Что происходит с азотом в двигателе внутреннего сгорания?

Азот (N2) в двигателе внутреннего сгорания ведет себя иначе, чем другие компоненты топливно-воздушной смеси. Во время такта впуска поршень опускается, всасывая смесь воздуха и топлива. Этот воздух содержит примерно 78% азота, 21% кислорода и 1% других газов.

По мере подъема поршня во время такта сжатия температура и давление топливовоздушной смеси значительно возрастают. В этих условиях молекулы кислорода и топлива вступают в реакцию, в результате чего происходит горение. Однако азот, будучи относительно инертен, непосредственно в процессе горения не участвует. Вместо этого он служит разбавителем, поглощая тепловую энергию и снижая пиковые температуры, достигаемые во время сгорания.

Во время такта расширения, когда горячие газы расширяются и толкают поршень вниз, азот продолжает играть роль разбавителя, замедляя скорость повышения давления и температуры. Он также действует как подушка, предотвращая быструю передачу тепла к компонентам двигателя.

В целом присутствие азота в двигателе внутреннего сгорания служит нескольким целям:

1. Разбавление и температурное регулирование: Азот поглощает тепло в процессе сгорания, помогая контролировать температуру и давление в двигателе.

2. Сокращение выбросов загрязняющих веществ: Разбавляя топливно-воздушную смесь, азот помогает уменьшить образование оксидов азота (NOx), которые являются вредными загрязнителями воздуха.

3. Повышение топливной эффективности: Присутствие азота в смеси снижает удельную теплоемкость, что приводит к более эффективному сгоранию топлива и улучшению топливной экономичности.

4. Надежность двигателя: Инертная природа азота предотвращает его реакцию с компонентами двигателя, что снижает износ и способствует долговечности двигателя.