Современная система управления двигателем следит за тем, чтобы в его цилиндрах сгорала экологически чистая топливовоздушная смесь. Но некоторые автомобилисты, меняя прошивки, в том числе, влияющие на состав смеси, хотят добиться еще большей мощности или меньшего расхода топлива.Законы физики едины для любой техники. Но то, что в поршневом двигателе скрыто от наших глаз, в реактивном порой видно снаружи. Особенно ярко - на самолетных газотурбинных двигателях. У отлично настроенного двигателя АЛ-31 пламя форсажа не желтоватое, как на двигателях многих других фирм, а прозрачно-синее, что говорит о высокой чистоте сгорания, меньшем расходе топлива. Вот только добиться такого результата, не ухудшая устойчивости работы двигателя, далеко не просто.Вот так горит топливо и в первоклассном автомобильном двигателе. Современный автомобильный двигатель, получив подобную «идеологию», основательно поумнел. Избавляя человека от забот, машина сама себя диагностирует, сообщает о «болячках», подсказывает, когда ехать к мастерам. В России любое горючее вещество – бензин, керосин, солярку, спирт, газ – народ называет топливом, хотя ничто не может гореть без окислителя. Чаще всего это кислород воздуха. Что же и как полыхает в цилиндрах широко распространенных бензиновых двигателей?Распыленное форсунками горючее испаряется в каналах перед впускными клапанами. В цилиндрах же сгорает газообразная рабочая смесь горючего и воздуха. Она «гомогенная» (одного состава по всему объему), – такую электронной системе управления двигателем (ЭСУД) проще контролировать. Но если у кого-то еще трудится карбюраторный автомобиль, то многое справедливо и для него, – разница лишь в способах регулирования режимов работы.В частности, для надежного воспламенения важно, как соотносятся в рабочей смеси массы воздуха и горючего. Смесь из 14,7 г воздуха и 1 г бензина называют стехиометрической. Воздуха ровно столько, сколько нужно для полного сгорания бензина. Отклонения от этого идеала для удобства оценивают так называемым коэффициентом избытка воздуха λ. В нашем примере. Если λ больше единицы, смесь называют бедной, меньше – богатой. При λ = 1 возможна полноценная окислительная реакция, не оставляющая неиспользованных компонентов. В отработавших газах (до первого датчика кислорода в системе выпуска) два основных продукта сгорания – углекислый газ СО2 (13,7 % по объему) и водяной пар h3O (13,1 %). Азот воздуха не горюч, – этот балласт занимает 71,5%. Правда, в реальном двигателе не все так гладко, как в теории. Даже при сжигании стехиометрической смеси в отработавших газах присутствуют СО (до 0,7 %) и СН (до 0,2 %). А на режимах с высокими температурами могут появиться и токсичные оксиды азота NOx – около 0,1 %.С этими дозами ядов трехкомпонентный каталитический нейтрализатор справляется практически стопроцентно, это его штатный режим работы. Первые два он «доокислит» (дожжет), а оксиды NOx восстановит до безвредного азота N2.Карбюратор и при самой грамотной регулировке не может гарантировать стехиометрии даже на основных режимах работы, не говоря уже о переходных. Отсюда экологические проблемы. Это основная причина того, что о карбюраторах (при всей их простоте и привлекательности для кого-то) автомобильный мир постепенно забывает. Но убавим немного воздуха... При λ = 0,8...0,9 получается смесь для режимов высокой мощности, ибо скорость ее сгорания самая высокая. Но некоторая часть «заряда» в цилиндре не успевает прореагировать, доли СО и СН, как и расход топлива, несколько выше, чем при стехиометрии.Еще меньше воздуха? Слишком богатая смесь горит неэффективно. Расход топлива велик, мощность снижена, в отработавших газах много токсичных продуктов – СО, СН и С. Первый из них – окись углерода, «угарный газ без цвета и запаха». Из-за дефицита кислорода он «недоокислился» до СО2. Второй – «углеводороды», пары горючего, не успевшие воспламениться и выброшенные в трубу. Третий – появившиеся в ходе реакций частицы углерода (черная копоть), которым тоже не хватило воздуха, чтобы догореть. Копоть нарушает работу свечей – угольные «мостики» прерывают искрообразование – и в нейтрализаторе дожигается слишком много топлива, он перегревается, а при температурах свыше 1000оС ему приходит конец. Поэтому система самодиагностики, обнаружив, что в каком-то цилиндре слишком много пропусков воспламенения, отключает его форсунку – и сигнализирует: «проверь двигатель!» Ну а если окислителя так мало, что смесь невозможно зажечь, ее называют переобогащенной. Именно поэтому плотные бензиновые пары в баке не взрываются даже при неисправном, сильно искрящем электрическом указателе уровня топлива.Начнем обеднять смесь, добавляя к стехиометрической воздуха. Смесь с λ = 1,05...1,1 обеспечивает наилучшую экономичность, но с ощутимым недобором мощности. Такая смесь горит медленней, а лишний воздух равносилен балласту, уносящему в трубу часть полезной теплоты. При сильном обеднении смеси (в основном, у двигателей с непосредственным впрыском топлива в цилиндры) начинают так быстро расти выбросы NOx ,что обычный нейтрализатор с ними не справляется. Это сильно усложняет систему очистки отработавших газов. Но для двигателей, работающих преимущественно при стехиометрии (то есть обычных инжекторных) эта тема не актуальна. Наконец, смесь, в которой так много воздуха, что она не воспламеняется, называют переобедненной. Так, если при резком открытии дросселя мотор «проваливает», – значит, впрыск топлива не поспевает за поступлением воздуха. Хорошо известная причина – засорение топливного фильтра на входе в бензонасос!