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 самовоспламенения — 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.
Горение дизельного топлива
Дизельный двигатель отличается от бензинового тем, что топливо поджигается не от искры — оно самовоспламеняется при повышении давления и происходящем от этого разогреве.
Известно, что температура воспламенения дизельного топлива составляет от 70 до 120 ºС. Температура самовоспламенения колеблется в диапазоне от 300 до 330 ºС. В цилиндрах дизеля за счёт сжатия воздуха до давлений порядка 30 бар он разогревается именно до этих температур. Впрыскиваемое в этот момент топливо самовоспламеняется и горит, резко увеличивая давление в камере. Температура горения дизельного топлива составляет примерно 1100 ºС.
Возросшее в цилиндре дизельного двигателя давление толкает поршень вниз, за счёт его перемещения совершается полезная работа, вращающая колёса.
Фазы горения дизельного топлива
Горение дизельного топлива в цилиндре разделяют на 4 периода:
- задержки воспламенения;
- распространения пламени;
- прямого горения;
- догорания.
Первый период — это время между началом впрыска топлива и началом горения. Топливо распыляется каждой форсункой сразу в нескольких направлениях. Но оно сразу не загорается. Требуется время, чтобы мельчайшие капли испарились, перемешались с воздухом и нагрелись до температуры самовоспламенения. Чем короче первый период, тем лучше проходит горение топлива на последующих этапах.
В течение второго периода пламя распространяется от начальных точек горения на весь объём. Эта задержка объясняется тем, что гореть может только смесь топлива с воздухом, и на их перемешивание по всему объёму также требуется время. В конце этого периода температура горения дизельного топлива приближается к максимальной, давление в камере резко возрастает.
Прямое горение — это период от распространения пламени по всему объёму до окончания впрыска топлива. Поскольку давление в этом периоде достигает максимума, впрыскиваемое топливо сгорает немедленно. Регулировку топливной аппаратуры производят так, чтобы давление достигало максимума через 10 угловых градусов после ВМТ.
Последний период длится от окончания впрыска топлива до окончания горения.
Нарушение условий правильного горения
Нормальное и полное сгорание топлива в дизельном двигателе происходит при правильном впрыске и высоком давлении в цилиндре.
Если компрессия по какой-то причине низкая, то:
- период задержки воспламенения увеличивается;
- топлива накапливается больше нормальной дозы;
- его последующее воспламенение резко увеличивает давление;
- возникает ударная волна, вызывающая металлический звук (дизельный стук).
Ещё большее снижение давления вызывает неполное сгорание топлива, в выхлопе появляется белый дым.
К такому же результату приводит ранний впрыск: увеличивается период задержки воспламенения и появляется дизельный стук. Он же образуется при низком давлении впрыска — капли получаются большими, поэтому не успевают испариться. Увеличивается период задержки воспламенения, результат — дизельный стук.
При позднем впрыске воспламенение топлива происходит уже после ВМТ, оно не успевает сгореть, остатки в виде белого дыма выбрасываются с выхлопом. При впрыске слишком большого количества топлива образуется нехватка кислорода для полного сгорания. Несгоревшее топливо превращается в углерод, вызывающий чёрный дым выхлопа.
Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7
Загорится ли дизельное топливо от спички или нет?
Не загорится, так как дизель не летучее топливо, в отличии от бензина, а для воспламенения необходимы именно пары. Для того, чтобы дизельное топливо загорелось от спички его нужно разогреть до температуры кипения 200° С, только после этого оно сможет загореться, и не только от спички, но даже от искры.
Другие ответы (10)
Сам проверял нет не горит. Но вот макнул в нее медную проволку и проволка горит проверял. У солярки температура возгорания высокая наверное как у масла.
Дизель загорается при нагревании- если его нагреть, то он и без спички загорится, а если нет, то спичкой нельзя его зажечь.
Может загореться. Лучше не проверять. Дизель это топливо и как оно отреагирует на открытый огонь знают только физики.
Дизельное топливо от спички не загорится. Но стоит помнить что это топливо. И от нагрева оно может взорваться. Что приводит к получению сильных ожогов.
Вообще не должен гореть, но ни раз на трассах видел как вытекший при ДТП дизель из грузовиков загорался и пожарные ничего не могли с этим сделать.
От одной спички, дизельное топливо не загорится. Такое топливо, не летучая жидкость, оно не испаряется в воздух так же легко как бензин. Температура самовоспламенения для него, 210 градусов. Спичка, просто не даст такого нагрева. Взрыва как от бензина тоже не будет, дизель ведёт себя иначе. В этом смысле, оно гораздо безопаснее, например, для розжига веток на дачном участке.
Дизель отличается нелетучими характеристиками, то есть оно плохо испаряется, поэтому от одной искры и даже от спички не загорится. Но дизель в первую очередь это топливо, поэтому оно может с легкостью взорваться под воздействием высоких температур. Поэтому играть с огнем перед дизельным топливом не стоит.
Дизель — это не летучее вещество и загореться от спички оно не может. Воспламеняющим элементом служат испарения, как у бензина. От перегрева дизель может взорваться.