admin / 05.11.2018

Соотношение воздуха и топлива

Определения

Отношение количества окислителя к количеству топлива в процессе сжигания или в горючей смеси топливо — окислитель измеряют либо в виде отношения масс, либо в отношении объёмов, либо в отношении количества молей. Соответственно, различают массовое L 0 , {\displaystyle L_{0},} , объёмное L V {\displaystyle L_{V}} и молярное L M {\displaystyle L_{M}} отношения:

L 0 = m o m f , {\displaystyle L_{0}={\frac {m_{o}}{m_{f}}},} L V = V o V f , {\displaystyle L_{V}={\frac {V_{o}}{V_{f}}},} L M = M o M f , {\displaystyle L_{M}={\frac {M_{o}}{M_{f}}},} где m o , m f {\displaystyle m_{o},\ m_{f}} — массы окислителя и топлива; V o , V f {\displaystyle V_{o},\ V_{f}} — объёмы окислителя и топлива; M o , M f {\displaystyle M_{o},\ M_{f}} — молярное количество окислителя и топлива (число молей).

Для газообразных смесей топлива и окислителя в соответствии с законом Авогадро L M = L V . {\displaystyle L_{M}=L_{V}.}

Если в процессе химической реакции горения в продуктах горения не будет ни свободного окислителя, ни несгоревшего топлива, то такое соотношение топлива и окислителя называют стехиометрическим.

Например, реакция горения водорода в кислороде со стехиометрическими коэффициентами:

2 H 2 + O 2 ⟶ 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {2H2 + O2 -> 2H2O}}} .

В этой реакции в продуктах горения (в правой части уравнения) нет ни горючего, ни окислителя, причём на 2 моля водорода требуется 1 моль кислорода, или, по закону Авогадро, на 2 объёма водорода 1 объём кислорода, или на 4 г водорода 32 г кислорода, то есть, при полном сгорании водорода без избытка кислорода: L V s t = L M s t = 1 / 2 = 0 , 5 , {\displaystyle L_{Vst}=L_{Mst}=1/2=0,5,} L 0 s t = 32 / 4 = 8. {\displaystyle L_{0st}=32/4=8.} Эти численные значения называют стехиометрическими отношениями.

Стехиометрические отношения зависят от вида топлива и окислителя, например, в реакции горения метана в кислороде:

CH 4 + 2 O 2 ⟶ CO 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}}} L V s t = L M s t = 2 , {\displaystyle L_{Vst}=L_{Mst}=2,} L 0 s t = 64 / 16 = 4. {\displaystyle L_{0st}=64/16=4.}

Коэффициентом избытка окислителя называют отношение фактического отношения окислитель/топливо к стехиометрическому:

α = L 0 / L 0 s t = L V / L V s t = L M / L M s t , {\displaystyle \alpha =L_{0}/L_{0st}=L_{V}/L_{Vst}=L_{M}/L_{Mst},}

причём α {\displaystyle \alpha } не зависит в каком виде определено отношение окислитель/топливо масоовом, молярном или объёмном. Очевидно, что при стехиометрическом отношении окислитель/топливо α = 1. {\displaystyle \alpha =1.}

Смеси топливо/окислитель у которых α < 1 {\displaystyle \alpha <1} называют богатыми смесями, а α > 1 {\displaystyle \alpha >1} — бедными.

В зарубежной научно-технической литературе коэффициент избытка окислителя обычно обозначают буквой λ . {\displaystyle \lambda .}

Также используется параметр, называемый коэффициентом избытка топлива ϕ = 1 / α , {\displaystyle \phi =1/\alpha ,} величина, обратная к коэффициенту избытка окислителя.

Отношение воздух/топливо и коэффициент избытка воздуха

Наиболее часто используемый окислитель — кислород атмосферного воздуха, поэтому часто используется понятие коэффициент отношения воздух/топливо — отношение массы L 0 a {\displaystyle L_{0a}} или объёма L V a {\displaystyle L_{Va}} воздуха к массе или объёму топлива:

L 0 a = m a m f , {\displaystyle L_{0a}={\frac {m_{a}}{m_{f}}},} L V a = V a V f , {\displaystyle L_{Va}={\frac {V_{a}}{V_{f}}},} где m a , m f {\displaystyle m_{a},\ m_{f}} — массы воздуха и топлива; V a , V f {\displaystyle V_{a},\ V_{f}} — объёмы воздуха и топлива.