Итак, сегодня для наиболее распространенных инжекторных двигателей оптимальной считается стехиометрическая смесь. Такова их основная настройка, прописанная в так называемых «заводских прошивках». Экономичность и мощность двигателя – на приемлемом уровне, вреда для экологии минимум. Ну а знать или не знать, как работает система, ваше личное дело. Немногие представляют себе устройство современного компьютера, а пользуются же! Важно вовремя замечать неполадки, – а устранить их обязан сервис. Для простоты укрепления знаний можно обратиться к житейским примерам, – например, к газовой плите или деревенской печке. Если при работающем двигателе уменьшить подачу воздуха, закрыв дроссель, то ЭСУД синхронно снизит подачу топлива. А кухонная печка начнет выделять угарный газ СО. О том, что угарного газа выделялось много, говорят черные, обугленные головешки. Почему уголь не сгорел? – Не хватило кислорода. Значит, оксида углерода СО было немало... Будь в печи пламя, как в кузнечном горне, – белое, ревущее – остался бы в ней только светлый (минеральный, не горючий) пепел.Ну а с выстуженной печкой обращение иное. С поверхности холодных дров летучие углеводороды испаряются слабо. А цепная реакция горения устойчива и вообще возможна лишь при условии, что температура в очаге быстро достигнет градусов 800. Поэтому начинать растопку надо с мелкого топлива, но в большом количестве, чтобы поверхность горения была как можно большей. Это сухой хворост, стружки, щепки, береста, газеты. Налицо немало общего с двигателем.Напомним, при пуске совсем холодного бензин слабо испаряется – и получить нужный состав смеси, не прибегая к каким-то дополнительным мерам, затруднительно. Поэтому контроллер прикажет форсункам настолько увеличить подачу бензина, чтобы смесь в цилиндрах смогла воспламеняться. А по мере прогрева двигателя расход топлива, в соответствии с «прошивкой мозгов», по определенному закону снижается.Но печка – это пример «дикого», неорганизованного, горения. Гораздо показательнее экспериментировать с газовой горелкой. Бедную газо-воздушную смесь иной раз и не запалишь: хлопок – а огня нет! Если же загорится, то шумно, неустойчиво, временами даже отрываясь от горелки.На снимках – опыты с портативной горелкой. При минимальном притоке воздуха богатая смесь от пьезо-искорки даже не загорается. От спички – неохотно. Пламя желтоватое, вялое – сразу закоптило наш стальной стержень. Затем прибавили воздуха – и получили смесь, которая отлично загорается от искры. Пламя голубое, ровное, горячее, копоти нет, стержень нагрелся докрасна. Вот эта регулировка – наилучшая.Всякий двигатель, сжигающий топливо, неспроста называют тепловым – в нем есть та же «печка», только с лучше организованной работой. И задача, по большому счету, та же: максимум эффективности при минимуме вреда. Остается напомнить (см. график): невозможно при одном и том же составе смеси одновременно добиться максимума мощности и минимума расхода топлива. Посему оптимальной для наиболее распространенных инжекторных двигателей считается стехиометрическая смесь. С нею и мощность достаточная, и экономичность приемлемая, и вред природе – минимальный.
Подписи к фото: 1. Так горит богатая газово-воздушная смесь. Пламя горелки желтоватое и, в сравнении с правильной регулировкой, – «прохладное». Подопытный стержень закопчен. 2. Сжигаем газово-воздушную смесь оптимального состава. Пламя голубое, стержень нагрет докрасна. А позади него пламя уже не голубое – оно подсвечено частицами окалины и т. п., отрывающимися от поверхности металла.
wiki.zr.ru
Эта статья относится только к бензиновым двигателям. Процесс и особенности смесеобразования в дизельных двигателях описаны на соответствующей странице в этом разделе.
Горючая смесь состоит из паров топлива и воздуха.
Рабочий процесс в цилиндрах бензинового двигателя протекает очень быстро, каждый такт в двигателе, работающим с числом оборотов коленчатого вала 2000 об/мин, совершается за 0,015 сек.
Горение жидкого топлива происходит относительно медленно, а необходимо, чтобы сгорание топлива в цилиндре происходило за более короткое время, чем совершается какой-либо такт. Повысить скорость сгорания до 25-30 м/сек можно лишь при том условии, если жидкое топливо будет размельчено на мельчайшие капельки, а затем испарено. Образование мельчайших капелек достигается распыливанием и испарением топлива, а быстрое сгорание происходит благодаря тщательному перемешиванию этих паров с необходимым количеством воздуха.
Для полного сгорания топлива необходимо строго определенное количество кислорода, находящегося в воздухе. Если воздуха будет недостаточно, то все топливо сгореть не сможет, при избытке воздуха топливо сгорает все, но еще остается неиспользованная часть кислорода в воздухе.
Для полного сгорания топлива необходимо строго определенное количество кислорода, находящегося в воздухе. Если воздуха будет недостаточно, то все топливо сгореть не сможет, при избытке воздуха топливо сгорает все, но еще остается неиспользованная часть кислорода в воздухе.
Установлено, что для сгорания 1 кг топлива необходимо иметь 15 кг воздуха. Смесь такого состава носит название нормальной (стехиометрической). Однако при соотношении 1:15 полного сгорания топлива не происходит и часть его бесцельно теряется.
Для полного сгорания соотношение топлива и воздуха должно быть 1:17 – 1:18, такая смесь носит название обедненной. Вследствие избытка воздуха в обедненной смеси понижается ее теплотворная способность, что приводит к понижению скорости сгорания и снижению мощности двигателя.
Для повышения мощности двигателя смесь должна гореть с наибольшей скоростью, а это возможно при соотношении топлива и воздуха 1:13, такая смесь называется обогащенной. При таком составе смеси полного сгорания топлива не происходит и экономичность двигателя ухудшается, зато удается получить от него наибольшую мощность.
При соотношении топлива и воздуха меньше 1:13 скорость горения уменьшается, экономичность двигателя и его мощность снижается. Смесь такого состава называют богатой. Если соотношение топлива и воздуха в смеси больше 1:18, скорость ее горения также резко снижается, что также приводит к потере экономичности и мощности. Смесь такого состава называется бедной.
