Эксперты утверждают, что 90 % всех неисправностей «богатой смеси» связаны с настройкой топливных форсунок. Это несложно исправить. Главное — вовремя обратить внимание на неисправности в работе двигателя автомобиля.
Соотношение воздух-топливо — Air–fuel ratio
Воздушно-топливное отношение (AFR ) — это отношение между массой воздуха и массой твердого, жидкого или газообразного топлива, присутствующего в процессе сгорания. Горение может быть контролируемым, например, в двигателе внутреннего сгорания или промышленной печи, или может привести к взрыву (например, при взрыве пыли, газа или пара или в термобарическом оружии).
Соотношение воздуха и топлива определяет, будет ли смесь вообще горючей, сколько энергии выделится и сколько нежелательных загрязняющих веществ образуется в ходе реакции. Обычно существует диапазон соотношения топлива и воздуха, за пределами которого воспламенение не происходит. Они называются нижним и верхним пределами взрыва.
В двигателе внутреннего сгорания или промышленной печи соотношение воздух-топливо является важной мерой для предотвращения загрязнения и контроля эффективности. Если подается ровно столько воздуха, сколько требуется для полного сгорания всех видов топлива, смесь считается стехиометрической, часто сокращенно называемой стехиометрической. Соотношения ниже стехиометрических считаются «богатыми». Богатые смеси менее эффективны, но могут производить большую мощность при меньшем сгорании топлива. Соотношения, превышающие стехиометрическое значение, считаются «плохими». Бедные смеси более эффективны, но могут вызывать повышение температуры, что может привести к образованию оксидов азота. Некоторые двигатели имеют особенности, позволяющие работать с бедной смесью. Для точного расчета соотношения воздух-топливо необходимо определить содержание кислорода в воздухе для сгорания, поскольку плотность воздуха меняется из-за разной высоты над уровнем моря или температуры всасываемого воздуха, возможного разбавления водяным паром или обогащения кислородом.
Теоретически, в стехиометрической смеси достаточно воздуха для полного сгорания присутствующего топлива. На практике это никогда не достигается, в основном из-за очень короткого времени, доступного в двигателе внутреннего сгорания для каждого цикла сгорания. Большая часть процесса сгорания завершается примерно за 2 миллисекунды при скорости вращения двигателя 6 000 об/мин (100 об/мин; 10 миллисекунд на оборот коленчатого вала — что в четырехтактном двигателе обычно означает 5 миллисекунд на каждый ход поршня). Это время между зажиганием свечи зажигания и сгоранием 90% топливно-воздушной смеси, обычно примерно через 80 градусов поворота коленчатого вала. Каталитические преобразователи разработаны таким образом, чтобы работать лучше всего, когда выхлопные газы, проходящие через них, являются результатом почти идеального сгорания.
К сожалению, стехиометрическая смесь горит очень горячо и может привести к повреждению компонентов двигателя, если двигатель сильно нагружен этой топливно-воздушной смесью. Из-за высоких температур в этой смеси возможно воспламенение топливно-воздушной смеси (называемое детонацией или звоном) при приближении к максимальному давлению в цилиндре или вскоре после этого при высокой нагрузке, что называется «предварительным зажиганием». » в контексте модели с бензиновым двигателем. Такая детонация может вызвать серьезные повреждения двигателя, поскольку неконтролируемое сгорание топливно-воздушной смеси может привести к очень высокому давлению в цилиндре. Поэтому стехиометрические смеси используются только при легких и средних нагрузках. В условиях ускорения и высокой нагрузки используется более богатая смесь (меньшее соотношение воздух/топливо) для получения более холодных продуктов сгорания, чтобы избежать перегрева головки цилиндра и воспламенения.
