекул на единицу объёма, тем ниже температура, чем больше — тем выше. Именно поэтому в космосе очень холодно (там один атом на километр пространства, грубо говоря). Хоть космос греется звёздами даже лучше, чем Земля Солнцем)))
А ядро земли очень горячее. Там все атомы под чудовищным давлением стоят друг к другу ближе, чем студенты на первомайском митинге)))
С температурой понятно? Тогда разберёмся с горением. Что это?
Это не красивые языки пламени)))) Отнюдь.
С точки зрения физико-химиков это сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе экзотермических реакций, сопровождающийся интенсивным выделением тепла. Химическая энергия, запасённая в компонентах исходной смеси, может выделяться также в виде теплового излучения и света.
Опять непонятно? Логично)))
Давайте переведём на общечеловеческий язык.
Горение — химическая реакция окисления, то есть реакция взаимодействия вещества с кислородом. И реакция не каждая, а такая, при которой выделяется тепло (есть реакции в ходе которых тепло поглощается, например «Снежок» из автомобильной аптечки. Раздавил внутренний пакетик — появился холодок. Мистика)))
А есть реакции, где тепло выделяется. Например, гипс. Или карбид))) Добавляешь водички и наслаждаешься теплом)) ). По сути ржавление металла тоже своего рода горение. Только оооочень медленное.
Что влияет на скорость химической реакции? Свойства самого вещества. То есть бензин окисляется быстрее солярки. Потому и горит лучше.
Площадь соприкосновения веществ. То есть быстрее сгорит солярка, разлитая тонкой плёнкой в кислородной камере, чем бензин в бочке на воздухе.
Температура. Горячая солярка быстрее загорится, чем солярка зимой в Оймяконе))), или в Антарктиде, если уж с Оймяконом не знакомы)
Давление. Чем выше давление, тем быстрее реакция. Почему? Атомы быстрее движутся (вспоминаем муравьёв в чашке).
Какова температура горения солярки? Если верить интернету, то 320-360 С (кроме арктического).
Какова температура горения бензина? Опять же, если верить интернету, то в пределах 260 градусов (то есть на треть ниже).
И это значит, что поджечь бензин легче. Да и, будучи подожжённым, он легче поддерживает горение.
Поэтому солярка для работы в бензиновом двигателе подходит плохо (хотя, справедливости ради, должна сказать, что я проехала на бензиновом гольфе около 50 км на чистой солярке. Ехал плохо. Но ехал).
А вот теперь вводим ещё одно понятие: Температура самовоспламенения. Что это?
Температура самовоспламене́ния — наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва.
То есть это температура при которой потенциально горючее вещество загорается или взрывается.
Никто ни разу не забывал сковороду с едой на плите? Пламя не добирается внутрь сковородки. Но через какое-то время содержимое сковородки может загореться. То есть температура невинно убиенной куры достигла температуры самовоспламенения))
А может Вы бросали баллончик в костёр? Огонь не попадает внутрь баллона, но его содержимое взрывается.
А теперь вспомним что есть температура: это энергия системы. И если вещество быстро сжимается (то есть муравьёв быстро согнать с поверхности стола в одну маленькую чашку), то его температура растёт. Почему речь идёт о скорости? Да потому, что если делать это медленно, то муравьи могут начать ползать медленнее, кто-то скажет: «Что за фигня» — и вовсе замрёт. И энергия системы так не возрастёт.
Но вот мы быстро увеличили давление, энергия системы возросла, воздух есть и… И это значит, что произойдёт самовоспламенение системы))) То есть самовоспламенение солярки!
УрА! То есть в дизельном двигателе поршень быстро движется вверх, объём камеры сгорания быстро уменьшается, в камеру в это время быстро подаётся «туман» дизтоплива (все системы впрыска распыляют соляру как аэрозоль из баллончика освежителя воздуха: мелкими капельками. Это увеличивает площадь взаимодействия соляры с воздухом). Давление повышается, а значит повышается энергия системы (муравьёв-атомов быстро загоняют в маленькую чашечку), температура возрастает до температуры самовоспламенения и происходит экзотермическая реакция воспламенения))) Солярка взаимодействует с воздухом и сгорает.
Все мы знаем что дизельное топливо не горит, но вот что происходит с аэрозолью дизельного топлива
Мы в Чечне зимой топили печки в палатке по средствам «капельницы»: через настоящую капельницу солярка капала в металлическую трубку, а по ней в буржуйку. Там потихоньку соляра испарялась и горела.
