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Comment les moteurs brûlent du gaz?

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

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

Ensuite, la soupape d'admission s'ouvre et basses pressions dans le cylindre - provoquée 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 la culasse haute turbulence, ce qui permet à l'air pour maintenir la vitesse et le tourbillon comme une tornade autour du cylindre au lieu de se précipiter à l'intérieur et frapper un mur. Cet effet de tornade augmente la puissance en laissant plus d'air et de carburant pour remplir le cylindre, et il améliore l'efficacité en gardant carburant suspendu à une fine brume au lieu de lui permettre de se fondre en gouttelettes de graisse. Cette répartition plus équilibrée 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 " course de compressions ", qui (comme on peut deviner) comprime l'air et du combustible dans une petite poche au-dessus du piston appelé la chambre de combustion. Une étincelle s'éteint dans la partie supérieure de la chambre, juste avant que le piston atteigne le sommet même de sa course. L'air comprimé et de carburant autour de l'étincelle s'enflamment, en commençant comme un minuscule noyau "flamme" et rapidement étendre dehors dans une bulle connu comme le "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 par la force de ses gaz en expansion et la puissance de sa propre onde de choc sonique. C'est le «coup de force».
La combustion événement


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'elle est faite de l'hydrogène et des atomes de carbone (généralement un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène). Lorsque cette molécule CH4 combine avec O2 (oxygène gazeux), il produit du CO2 (dioxyde de carbone), H20 (eau) et de la chaleur. Ainsi, un hydrocarbure pur dans une atmosphère d'oxygène pur serait théoriquement ne produire que le dioxyde de carbone et de l'eau. Cependant, l'air est d'environ 78 pour cent en volume d'azote, et sous une chaleur extrême et de la pression, cet azote se combine également avec l'oxygène pour produire des émissions d'oxydes d'azote dangereuses. En outre, l'oxygène est presque toujours le réactif limitant dans cette réaction chimique, donc une certaine quantité de carburant va laisser le moteur brûlée pendant la course d'échappement.
Dysfonctionnements de combustion

carburant ne permet pas toujours l'expansion dans un noyau de flamme ordonné, ou avant, à une distance à partir 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 s'enflamment plus facilement que les carburants à indice d'octane élevé. Trop de chaleur et de la pression à l'intérieur de la chambre de combustion cylindre ou entraînent le carburant auto-enflammer, ou «exploser». Détonation - aka "knock ou" ping "- est très mauvais parce que c'est une explosion plutôt que un brûlage dirigé, effectivement identique à griller un poulet avec de la dynamite. Ces explosions se produisent à plusieurs endroits autour du cylindre, et chacun produit son propre onde de choc sonique. Lorsque ces ondes de choc se heurtent, ils instantanément pic de pression cylindre et pré-enflammer le carburant restant coincés entre eux. Ce genre de chaos incontrôlé est mort pour tous les moteurs, en particulier les groupes motopropulseurs forcé induction en utilisant un compresseur, turbo ou nitreux.