Системы управления двигателем
Стехиометрическая смесь для бензинового двигателя — это идеальное соотношение воздуха и топлива, при котором все топливо сгорает без избытка воздуха. Для бензина стехиометрическая воздушно-топливная смесь составляет примерно 14,7:1, т.е. на каждый грамм топлива приходится 14,7 грамма воздуха. Для топлива с чистым октановым числом реакция окисления протекает следующим образом:
25 O 2 + 2 C 8H18→ 16 CO 2 + 18 H 2 O + энергия
Любая смесь с соотношением более 14,7:1 считается обедненной смесью; любая смесь с соотношением менее 14,7:1 является богатой смесью — для данного идеального «тестового» топлива (бензина, состоящего только из н-гептана и изооктана). Фактически, большинство видов топлива представляют собой комбинацию гептана, октана, различных других алканов и присадок, включая моющие средства и, возможно, оксигенаты, такие как МТБЭ (метилтретичный бутиловый эфир) или этанол/метанол. Все эти соединения изменяют стехиометрическое соотношение, причем большинство присадок сдвигают это соотношение в сторону уменьшения (оксигенаторы вводят в камеру сгорания дополнительный кислород в жидкой форме, который выделяется при сгорании; для топлива МТБЭ стехиометрическое соотношение может достигать 14,1:1). Автомобили, использующие датчик кислорода или другой контур обратной связи для управления соотношением топливо-воздух (лямбда-контроль), автоматически компенсируют это изменение стехиометрического расхода топлива путем измерения состава отработавших газов и регулирования количества топлива. Транспортные средства, не оснащенные такими средствами контроля (например, большинство мотоциклов до недавнего времени и автомобили, построенные до середины 1980-х годов), могут испытывать трудности при использовании определенных топливных смесей (особенно зимних видов топлива, используемых в некоторых регионах), и для компенсации этого могут потребоваться другие инжекторы карбюратора (или изменение соотношения топлива другими способами). Автомобили с кислородными датчиками могут контролировать соотношение воздух-топливо с помощью измерителя соотношения воздух-топливо.
Соотношение бензина и воздуха в двс
В этой статье объясняется, что такое бедная или богатая топливно-воздушная смесь. Какие соотношения являются оптимальными для работы двигателя. Мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим количеством атмосферной фазы называется топливно-воздушной смесью или ТВС. Эта смесь перемещает поршни в цилиндрах двигателя во время сгорания и поддерживает автомобиль в рабочем состоянии.
В зависимости от структуры ФАМ может быть гомогенным (однородный состав) или иметь слоистую структуру. В зависимости от типа нагрузки, присущих ему параметров потребления и желаемого состава отработавших газов (содержание загрязняющих веществ и оксидов азота) система впрыска самостоятельно выбирает оптимальный состав топливно-воздушной смеси.
СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ
В двигателях внутреннего сгорания горючая смесь топлива и воздуха готовится в специальном устройстве — карбюраторе, а затем подается непосредственно в цилиндры двигателя в необходимом количестве.
Нормальной считается смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (с типичным содержанием кислорода). Более точно, смесь с соотношением бензина и воздуха 1:14,7 называется стехиометрической. Когда двигатель работает на таком топливе, его производительность довольно высока, а расход топлива довольно низок.
Уменьшите расход воздуха до 12,5 — 13 кг. Смесь обогащается (бензином) — она становится более мощной, поскольку быстрее сгорает в цилиндрах, создавая максимальное давление в поршнях и, соответственно, высокую мощность. Действительно, эффективность использования топлива снижается на 15-20%. Если в процессе сгорания на 1 кг бензина приходится от 13 до 15 кг воздуха, смесь называется обогащенной; если воздуха меньше 13 кг, она называется богатой.
При дальнейшем обогащении 5-6 кг воздуха на 1 кг топлива способность смеси к воспламенению ухудшается настолько, что двигатель может заглохнуть. Если соотношение бензина и воздуха составляет 1:5, смесь не воспламеняется.
Если вы хотите быть экономичным, то в смесь следует добавить немного воздуха — до 15-17 кг на 1 кг бензина. Такая смесь называется плохой смесью. Расход бензина становится минимальным, но потеря мощности достигает 8-10 % по сравнению с «высокой мощностью». Если количество воздуха больше 17 кг, то смесь в таком составе называется обедненной. Он не воспламеняется при соотношении бензина и воздуха 1:21 или более.
Невозможно бесконечно истощать смесь: Если количество воздуха составляет более 20 кг на 1 кг бензина, искровое зажигание становится ненадежным и может прекратиться. Пока он работает на бедной смеси, мощность будет недостаточной и, что удивительно, никакой экономичности. Фактически, тяговые характеристики автомобиля ухудшаются настолько, что водитель вынужден «толкать» его, переключаясь на более низкую передачу, когда он мог бы легко ехать на более высокой.
Если смесь слишком богатая, производительность двигателя значительно падает, а расход топлива увеличивается. Таким образом, слишком богатая или, что еще хуже, слишком обогащенная смесь — это либо слишком много бензина, либо слишком мало воздуха.
ДЛЯ ЧЕГО ОБЕДНЯЮТ СМЕСЬ?
