Топливно воздушная смесь

Мощность двигателя, а, следовательно, скорость, разгон и рывок автомобиля напрямую зависят от характеристик энергоносителя – бензина. Но любителей и профессионалов не обманешь, они прекрасно знают, что в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, спрятанного под капотом любимого автомобиля, сгорает не жидкий бензин или дизель, а топливно-воздушная смесь. Именно ее состав, отношение массы атмосферного воздуха к массе жидкого топлива позволяет разогнаться до максимальной скорости, совершить рывок во время выполнения маневра обгона, или преодолеть крутой подъем.

Содержание

1. Топливно-воздушная смесь – основные понятия
2. Бедная и богатая ТВС, узлы и системы дозирования
3. Гомогенная и слоистая ТВС – отличия в режимах работы двигателя
4. Использование обедненной и обогащенной ТВС

Топливно-воздушная смесь – основные понятия

Мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим включением парообразной фазы называется топливно-воздушной смесью или ТВС. Именно она, сгорая в цилиндрах двигателя, придает поступательное движение поршням и обеспечивает движение автомобиля.

В зависимости от своей структуры, ТВС может быть гомогенной (однородной по своему составу), или обладать слоистой структурой. В зависимости от вида нагрузки, заложенных параметров экономии топлива, и требуемого состава выхлопных газов (содержания вредных веществ и окислов азота), система впрыска топлива самостоятельно выбирает наиболее оптимальную структуру топливно-воздушной смеси.

Бедная и богатая ТВС, узлы и системы дозирования

Эмпирическая формула дает определение «нормальной» ТВС, как смеси 14,7 килограмм атмосферного воздуха и 1 килограмма жидкого топлива. Топливная смесь, количество воздуха в которой больше указанного в соотношении, называется бедной, и, соответственно, богатой, при меньшем количестве воздуха.

• бедная — воздуха > 14,7
• богатая — воздуха < 14,7

В двигателях внутреннего сгорания за приготовление и состав топливно-воздушной смеси отвечает карбюраторный узел, который в настоящее время практически вытеснен инжекторной системой впрыска. И одна, и другая система обеспечивает многообразие режимов работы ДВС за счет приготовления смеси с различным содержанием атмосферного воздуха.

Историческая справка. Барботажный карбюратор – единственный в своем роде узел, позволявший приготовить идеальную топливно-воздушную смесь. Такая ТВС представляла собой смесь паров и атмосферного воздуха и позволяла достигнуть максимального КПД двигателя при минимальном расходе жидкого горючего. К сожалению, конструкция барботажного карбюратора была громоздкой и небезопасной в использовании, а отношение количества воздуха и паров топлива сильно зависело от температуры окружающей среды.

Историческая справка. После принятия свода норм и законов, известного как EURO 3 и регламентирующего содержание вредных для экологии веществ в выхлопных газах автомобилей, производители ДВС перешли на многоточечную инжекторную систему впрыска топлива. Каждая форсунка обслуживает «свой» цилиндр, а электронная дозирующая система подбирает необходимый состав смеси, который хоть незначительно, но отличается от цилиндра к цилиндру. На практике такое усложнение приводит к снижению надежности и усложнению ремонта в случае поломки.

Гомогенная и слоистая ТВС – отличия в режимах работы двигателя

Однородная топливная смесь наиболее универсальна для обеспечения работы двигателя внутреннего сгорания во всех возможных режимах. Стабильная теплоотдача позволяет развить максимальную мощность, не превышая среднедопустимого давления и температуры горения в цилиндрах, что положительно сказывается на стабильности работы двигателя и его долговечности. Однако все достоинства имеют и оборотную сторону. В данном случае, это неоптимальный расход топлива, «загрязнение» выхлопных газов не сгоревшими микрочастицами.