И вот однажды со склада ГСМ вернулся счастливый (но не очень умный) сослуживец с очередной «сиськой» топлива. Залил, все подключил, подождал как положено, потом засунул в печку горящую гащету. И каааак ебануло! Дневальный под грибком снаружи палатки рассказывал, что колпак на трубе аки ракета земля-космос улетел в туманную даль. В платке все, включая офицеров и прапорщиков были как черти в копоти. Тот боец, что смог раздобыть «не фуфлыжную соляру, а бенз» лишился бровей, ресниц, дембельской челки и обрёл наряды вне очереди до конца месяца.
Ну, а я когда мы стояли под Центароем и стопили всю маломальски годную растительность топил печку в свои ночные дежурства сначала противогазами, а потом и костюмами озк.
Для конспирации всегда держал связку веток у печек (их было две на палатку), и выбирал из поддона стёклышки и железную фурнитуру от противогазов в конце дежурства. Больше всего мне нравился корд от шлангов противогазов.
Бойцы и Командный состав очень ценил, что в мое дежурство всегда было очень тепло.
А когда весной прошел строевой смотр, обнаружился недостаток порядка 30 костюмов химзащиты. Сильно меня ебсти не стали и списали все на боевые потери.
А казаки приписанные к нашей роте топили печки трофейным тротилом. По-первости мы с интересом и страхом ходили смотреть как горит тротил в печи- он плавился типа мыла или воска и давал равномерное пламя.
С аэрозолью происходит то же самое, что с тюлью и шампунью.
Я пытался доказать, что ТС на Пикабу был не прав, и тут оно как пыхнет.
С воздухом и пыль муки в воздухе взрывается.
кто бы мог подумать.
интересно, а что же такое происходит в дизельном двигателе, что бибика ехать начинает
В виде воздушной взвеси даже мука взрывается и чё?
«Дизельный» двигатель с искровым зажиганием:
поэтому мужики и живут меньше) Мужчина это случайно выживший мальчик)
Теперь я знаю как озвучивают кино про войну.
Я прямо синхронно с ними это сказал, слово в слово.
Еще можно взять буржуйку, распалить угли, желательно кокс, чтобы аж решетка плавилась, плеснуть на угли 100-200 мл дизеля, сверху накинуть щепок и успеть закрыть дверцу ну или съебаса поскорей.
Все мы знаем, что дизельное топливо не горит
Дизельное топливо как бы используют для сжигания и нагрева воды в дизельных и комбинированных горелках в водогрейных котлах котельных.
А оригинал-то где? Наверняка из длинного видео с объяснениями вырезали этот кусок.
Надо помозговать и заколхозить дизельную хлопушку-автомат!
Звуки будто из батлфилда
еще один видос из рубрики «почему женщины живут дольше мужчин»
У меня все это есть, надо попробовать. Когда то вместо горелки теплогенератора для сушки зерна, пристроили тнвд с форсунками. Интересная хреновина получается.
Сваебой также хлопает, без огня на солидоле. вроде.
Меня интересует почему дизель на АЗС запрещают лить в пластиковые канистры, а машины с пластиковыми баками заправляют.
Есть желание разобраться с произошедшим. Что с дизелем?
Добрый день.
Пока являюсь счастливым обладателем
дизельного легкового авто.
сегодня утром машина не завелась. Точнее заводилась и глохла. Затем были потуги завестись, не получилось. Короче говоря вызвал эвакуатор поехали в сервис.
Суть, да дело приговорили насос, я в принципе согласился..
начали менять, и вот тут в баке обнаружили странного цвета.
Записки заправщика. Как «бадяжат» топливо на АЗС.
Так вот. Как же мне ничего не платить? Я просто «выравниваю» резервуары между собой. Я беру излишки продукта во время прокачки колонок (когда с мерником проверяют дозу) например 92-го и заливаю в дизель. В общем беру то, что «лишнее» и заливаю туда, где «нехватка». И, чтобы вы понимали – это капля в море. Т.е. смотрите: я в резервуар, где есть 45 000 литров дизеля добавлю 200 литров 92-го (0, 44 % от объема). И так буду делать каждую неделю – планово готовясь к инвентаризации. При этом будет приезжать бензовоз и привозить мне свежий дизель. Думаю, что-либо понять о качестве можно только при спектральном анализе самого топлива. Да и то содержание светлых нефтепродуктов будет в пределе допустимой погрешности. Но это не точно.