Когда содержание воздуха в смеси менее 6 кг на 1 кг топлива или более 20 кг на 1 кг топлива, горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется.
В работающем двигателе обычно различают пять основных режимов: пуск холодного двигателя, работа на малых оборотах (холостой ход), работа при частичных нагрузках (средние нагрузки), работа при полных нагрузках и работа при резком увеличении нагрузки или числа оборотов. Для каждого из режимов состав смеси должен быть разным.
При пуске холодного двигателя условия смесеобразования очень плохие: двигатель холодный, большая часть топлива конденсируется на стенках цилиндров и во впускном трубопроводе, а скорость потока воздуха невелика, так как коленчатый вал двигателя проворачивается с небольшим числом оборотов. Для обеспечения пуска холодного двигателя смесь должна быть богатой с тем, чтобы возместить ту часть топлива, которая конденсируется на стенках цилиндров.
При малых оборотах холостого хода условия смесеобразования также плохие вследствие недостаточной очистки цилиндров от отработавших газов. Количество смеси при этом режиме должно быть невелико, но по качественному составу она должна быть обогащенной.
При средних нагрузках от двигателя полной мощности не требуется и для экономии топлива смесь должна быть обедненной, т.е. такой, которая полностью сгорает.
При полных нагрузках смесь должна обладать наибольшей скоростью сгорания с тем, чтобы от двигателя получить наибольшую мощность. Этим условиям удовлетворяет обогащенная смесь, но при этом двигатель работает менее экономично, чем при средних нагрузках.
При резком увеличении нагрузки или числа оборотов коленчатого вала смесь должна быть обогащенной, в противном случае двигатель остановится.
Неисправности системы питания заключаются в образовании смеси несоответствующего качества и повышенном расходе топлива. К наиболее часто встречающимся неисправностям системы питания относится образование богатой или бедной горючей смеси.
Богатая рабочая смесь обладает пониженной скоростью горения и вызывает перегрев двигателя, работа его при этом сопровождается резкими хлопками в глушителе. Хлопки появляются в результате неполного сгорания смеси в цилиндре (не хватает кислорода воздуха), и догорание ее происходит в глушителе, сопровождающееся черным дымом.
Длительная работа двигателя на богатой смеси приводит к перерасходу топлива и большому отложению нагара на стенках камеры сгорания и электродах свечей зажигания. Образованию богатой горючей смеси способствует уменьшение количества поступающего воздуха или увеличение количества поступающего топлива.
Бедная горючая смесь также обладает пониженной скоростью сгорания, двигатель перегревается, и его работа сопровождается резкими хлопками во впускном трубопроводе. Хлопки появляются в результате того, что смесь еще догорает в цилиндре, когда уже открыт впускной клапан и пламя распространяется во впускной трубопровод.
Длительная работа двигателя на бедной смеси также вызывает перерасход топлива вследствие того, что мощность двигателя в этом случае падает и чаще приходится пользоваться пониженными передачами. Образованию бедной горючей смеси способствует либо уменьшение количества поступающего топлива, либо увеличение количества поступающего воздуха.
При нормальных условиях сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя происходит со скоростью 25-30 м/сек и давление в цилиндре нарастает плавно. Двигатель работает в нормальном тепловом режиме, без стуков и отказов.
При применении топлива более низкого качества, перегреве двигателя, установке очень раннего момента воспламенения смесь начинает гореть со скоростью, доходящей до 2000 м/сек. Такое взрывное сгорание смеси называется детонацией. При детонационном сгорании давление в отдельных частях цилиндра резко возрастает, появляются металлические стуки, мощность двигателя падает, появляется черный дым из глушителя. Наиболее вредно явление детонации сказывается на состоянии деталей кривошипно-шатунного механизма, где возможно разрушение отдельных деталей.
Склонность топлива к детонации условно оценивают октановым числом. Чем выше октановое число, тем топливо меньше склонно к детонации. Бензин с более высоким октановым числом применяют для двигателей с более высокой степенью сжатия.
Детонационное сгорание смеси иногда ошибочно путают с самовоспламенением или калильным зажиганием. Самовоспламенение может наступить в цилиндрах перегретого двигателя в тот момент, когда электрическая искра еще не поступила в цилиндр, а также при воспламенении от раскаленных частиц нагара или электродов свечи. Как в том, так и в другом случае смесь горит с нормальной скоростью. Обычно это явление наблюдается при выключении зажигания, когда двигатель еще продолжает некоторое время работать.
avtonov.info
Как известно, в современных автомобилях установлены двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Это означает, что в цилиндрах двигателя сгорает не бензин и не дизель, а топливно-воздушная смесь. Происходит это следующим образом. Форсунки подачи топлива распыляют горючее, которое испаряется перед входящими клапанами в виде мелкодисперсной взвеси. А уже в цилиндрах происходит сгорание этих испарений, перемешанных с воздухом от электрической искры.
Таким образом, топливно-воздушная смесь (ТВС) – это производное из жидкого горючего и мелкодисперсного воздуха с включением парообразной фазы в небольшом количестве.
Причины богатоой топливной смести автомобиля
Таким образом, состав топливной смеси определяется отношением воздуха к горючему. Это отношение зависит от объема подачи жидкого топлива к цилиндрам. Когда происходит ускорение – происходит интенсивное насыщение жидкого топлива воздушной массой. Когда это соотношение нарушено, топливно-воздушная смесь богатая или бедная.
Приготовление топливно-воздушной смеси – это процесс, за который отвечает инжектор автомобиля. Инжекторная система впрыска готовит смеси с различным содержанием кислорода, и именно это обеспечивает многообразие режимов работы двигателя внутреннего сгорания. Именно состав топливной смеси позволяет автомобилю резко повысить скорость во время обгона или же преодолеть подъем.