Смесь в любом случае должна быть хуже — это экономичность и токсичность при одинаковой производительности. Топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры в определенном диапазоне концентраций. Направляя воздух (в зависимости от формы коллектора, клапанных отверстий, камеры сгорания поршня) в цилиндр и факел впрыскиваемого топлива, можно добиться локальной «богатой» смеси вокруг свечи зажигания на всех режимах работы, что обеспечивает надежное зажигание. Общая смесь в цилиндре будет «бедной».
При определенных условиях эксплуатации (холостой ход, небольшая нагрузка) высокая дозировка топлива не требуется. Аналогичным образом, не требуется большого количества воздуха. Количество воздуха для этих режимов можно уменьшить, например, не открывая один из двух впускных клапанов или сильно искажая фазы открытия/закрытия, тем самым добавляя сопротивление выхлопу.
В условиях высокой нагрузки все открывается, и впрыскиваемое топливо завихряется вместе с воздухом в цилиндре, делая смесь локально богатой в свече зажигания и, самое главное, обеспечивая «гладкое» последовательное воспламенение и сгорание компонентов топлива в этом вихре «проходов цилиндра». То есть, смесь крайне бедная, но только воздушные завихрения способствуют нормальному сгоранию.
Не можете найти то, что ищете? Задайте вопрос на нашем форуме.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter .
Топливно-воздушная смесь для бесперебойной работы мотора
Каждый автовладелец, знакомый с работой агрегатов автомобиля, знает, насколько важна топливно-воздушная смесь для бесперебойной работы двигателя.
Топливно-воздушная смесь (ТВС) представляет собой мелкодисперсный состав из атмосферного воздуха и смазочных материалов для горения, которые предварительно заливаются в бензобак автомобиля. В качестве топлива можно использовать бензин, дизельное топливо и сжиженный газ. Эффективный топливный насос высокого давления должен подавать оптимальную топливно-воздушную смесь с соотношением топливо-воздух 1:14,7, т.е. 14,7 частей воздуха на одну часть топлива.
Эти компоненты должны быть отфильтрованы, прежде чем они соберутся вместе во впускном коллекторе автомобиля. Топливо и смазочные материалы очищаются в топливном фильтре, а воздух фильтруется через воздушный фильтр.
Влияние топливовоздушной смеси на мощность и расход топлива
Эта обогащенная воздухом топливная смесь позволяет силовому агрегату автомобиля работать в полную силу без ущерба для экономии топлива. При использовании плохой топливно-воздушной смеси снижается не только производительность автомобиля, но и его топливная экономичность.
Бедная смесь оказывает значительное влияние на расход топлива автомобиля. По мере снижения мощности автомобиля водителю регулярно приходится переключаться на пониженную передачу, чтобы преодолеть даже небольшое препятствие на дороге. Поэтому очень важно иметь правильное соотношение топлива и воздуха, чтобы система привода работала более эффективно и плавно.
Соотношение горючего и воздуха для топливной смеси
Оптимальное соотношение топлива и воздуха для топливной смеси составляет 1:14.7. Если вы измените это соотношение, результатом будет топливная смесь:
- мощностная, при создании которой количество воздуха уменьшилось с 15 до 12,5-13. Данная смесь, обогащённая горюче-смазочными материалами, оказывает повышенное давление на поршни мотора, помогая тем самым вырабатывать силовому агрегату максимальную мощность. Единственным недостатком такого соотношения компонентов топливного состава является увеличение расхода топлива приблизительно на 20 %;
- экономичная, или обеднённая, состоящая из 1 части горюче-смазочных материалов и 16 частей воздуха. В этом случае можно добиться значительного снижения потребления автомобилем топлива. Но результатом данной экономичности является снижение мощностных показателей авто, что не слишком подходит для любителей быстрой езды. Если бедная смесь будет состоять из 1 части топлива и 20 частей воздуха и более, то станет практически невозможным воспламенение от искры;
- обогащённая, в составе которой присутствует топливо и воздух в соотношении 1:11 либо 1:12. Если данный состав будет и в дальнейшем обогащаться, то это может привести к неприятным последствиям. За счёт того, что такой состав практически теряет свои способности к воспламенению, силовой агрегат не сможет выполнять свои функции и не сможет заводиться.