Спасибо всем, кто дочитал. Привет моим 169 подписчикам. Надеюсь было интересно.
Дизельный автомобиль: плюсы и минусы
Стереотипное мышление заставляет людей делить автомобилистов на «подснежников», «чайников», «гонщиков», «черепах», «мартышек», на тех, кто любит «механику» или предпочитает «автомат». Или, например, на «дизелистов» и «бензиноводов».
Между последними довольно часто возникают споры: чьи предпочтения правильнее? И у чьей машины «сердце» горячее бьется, особенно зимой? И вообще: стоит ли покупать дизельную машину в России?
Порой убежденные владельцы автомобилей с бензиновыми двигателями рисуют страшную картину. Мол, «дизель» – это шумное чудовище, капризное в питании, которое оставит своего владельца без возможности передвижения в лютый мороз. Но любой автолюбитель, сев за руль дизельной машины, искренне удивляется расходу топлива. Так медленно стрелка датчика уровня топлива не ползет даже у суперсовременного и суперэкономичного бензинового агрегата (естественно, для сравнения необходимо брать совместимые параметры мощности и объема двигателей). Но даже стабильно растущие цены на топливо не могут стать определяющим параметром при выборе дизельного двигателя. Тем временем, многие владельцы дизелей клянутся в своем пожизненном выборе.
Секреты любви
В дизель влюбляются не сразу. Должно пройти не несколько свиданий с ним, а несколько лет эксплуатации. Причин связать свою жизнь с дизельной машиной вполне достаточно:
1. Прежде всего, подкупает низкий расход топлива (он почти на 30 % меньше в сравнении с бензиновым мотором). Сразу заметите, что стали редким гостем на заправке. Кстати, ваша колонка будет свободна чаще остальных, ведь преобладающее большинство российских автолюбителей по–прежнему ездит на бензине.
2. Даже если вы не самый главный защитник природы, экологичность дизеля почувствуете на себе. Современное дизтопливо обладает минимальной летучестью паров, низкой токсичностью, возгорание топлива маловероятно в отличие от бензина. Соответственно, ваш дизель заботится не только о природе, но и о здоровье своих владельцев и пассажиров.
3. Дизельный двигатель – как долгоживущая и выносливая лошадь. Ведь детали его бензинового собрата быстрее изнашиваются. Так, например, дизельному двигателю не требуется система зажигания и свечи (поскольку самовоспламенение топливно-воздушной смеси происходит иначе, чем в бензиновом двигателе).
4. Особенности строения дизельного двигателя обеспечивают возможность большего сжатия воздуха, чем в бензиновом. А также дизель обладает более высоким коэффициентом полезного действия – то есть преобразовывает больший процент энергии топлива в полезную работу. А это, в свою очередь, влияет на увеличение мощности.
Обратная сторона медали
Тем не менее, владельцы бензиновых двигателей в России далеко не всегда готовы отказаться от привычного вида топлива ради последующей экономии. И для этого есть весомые причины.
Так, например, дизельный автомобиль хоть и реже нуждается в заправке, зато в России подходить к выбору топлива и АЗС нужно внимательно и осторожно. Особенно это касается зимнего периода. Ведь ссуществует несколько видов дизельного топлива – летнее, зимнее и межсезонное. К сожалению, некоторые автозаправочные комплексы практикуют продажу летнего топлива по ценам «зимнего». При этом отличить виды топлива по цвету и консистенции прямо на заправке вряд ли удастся. (Для справки: в зимнем топливе меньшее содержание парафинов, это позволяет ему не мутнеть и не загустевать при низких температурах окружающей среды, а, соответственно, сохранять текучесть и способность проходить через топливный фильтр, обеспечивая нормальную работу двигателя).
Зачастую ненадежность топлива заставляет дизелистов пользоваться антигелями, которые понижают температуру застывания топлива. Казалось бы, вот залог успешной эксплуатации автомобиля в холодное время года. Но если машина на гарантии, то использование присадок может сыграть «дурную службу» и лишить возможности получить гарантийный ремонт.
Среди автолюбителей также бытует мнение, что в морозы из-за особенностей запуска дизельного двигателя машина может элементарно не завестись. Но надо иметь в виду, что современные дизели обладают довольно мощными стартерами и аккумуляторами, а также снабжаются свечами накаливания. Все это вкупе с маловязким моторным маслом почти гарантирует успешный запуск современного дизельного автомобиля. Разве что этому может помешать забитый топливный фильтр, который на дизеле, возможно, придется менять гораздо чаще, чем не бензиновом автомобиле.