Богатая смесь – это смесь, в которой воздуха содержится меньше, чем требуется, а бензина — больше, чем требуется. Скорость горения богатой смеси снижена, а потому ее догорание происходит уже в глушителе. Иногда такую смесь символично называют высококалорийной.
Существует математическая формула, определяющая, при каком соотношении атмосферного воздуха к горючему, топливная смесь будет нормальной, богатой или бедной. Считается, что нормальное соотношение – это смесь из 14,7 кг воздуха и 1 кг горючего в жидком виде. Если же соотношение 14:1 повышено в пользу воздушной смеси, – топливная смесь будет бедная. И, напротив, когда соотношение 14:1 в пользу жидкого топлива, – смесь будет богатой.
Искусственное форсирование мощности двигателя обеспечивается такой регулировкой подачи топлива, когда увеличивается количество подаваемого кислорода. Желание автовладельца сэкономить на расходе топлива достигается за счет подачи большего количества атмосферного воздуха.
Бедная топливная смесь
– это ТВС со сниженным содержанием бензина и с повышенным — воздуха.
Код ошибки, присваиваемый этой ошибке бортовым компьютером – Р0171. Дословно этот код расшифровывается, как очень бедная топливная подача. Иногда бедную ТВС называют низкокалорийной.
Бедная топливная смесь выдает себя такими признаками: очень плохая тяга, особенно заметная на крутых подъемах, перегрев двигателя, инжектор издает хлопающие звуки, из выхлопной трубы валит белый или серый дым.
Причины приготовления бедной ТВС: неисправность бензонасоса, использование бензина с водой или другими примесями, неисправность топливного датчика, неисправность вакуумных шлангов или впускного коллектора, форсунки подают слишком мало бензина, нарушение работы датчика давления.
Признаки образования богатой смеси
Образование богатой топливной смеси происходит с шикарным набором проявлений.
Проблемы приготовления топливной смести автомобиля
Образование богатой топливно-воздушной смеси происходит в следующих случаях:
Первое, что следует устранить в том случае, если инжектор готовить богатую смесь, – это отказаться от всевозможных дополнительных настроек объема подаваемого воздуха или горючего. Возможно, на автомобиле производилась регулировка топливной системы. Если это так, необходимо эти регулировки отменить, так как длительная работа двигателя на богатой смеси может привести к поломке поршней и выходу из строя свечей.
Вторая распространенная причина образования богатой смеси – некорректная подача топлива форсунками. Заподозрить форсунки можно в том случае, если на внешней стороне инжектора есть следы от сгорания ТВС. Следы сгорания ТВС также можно обнаружить на одной из сторон медного уплотнительного кольца. Если такие признаки обнаружены, – надо проверить, корректно ли установлен инжектор, на месте ли уплотнительное кольцо.
Ошибка р0172
Третья незаслуженно игнорируемая причина – загрязнение воздушного фильтра. Если фильтр сильно забит, происходит повышение давления в цилиндрах, и как следствие, ошибочное приготовление ТВС.
Четвертая причина приготовления богатой ТВС – это неполное закрытие воздушной заслонки/клапана. В этом случае давление в цилиндрах снижено и это, опять же, ведет к ошибкам в приготовлении ТВС и нарушении функционирования систем ДВС: форсунки начинают лить больше горючего, повышая расход и снижая мощность.
Если регулятор давления горючего полноценно не функционирует сам по себе, то ошибки здесь те же, что и в предыдущих двух случаях: повышенное либо пониженное давление в цилиндрах.
Шестая группа причин не так распространена. Проблемы с датчиком расхода воздуха, системой улавливания паров горючего либо проблемы с экономайзером – это зачастую, следствие. Однако если все предыдущие причины устранены, а проблема осталась – следует проверить эту группу причин. Если проблема действительно в них, то она решится элементарной заменой этих деталей.
Приготовление богатой ТВС – проблема очень распространенная, а потому прекрасно знакомая механикам в автосервисах и слесарных мастерских. Проблема приготовления плохой ТВС обычно устраняется быстро, буквально на раз-два и за небольшие деньги (в зависимости от уровня сервисного центра и модели автомобиля).
Надо отметить, что 90% ошибок решается простой регулировкой впрыска жидкого горючего. Главное здесь – устранить проблему вовремя, пока не сломался инжектор и не возникли другие проблемы: к примеру, могут прийти в негодность поршни, перегореть свечи и т.д.
Похожие статьи:
autodont.ru
Для полного и быстрого сгорания топлива в цилиндрах двигателя оно должно быть распылено и смешано с воздухом. Смесь паров бензина с воздухом называется горючей смесью. В цилиндрах всегда остаются газы от предыдущего цикла. Горючая смесь вместе с остаточными газами образуют рабочую смесь.
Установлено, что для сгорания 1 кг бензина теоретически требуется 15 кг воздуха. При работе двигателя количество воздуха в смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. В зависимости от соотношения масс бензина и воздуха различают следующие виды смеси: нормальная, обедненная, бедная, обогащенная, богатая. Состав горючей смеси оценивается специальным показателем - коэффициентом избытка воздуха (а). Это отношение действительного количества воздуха в смеси Lд к теоретически необходимому для полного сгорания топлива t
т.е. а = Lд / Lt
Нормальной называется смесь в которой на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха (а=1,0).
В обедненной смеси имеется небольшой избыток воздуха (a= 1,05... 1,15), а в бедной - значительный избыток воздуха (а=1,2.. ..1,25).
Обогащенной называется смесь имеющая небольшой недостаток воздуха (а=0,8...0.95), а богатой- имеющая значительный недостаток воздуха (а=0,4...0,8).
В условиях эксплуатации автомобиля для карбюраторного двигателя характерны несколько основных режимов работы.
Режим холостого хода требует богатой смеси (а=0,6...0,8) так как при этом ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и увеличивается содержание остаточных газов.