Использование обедненной и обогащенной ТВС

1. Попытка уменьшить расход топлива путем регулировки топливной системы, зачастую приводит к неприятным последствиям. Увеличение количества воздуха в топливной смеси повышает температуру горения и приводит к преждевременным поломкам двигателя. Прогорание поршневых колец и эрозия стенок цилиндров – обычное дело при езде на обедненной ТВС. При все большем обеднении смеси наблюдается снижение мощности двигателя, при увеличении нагрузки появляются «провалы». Движение автомобиля становится дерганным, малейший подъем может стать непреодолимым препятствием. При достижении соотношения 30 к 1 мотор начинает глохнуть.
2. Чрезмерное обогащение смеси не превратит стандартную модель в гоночный болид. При уменьшении содержания воздуха в ТВС двигатель начинает работать с перебоями, падает мощность, катастрофически возрастает расход топлива. По достижении определенной пропорции двигатель невозможно будет запустить.

Подготовка топливной смеси

Главная

»  

Информация

»  

Статьи

»  

АВТОТОВАРЫ

»  

Масло

»  
Подготовка топливной смеси

• 11555 просмотров

Посмотреть масло в каталоге «АВТОмаркет Интерком»

 Многим автолюбителям известно, что в автомобильном двигателе сгорает специальная топливная смесь, а не простое топливо. Смесь, как правило, состоит из паров топлива и обычного воздуха. Если не будет кислорода, то топливо согласно законам физики просто гореть не может. Необходимо примерно 15 кг воздуха на 1 кг бензина. То, из чего состоит топливная смесь зависит мощность и экономичность движения автомобиля. Во время движения машины, автомобильный двигатель обязан работать на различных режимах, поэтому карбюратор, который готовит рабочую смесь, должен постоянно готовить ее с различным составом, в зависимости от того, как работает мотор. При этом он должен обеспечить максимум экономичности и  его мощности.

 Отметим самые важные этапы работы двигателя любого автомобиля: 

1.      Запуск;

2.      небольшие обороты холостого хода;

3.      нагрузка: малая, средняя и полная 

4.      резкое увеличение нагрузки.

 Если двигатель остыл, а вам требуется его запуск, то топливо начинает плохо испаряться по причине низкой температуры. Пары топлива необходимы для того, чтобы без проблем приготовить рабочую смесь. По этой причине увеличивайте само топливо в рабочей смеси, то есть питайте ее и делайте насыщенной (около 6-8 кг воздуха на 1 л. бензина). Такое изменение топливной смеси создает пусковое приспособление карбюратора в автомобиле.

 На холостом ходу в цилиндры двигателя автомобиля поступает недостаточное количество топливной смеси, кроме того, в самих цилиндрах может находиться примерно до 50% газов, которые уже отработали. По той причине, что процесс вентиляции сам по себе ухудшился, коленвал начинает набирать малое количество оборотов. Скорость горения топлива значительно уменьшается, и двигатель начинает неустойчиво работать. Для того, чтобы двигатель неисправно работал, то увеличивают скорость горения топливной смеси, с помощью её насыщения. Такая смесь, даже смешавшись с большим количеством уже отработанных газов, может воспламеняться и сгорают. За эту смесь отвечает система холостого хода карбюратора автомобиля.

 При небольших нагрузках на двигатель, в целях экономии топливной смеси постепенно обедняют до пропорции 16-17 кг воздуха на 1 кг бензина. При этом мощность двигателя несколько снижается, но топливо менее израсходуется. Такое неспешное образование рабочей смеси обеспечивает главная дозирующая система карбюратора.

 В условиях загрузки, и в ситуации когда открыта дроссельная заслонка, для достижения значительной мощности двигателя применяют обогащение состава топливной смеси в таких пропорциях как 12-13 кг воздуха на 1 кг бензина. При таком составе топливная смесь имеет максимальную скорость сгорания, поэтому двигатель может развивать максимальную мощность. Чтобы настолько обогатить топливную смесь, к работе главной дозирующей системы подключается специальное экономайзерное устройство карбюратора.

 Мощность двигателя увеличится, если резко нажать на педаль акселератора и открыть дроссельную заслонку. Но, тогда воздух заполняет смесеобразовывающую систему быстрее, чем топливо. В результате состав топливной смеси меняется, обедняется, двигатель автомобиля начинает хуже работать. Тогда вам поможет насос-ускоритель в карбюраторе, который поможет вам топливом при резком открытии дроссельной заслонки.

 В современных автомобилях установлены такие системы подачи топлива, при которых состав формируется с помощью электроники. Но обогащается или обедняется в зависимости от режима работы двигателя.

 Как готовится топливная смесь?

 В двухтактном двигателе используют смесь бензина АИ-92 и масло для таких двигателей в пропорции 50:1. Если у вас новый двигатель, то вам следует увеличить количество масла в топливной смеси до соотношения 25:1. Специалисты компании «АВТОмаркет Интерком» рекомендуют пользоваться мерным стаканчиком, который можно найти в горловине топливного бака автомобиля.

Мы ждем вас в своих магазинах!

+7 (351) 240-85-85
Многоканальный

+7 (351) 220-18-88
Интернет-магазин

Соотношение воздух/топливо двигателя

Соотношение воздух/топливо (A/F) — это соотношение смеси или процентное содержание воздуха и топлива, подаваемых в двигатель топливной системой. Обычно он выражается по весу или массе (фунты воздуха к фунтам топлива). Соотношение воздух/топливо важно, потому что оно влияет на холодный пуск, качество холостого хода, управляемость, экономию топлива, мощность, выбросы выхлопных газов и долговечность двигателя.

Для того чтобы смесь воздуха и топлива могла гореть внутри двигателя, соотношение воздуха и топлива должно находиться в определенных минимальных и максимальных пределах воспламеняемости, в противном случае смесь может не воспламениться. Слишком много воздуха и недостаточно топлива или слишком много топлива и недостаточно воздуха может создать смесь, которая не сгорит при воспламенении свечи зажигания. Результатом могут быть пропуски зажигания, потеря мощности и повышенные выбросы (в первую очередь несгоревшие углеводороды или углеводороды).

ХИМИЯ ЗА СООТНОШЕНИЯМИ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Когда топливно-воздушная смесь химически идеально сбалансирована, кислорода достаточно для сжигания всего топлива. Такое соотношение называется СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ топливной смесью. Весь кислород в воздухе и все углеводороды в топливе будут израсходованы, не останется ничего, кроме водяного пара (h3O) и углекислого газа (CO2). В легких крейсерских условиях и низкой нагрузке на двигатель большинству двигателей нравится стехиометрическая смесь A/F, потому что она дает самые низкие выбросы углеводородов и угарного газа (CO) и хорошую экономию топлива.

На этой диаграмме показано, как различные соотношения воздух/топливо влияют на выбросы, экономию топлива и производительность.

Идеальная или стехиометрическая смесь воздух/топливо для различных видов топлива зависит от топлива и его химического состава. Количество кислорода, необходимое для соотношения A/F, будет зависеть от количества и типа углеродных и водородных связей в топливе, поэтому разные виды топлива имеют разные оптимальные соотношения A/F.

Бензин содержит смесь различных углеводородов с длинной цепью. Одним из его основных ингредиентов является октан (C8h28), но он также включает в себя множество других углеводородов. Фактическая формула будет варьироваться в зависимости от сезона (зима или лето), процесса очистки и норм выбросов, которым должно соответствовать топливо в различных областях. Вообще говоря, бензин будет содержать около 15 процентов алканов с прямой цепью от C4 до C8, от 25 до 40 процентов алканов с разветвленной цепью от C4 до C10, 10 процентов циклоалканов, до 25 процентов ароматических соединений, 10 процентов неразветвленных и циклических алкенов и менее одного процентов бензола.

Большая часть бензина, продаваемого в США, также смешивается с этаноловым спиртом для увеличения запаса топлива, улучшения октанового числа (устойчивости к детонации) и добавления кислорода для более чистого горения. Топливные смеси с этанолом и бензином варьируются от 10% этанола (Е10) до 85% этанола (Е85). Смеси этанола E10 одобрены EPA для использования во всех бензиновых двигателях, в то время как E15 был недавно одобрен для использования в автомобилях 2001 года и новее. Для автомобилей, поддерживающих FLEX FUEL, можно использовать смеси этанола и бензина, содержащие до 85 процентов этанола (E85).

СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Для бензиновых двигателей идеальное или стехиометрическое соотношение A/F составляет 14,7, что составляет 14,7 весовых частей топлива на одну часть топлива.