Но есть и такие стереотипы насчет дизельных автомобилей, которые стремительно уходят в прошлое. Грохочущий бас дизельного двигателя грозит стать легендой прошлого столетия, дизели становятся все тише, ритмичнее, интеллигентнее. Среди новейшего поколения автомобилей Opel появились так называемые «шепчущие» дизельные моторы – их внутренняя и внешняя шумность в некоторых случаях даже ниже шума бензиновых двигателей.
Цены на запчасти современных дизельных автомобилей в принципе существенно не отличаются от стоимости ремонта бензинового автомобиля, а с ростом популярности дизелей, профессиональных специалистов по ремонту становится все больше. Мощности дизельных и бензиновых моторов вот-вот начнут острую борьбу благодаря непрекращающемуся развитию технологий.
Говорят, в споре рождается истина. Но в случае спора «дизелистов» и «бензиноводов» недостаточно хорошей аргументации конфликтующих сторон. В эксплуатации обоих двигателей есть плюсы и минусы, и рьяно защищать бензиновый двигатель довольно опрометчиво, не попробовав хоть раз в жизни насладиться высокой экономией топлива и ровным ходом дизельной машины.
Ну, а пока дизелисты в нашей стране все же могут наслаждаться отсутствием очередей на свою колонку, делиться адресами АЗС с надежным зимним топливом, и чувствовать себя особенным меньшинством, познавшим секреты удовольствия от владения дизельным авто.
Разрушители легенд. Смесеобразование и сгорание в дизельном двигателе. Часть №1. Смесеобразование.
Как ни странно это прозвучит, но дизель работает не на обеднённой, а на обогащённой смеси …
Я, как и все, хотел написать «СМЕСИ», но это неправильный и даже вредный термин. Термин, который СРАЗУ очень сильно запутывает всё вИдение процессов, происходящих в дизельном двигателе. Потому я и начну свой опус именно с этого вопроса.
Для сжигания 1 кг бензина или 1 кг керосина или 1 кг пропана или 1 кг бутана или 1кг многих прочих углеводородов требуется около 15 кг воздуха. Для сжигания 1 кг дизельного топлива требуются те же самые 15 кг воздуха. Теплотворная способность всех этих топлив тоже практически не отличается.
Почему же дизельному двигателю требуется в разы большее количество воздуха, чем бензинке?
Потому что дизель работает не на СМЕСИ и это нужно чётко понимать.
Хотя СМЕСЬ в камере сгорания дизельного двигателя, конечно же, присутствует. Но!
Топливо подаётся в камеру сгорания В ЖИДКОМ ВИДЕ через распылитель в виде тумана.
Пыли. Аэрозоли. Взвеси. Суспензии. Мельчайших капелек. Назовите как хотите, но это не СМЕСЬ!
СМЕСЬ — это всё таки нечто более-менее однородное. Нечто, УЖЕ смешанное. Сладкий чай — это смесь. Гомогенная смесь. Если сахар бросили на дно стакана и чай не размешивали — на дне стакана какое-то время будет колыхаться густой сироп — получится та самая «гетерогенная»(неоднородная) смесь. Но чай, в который падает кусок сахара — нихрена не смесь вообще!
В дизеле реальная СМЕСЬ начинает образовываться ВОКРУГ КАЖДОЙ мельчайшей частицы топлива сразу же после распыления топлива форсункой. У поверхности капельки СМЕСЬ будет очень богатой. Чем дальше от поверхности капельки — тем смесь будет беднее. Где-то посередине между этими двумя крайностями концентрация СМЕСИ будет около- и стехиометрической. В области этой довольно тоненькой СФЕРЫ и находятся наиболее благоприятные условия и для САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ и для СГОРАНИЯ. И именно здесь и ТОЛЬКО ЗДЕСЬ и будет происходить ВСЁ сгорание СМЕСИ топлива и… и чего? воздуха?