Иногда, при расчётах по стехиометрическим уравнениям горения, применяют молярное отношение воздуха к топливу, при этом считают, что молекулярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль.

L M a = M a M f , {\displaystyle L_{Ma}={\frac {M_{a}}{M_{f}}},} где M a , M f {\displaystyle M_{a},\ M_{f}} — молярное количество воздуха и топлива (число молей).

Горючее L 0 a s t {\displaystyle L_{0ast}} L V a s t {\displaystyle L_{Vast}} L M a s t {\displaystyle L_{Mast}}
Водород 34,2 2,43 2,4
Метан 17,2 9,66 9,5
Пропан 15,6 24,2 23,5
Бутан 15,4 30,8 31,0
Бензин Б-70 14,7 9430 54,2

Воздух содержит другие газы, не участвующие в процессе горения, в основном это азот с объёмной (и молярной) концентрацией около 78 %. Для расчёта стехиометрического соотношения воздух/топливо этот азот и другие инертные газы нужно учитывать в уравнении химической реакции, для простоты коэффициентов уравнения примем, что в воздухе на 1 молекулу (объём) кислорода приходится 4 молекулы (объёма) азота, тогда уравнение горения метана в воздухе будет:

CH 4 + 2 O 2 + 8 N 2 ⟶ CO 2 + 2 H 2 O + 8 N 2 {\displaystyle {\ce {CH4 + 2O2 + 8N2 -> CO2 + 2H2O + 8N2}}} ,

откуда следует, что на 1 объём метана для стехиометрического горения в воздухе требуется приблизительно 10 объёмов воздуха, точнее — 9,66 объёмов, расхождение обусловлено тем, что в уравнении не учтён аргон воздуха с концентрацией около 1 об. % и точное объемное значение концентрации кислорода в воздухе равное 20,95 %.

Стехиометрические отношения воздух/топливо для некоторых топлив приведены в таблице для воздуха при температуре 25°С и давлении 100 кПа.

Отношение фактического объёма или массы воздуха к стехиометрическому объёму или массе воздуха называют коэффициентом избытка воздуха α {\displaystyle \alpha } :

α = L 0 a / L 0 a s t = L V a / L V a s t = L M / L M s t . {\displaystyle \alpha =L_{0a}/L_{0ast}=L_{Va}/L_{Vast}=L_{M}/L_{Mst}.}

Коэффициент избытка воздуха в различных топливосжигающих устройствах и двигателях

Зависимости мощности и удельного расхода топлива для ДВС с искровым зажиганием от коэффициента избытка воздуха

Двигатели внутреннего сгорания

Коэффициент избытка воздуха α {\displaystyle \alpha } всегда для стехиометрической смеси равен единице. Но практически в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) этот коэффициент отличается от 1. Так например, оптимальный с точки зрения экономичности α {\displaystyle \alpha } для двигателей с искровым зажиганием 1,03—1,05, это превышение обусловлено тем, что из-за несовершенства смешения топлива с воздухом в карбюраторе или цилиндре двигателя с впрыском топлива для полного сгорания топлива необходимо небольшое увеличение α {\displaystyle \alpha } . С другой стороны, наибольшая мощность двигателя при прочих равных достигается при работе на более богатых смесях ( α = 0 , 83…0 , 88 {\displaystyle \alpha =0,83…0,88} На рисунке показаны зависимости мощности и экономичности двигателя с искровым зажиганием от α {\displaystyle \alpha } и соотношения воздух/топливо для бензина при некоторых значениях α {\displaystyle \alpha } . Так, для бензина стехиометрическое соотношение воздух/топливо по массе составляет 14,7, для смеси пропан-бутан это соотношение равно 15,6.

В современных двигателях поддержание α {\displaystyle \alpha } близкого к оптимальному осуществляется с помощью автоматической системы управления соотношением топливо/воздух. Основным датчиком в таких системах служит датчик концентрации свободного кислорода в выхлопных газах двигателя — так называемый лямбда-зонд.

В дизельных двигателях для исключения сильного сажеобразования α {\displaystyle \alpha } поддерживают на уровне 1,1…1,3.