Соотношение — топливо — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Соотношение — топливо
Соотношение топливо-воздух (F/A) — это обратная величина. 1
Топливно-кислородное соотношение, необходимое для максимальной мощности, значительно отличается от соотношения, необходимого для максимальной экономичности; желательно определить причины этого различия и устранить их при необходимости. 2
Соотношение топлива и воздуха определяется длиной пламени в камере сгорания и цветом дыма в трубе. Если установлен автоматический газоанализатор, количество воздуха контролируется по содержанию COa за котлом. Если подача воздуха правильная, пламя должно иметь светло-пепельный цвет, а дым из трубы — слегка серый. Если зола скапливается на решетке, постепенно увеличивайте вентиляционное отверстие под решеткой. Под решетку должен постоянно подаваться воздух. 3
Подобрать соотношение топлива и сырья несложно, пока состав углеродистого сырья постоянен. 4
Влияние соотношения топлива и воздуха на коэффициент эмиссии пламени также велико. На рис. 44 показано, что коэффициент излучения пламени гораздо выше при избытке газа, чем при избытке воздуха; также очевидно, что яркость пламени быстро уменьшается при избытке воздуха. Кроме того, на рисунке показана взаимосвязь между компонентами выброса пламени: выбросом газа и выбросом твердых частиц. 6
Регулировка соотношения топливо-воздух должна быть автоматической; пилоту не нужно управлять дроссельными заслонками или проверять их положение. 7
Если соотношение топливо-воздух меньше 1:13, скорость сгорания снижается, расход топлива и мощность двигателя уменьшаются. Смесь с таким составом называется богатой смесью. Если соотношение топлива и воздуха в смеси больше 1:18, скорость сгорания также резко снижается, что также приводит к снижению расхода топлива и мощности. Такая смесь называется бедной смесью. Если смесь содержит менее 6 кг воздуха на кг топлива или более 20 кг на кг топлива, смесь не воспламенится в цилиндрах. 8
Регулировка расхода воздуха и соотношения топлива и воздуха для поддержания горения затруднена из-за относительно низкого давления и высоких скоростей в камере сгорания. Вопрос внешнего сопротивления двигателя должен быть рассмотрен так же тщательно, как и вопрос удельного импульса. Удельный импульс обычно составляет менее 100 секунд и достигает максимума при определенной скорости полета. Диапазон удельного расхода топлива при оптимальных условиях эксплуатации составляет от 0,9 до 1,4 кг/ч на 1 г тяги. 10
Состав рабочей смеси зависит от соотношения топлива и воздуха. Теоретически, для полного сгорания 1 кг топлива требуется 15 кг воздуха. Эта смесь называется нормальной смесью. 11
Анализ показывает, что хотя введение регулятора соотношения топливо-воздух решает проблему ограничения роста температуры и поддержания предела, оно также вносит элементы нестабильности и увеличения перерегулирования. Поэтому установка такого регулятора требует очень тщательного изучения динамики регулирования и выбора таких динамических констант и корректирующих устройств, которые смягчают вредное влияние второго регулятора на процесс регулирования. 12
Читайте также.
Температура пара ниже по потоку от котла регулируется путем изменения соотношения топлива и воды для каждого тела. Инжекционные пароохладители устанавливаются перед пароперегревателем и выходной ступенью конвективного пакета. 13
Стехиометрический состав топлива, показатель качества сгорания.
Что такое стехиометрический состав смеси — термин, о котором так много говорят и пишут в литературе?
Стехиометрическая смесь — это теоретически правильное соотношение топлива и воздуха, при котором воздух и топливо полностью расходуются без остатка в процессе сгорания.
Неэтилированный бензин 14,7 : 1Метанол (метиловый спирт) 6,5 : 1Этанол (этиловый спирт) 9,0 : 1Пропан (LPG) 15,7 : 1
Связь между стехиометрическим составом топлива и расходом топлива в двигателе внутреннего сгорания можно проиллюстрировать с помощью простой диаграммы: Соотношение воздух-топливо или избыток воздуха обычно обозначается греческой буквой лямбда.
Как и в диаграмме расход топлива и мощность двигателя — это две взаимозависимые кривые, глядя на которые можно смело сказать, что человек, предложивший вам карбюратор, который пропустит через пол-литра двигателя 4 литра бензина и, следовательно, максимальную скорость/мощность, скорее всего, шарлатан.
Как добиться нормальной стехиометрии смеси?