Для бензина Е10 (90-процентный бензин с 10-процентным содержанием этанола) стехиометрическое соотношение составляет 14,08:1.

Для приложений с гибким топливом стехиометрическое соотношение A/F для E85 составляет 9,7:1.

Для альтернативного топлива, такого как чистый ЭТАНОЛОВЫЙ спирт (Е100), стехиометрическое соотношение A/F составляет 9.:1.

Для гоночного топлива, такого как спирт МЕТАНОЛ, стехиометрическое соотношение A/F составляет 6,5:1.

Для ПРИРОДНОГО ГАЗА (МЕТАН или Ch5) стехиометрическое соотношение составляет 17,2:1

Для ПРОПАНА (сжиженный нефтяной газ или C3H8) стехиометрическое соотношение составляет 15,5:1.

Для дизельных двигателей стехиометрическое соотношение A/F для дизельного топлива №2 составляет 14,6. Однако, поскольку дизельные двигатели используют топливную смесь для управления частотой вращения двигателя и выходной мощностью, они обычно имеют соотношение A/F в диапазоне от 18:1 до 70:1.

ОБОГАТОЕ И ОБЕДНОЕ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Когда смесь воздух/топливо отличается от стехиометрического соотношения, она сгорает по-разному и по-разному влияет на работу двигателя, выбросы, экономию топлива и долговечность. Условия вождения в реальном мире требуют разных соотношений A/F в разное время, поэтому соотношение A/F не является чем-то статичным и неизменным. Он динамичен и меняется в зависимости от меняющихся условий эксплуатации.

Во-первых, нам нужно объяснить разницу между ОБОГАТОЙ и ОБЕДНЕННОЙ воздушно-топливной смесями.

Соотношение A/F, которое содержит больше воздуха и меньше топлива, чем стехиометрическое соотношение, называется обедненной топливной смесью. Бедной смесью будет смесь с соотношением выше 14,7: 1 для бензина.

Соотношение A/F, которое содержит меньше воздуха и больше топлива, чем стехиометрическое соотношение, называется обогащенной топливной смесью. Богатой смесью будет смесь с соотношением бензина менее 14,7: 1.

БЕДНЯЯ смесь A/F обычно сгорает ГОРЯЧЕ и потребляет меньше топлива на милю пробега, что улучшает экономию топлива. Но более высокие температуры сгорания также увеличивают выбросы оксидов азота (NOX) и риск детонации, вызывающей повреждение двигателя (искровой стук).

ОПАСНОСТЬ ДЕТОНАЦИИ ОБЕДНЕННОЙ ВОЗДУШНО-ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Детонация — это аномальная форма сгорания, которая может возникнуть, когда сочетание высоких температур и давлений внутри камеры сгорания вызывает самовозгорание топлива до того, как загорится свеча зажигания. Вместо плавного расширяющегося наружу шара пламени от свечи зажигания карманы топлива воспламеняются и сталкиваются друг с другом, создавая слышимый стук. Детонация — это плохо, потому что она слишком быстро увеличивает давление сгорания. Это приводит к ударам молотка по поршням, которые могут повредить поршни, кольца, шатунные вкладыши и прокладки головки блока цилиндров. Слишком бедная топливная смесь может даже прожечь дыру в верхней части поршня! Так что всегда следует избегать очень бедной топливной смеси, особенно когда двигатель разгоняется или сильно работает под нагрузкой.

Основной причиной слишком обедненного топлива могут быть загрязненные топливные форсунки, низкое давление топлива (слабый топливный насос или засорение топливной магистрали или фильтра) или недостаточный поток топлива (мощность насоса или форсунки слишком мала для применения). В двигателях с измененными характеристиками (особенно с нагнетателем или турбокомпрессором) обычно требуется топливный насос с более высокой производительностью и / или топливные форсунки с более высоким расходом, чтобы не отставать от возросших потребностей двигателя в топливе. Если насос или форсунки не справляются, топливная смесь может стать обедненной, что приведет к детонации двигателя и возможному саморазрушению!