Газовые турбины

В камере сгорания газовой турбины, например двигателя самолёта α {\displaystyle \alpha } поддерживается близким к 1. Но перед лопатками турбины для снижения температуры газа из соображений жаропрочности лопаток газ из камеры сгорания разбавляется воздухом, отбираемым от компрессора турбины, что снижает его температуру от приблизительно 1600 °C до 1300…1400 °C, поэтому α {\displaystyle \alpha } в выхлопных газах турбины α {\displaystyle \alpha } значительно больше 1 и достигает 5.

Промышленные, отопительные и бытовые котлы

α {\displaystyle \alpha } в таких котлах существенно зависит от вида топлива. В газовых котлах небольшой мощности или производительности α {\displaystyle \alpha } составляет 1,2…1,4, в крупных энергетических котлахсжигающих природный газ — 1,03…1,1. В котлах, работающие на жидком и твёрдом топливе для полноты сгорания α {\displaystyle \alpha } поддерживается в пределах от 1,5 до 2…3.

SaLuTik ›
Blog ›
Руководство по настройке соотношения воздух-топливо(AFR) при помощи A’pexi SAFC II

Необходимый инструментарий

• Ноутбук с операционной системой Windows, имеющий USB или COM порты для подключения ШПЛЗ и USB или Bluetooth для подключения к автомобилю по интерфейсу OBD2
• Широкополосный лямбда зонд (AEM, Innovate, PLX) с возможностью подключения к компьютеру по последовательному порту COM1
• OBD2 сканер (например ELM327) подключаемый к компьютеру по USB или Bluetooth
• Топливный контроллер APEXI SAFC II(SAFC, AFC NEO) или подобные контроллеры, изменяющие показания расходомера в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки, например Camcon, или Blitz или e-Manage или AEM FIC, которые, помимо показаний расходомера, могут изменять длительность импульса форсунки.

Теоретические сведения о работе современных двигателей
Теория настройки AFR
Суть настройки заключается в подаче корректной топливовоздушной смеси в двигатель в разных режимах работы. Известное многим стехиометрическое соотношение (14,7:1), при котором, теоретически, сгорает все топливо, оптимально для работы катализатора, но допустимо только в ненагруженных режимах, например на холостом ходу, или при спокойной езде. В нагруженных режимах используется более богатая смесь. Для атмосферного двигателя – 13-12 для надувного 12-11. Причем даже небольшие изменения AFR могут повлиять на мощность двигателя, так что конкретные значения соотношения для различных режимов работы вашего двигателя стоит искать опытным путем, или изучить опыт людей, настраивавших ваш тип двигателя ранее.
Теперь немного о способе настройки смеси при помощи изменения показаний расходомера. SAFC, как и многие другие «Топливные контроллеры», не управляет непосредственной подачей топлива, а всего лишь изменяет показания расходомера воздуха, что заставляет мозги автомобиля пересчитывать длительность открытия форсунок, и, как следствие, изменять количество топлива в смеси.
Принцип самообучения и работы современного двигателя
В силу особенностей работы узкополосных лямбда зондов, устанавливаемых на многие двигатели(узкополосник показывает AFR в узком диапазоне 14.7:1 и имеет очень неустойчивое среднее положение, по сути показывая компьютеру много или мало топлива подается в двигатель), двигатель имеет 2 режима работы:
1. Closed Loop – режим, в котором происходит коррекция топливовоздушной смеси к соотношению 14,7:1 по показаниям лямбда зонда. В данном режиме двигатель работает в ненагруженных режимах – при спокойной езде.
2. Open Loop – режим в котором коррекции по лямбде не происходит, поскольку узкополосный лямбда зонд не в силах показать AFR, которые устанавливаются в этих режимах. Например при полном открытии дросселя, большой нагрузке, прогреве или при торможении двигателем, когда подача топлива в двигатель прекращается.
Теперь немного про основные принципы самообучения. Существует 2 типа коррекции – кратковременная Short Fuel Trim (далее SFT) и долговременная Long Fuel Trim (LFT). LFT остается в памяти автомобиля при выключении зажигания.
В режиме Closed Loop мозги считывают показания лямбды и, в зависимости от показаний, изменяют параметр SFT.
Например мозги считывают с лямбды показания, говорящие об обедненной смеси, параметр SFT устанавливается на обогащение, относительно изначальной топливной карты, например на +5%. После впрыска считываются новые показания лямбды и значение SFT корректируется в соответствии с этими показаниями.
Если параметр SFT по значению или времени превышает критические значения, корректируется карта параметров LFT. Процесс обучения происходит постоянно. Таким образом, мозги могут скорректировать недостаточное давление топлива, некорректную работу форсунок, расходомера и прочих датчиков в пределах +- 20-30%.
Теперь о режиме Open Loop – корректировка по показаниям лямбда зонда в этом режиме отключается, для корректной работы впрыска используются значения LFT, рассчитанные на основе данных, полученных при обучении.
Переключение между режимами Open и Closed Loop происходит при различном соотношении параметров работы двигателя. Например для 1NZ-FE переход в Open loop происходит при определенном соотношении ткущих оборотов и открытии дроссельной заслонки, например при относительном открытии дросселя 100% переход в опенлуп происходит на любых оборотах при меньшем открытии пороговое значение оборотов двигается в сторону увеличения, например 80% переход с 4000 , также при торможении двигателем и прогреве.