Самый простой способ — это, конечно, ручная регулировка смеси, но в автомобиле это неприемлемо, поскольку двигатель работает в нестабильных ситуациях — постоянные разгоны и торможения, прокрутки двигателя, изменения нагрузки на двигатель. По этой причине карбюратор используется уже более 100 лет. Рассмотрим простейший карбюраторКарбюратор и цепь питания состоят из следующих элементов. В таком карбюраторе смесь практически не меняется с увеличением оборотов двигателя и, соответственно, качество смеси регулируется только топливной форсункой колличесвом воздуха через диффузор и балансировочное отверстие поплавковой камеры, соответственно. использование такого карбюратора подходит только для двигателя с постоянными режимами работы, типичным примером такого карбюратора может служить карбюратор К22 автомобилей «Победа» и «Газ 21» Со временем требования к динамике токсичности и эксплуатационным характеристикам автомобилей стали меняться Также важную роль в работе двигателя играют угол зажигания и октановое число топлива — вот несколько графиков, характеризующих эти показатели
Повышенное давление в цилиндреВлияние калильного зажиганияВлияние работы двигателя по зажиганиюЗависимость температуры отработавших газов от оборотов двигателяВлияние параметров двигателя по предпуску зажиганияВлияние параметров двигателя по предпуску зажиганияВлияние октанового числа на температуруВлияние карбюраторных систем на параметры двигателяВлияние карбюраторных систем на открытие дроссельной заслонкиСтехиометрия систем впрыска определяется лямбда-зоной (рециркуляция), в соответствии с которыми изменяются измеренные значения и состав смеси, График зависимости состава смеси от лямбды имеет примерно следующую форму:
Реклама от Яндекса
Мы хотели бы предложить вам отдых и лечение в КВМ в санаториях: Санаторий «Кругозор», санаторий «Шахтер», санаторий имени Семашко и санаторий «Пятигорский нарзан».
Широкополосный лямбда зонд Innovate MTX-L
Газовая система может быть отрегулирована с помощью прибора Innovate MTX-L (MTX-L: широкополосный измеритель соотношения воздух/топливо). Широкополосный лямбда-регулятор (широкополосный кислородный датчик) Innovate MTX-L, недавно разработанный компанией Innovate motorsports, интегрирован в приборную панель диаметром 52 мм. Мы также внедряем его в пассажирские автомобили.
Основные характеристики. — Совместим со всеми видами топлива — пропан-бутан, метан, бензин (этилированный и неэтилированный), дизельное топливо, метанол, E85 и т.д. — Поддерживает повторную калибровку датчика для обеспечения максимальной точности в течение всего срока службы. Два полностью программируемых линейных выхода 0-5 В для использования с замкнутым контуром управления двигателем или внешними регистраторами данных — Сменные передние панели черного, серебристого и белого цвета — Поддерживает программный интерфейс LogWorks — Последовательные порты ввода и вывода для подключения к компьютерам и другим устройствам Innovate.
Что такое лямбда-зонд
Широкополосный лямбда-зонд позволяет измерять численное значение воздушно-топливного отношения (AFR) или численное значение отношения l(lambda) путем измерения содержания кислорода в отработавших газах, но может функционировать только в сочетании с соответствующим блоком управления.
Innovate MTX-L является альтернативой дорогим газоанализаторам, которые могут рассчитывать λ-значения, но могут использоваться только стационарно, а не мобильно. В то же время он имеет очень высокую скорость, что позволяет проводить измерения не только в стационарных условиях, но и в переходных режимах работы двигателя. Узел подключен к многоканальному осциллографу или портативному компьютеру, который позволяет проводить дальнейший анализ показаний смеси и сравнивать сигналы от датчиков и исполнительных механизмов системы управления двигателем со значением воздушно-топливного отношения, чтобы можно было выявить изменения в настройках и характеристиках датчиков, исполнительных механизмов и систем, влияющих на формирование смеси.
Система может быть использована для регулировки любого типа топливной системы (бензин, природный газ, дизель, спирт…). В частности, его можно использовать для точной настройки систем LPG, спортивных автомобилей и для точной настройки соотношения воздух-топливо при чип-тюнинге. Теоретически оптимальное соотношение смеси для бензиновых двигателей составляет 14,7 кг воздуха на каждый килограмм бензина (14,7:1). При сгорании такой смеси весь кислород воздуха теоретически вступает в реакцию со всем топливом. В результате выхлопные газы не содержат ни несгоревшего топлива, ни свободного кислорода. Такое соотношение топлива и воздуха называется стехиометрическим соотношением. Стехиометрические соотношения воздух/топливо зависят от вида топлива:
