Quá trình nén khí trong động cơ Diesel tuân theo nguyên lý nhiệt động lực học, đặc biệt là phương trình Poisson cho quá trình nén đoạn nhiệt (không có trao đổi nhiệt với môi trường).
Trong đó:
T1 và T2 là nhiệt độ ban đầu và sau khi nén.
V1 và V2 là thể tích ban đầu và thể tích sau khi nén.
γ\gammaγ là chỉ số đoạn nhiệt (đối với không khí, γ≈1.4
Vì thể tích V2 giảm mạnh khi piston đi lên, biểu thức : làm T2 tăng lên đáng kể.
2. Quá trình biến đổi năng lượng
Khi piston nén khí, công cơ học tác động lên khí.
Theo định luật bảo toàn năng lượng, công đó chuyển thành nội năng của khí, làm các phân tử chuyển động nhanh hơn, dẫn đến nhiệt độ tăng cao.
3. Sự khác biệt giữa nén khí và đốt cháy nhiên liệu
Quá trình
Loại phản ứng
Nguyên nhân nhiệt độ tăng
Nén khí
Vật lý
Công nén chuyển thành nhiệt
Đốt cháy nhiên liệu
Hóa học
Phản ứng oxy hóa tỏa nhiệt
Ví dụ chi tiết về quá trình nén khí trong động cơ Diesel
Giả sử trong một động cơ Diesel, không khí ban đầu có:
Nhiệt độ ban đầu: T1=300KT (khoảng 27°C)
Thể tích ban đầu: V1=500cm3
Thể tích sau khi nén: V2=50cm3
Chỉ số đoạn nhiệt của không khí: γ=1.4
Giải thích kết quả
Nhiệt độ không khí ban đầu là 27°C, sau khi bị nén, nhiệt độ tăng lên 480°C.
Đây là lý do tại sao nhiên liệu Diesel có thể tự bốc cháy khi được phun vào mà không cần bugi đánh lửa.