Немного о зажигании
Мы не будем подробно останавливаться на настройке зажигания, поскольку SAFC настраивать его не умеет. В современным двигателе углом опережения управляет компьютер по заранее заложенной в него карте. Корректировка угла зажигания происходит по датчику детонации. При возникновении детонации зажигание сдвигается в сторону запаздывания. В случае, если детонация прекратилась, угол продолжает расти дальше согласно карте зажигания. Косвенно управлять углом зажигания можно и при помощи SAFC, поскольку при уменьшении расхода, зажигание сдвигается в сторону опережения.

Детонация
Детонация – враг №1, может быть вызвана низким октановым числом, бедной смесью, ранними углами опережения зажигания, высокой температурой поступающего воздуха, и другими факторами. Детонация приводит к увеличению температуры в камере сгорания, прогоранию поршней, поломке шатунов, и прочим повреждениям двигателя. При настройке необходимо избегать детонации. SAFC II имеет возможность отслеживать сигнал со штатного датчика детонации двигателя. Показания не всегда корректны, но примерный уровень по ним отследить можно.

Настройка смеси при помощи SAFC
Подготовка дополнительного оборудования
Настройку будем производить при помощи программы PCMSCAN, позволяющей записывать параметры двигателя, в том числе и показания ШПЛЗ, подключенного к компьютеру по COM порту. Подробно о подключении ШПЛЗ вы можете прочитать в инструкции к вашему датчику. Стоит добавить, что для отображения показаний AFR в настройках программы PCMSCAN необходимо правильно указать номер COM порта, который можно посмотреть в системных настройках компьютера.
Также необходимо подключиться к мозгам при помощи порта OBD2, этот процесс подробно рассмотрен в справке к программе PCMSCAN и не один раз обсуждался в интернете.
Параметры, которые необходимо будет отслеживать:
1. Обороты двигателя
2. AFR
3. Показания Расходомера (MAF Sensor)
4. Угол опережения зажигания
5. Long Fuel Trim
6. Short Fuel Trim
7. Скорость автомобиля
8. Положение дроссельной заслонки
Для отслеживания этих параметров, в программе PCMSCAN нужно создать два графика, вмещающих по 4 параметра каждый. Создание и настройка полей для графиков очень подробно описана в справке к программе. Не поленитесь и почитайте.

Подготовка и важные моменты настройки SAFC
Не будем подробно останавливаться на том, какие кнопки надо нажимать на SAFC чтобы включить тот или иной режим, эта информация в полном обьеме доступна в инструкциях.
Для настройки топливовоздушной смеси SAFC может предложить нам 2 карты, соответствующие нагруженному (HI-Throttle) и ненагруженному (Lo-throttle) режимам работы двигателя. Переключение между картами осуществляется по датчику положения дроссельной заслонки, параметры переключения можно настроить в пункте меню TH-Point. При настройке TH-Point указываются два значения
• Lo – при значениях положения дросселя меньше этого значения корректировка происходит по Lo карте. Например, в режиме Closed Loop
• Hi – при значениях положения дросселя больше этого значения корректировка происходит по Hi карте.
• Если положение дросселя находится между значениями Hi и Lo, итоговая карта получается путем аппроксимации из Lo и Hi карт
Если вы точно знаете значение положения дросселя при котором происходит переход в Open Loop, вы можете установить его в качестве значения HI, значение Lo стоит установить максимально близким к Hi.
Карта настраивается по оборотам, значения которых можно выставить в настройках SAFC.
Вместо дросселя к SAFC можно подключить датчик давления во впускном коллекторе (имеющий на выходе напряжение 0-5В) и переключаться между картами при переходе давления из вакуума в наддув. Но стоит учитывать, что такое подключение так же может быть не корректным, например положение дросселя 30%, обороты 3000, наддув 0,2 бар, при этом двигатель 1NZ может находиться в режиме Closed Loop. Такое переключение к Hi карте вполне может вызвать изменение параметра LFT, причем суммарно может уехать LFT используемый для корректировки подачи топлива в режиме Open Loop.
Эти нюансы работы вашего двигателя, турбины или компрессора стоит определить опытным путем и учитывать при настройке.