Режим частичных (средних) нагрузок характерен для большей части времени работы двигателя, поэтому для такого режима целесообразен экономичный состав, т.е, смесь должна быть объединенной (а=1,05...1,15).
Режим полных нагрузок требует обогащенной смеси (а=08...0,95), так как такая смесь обладает наибольшей скоростью сгорания и обеспечивает максимальную мощность двигателя.
Режим ускорения характеризуется быстрым увеличением скорости и повышением его мощности, в этом случае смесь должна значительно обогащаться.
| След. > Система питания двигателя автомобиля ЗиЛ-131 |
xn----7sbfkccucpkracijq8iofobm.xn--p1ai
Категория:
Тракторы-2
Топливовоздушные смеси для двигателей внутреннего сгоранияПроцесс сгорания топлива — это процесс его окисления. Для горения топлива в цилиндрах двигателя используется кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. Наиболее полно сгорает топливо в том случае, если оно раздробляется на мельчайшие частички (испаряется) и тщательно перемешивается с достаточным количеством воздуха.
Смесь топлива с воздухом, как уже отмечалось, называется горючей смесью. В цилиндрах к горючей смеси примешиваются отработавшие газы (примерно 6… 18 %) и получается рабочая смесь, на которой фактически работает двигатель.
Состав горючей смеси определяется соотношением массового количества топлива и воздуха. Зная массовую концентрацию кислорода в воздухе (около 23%), можно рассчитать количество воздуха, необходимое для сгорания определенной массы топлива известного химического состава. Так, например, для полного сгорания 1 кг бензина необходимо около 15 кг воздуха.
Смесь, в которой на 1 кг топлива приходится теоретически необходимое (расчетное) количество воздуха L0, называется нормальной.
Коэффициент избытка воздуха для карбюраторных двигателей (бензин, керосин) находится в пределах 0,85…1,15, для дизельных двигателей — 1,2…1,7.
Нормальная горючая смесь характеризуется тем, что у нее действительное содержание воздуха равно теоретически необходимому, то есть Ln = L”, и коэффициент избытка воздуха равен единице (а = 1).
При недостатке воздуха в горючей смеси, а следовательно, избытке топлива смесь называется обогащенной и богатой, при избытке воздуха — обедненной и бедной.
Так, горючие смеси карбюраторных двигателей характеризуются такими значениями коэффициента избытка воздуха: нормальная а = 1, обогащенная -а = 0,85… 1,0, богатая -а ^ 0,85, обедненная — а 1,0…1,15, бедная — а > 1,15.
Для полного сгорания топлива нормальной горючей смеси требуется идеальное смесеобразование, при котором каждая частичка кислорода воздуха вступает в реакцию (каждой частичкой сжигаемого топлива. Практически же не все топливо смеси сгорает из-за невозможности включить в процесс окисления весь кислород, имеющийся в цилиндре. По мере обогащения горючей смеси недостаток кислорода в ней возрастает. При горении такой смеси образуются продукты неполного сгорания в виде окиси углерода (СО), водорода Н2 и частицы несгоревшего углерода, дающие нагар.
С обогащением горючей смеси увеличивается расход топлива и растет мощность, развиваемая двигателем. Обогашенная горючая смесь по сравнению с нормальной имеет более низкую температуру воспламенения и более высокую удельную теплоту сгорания. Поэтому она применяется при запуске и при работе двигателя с полной нагрузкой
Обеднение смеси приводит к снижению удельной теплоты ее сгорания, а следовательно, и к уменьшению мощности двигателя. При этом снижается также и расход топлива. Наиболее эффективна работа двигателя на обедненной смеси при неполной нагрузке, в этом случае двигатель работает с высокой топливной экономичностью.
Состав смеси оказывает большое влияние на скорость сгорания горючей смеси в цилиндрах. Наиболее интенсивно горение развивается в условиях небольшого обогащения смеси. Медленное же горение смеси приводит к ее догоранию при такте расширения. Это ухудшает использование теплоты в двигателе, снижает давление газов и мощность, увеличивает расход топлива и приводит к перегреву двигателя.
Читать далее: Работа простейшего карбюратора
Категория: - Тракторы-2
stroy-technics.ru
На рис. У1И-2 приведены основные зависимости между соотношением воздух топливо и мощностью, тепловым к. п. д., составом выхлопного газа (количеством кислорода, окиси углерода и двуокиси углерода, а также несгоревшего водорода п метана последний условно заменяет все несгоревшие углеводороды). С точки зрения наибольшего экономического эффекта, максимальная концентрация СО2 должна быть в среднем 13,8%, хотя теоретически должно образовываться 14,7% [8]. Такой результат наблюдается потому, что па практике в воду и двуокись углерода превращается только 94—94,5% топлива. Несгоревшие углеводороды появляются в выхлопных газах [9, 10]. [c.389]
Отклик потенциометрических сенсоров на основе твердых электролитов составляет доли секунды, у них простая конструкция, и сигнал легко перевести в цифровую форму для передачи на компьютер. Такие сенсоры широко используются в системах контроля автомобильных двигателей для того, чтобы поддерживать соотношение воздух/топливо на оптимальном уровне, позволяющем свести к минимуму содержание оксидов азота в выхлопных газах и снизить потребление горючего. [c.558]Температуры выражаются в градусах Кельвина. Для использования этого уравнения применительно к воздушно-топливным смесям с другим соотношением воздух топливо необходимо произвести пересчет, используя уже известные зависимости. [c.396]
Изучение чистых углеводородов, смесей нормального гептана и изооктана, кислородсодержащих соединений показало, что с увеличением октанового числа и устойчивости против самовоспламенения повышается температура, при которой начинают наблюдаться перекиси и холодное пламя [147, 148], а количество теряемого за счет холодного пламени тепла снижается [149]. Независимо от соотношения воздух топливо температуры, при которых появляется горячее пламя, почти одинаковы и равны приблизительно 600° С для всех изученных алифатических углеводородов. [c.409]
