Να'μαστε πάλι! Επειδή πέρασε λίγος καιρός, ας κάνουμε μια επανάληψη του τι συζητάμε εδώ πέρα.
- Αναρωτιώμαστε λοιπόν για το αν οι ακριβές αμόλυβδες βενζίνες είναι καθαρά προϊόν marketing ή όχι.
- Μας απασχολούν οι τοξικοί/καρκινογόνοι ρύποι, και το αν τελικά τους εκπέμπουμε ή όχι (ακόμα κι αν βάζουμε τη σωστή βενζίνη).
Ασχολούμαστε αρκετά με τη θεωρία, μπας και τα συμπεράσματα βγουν αβίαστα...
Ας μεταφερθούμε τώρα στην άλλη σημαντική πτυχή του θέματός μας: την καύση και το πως παίρνουμε ισχύ από ένα μοτέρ. To μόνο που χρειαζόσμαστε είναι χημεία και φυσική λυκείου. Επίσης μια επανάληψη στην πλήρωση κυλίνδρου και μέση ενεργό πίεση στο πιστόνι που είναι εδώ.
Τα βασικά της καύσης υδρογονανθράκων. Απελπιστικά απλά: Υ/Α+οξυγόνο=CO2 και νεράκι και ολίγη (χα) θερμότητα. Αυτά δίνει η τέλεια καύση (η λεγόμενη). Υπάρχει και η ατελής που δίνει μονοξείδιο ή και σκέτο άνθρακα άμα λάχει. Η ατελής σχεδόν πάντα λαμβάνει χώρα (στις δύσκολες συνθήκες ενός μοτέρ ας πούμε), αλλά είναι σε τόσο μικρό ποσοστό που τη θεωρούμε αμελητέα. Σε ένα κακορυθμισμένο ή βλαμμένο μοτέρ όμως τα πράγματα αλλάζουν.
Anyway, η τέλεια ή η σχεδόν τέλεια καύση είναι που μας ενδιαφέρει. Να θυμίσω ότι η βενζίνη αποτελείται από λίγες εκατοντάδες συστατικά. Τα περισσότερα είναι Υ/Α. Κάποια είναι ανόργανα, κάποια δεν καίγονται, κάποια είναι Υ/Α αλλά με άλλες ρίζες... έχει πράμα. Χωρίς βλάβη της γενικότητος (όπως λέμε στα μαθηματικα) μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα μόνο παράδειγμα καύσης (του ισο-οκτανίου ας πούμε) και να αναφερόμαστε σε όλα τα οργανικά μόρια που έχει η βενζίνη. Ακόμα κι αν έχουμε blend που δεν περιέχει καν ισο-οκτάνιο!
[font=courier]C8H18 + 12.5 O2 --> 8 CO2 + 9 H2O[/font]
Δηλαδή ένα μόριο οκτανίου και 12,5 μόρια οξυγόνου, υπό τις κατάλληλες συνθήκες που θα δώσουν το έναυσμα για καύση, θα δώσουν 8 μόρια διοξειδίου του άνθρακα και 9 μόρια νερού (σε μορφή υδρατμών λόγω θερμοκρασίας), καθώς και μια καλή ποσότητα θερμότητας. Aυτό είναι η λεγόμενη στοιχειομετρική αναλογία για την τέλεια καύση. Η παραπάνω οξειδωτική αντίδραση ολοκληρώνεται πάρα πολύ γρήγορα και είναι έντονα εξώθερμη (=έκρηξη).
Για χάρη της απλότητας, για την ώρα ξεχνάμε αβάνς και τέτοια. Σε ένα μοτερ εσωτερικής καύσης λοιπόν, την παραπάνω αντίδραση τη σχεδιάζουμε να λάβει χώρα στον ελάχιστο χώρο που υπάρχει μεταξύ κεφαλής και πιστονιού, όταν το τελευταίο είναι στο ΑΝΣ. Τα σταγονίδια του Υ/Α και η ποσότητα του αέρα που αποτελούν το μείγμα του καυσίμου λίγο πριν την ανάφλεξη, καταλαμβάνουν τον όγκο που ορίζει εκείνη τη στιγμή η συμπίεση.
(Χάριν απλότητας ξεχνάμε το 'μέτωπο καύσης'.)
Οπότε με το που γίνει το τσακ-μπαμ από το μπουζί, η εκτόνωση των αερίων παραγώγων είναι βίαιη. Για να δούμε λίγα νούμερα, με moles, όπως στις ασκήσεις χημείας.