Первый этап – настройка Lo-Throttle карты
Пример настройки будет рассмотрен на примере двигателя 1NZ-FE с установленным компрессором Jimze и форсунками от 1ZZ-FE имеющими примерно +30% производительности относительно штатных форсунок. Переход в OpenLoop осуществляется по 70% (OBDII параметр Absolute throttle position) положения дросселя.
Суть первого этапа заключается в том, чтобы выставить значения LFT максимально близкими к 0%, тем самым компенсировав избыточную производительность новых форсунок.
1. Определяем первое значение корректировки, от которого будем производить настройку.
Производительность стоковых форсунок 210сс
Производительность новых форсунок 270сс
Корректировка%=(1-210/270)*100%=23%
2. Сбрасываем мозги, отключив аккумулятор примерно на 5 минут.
3. Включаем зажигание, не заводя машину.
4. Заходим в пункт меню Settings/Lo-Thrtl в SAFC и выставляем для всех оборотов значения
-23%.
5. Заводим двигатель и включаем запись параметров на ноутбуке.
6. Далее наблюдаем за поведением параметров SFT и LFT. Наша цель выставить значение корректировки так, чтобы параметр LFT был равен 0% а параметр SFT колебался относительно 0 с небольшой амплитудой. При этом вы увидите, что значения AFR тоже совершают колебания относительно значения 14.7(15)
7. После того как вы закончили настраивать корректировку для ХХ, переходите к следующему значению оборотов, например 1500. Держите эти обороты и повторите предыдущий пункт. Таким образом настройте значения корректировки для всех оборотов.
8. Перенесите полученные значения корректировок в Hi карту.
9. После такой настройки стоит спокойно поездить 15-20 километров для обучения двигателя. С включенной записью параметров. После поездки посмотрите на логии, не сильно ли уплыли значения LFT. После того как двигатель адаптируется, LFT на ХХ и при оборотах до 1000 изменится примерно на -10% — это нормально. Если и в остальных режимах значения LFT сильно уплыли, проведите корректировку Lo карты.

Второй этап – подготовка к настройке Hi-throttle карты
1. После того как мозги пообвыклись с Lo картой преходите к настройке Hi карты. Задача на этом этапе – выставить безопасную под наддувом смесь – 11-10.
2. В настройках Hi-Thrtl увеличьте значения корректировки на +40-50% относительно карты Lo, например в карте Lo для 4000 стоит значение -22%, в карте Hi выставьте +20%.
3. Включите запись параметров и покатайтесь открывая дроссель на полную. Во время поездок внимательно следите за показаниями AFR, в случае, если смесь беднее 13, лучше газ отпустить, и увеличить значение корректировки еще процентов на 10.
4. Проехав 10-20 километров в таком режиме остановитесь, и проанализируйте лог вашей поездки:
• Стоит обратить внимание на то, чтобы под нагрузкой двигатель переходил в Open Loop, это можно заметить на логе по параметру SFT, в режиме Open Loop SFT=0%.
• Обратите внимание, при каких параметрах положения дросселя и оборотах двигатель переходит в Open Loop.
• Изучите поведения углов опережения зажигания, помните, что при возникновении детонации угол зажигания будет откатываться в сторону запаздывания. Ели на кривой углов видны провалы, или угол не достигает нужного значения (18-20 градусов), возможно вы столкнулись с детонацией.
5. Итогом второго этапа должна стать стабильная смесь 11-10 в режиме Open Loop при разгоне на любой скорости.
6. Покатайтесь так еще 30-40 км для адаптации мозгов авто, записывая данные поездок. Проанализируйте логи, и если смесь уплыла, произведите корректировки.