Соотношение воздух/топливо 14 13 16.5 Эквив. отнош. 14.1 Не нормируется [c.74]
Соотношение воздух/топливо, % 0.8-1.5% СО Не нормируется 2-3 Не нормируется 1-3 0.54.1 [c.78]
Соотношение воздух/топливо Не требуется Не требуется [c.81]
Метод, описанный в работе [52], предназначен для оценки склонности бензинов к образованию отложений в карбюраторе и впускных клапанах. Он основан на измерении количества отложений, образующихся в специальном обогреваемом патрубке. Размеры, устройство и расположение патрубка подобраны так, чтобы в нем собирались все отложения. Условия испытания строго регламентированы (скорость подачи топлива, соотношение воздух топливо, температура в карбюраторе). Отложения смывают с патрубка последовательной промывкой его н-пентаном и тройным растворителем (равнообъемная смесь бензола, ацетона и метанола) и после отгонки растворителя определяют их количество. Стабильность бензина оценивают количеством отложений, нерастворимых в н-пентане (в некоторых бензинах оно достигает 800 мг) продолжительность испытания 13,5 ч, объем бензина 15 л, температура воздуха 150°С, температура патрубка 255°С. [c.89]
Воздушная инжекционная горелка, показанная на рис. 22, несколько сложнее. Чтобы обеспечить постоянное соотношение воздух—топливо, необходимо точное регулирование давления газа. Неотъемлемая часть горелки — нуль-регулятор давления. Соотношение воздух—газ регулируется с помощью газового сопла за счет изменения площади его сечения, а расход воздуха — клапаном-бабочкой. Смешение осуществляется в трубе Вентури, куда воздух подается в избыточном, стехиометрическом или до-стехиометрическом для данного газа объеме. Иными словами, с помощью такого устройства можно осуществлять частичное и полное предварительное перемешивание и даже получение бедных газовоздушных смесей. [c.115]
Соотношение воздух/топливо воздуха ) [c.514]
Массовое соотношение воздух топливо, при составе 1 1 [c.319]
Стехиометрическое массовое соотношение воздух/топливо (для бензина составляет 14-15) [c.56]
Измерения начала образования сажи при использовании в качестве горелки сетчатого диска [45] тоже показали, что углерод начинает образовываться, если соотношение атомов кислород углерод значительно больше 1. Из критического соотношения воздух топливо была определена способность различных веществ выделять свободный углерод, причем влияние структуры молекул углеводородов в общем такое же, как показано в работе [3]. [c.278]
Содержание серы в осадке зависит от содержания серы в горючем [6]. Однако установлено [76], что сера заметно не влияет на процесс образования углерода, основную роль играет удельный вес топлива и содержание в нем ароматических соединений. Последние два фактора общепризнаны. Очевидно, что удельный вес —основной фактор в определении способности топлива образовывать углеродный осадок. Опубликованы результаты исследования процесса образования углеродного осадка в турбореактивном газовом двигателе в зависимости от соотношения воздух/топливо, типа топлива, температуры воздуха, скорости воздушного потока и давления [77]. Было установлено, что увеличение летучести топлива, температуры воздуха или соотношения воздух/топливо приводит к уменьшению количества образующегося углерода. Тот же результат можно получить при уменьшении соотношения С/Н, удельного веса топлива или давления. [c.288]
Изучено влияние размера частиц, скорости подачи тоилива и соотношения воздух топливо па полноту сгорания, разлои ение карбонатов и температуру слоя и. дымовых газов. [c.490]
С увеличением расхода воздуха условия распыливания, а следовательно, и испаряемости топлива улучшаются и полнота сгорания топлива повышается. Сопоставляя полноту сгорания авиационного керосина при низкой и средней скоростях подачи воздуха, можно отметить, что с увеличением соотношения воздух топливо с 60 до 160 полнота сгорания керосина на низкой скорости нодачи воздуха падает с 96 до 47 %, в то время как на средней скорости — с 99 только до 91%. Однако при добавлении к керосину 20% [c.252]
В последние десятилетия 20 века выбросы в атмосферу оксида углерода антропогенного происхождения достигли 350+600 млн. тн/год, порядка 60% выбросов СО обуславливалось автотранспортом с бензиновыми двигателями, содержание оксида углерода в отработавших газах карбюраторных двигателей достигало 9%. Это вынудило отказаться от карбюраторных двигателей и перейти на двигатели с впрыском бензина с точной регулировкой соотношения воздух-топливо. [c.62]
Температура самовоспламенения жидких углеводородов и их смесей зависит от давления, соотношения воздух-топливо, условий испарения, скорости подвода тепла и независимой величиной не является. Различные методы определения температуры самовоспламенения дают возможность сравнить это свойство для разных углеводородов, но не переносимы на поведение топлив в дизельном двигателе. [c.106]
Прямой и надежный подход к проблеме снижения выхлопов двигателей с искровым зажиганием — усовершенствование конструкции двигателя. Одновременно следует рассмотреть такие параметры, как соотношение воздух — топливо, момент зажигания, степень сжатия, а также конструкцию камеры сгорания. [c.212]Выброс оксида углерода может быть сведен к минимуму при соотношении воздух — топливо, близком к стехиометрическому (15 1), при пониженной степени сжатия и при высокой температуре выхлопа. [c.212]
Соотношение воздух — топливо в наибольшей степени влияет на количество газообразных выделений. Для ограничения этих выбросов необходима смесь, близкая к соотношению, обеспечивающему полное сгорание (см, рис УП1-4), Эта смесь беднее топливом, чем необходимо для обеспечения максимальной мощности двигателя, поэтому в некоторой степени ухудшаются эксплуатационные качества. В обедненной смеси возрастает образование оксида азота, поэтому его выделение следует регулировать другими способами. Эксплуатация двигателя на обогащенной смеси, обеспечивающей уменьшение образования оксидов азота, экономически нецелесообразна. [c.214]