На первом этапе — да, воздуха. Но сразу после первого этапа СМЕСЬ начинает представлять из себя ТАКОЕ, что ни в сказке сказать, ни вслух произнести…:
Давайте посмотрим ПОДРОБНЕЕ как НА САМОМ ДЕЛЕ происходит сгорание солярки в дизельном двигателе:
Гореть не умеют ни жидкие, ни, тем более, твёрдые вещества. Мало того — гореть не умеют даже отдельные молекулы топлива, которые находятся в таки обнаруженной нами СМЕСИ. В фактическом процессе сгорания участвуют только кирпичики(радикалы) знакомых нам элементов. Потому сразу после образования вокруг капельки топлива сферы стехиометрического состава СМЕСИ процесса горения не возникает. Сразу после испарения молекула углеводородного топлива начинает стремительно нагреваться и оттого разваливаться на части. Грубо говоря — на атомы водорода и углерода. Водород чрезвычайно активный элемент и он начинает взаимодействовать с кислородом воздуха первым. Даже это взаимодействие — чрезвычайно сложный и не быстрый процесс. Можете посмотреть на него поподробнее, если интересно:
Главное в другом. Каждое такое взаимодействие — это кроме молекулы воды ещё и хорошая порция энергии. По мере нагрева таких взаимодействий становится всё больше — выделяющаяся энергия перестаёт успевать рассеиваться в пространстве и начнёт ускорять рядом идущие взаимодействия и температура СМЕСИ вокруг капельки топлива начнёт нарастать ЛАВИНООБРАЗНО. В этот момент и начнётся знакомое нам горение с выделением лучистой энергии и прочими другими сопутствующими эффектами… Кислорода много. Топлива много. Всё замечательно перемешано. Температура высокая и растёт. Давление высокое и растёт. Начинает гореть даже углерод. Вся зона околостехиометрического соотношения вокруг капельки топлива разом воспламеняется. Нечто типа взрыва сверхновой звезды:
В «научно»-популярной литературе пишется, что температура скачком повышается до 2000 градусов. Какие нафиг 2000 градусов?! В серьёзных трудах утверждается, что азот более-менее интенсивно начинает окисляться при температурах выше 2500 градусов. В дизеле окислов азота образуется страшное количество, как и сажи(судя по всему азот окисляется СНАРУЖИ сферы пламени где много кислорода, а сажа образуется ИЗНУТРИ этой сферы, где много углерода, но кислорода почти нет), но подавляющая часть окислов азота при понижении температуры опять восстанавливается до азота. Потому, скорее всего, температура в зонах богатой смеси, где и происходит реальное сгорание, взлетает намного выше 3000 градусов. Потому и сажевые частицы излучают так много лучистой энергии. Давление взлетает до небес…
Цитата из умной книжки:
Т.е. всё сгорание происходит ЛОКАЛЬНО. В ОЧЕНЬ ограниченных, фактически ИЗОЛИРОВАННЫХ зонах.
Согласно исследованиям — температуру больше 2600К имеет всего около 0,2% массы рабочего тела в камере сгорания, больше 2400К – около 2%, больше 2200К – 22%, больше 2000К – 27%, больше 1700К — 28%, остальная часть рабочего тела (около 20%) — никогда не разогреется даже до 1700К…
Из-за такой изолированности тепло относительно слабо передаётся стенкам камеры сгорания.
Вернёмся на мгновение из микромира в макромир. Пока первая капелька впрыснутого топлива готовилась к взрыву(самовоспламенению) форсунка продолжала впрыскивать в камеру сгорания тысячи других капелек, каждая из которых тоже тут же начинала готовится к взрыву — нагреваться, испаряться и образовывать СМЕСЬ. Но как только самовоспламеняется СМЕСЬ вокруг первой капельки — энергии её взрыва хватает на детонацию и воспламенение СМЕСИ вокруг других капелек. Фактически одномоментно воспламеняется ВСЯ образовавшаяся в камере сгорания СМЕСЬ. Хотя правильнее будет сказать так — «ВСЕ образовавшиеся в камере сгорания СМЕСИ» — ведь все эти СМЕСИ изолированы и находятся на расстоянии друг от друга… почти как звёзды в космосе…
Так или иначе — возникает та самая дизельная детонация(взрывное горение) из-за которого дизель и стукатит. Хорошо, что пригодной к сгоранию СМЕСИ к моменту самовоспламенения образуется не так уж и много…
Дальнейшее СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ будет происходить в условиях страшного дефицита кислорода. И сгорание соответственно происходит совсем не так, как это описывается в литературе.