Третий этап – настройка Hi-trottle карты
1. Выберите скорость на которой будете настраиваться, для автомата – 2 или 3, для мкпп 3 или 4. Сделайте несколько заездов с полностью открытым дросселем. Постарайтесь чтобы на выбранную вами скорость пришелся максимальный диапазон по оборотам. Например 3000-6500.
2. Изучите логи поездки, посмотрите какое соотношение AFR соответствует оборотам.
3. Определитесь с целевым составом смеси. Точного рецепта тут нет, но большинство сходится во мнении, что мощностная смесь для наддувного двигателя находится в диапазоне от 11 до 12.
4. Произведите первую корректировку. Например, если на 5000 оборотов AFR 10.5, текущая корректировка в Hi карте +22%, а ожидаемое AFR 11.6, вы можете начать с уменьшения корректировки на 5%.
5. Повторяйте пункт 4 для всего настраиваемого диапазона
6. После настройки покатайтесь еще километров 20, и сделайте контрольный заезд. Убедитесь, что смесь в норме, зажигание не убегает, и нет признаков детонации.

Источник: https://www.drive2.com/b/1439026/

соотношение количества бензина и воздуха когда смесь нормальная Rate this post

Детонация это очень быстрое, взрывное сгорание рабочей смеси в цилиндрах, при котором скорость распространения пламени достигает 3500 м/с (при норме 30 35 м/с). Такая скорость сгорания приводит к резкому повышению давления газов, что вызывает сильный удар поршня по коленчатому валу, и как следствие этого, появление детонационных стуков, вредных для работы. Применение топлива с низким октановым числом. Перегрев двигателя. Неправильная установка момента зажигания. В некоторых случаях можно повысить стойкость бензина против детонации, добавив в него специальную этиловую жидкость Р-9.

Но такой бензин становится этилированным. Применение этилированного бензина в развитых странах запрещено, так, как он ядовит. Его основу составляют производные свинца, который не сгорает в двигателе и выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Для уменьшения токсичности в отработавших газах на некоторых устанавливают специальные устройства, называемые катализаторами (каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд). Необходимо помнить, что применение этилированного бензина несовместимо с использованием катализатора, он выводит его из строя.

Горючая смесь это смесь паров бензина и воздуха. Нормальной считается такая смесь, в которой соотношение бензина и воздуха 1:15, т. Е. На 1кг бензина приходится 15 кг воздуха.

Такое соотношение чисто теоретически обеспечивает полное сгорание 1 кг бензина. При работе двигателя на различных режимах семь бензина и воздуха должны быть в других, вызванных необходимостью соотношениях. Применяются следующие виды горючей смеси:
Обогащенная когда на 1 кг бензина приходится от 13 до 15 кг воздуха. Богатая когда на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха. Обедненная когда на 1 кг бензина приходится от 15 до 17 кг воздуха. Бедная когда на 1 кг бензина приходится более 17 кг воздуха.

Эти смеси применяются следующим образом. При работе двигателя на холостом ходу (без нагрузки автомобиль стоит, а двигатель работает) смесь должна быть обогащенной. Это необходимо потому, что обороты двигателя малы, горение смеси происходит медленно, в цилиндрах увеличивается количество отработавших газов, разбавляющих смесь. Следовательно, смесь необходимо обогащать (увеличивать количество бензина на то же количество воздуха). При пуске двигателя смесь должна быть богатой.

Пока смесь доберется от карбюратора до цилиндра, часть паров бензина осядет на холодных стенках впускного коллектора и стенках цилиндра. Обогатив ее, мы сделаем ее нормальной для воспламенения к моменту зажигания. При работе двигателя на средних нагрузках смесь должна быть обедненной. Это основной режим работы двигателя, он наиболее экономичен. Автомобиль движется в основном за счет инерции, накопленной при разгоне, а двигатель лишь поддерживает это движение без особых на него нагрузок.

Сгорание смеси достаточно быстрое и можно несколько уменьшить количество бензина в смеси на то же количество воздуха. Для получения полной мощности (быстрый разгон, резкое ускорение, преодоление препятствий, движение с максимальной скоростью) смесь должна быть обогащенной. Именно такая смесь обеспечивает получение полной мощности, однако из-за недостатка воздуха часть паров бензина сгореть не успевает, и бесцельно выбрасывается в атмосферу. Специальным устройством, в котором образуется нужная по составу горючая смесь является карбюратор или инжектор.