Характерной особенностью таких систем является добавление избытка воздуха в горящую смесь продуктов горения, выходящих из цилиндра. Этим достигается полное сгорание, не влияющее на соотношение воздух — топливо в двигателе. Так как-дополни- [c.218]
При наиболее вероятной для ядра факела температуре 2000 К и стехиометрическом соотношении воздух — топливо равновесное содержание, N0 составляет около 0,005% (об.), т. а. на уровне сре дненаблю,даемого значения. [c.42]Наиболее уязвимым местом карбюраторных дви-а-телей с точки зрения накопления загрязнений является сам карбюратор. В результате окисления и других превращений нестабильных компонентов топлива детали карбюратора постепенно покрываются слоем отложений. Это влияет на количество всасываемого воздуха и отклоняет соотношение воздух топливо от оптимального. Следствием нако1шения отложений становится снижение полноты сгорания и увеличение расхода топлива, а также повышение токсичности отработавших газов. [c.946]
При больших присосах, имеющих место в недостаточно уплотненной системе пылеприготовления, при очень влажных топливах и при эффективной работе пылеконцентратора (большие значения д) режим работы топки рсарактеризуется повышенным соотношением воздух—топливо в сбросной смеси и пониженным Оо.з- Режимы работы топки, в которых сбр значительно превышает ат, когда имеет место повышенное поступление воздуха в сбросные горелки, неблагоприятны для горения, ибо для поддержания ат на заданном уровне приходится уменьшать количество воздуха, подаваемого в основную зону горения, т. е. уменьшать ао.з- [c.416]
В зависимости от применяемого катализатора схема полной нейтрализации газовьк выбросов может быть различной. В одном из вариантов на нейтрализатор подают газы, не содержащие кислород или содержащие его в очень небольшом количестве. В первом слое катализатора восстанавливаются оксиды азота за счет СО, Н2 и органических веществ. После прохождения первого слоя добавляют необходимое количество кислорода и смесь направляют на второй слой, где происходит полное дожигание органических веществ и СО. Здесь большие требования предъявляют к катализаторам восстановления N0 водородом они должны быть селективными и не вести про цесс в сторону образования аммиака, поскольку хотя сам ам миак и нетоксичен, но при попадании на второй каталитиче ский слой он окисляется кислородом воздуха вновь до МОх В другом варианте все необходимое количество кислорода сразу поступает на катализаторный слой. Здесь очень важно выдержать заданное соотношение воздух топливо. Поскольку труднее всего осуществить реакцию восстановления оксидов азота, при выборе бифункционального катализатора внимание в основном и концентрируется на активности и селективности катализатора в отношении реакции восстановления N0 в стехиометрической смеси или среде со слегка повьнпенным содержанием кислороду. [c.160]
Марганец, как известно, благоприятно действует на эффективность сгорания топлива, позволяя снизить уровень содержания воздуха в смеси. При снижении соотношения воздух — топливо увеличивается эффективность сгорания топлива. Скорость коррозии стали ис11те1 700 измерялась в нескольких смолообразных осадках при различных температурах электрохимическим методом. Результаты показывают, что марганец не замедляет эффект торможения коррозии композицией магний — кремний. [c.154]
Метод основан на измерении количества отложений, образующихся в специально сконструированном подогреваемом патрубке, соединенном с одноцилиндровым двигателем. Размеры и расположение патрубка подобраны так, чтобы все отложения собирались в нем. Условия испытания — скорость подачи топлива, соотношение воздух топливо, температура топливо-воздушпой смеси в карбюраторе — строго регламентированы. Количество отложений в патрубке определяют, смывая их растворителем и взвешивая осадок после отгонки этих растворителей. Патрубок промывают последовательно к-пентаном и тройным растворителем (ацетоном, метанолом, бензолом). Основным критерием стабильности бензина является количество отложений, нерастворимых в к-пентане. На одно определение требуется 15 л топлива, продолжительность испытания 13,5 ч температура воздуха 150° С соотношение воздух топливо 13 1, температура патрубка 255° С. Количество нерастворимых в пентане отложений при оценке некоторых бензинов достигает 800 мг. [c.263]
Наиболее широко в СССР применяется первый стандартизованный метод ЛСАРТ [5, 6], согласно которому топливо окисляют в стеклянных стаканах, помещенных в герметичную стальную бомбу, при 150° С в течение 4 ч кислородом воздуха, находящегося в бомбе. Количество топлива 50 мл, соотношение воздух топливо 2 1. Топливо окисляют в присутствии катализатора — пластинки из электролитической меди, образовавшийся осадок отфильтровывают на бумажном фильтре и термическую стабильность выражают в миллиграммах осадка на 100 мл топлива. [c.265]
Для некоторых топлив (Т-6, Т-7) стандартным статическим методом служит метод ТСРТ-2 (ГОСТ 11802—66) [25]. Так же как и метод ЛСАРТ, он основан на окислении топлива воздухом в замкнутом сосуде в присутствии медного катализатора (рис. 79). Топливо в количестве 50 мл помещают в стеклянный стакан, который ставят в герметичную стальную бомбу, снабженную манометром для контроля за герметичностью бомбы в процессе окисления. Соотношение воздух топливо около 3,5 1. Бомбу помещают в металлический термостат и выдерживают в течение 5 ч, при этом на нагрев топлива до 150° С требуется 1 ч. Показателем оценки термической стабильности топлива служит количество осадка, образовавшегося при окислении (отфильтровывается на бумажный фильтр), а также растворимых в топливе смол (потенциальных) и нерастворимых отложений [c.265]
Метод с зажной топлива [27] заключается в окислении сравнительно большого объема топлива (400 мл) в стеклянном сосуде с обратным холодильником. Первоначальное соотношение воздух топливо в сосуде 1 1. [c.266]