Возвращаемся в микромир. За то время пока мы отлучались зона околостехиометрического соотношения топлива и воздуха вокруг капельки уже вся выгорела. Ни топлива, ни кислорода в ней не осталось. Только продукты сгорания, разогретые до очень высоких температур — вода, углекислота, да щепотка окислов азота… С внешней поверхности этой РАСКАЛЁННОЙ, но ВЫЗЖЕННОЙ зоны начинают ДИФФУНДИРОВАТЬ молекулы воздуха с большим количеством свободного кислорода. Изнутри начинает подниматься та каша, что образовалась из углеводородов топлива в процессе сильного нагрева и сжатия — радикалы водорода и радикалы различных СОЕДИНЕНИЙ углерода. Скорость дальнейшего СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ и сгорания будет определяться скоростью поступления атомов кислорода извне и атомов топлива изнутри.
Весь свободный водород, образующийся в результате температурного разложения продолжающих испаряться углеводородов, даже в условиях сильного дефицита кислорода потихоньку-полегоньку, но начинает НЕОБРАТИМО сгорать по мере взаимодействия с кислородом. Водород очень уж активное вещество. Сгорание его идёт в очень широких стехиометрических и температурных пределах. Скорость его диффузии чрезвычайно высока и сопоставима со скоростью теплопереноса. Для сгорания двум атомам водорода(мы с Томарой ходим парой) достаточно одного атома кислорода. Потому на время все реакции окисления углерода фактически останавливаются… С углеродом начинается очень нехорошая и очень длинная история с образованием и преобразованием всяких формальдегидов, гидроксилов и всяческой другой заразы… Крекинг, гомолиз, пиролиз и много других страшных слов… По мере того как атомы водорода потихоньку сваливают из молекулы углеводорода в условиях дефицита кислорода она, эта самая молекула топлива потихоньку вырождается в молекулу… графита. Да-да. Выделяющиеся в результате пиролиза атомы углерода имеют четыре свободные связи, отдельно не существуют и в зонах недостатка кислорода соединяются между собой, образуя твёрдые кристаллы графита – мельчайшие частицы сажи размером 0,3-0,4 мкм. Сравнительно недавно было обнаружено, что в хорошо нам известной копоти присутствует и большое количество шарообразных молекул, состоящих из 60 и более(до 400) атомов углерода и, иногда, и из 24 и более атомов воды — их назвали фуллеренами, а открытие этой новой формы углерода было ознаменовано присуждением в 1996 году Нобелевской премии по химии. Таких частиц образуется в дизеле неимоверное количество. Но страшный чёрный дым, который извергает дизель при перегрузке, содержит всего около 1% сажевых частиц, образовавшихся в процессе сгорания дизельного топлива — подавляющая часть образовавшихся частиц сажи сгорает в процессе догорания топлива, когда весь свободный водород уже иссякает и перестаёт перехватывать кислород под носом у углерода, каждому атому которого для полного счастия сгорания необходимо СРАЗУ аж ДВА атома кислорода… По иронии судьбы к этому времени почти весь углерод находится в состоянии раскалённой «алмазной» пыли. Начинаются танцы, подобные сгоранию водорода, но намного более сложные и многоходовые, а потому намного более длительные…
А атомов свободного кислорода меж тем остаётся всё меньше и меньше…
Пока тянется этот химический полонез начинает опускаться поршень двигателя и давление(а следовательно и температура) начинают падать. Расстояние между атомами увеличивается, энергия рассеивается в пространстве, скорость атомов падает — реакции начинают стремительно замедляться. За счёт того, что частички сажи чрезвычайно раскалены — они умудряются ещё долго реагировать с кислородом, если тот таки встретится им на пути, но по мере опускания поршня вниз толку от этого догорания становится всё меньше, а вреда всё больше. Температура в камере сгорания — не самоцель, она нужна только для двух задач — вначале максимально ПОЛНО спалить ВСЁ топливо(вытащить ВСЮ энергию) и максимально разогреть РАБОЧЕЕ ТЕЛО(всё содержимое камеры сгорания) чтобы получить максимальное ДАВЛЕНИЕ(тот самый крутящий момент) газов.
Высокая степень РАСШИРЕНИЯ(не сжатия!) дизельного двигателя позволяет полнее преобразовать энергию расширяющихся от нагрева газов в механическую РАБОТУ. Именно поэтому температура выхлопных газов дизеля заметно ниже температуры выхлопа бензинки, притом что максимальная температура сгорания топлива выше у дизеля…
Чёта меня понесло в сторону.
