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    摩托知識

    【萬和城】摩托車機油在氣缸高溫環境中潤滑怎么沒燒掉?

    來源:未知   日期:2020-05-18 15:35
    在駕駛或維修摩托車的人群中,知道淬熄層這個內燃機術語名詞的人可能很少,甚至在內燃機車相關書籍上也極少介紹。 通俗點說,這個淬熄層作用,有一個典型優點,就是能防止摩托

    在駕駛或維修摩托車的人群中,知道“淬熄層”這個內燃機術語名詞的人可能很少,甚至在內燃機車相關書籍上也極少介紹。

    通俗點說,這個“淬熄層”作用,有一個典型優點,就是能防止摩托車發動機燃燒室中作高溫潤滑的機油不會被燒掉,上千度高溫環境下,汽油爆燃燒掉了,作活塞潤滑的機油卻沒被燒掉,是不是很神奇!

    雖然許多人不知道也可以駕駛或維修摩托車,多數人知道了也不能改變什么。但萬和城小編認為這作為內燃機基礎理論知識,以及關系到燃油效益,這是個值得深入探討的冷門話題。,萬和城小編盡量用通俗易懂的詞語事例,讓多數網友看得懂。如有錯誤,歡迎高人指正。

    一、何為“淬熄層”?

    首先,“淬熄層”不是內燃機車的專用名詞,在燃燒技術的應用方面,“淬熄層”是個司空見慣的東西。燃燒發生時,燃料汽化跟氧氣結合反應,放出高熱和光亮,轉化成燃燒廢氣。燃燒自行發生和持續進行,除了需要足量且比例合適燃料和氧氣,還需要燃燒層保持在自燃溫度臨界點以上。

    在燃燒正常進行時,當外界有某種事物突然臨近,燃燒區靠近吸熱物體區域的溫度被突然強行降低到自燃溫度臨界點以下的時候,燃料揮發物與空氣中的氧氣不再結合燃燒,也就是燃燒區與吸熱物體之間,不能繼續燃燒的那薄薄的一段層面就叫“淬熄層”。

    “淬熄層”與一般火焰邊界的那燃燒邊界層是完全不同的,而且止燃的原因也是完全相反的。一般火焰的燃燒邊界層是因缺少可燃物質或是助燃物質,而使燃燒中止的。而“淬熄層”則完全相反,不缺可燃物質與助燃物質,只是因為被強制降溫而中止燃燒,緊貼火焰燃燒區邊上的那一不燃燒的外層,就是本文所說的“淬熄層”。

    淬熄層在現實生活中相當常見,例如煤氣爐火焰關小一些,你會發現火焰跟燒水鍋有一層薄薄的無火焰空間層面,這也是淬熄層。

    二、“淬熄層”在內燃機中的負作用和正作用

    “淬熄層”現象在活塞式內燃機(摩托車發動機也是其中之一)的工作中是很普遍存在的事,不論二沖程或是四沖程,汽油機或是柴油機,大排量或是小排量,只要是燃燒室不能連續工作燒到高溫發紅,“淬熄層”的產生就是不可避免的。

    在這點上活塞式內燃機車比不上燒鍋爐類的機車或是渦輪式發動機,活塞式內燃機一次燃燒作功的時間很短,多數只有百分之一秒,燃燒很難完全透徹,在技術上要想改善有不少麻煩。而燒鍋爐類的機車比活塞式的內燃機車要多幾百倍的時間去把燃料充分混合回燃燒透,這點多數人不難明白。

    正因淬熄層”是火焰區被冷卻的外部物體強制“淬熄”的,可以得知“淬熄層”是產出燃燒不完全污染物的根源之一。因為其中會含有因燃燒不完全而產出的一氧化碳、未經燃燒的碳氫化合物、還有些半燃燒狀態下的煤焦油類的有害污染物。這類排放物除了污染機車的火花塞外,對自然環境有所污染,對人類的健康生存產生危害。同時淬熄層導致一部分燃料沒有參與燃燒,造成燃料浪費。

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    活塞式內燃機車中,“淬熄層”的厚度與燃燒室內壁的溫度有關,缸體越冷“淬熄層”就越厚,所以有冷機起動困難、排氣污染大、動力不好等等說法,雖不全是“淬熄層”的原因,但也與“淬熄層”脫不了干系。

    據測定“淬熄層”的厚度一般是在0.5mm左右,熱機時要薄些。所以內燃機車在熱車工作時,燃燒充分些、動力大些、耗油低些、排放小些,當然還有其他原因。從表面積與體積不成正比的數學計算上可以得知,在“淬熄層”同樣厚度的情況下,小排量發動機的淬熄層體積占總排量比例大一些,特別是小排量多缸發動機,所以淬熄層帶來污染物排放問題嚴重一些,這也是有些磚家反對發展小排量內燃機車的借口。

    此外,在摩托車上火花塞兩電極間的放電間隙,也是根據“淬熄層”理論制定的,電極放電間隙過小,導致放電間隙完全處于兩電極的淬熄層范圍內,電弧就不容易點燃混合油氣。

    說了這么多,淬熄層帶來的反作用,那么現在來說其積極作用。不知道大家有沒有想過,四沖程發動機在做功燃燒沖程,活塞環涂布在氣缸內壁上一層薄薄的潤滑油膜是否會被燒掉?是否會導致排氣沖程,活塞環與氣缸內壁之間沒有油膜潤滑?那么氣缸內壁沒有潤滑油膜,發動機還能正常工作嗎?

    其實,正因為有冷卻系統的存在,氣缸內壁的溫度沒多高,200來度而已,氣缸內壁上的薄薄一層淬熄層由于沒有燃燒火焰,溫度低,機油油膜得以保存下來,沒被燒掉。燃燒室和活塞頂部也因為有一定厚度的溫度不高淬熄層存在,才不會那么容易被高溫氧化腐蝕。

    三,淬熄層可否完全消除?

    活塞式內燃機車“淬熄層”的產生是因為活塞式內燃機的缸頭燃燒室不是連續作功的,每一個工作循環都要有個進氣的過程,這就是缸體冷卻的時機,這是活塞式發動機避免不了的。

    除非是渦輪式發動機,那是連續工作的,燃燒室溫度極高,但目前對于國內的摩托車愛好者來說,談那話還太早了些。還有就是內燃機的活塞環與缸套內壁,它們在工作時是在高溫高速中相互磨擦,一般的金屬材料在高溫條件下多數是不耐磨的,就只好加大散熱片降低缸體溫度,這樣“淬熄層”的產生就很難避免。

    如果是采用耐高溫的金屬材料來做缸頭,或者采用隔熱涂層,保持燃燒室高溫,強行消除“淬熄層”會如何呢?現實可能出現這樣情況,進入燃燒室的混合油氣在曲軸尚未運行到上止點的火花塞點火位置,一沾上火熱的燃燒室內壁就會引燃點火,使得發動機做功運轉程序亂套,這樣情況不就是能引起汽油機爆震的熾熱點火嗎?

    還有就是缸套的問題,也要用特種合金材料才相配,一般的金屬材料在高溫下是不耐磨的。再就是潤滑油的問題,要特別制定耐高溫的品種才行。就連鋁制活塞的問題也要特別考慮,一般的鋁件在高溫下會很快玩完的。所以這才有上面說,淬熄層能保護氣缸內壁潤滑油膜不被燒掉,以及氣缸內壁,活塞頂部和燃燒室不被高溫氧化腐蝕。

    這樣看來“淬熄層”除了有限的積極作用外,負作用很多呀,那怎么辦?難道就沒有辦法解決這個負作用嗎?

     
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