Результаты измерений можно представить в виде силы К критической смеси, которая определяется отношением количества воздуха, необходимого для процесса, когда нет образования сажи, к тому количеству воздуха, которое требуется для того, чтобы превратить весь углерод в двуокись углерода. В этом случае порядок в ряду саженосности несколько иной, чем если его определять из измерения критического соотношения воздух топливо, а именно ацетиленОльдегиды, кетоны, эфиры спиртыобразованию сажи, а спирты, наоборот, ненормально высокой (заметим, что это относится к пламени предварительно перемешанных смесей). Повторные исследования [44] показали, однако, что если соответствующим образом представить результаты, то между строением молекулы горючего и способностью его образовывать сажу существует вполне определенная взаимосвязь а) и для нормальных, и для разветвленных парафинов наблюдается линейная зависимость между числом атомов углерода в молекуле и числом атомов кислорода на молекулу горючего вещества, необходимым для того, чтобы подавить образование сажи б) нормальные парафины требуют на один атом О на молекулу больше, чем соответствующие олефины, а олефины в свою очередь требуют на один атом кислорода на молекулу больше, чем соответствующие ацетилены в) в случае нормальных парафинов и олефинов каждая дополнительная группа СН вызывает некоторое увеличение числа атомов кислорода, необходимых для подавления процесса образования углерода, то же наблюдается и при добавлении групп СН в бензол г) если топливо содержит алкильные группы, присоединенные к бензольному кольцу, для подавления процесса образования сажи [c.277]
Соотношение в о з д у х т о п л и в о. Был проведен ряд опытов, в которых соотношение воздух топливо изменялось в широких пределах. Результаты этих опытов ириводены в табл. 2. На фиг. 3 иоказапа зависимость температуры топливного слоя и дымовых газов от соотношения воздух топливо. [c.485]
В другом варианте все необходимое количество кислорода сразу поступает на катализаторный слой. Здесь очень важно выдержать заданное соотношение воздух топливо. Поскольку труднее всего осуществить реакцию восстановления оксидов азота, при выборе бифункционального катализатора внимание в основном и концентрируется на активности и селективности катализатора в отношении реакции восстановления N0 в стехиометрической смеси или среде со слегка повьпиенным содержанием кислорода. [c.160]
chem21.info
Что такое стехиометрический состав смеси - о котором так много и часто говорят и пишут в литературе?
Стехиометрический состав - это теоретически верное соотношение топлива и воздуха, при котором в процессе горения кислород воздуха и топливо будут израсходованы полностью без остатка.Неэтилированный бензин 14,7 : 1Метанол (метиловый спирт) 6,5 : 1Этанол (этиловый спирт) 9,0 : 1Пропан (сжиженный газ) 15,7 : 1
Простая диаграмма может показать зависимость стехиометрического состава топлива и расхода топлива для двигателя внутреннего сгорания.Соотношение воздух топливо либо коофициент избытка воздуха принято обозначать греческой буквой лямбда.
Как видно на графике расход топлива и мощность двигателя две зависящие друг от друга кривые, глядя на которые смело можно сказать, что человек предложившийВам сделать карбюратор, который будет расходывать на полуторалитровом моторе 4 литра бензина и при этом обеспечит максимальную динамику\мощность скорее всего шарлотан.
Как добиться нормальной стехиометрии смеси?
Самый простой способ это конечно ручная регулировка подачи смеси но на автомобиле это неприемлимо ввиду того что двигатель работает на неустановившихся режимах - постоянные ускорения и торможения, запуски двигателя, изменения нагрузки на двигатель. Именно поэтому уже более 100 лет на автомобиле применяется карбюратор. Рассотрим простейший карбюратор
Карбюрато и подающий тракт состоят из следующих элементов: 1.Поплавок2.Игольчатый клапан3.Ось поплавка4.Топливный жиклёр5.Канал подачи топлива в дифузор6.Дифузор7.Дросельная заслонка8.Поплавковая камера9.Смесительная камера10.Впускной коллектор11.Впускной клапан В таком карбюраторе состав смеси практически не изменяется с ростом оборотов двигателя и соответствено качество смеси регулируется всего лиш топливным жиклёром колличеством воздуха через дифзор и отверстием балансировкипоплавковой камеры соответственно применение такого карбюратора целесообразно лиш на двигателе с установившимися режимами работы, тепичным примером такого карбюратора может являться карбюратор К22 автомобиля "Победа" и "Газ 21" Со временем стали изменяться требования к динамике токсичностии мощности автомобилей и соответственно системы подачи топлива стали усложняться, разработчики понялиГлавное - чем лучше сгорание - тем выше мощность. Несколько графиков илюстрирующих протекающие в двигателе процессы.
Также большую роль в работе двигателя играет угол зажигания и октановое число применяемого топлива, вот несколько графиков характеризующих эти показателиНаибольшее давление в цилиндре
Влияние калильного зажигания 
Работа двигателя с детонацией
Зависимость температуры выхлопныхгазов от от частоты вращения
Влияние опережения зажигания на параметры двигателя
Влияние октанового числа на температуры
Степень влияния систем карбюратора взависимости от открытия Дросельной заслонки.
В инжекторных системах определение стехиометрии осуществляет лямбда зон (обратная связь) согласно показаний которого и происходит изменение состава смесии отказ которого влечёт за собой перерасход топлива, существуют также и карбюраторы которые изменяют состав смеси по показаниям Лямбда зонда. График зависимости состава смеси по лямбде выглядит приблизительно так: 
Реклама от Яндекс
Хотим предложить Вам отдых и лечение на КМВ в здравницах:санаторий Кругозор,санаторий Шахтер,санаторий Семашко исанаторий Пятигорский Нарзан.
Вас ждет обслуживание высокого уровня и низкие цены. Спешите отдохнуть в этих санаториях.
mik-romanchuk.narod.ru
