Πώς λειτουργεί: Καύση μείγματος

Οποιοσδήποτε είναι σε θέση να γνωρίζει τη βασική αρχή λειτουργίας ενός βενζινοκινητήρα, ξέρει ότι όλα στηρίζονται στην καύση του μείγματος βενζίνης-αέρα στο εσωτερικό του κυλίνδρου. Η ίδια η καύση, όμως, είναι ένας αρκετά πολύπλοκος μηχανισμός, ο οποίος περιγράφεται από κανόνες της Χημείας, και το αν αυτή είναι επιτυχημένη ή όχι, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες.

Η… συνταγή, λοιπόν, για μια επιτυχημένη καύση είναι η εξής:

1. Πρέπει να γίνεται σε μικρό χρονικό διάστημα. Επειδή ο χρόνος στις ΜΕΚ μετράται σε περιστροφές του στροφαλοφόρου άξονα, η καύση του μείγματος πρέπει να έχει ολοκληρωθεί το πολύ σε 40 μοίρες.

Σε μονάδες χρόνου αυτό ισούται με 0,002 δευτερόλεπτα στις 3.000 σ.α.λ. και μικραίνει με την αύξηση των στροφών! 2. Επειδή απαιτείται κάποιος χρόνος από τη στιγμή της ανάφλεξης μέχρι τα αέρια να σχηματίσουν τη μέγιστη πίεση, πρέπει η καύση να αρχίζει πριν το Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ) ή το πολύ σε αυτό, ώστε να γίνεται εκμεταλλεύσιμη αυτή η μέγιστη πίεση, επιτυγχάνοντας καλύτερο βαθμό απόδοσης. Άλλωστε, οι κατάλληλες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας του καύσιμου μείγματος επιτυγχάνονται μόνο κοντά στο ΑΝΣ.

3. Από χημικής πλευράς, η καύση πρέπει να είναι τέλεια και πλήρης. Μόνο τότε υπάρχει ικανοποιητική απόδοση, αλλά και καθαρά καυσαέρια.

Η αλήθεια είναι ότι, είναι τεχνικώς αδύνατον να επιτευχθεί τέλεια καύση. Σε αυτή την περίπτωση, τα καυσαέρια θα αποτελούνταν μόνο από διοξείδιο του άνθρακα και νερό! Υπάρχει σημαντική διαφορά ανάμεσα στην καύση που γίνεται μέσα στον κύλινδρο και σε αυτή που γίνεται όταν το καύσιμο μείγμα βρίσκεται ελεύθερο στην ατμόσφαιρα.

Κάτω από συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας περιβάλλοντος, όλα σχεδόν τα μείγματα καυσίμου και αέρα καίγονται αργά. Αυτό είναι πρακτικά άχρηστο για έναν κινητήρα που πρέπει να περιστρέφεται με ένα σεβαστό αριθμό στροφών. Αυξάνοντας όμως την πίεση, με συμπίεση του καυσίμου πριν την καύση αλλά και τη θερμοκρασία, αυξάνεται σημαντικά η ταχύτητα της καύσης.

Γι’ αυτό το λόγο, οι κινητήρες δε λειτουργούν σωστά όταν είναι κρύοι. Άλλη συνθήκη που βοηθά σημαντικά σε μια επιτυχημένη καύση είναι η ομοιόμορφη κατανομή του καυσίμου μέσα στον αέρα, κάτι που υποβοηθά τη χημική αντίδραση και επιτυγχάνεται με τον κατάλληλο σχεδιασμό του συστήματος τροφοδοσίας.

Επίσης, ο στροβιλισμός του μείγματος μέσα στον κύλινδρο βοηθά στη γρηγορότερη διάδοση της θερμότητας. Αυτό γίνεται με την κατάλληλη διαμόρφωση των αυλών εισαγωγής και του επάνω τμήματος του εμβόλου.

www.mototriti.gr