Принцип их работы в основе своей очень близок друг к другу. Однако инжектор это более современное устройство, дающее больший эффект при его применении. Работа педалью акселератора, чаще называемой ГАЗ регулировками специальных систем, обеспечивающих приготовление смеси нужного состава. Хотя воздействие водителем на педаль акселератора приводит к изменению оборотов двигателя, а следовательно, и к изменению крутящего момента на маховике, тем не менее, именно такое воздействие в определенных случаях вызывает изменение смеси по составу.

Для того чтобы понять это рассмотрим принцип действия. Статья с : http://ru-cars.net.

Источник: http://avtoladagood.ru/3346-.html

Бедная или богатая смесь бензина и воздуха

В данной статье расскажем, что такое бедная или богатая смесь бензина и воздуха. Какие пропорции оптимальны для работы двигателя.

Смесеобразование в двигателях

В двигателях внутреннего сгорания горючая смесь требуемого состава приготавливается из топлива и воздуха в специальном устройстве (карбюратор, система впрыска), а затем подается в нужном количестве внутрь мотора. Смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием кислорода), принято называть нормальной. Если быть точным, смесь бензина и воздуха в соотношении 1:14,7 называют стехиометрической. Это основные пропорции для любого двигателя, но бывают варианты.

Уменьшим поступление воздуха до 12,5 — 13 кг. Смесь обогатится (бензином) — станет мощностной, потому что, сгорая в цилиндрах наиболее быстро, создает максимальное давление на поршни, а значит высокую мощность. Правда, экономичность ухудшается на 15-20%. Если при сгорании на 1 кг бензина затрачивается от 13 до 15 кг воздуха смесь называют обогащенной, если менее 13 кг воздуха — богатой.
Дальнейшее обогащение 5-6 кг воздуха на 1 кг топлива приводит к тому, что способность смеси к воспламенению ухудшается настолько, что двигатель может остановиться. Если соотношение бензина и воздуха станет 1:5, то смесь не воспламеняется.
Если стремиться к экономичности, воздуха к смеси следует немного добавить — до 15-17 кг на 1 кг бензина. Такую смесь называют обедненной. Расход бензина становится минимальным, правда потеря мощности до 8-10% в сравнении с «мощностной». Если воздуха свыше 17 кг — смесь такого состава называют бедной. Смесь при соотношении бензина и воздуха 1:21 и более не воспламеняется.
Нельзя обеднять смесь беспредельно: когда воздуха больше 20 кг на 1 кг бензина, воспламенение от искры станет ненадежным и может прекратиться. Пока он работает на бедной смеси, нечего ждать достаточной мощности и, как ни странно, экономичности. Ведь тяговые характеристики машины ухудшаются настолько, что водитель вынужден ее «подхлестывать», переходя на пониженную передачу там, где легко ехал на высшей.
На слишком богатой смеси, мощность мотора существенно снижается, а расход бензина увеличивается. Значит, богатая или, хуже, переобогащенная смесь — это избыток бензина или недостаток воздуха.

Для чего обедняют смесь?

Смесь обеднять нужно в любом случае — это экономичность и токсичность при одинаковой мощности. Топливовоздушная смесь воспламеняется от искры в некотором диапазоне концентраций. Направленным движением воздуха (зависит от формы коллектора, клапанных каналов, камеры сгорания поршня) в цилиндре и факелом впрыскиваемого топлива можно достичь локальной «богатой» смеси в районе свечи зажигания на всех режимах работы, что позволит ей надёжно воспламеняться. При этом суммарно смесь в цилиндре будет «бедной».
На некоторых режимах (х.х., низкая нагрузка) нет необходимости в большой дозе топлива. Соответственно, нет необходимости и в большом количестве воздуха. Для таких режимов могут уменьшить количество воздуха, например, не открывая один из двух впускных клапанов или сильно искажая фазы их открытия/закрытия, создавая дополнительное сопротивление на выпуске.
На режимах больших нагрузок открывается все, что можно и врыскиваемое топливо закруживается воздухом в цилиндре так, что смесь у свечи будет локально богатой и, главное, будет обеспечено «плавное» воспламенение и сгорание порций топлива в этом вихре. Т.е. смесь предельно обедняется, но лишь вихри воздуха помогают её нормально сжигать.

Источник: https://amastercar.ru/articles/fuel_oil_3.shtml

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*