استوکیومتری شاخه ای از علم شیمی است که در ارتباط با مقادیر نسبی واکنش دهنده ها و محصولات در واکنش شیمیایی صحبت می‌کند.
معمولا برای هر واکنش شیمیایی تعادلی از تعداد کامل ضرایب برای نشان دادن مقادیر واکنش دهنده ها و محصولات استفاده میشود. به عنوان مثال، هنگامی که
اکسیژن و هیدروژن برای تولید آب واکنش نشان می دهند یک مول اکسیژن با دو مول هیدروژن واکنش داده و دو مول آب تولید می‌کند.
علاوه بر این استوکیومتری می تواند مقدار محصولاتی را که می توان با مقدار معینی از واکنش دهنده تولید کرد را نشان دهد.
تنها حدود ٢٠ درصد از هوا را اکسیژن تشکیل می‌دهد، بنابراین راه مناسب به‌سوزی موتور، تنظیم عملی نسبت هوا به سوخت است. اگر هر یک از واکنش دهنده‌ها به مقداری بیش تر از نسبت استوکیومتری استفاده شود، موتور کارایی خوبی نخواهد داشت و حتی ممکن است خاموش شود.
منظور از سوختن ناقص چیست؟
کارکرد ناصحیح موتور خودرو که به واسطه سوختن ناقص بنزین رخ می‌دهد نه تنها باعث کاهش قدرت خودرو میشود بلکه مصرف سوخت را بالا می‌برد و این خود باعث افزایش آلودگی هوا میشود.
سوختن ناقص، نوعی سوختن است که در آن به جای کربن دی اکسید (CO2)، کربن مونواکسید (CO) یا دوده (C) تولید می شود.
با توجه به واکنش سوختن بنزین، نسبت استوکیومتری سوخت (بنزین) به اکسیژن، ۱۴.۷/۱است. اگر این نسبت بزرگتر از ۱۴.۷/۱ باشد، اکسیژن نقش محدودکننده را دارد و اگر این نسبت کوچکتر از ۱۴.۷/۱ باشدبنزین، واکنش دهنده محدودکننده است.
شما می‌توانید با استفاده و نصب دستگاه وایدبند نسبت سوخت و هوای خودروی خودتان را به صورت لحظه‌ای ببینید.
سنسور اکسیژن، سنسور مپ و همینطور برنامه ریزی های ایسیو (ECU) تاثیر بسیار مهمی دارد که بتواند در عمل موتور را در بهینه ترین و ایده‌آل‌ترین حالت نسبت استوکیومتری را رعایت کند.
اهمیت عدد اکتان
عدد اکتان (ON) معیاری برای اندازه‌گیری توانایی سوخت در برابر ضربه زدن هنگام احتراق در سیلندر یک موتور احتراق داخلی است. عدد اکتان در شرایط استاندارد با مقایسه شدت کوبش سوخت با مخلوط دو سوخت مرجع تعیین میشود که شامل ایزو اکتان و هپتان است. عدد اکتان درصد حجمی از ایزو اکتان در مخلوط ایزو اکتان – هپتان است که با سوخت مورد آزمایش در یک موتور مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
همچنین درجه اکتان یا ON معیار استاندارد عملکرد موتور است. هرچه عدد اکتان بیشتر باشد، سوخت قبل از سوختن می‌تواند فشار بیشتری را تحمل کند.
موتورهای بنزینی به احتراق هوا و سوخت فشرده شده به عنوان مخلوط متکی هستند، که با استفاده از شمع در نزدیکی انتهای ضربه روشن می‌شوند. بنابراین تراکم پذیری زیاد سوخت به طور عمده برای موتورهای بنزینی اهمیت دارد. بنابراین استفاده از بنزین با ON پایین ممکن است منجر به مشکل ضربه موتور شود.
در ایران دو نوع بنزین معمولی و سوپر وجود دارد. عدد اکتان بنزین معمولی ۸۷ و بنزین سوپر ۹۵ است. عدد اکتان بنزین یورو ۴ در ایران که در برخی از کلان شهرها برای کاهش آلودگی هوا عرضه می شود ۹۱ است.
عواقب رعایت نشدن نسبت استوکیومتری
در صورت رعایت نشدن نسبت استوکیومتری و یا سوخت نامناسب عواقب این چنین به همراه دارد:
- با کامل نسوختن بنزین انتشار گاز های گلخانه ای بیشتر شده که باعث الودگی هوا میشود
- پاس نکردن تست های معاینه فنی و استاندارد های الایندگی
- بالا رفتن استهلاک مکانیکی موتور با ضربات حاصل از احتراق ناقص
- بالا رفتن استهلاک و کیپ شدن کاتالیزور خودرو وایجاد دوده در سیستم اگزوز
- افت توان و گشتاور موتور
شرکت های خودرو سازی، مهندسین خودرو و قطعه سازان و البته پژوهشگران همگی در تلاش هستن تا با بالا بردن سخت گیری ها در رعایت نسبت استوکیومتری و تهیه سوخت مناسب همچنین طراحی سازگار تر موتور جلوگیری کنند.
امروزه مراکز تعمیرگاهی معتبر از دستگاه وایدبند استفاده می‌کنند تا نسبت سوخت به هوای خودرو را تشخیص دهند و خودرو میزان تغذیه موتور را به نسبت استوکیومتری نگه دارند حتی در خودروهای مسابقه‌ای و تقویت شده با استفاده از وایدبند موتور می‌توانند موتور را در راندمان بالا نگه دارند و از الودگی‌ها بکاهند.
مشاهده ویدیوهای آموزشی در صفحه اینستاگرام SKPPART