Углерод выгодно сжигать полностью не только с точки зрения экологических норм — при сгорании 1 атома углерода образуется в 3 раза больше энергии, чем при сгорании 1 атома водорода! Недожиг углерода(сажи) очень заметно влияет на энергетический баланс в камере сгорания, а соответственно и на мощность и на расход двигателя любой конструкции и косвенно указывает на проблемы с организацией процессов сгорания. К тому же сажа — это очень компактные кристаллы, а углекислота — это газ, который уже и сам по себе создаёт дополнительное давление на поршень…
Вот для того, чтобы сжечь МАКСИМАЛЬНОЕ количество УГЛЕРОДА и применяют в дизеле избыток воздуха. Как по мне — так эта фраза тоже насквозь лживая и не отражающая сути. А суть в данном случае такова — и в дизеле и в бензинке равного литража на режиме НОМИНАЛЬНОЙ (максимальной) мощности количество воздуха в камере сгорания практически ОДИНАКОВО! НО.
В дизеле невозможно эффективно сжечь столько топлива, столько можно сжечь в бензинке равного литража — НЕ УСПЕВАЕТ дизельное топливо связать ВЕСЬ КИСЛОРОД воздуха за время сгорания — потому в дизеле до четверти(!) кислорода воздуха вылетает в трубу даже на максимальной мощности(когда дизель уже вовсю дымит). Потому дизельным выхлопом можно спокойно дышать длительное время(не верьте сказкам про дизельные душегубки фашистов), в отличие от выхлопа бензинок, где свободного кислорода практически нет. Потому МАКСИМАЛЬНАЯ ЛИТРОВАЯ мощность атмосферного дизеля меньше МАКСИМАЛЬНОЙ ЛИТРОВОЙ мощности атмосферной же бензинки на ОДИНАКОВЫХ оборотах на те самые 25%. Плюс-минус.
Прямовпрысковый дизель имеет эффективные обороты до 3000-3500 оборотов, вихрекамерник — до 4000 с небольшим, а самая захудалая бензинка легко крутится до 6000. Только за счёт этой разницы в максимальных оборотах бензинка уже на треть мощнее дизеля. Потому МАКСИМАЛЬНАЯ паспортная МОЩНОСТЬ бензинки В РАЗЫ превышает МАКСИМАЛЬНУЮ паспортную МОЩНОСТЬ дизеля.
Мало того. Поскольку с конца 80-ых годов дизелестроители сферы легкового транспорта активно боролись с окислами азота, то почти ВСЕ дизеля 80-ых, 90-ых и начала 2000-ых имеют затянутый впрыск топлива, поздний УОПТ, гипертрофированный ЕГР и несоразмерно высокий расход топлива на мощностных режимах. Сколько-нибудь продолжительно работать с максимальной паспортной мощностью эти дизеля не в состоянии уже прямо с завода из-за перегрева камеры сгорания и поршневой. Пробежные эти дизеля мрут как мухи уже при длительных 2\3 максимальной ПАСПОРТНОЙ мощности…
P.S.
Ну и напоследок ещё немного про макромир камеры сгорания дизельного двигателя.
Для полноты картины.
На вихрекамерных дизелях форсунка формирует один факел. У прямовпрысковых дизелей форсунка формирует 4-8 факелов:
Не обращайте внимания на размеры факелов на вышеприведённых фотографиях — они сняты в обычных комнатных условиях. При высоком давлении в камере сгорания реального двигателя дальнобойность факела не превышает сантиметра — топливо практически никогда не попадает на стенки камеры сгорания ни вихрекамерника, ни прямовпрыскового дизеля — именно поэтому это дизеля с ОБЪЁМНЫМ смесеобразованием:
За пределами ФАКЕЛА топлива практически нет и никогда за время впрыска НЕ БУДЕТ! Равномерно распределить частички топлива во ВСЁМ воздухе, находящемся в камере сгорания дизеля не возможно за то короткое время, что отводится на смесеобразование и сгорание. Как ни завихряй воздух в камере сгорания — довольно значительные объёмы воздуха к топливному факелу за время сгорания топлива так никогда и не приблизятся и кислород передать не смогут. При наличии колоссального ОБЩЕГО ИЗБЫТКА кислорода в камере сгорания дизельного двигателя — каждая КОНКРЕТНАЯ частичка топлива при окончании сгорания испытывает СТРАШНЫЙ ДЕФИЦИТ кислорода и буквально захлёбывается продуктами своего сгорания.