Ένα mole C8H18 έχει όγκο 165ml και ο ανάλογος αέρας περί τα 280l Όμως ο αέρας έρχεται γρήγορα στο θάλαμο καύσης έχοντας θερμοκρασία περιβάλλοντος, οπότε μπορεί να συμπιεστεί πάρα πολύ. Τα προϊόντα της καύσης που είναι σε όλα αέρια μορφή είναι ένα σύνολο 17 moles = 380 λίτρα!!! Το νουμερο αυτο βγαίνει αν πολλαπλάσιάζουμε με το 22,4 που είναι ο όγκος ενός mole ιδεατού αερίου υπό ΚΣ.
Όμως εδώ δεν έχουμε ΚΣ γιατί η θερμοκρασία και η πίεση είναι τεράστια. Άρα ο τελικός όγκος των αερίων είναι πάρα πολύ μεγαλύτερος. Ακόμα και να μην έχουμε 100% τέλεια καύση ή 100% κατανάλωση του οξυγόνου, το φαινόμενο της εκτόνωσης είναι πολύ έντονο.
ΟΜΩΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ακριβώς οι όγκοι αυτοί που συνθέτουν την παραγωγή έργου του κινητήρα. Είναι η πολύ υψηλή θερμοκρασία του φαινομένου, η οποία ξεκινάει (χαλαρά) με τη συμπίεση του μείγματος, και τελειώνει με την καύση καθεαυτή, η οποία είναι μια εξαιρετικά εξώθερμη αντίδραση. Αν η θερμοκρασία ήταν δωματίου, τότε τα αέρια παράγωγα δε θα είχαν κανένα λόγο να εκτονωθούν. Θα υπήρχαν στον όγκο που τους δίνεται στην κατάσταση που θα αντιστοιχούσε (μάλλον ως υγρά).
Τα διάφορα άλλα συστατικά της βενζίνης που δεν καίγονται, είναι αμελητέες ποσότητες και δε μας απασχολούν. Και τέλος πάντων δεν αποτελούν παράγοντες που μειώνουν τη θερμοδυναμική απόδοση της καύσης του μείγματος. Απλώς θα δώσουν πολλούς και διάφορους επικίνδυνους ρύπους!
Κάπου εδώ ανατρέχουμε στο ποστ του oldman περί πλήρωσης κυλίνδρου. Αλλά απο εκεί και πέρα η κουβέντα μας έχει να κάνει με την βελτιστοποίηση της ΑΠΟΔΟΣΗΣ της καύσης, και όχι της παραγωγής ενέργειας καθεαυτής. Η βασική αρχή ειπώθηκε παραπάνω, και με λίγα λόγια είναι η (κατά το δυνατόν τέλεια) καύση υδρογονανθράκων.
Ο αναπτήρας ένα χειροπιαστό παράδειγμα καύσης Υ/Α! Δείτε πόσα πράγματα μπορείτε να κάψετε με λίγα γραμμάρια βουτανίου!
Το πόση θερμότητα θα πάρουμε (αναλογικά πάντα) και πόσα mole προϊόντων καύσης από ένα καύσιμο, κατά κύριο λόγο εξαρτάται από το είδος των μορίων που το συνθέτουν. Οι γενικές ιδιότητες της βενζίνης, είναι αυτές που γνωρίζουμε και βάσει των οποίων ΣΧΕΔΙΑΖΟΝΤΑΙ οι κινητήρες μας. Ο σχεδιασμός είναι θεμελιώδες, σύνθετο, εξαιρετικά ενδιαφέρον και πάρα πολύ μεγάλο θέμα από μόνο του. Αναφορικά με τη γενική σύνθεση της βενζίνης, βλ προηγούμενο πόστ.
(Ρε ήντη, πέτα το το Ζ λέμε. Αν ξηλώσεις τον καταλύτη ΠΡΟΦΑΝΩΣ και πρέπει να βάζεις LRP. Ευτυχώς που το μοτόρι σου έχει προδιαγραφή για 95 RON, αλλιώς αν είχες τίποτα εξωτικό θα ΕΙΧΑΜΕ πρόβλημα =εμείς που αναπνέουμε τους ρύπους σου! Bέβαια από την άλλη μια από τις εικασίες που θα διατυπωθούν στο τέλος είναι ότι η LRP είναι ουσιαστικά ίδια με την αμόλυβδη 95, οπότε... τα ίδια σκατα...)
:a029: 
. Ελπίζω να μην άφησα κανένα μεγάλο κενό. Κι άμα λάχει το καλύπτω. 