Все последние модели двигателей оригинального оборудования с компьютеризированным управлением двигателя имеют ДАТЧИК ДЕТОНАЦИИ для защиты двигателя от детонации. Если датчик детонации обнаруживает вибрации, похожие на детонацию, он подает сигнал компьютеру управления двигателем на мгновение замедлить момент зажигания, что снижает риск детонации. Компьютер двигателя также может обогащать топливную смесь, потому что добавление топлива помогает снизить температуру сгорания и снижает риск детонации.

ОБОГАТЫЕ ВОЗДУХО-ТОПЛИВНЫЕ СМЕСИ, МОЩНОСТЬ И ВЫБРОСЫ

Что касается смесей RICH A/F, добавление большего количества топлива в смесь увеличивает мощность до определенного уровня. Более богатая смесь также снижает риск детонации, поэтому двигатели с наддувом или турбонаддувом обычно имеют более богатое соотношение A/F, когда двигатель получает давление наддува. Но компромиссом более богатой смеси является повышенный расход топлива и более высокие выбросы выхлопных газов (в первую очередь угарного газа). Чем богаче смесь A/F, тем выше процент угарного газа в выхлопе.

Обычно уровни CO в выхлопе хорошо настроенного двигателя, работающего при стехиометрическом соотношении или близком к нему, должны быть от нуля до менее половины процента. Если автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, уровень CO в выхлопной трубе должен быть равен нулю или очень близок к нулю. Угарный газ является опасным и смертельным загрязнителем, потому что даже небольшое количество может убить!

Соотношение воздух/топливо постоянно изменяется от богатого до обедненного в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации.

ПОЧЕМУ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО ПОСТОЯННО МЕНЯЕТСЯ

Хотя стехиометрические соотношения A/F обеспечивают наилучшие всесторонние результаты с точки зрения экономии топлива и выбросов, двигатель не может работать со стехиометрическим соотношением все время. Иногда ему нужна ОБОГАТАЯ смесь, а иногда может быть полезна БЕДНАЯ смесь. Вот почему:

Холодному двигателю для запуска требуется очень ОБОГАТАЯ топливная смесь (по крайней мере, на начальном этапе, пока он не прогреется). Период холодного пуска — самое грязное время для выбросов, поэтому автопроизводители делают множество вещей, чтобы ускорить прогрев двигателя и улучшить испарение топлива, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры. Двигатели с непосредственным впрыском бензина (GDI) чище после холодного запуска, потому что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением. Это улучшает распыление топлива, поэтому оно будет легче смешиваться с воздухом для более чистого сгорания.

На более старых двигателях с карбюратором воздушная заслонка обеспечивает начальную богатую смесь. Закрытие воздушной заслонки ограничивает поток воздуха в карбюратор, чтобы обогатить смесь. По мере прогрева двигателя воздушная заслонка постепенно открывается, чтобы впустить больше воздуха, пока, в конце концов, она больше не нужна, и двигатель работает с нормальным соотношением воздух/топливо.

На более старых двигателях с впрыском топлива отдельная форсунка холодного пуска обеспечивает подачу дополнительного топлива при холодном пуске. На более новых двигателях EFI компьютер дает команду на обогащение смеси при прокручивании коленчатого вала и первом запуске двигателя. Компьютер запрограммирован на подачу точно необходимого количества топлива в зависимости от температуры двигателя и температуры воздуха.

Холодному двигателю также нужна ОБОГАТАЯ топливная смесь, пока он прогревается, чтобы работать на холостых оборотах. Смесь A/F будет постепенно обедняться по мере повышения температуры двигателя и снижения частоты вращения холостого хода с высокой скорости холостого хода (около 850–1000 об/мин) до нормальной скорости холостого хода (обычно от 500 до 600 об/мин). На карбюраторе за это отвечает воздушная заслонка и кулачок быстрого холостого хода.

PCM использует контур обратной связи от датчика O2 выше по потоку для точной настройки смеси A/F.

В двигателе с впрыском топлива ЭБУ поддерживает богатую смесь A/F до тех пор, пока кислородный датчик не нагреется до температуры, достаточной для того, чтобы система управления с обратной связью перешла в режим ЗАМКНУТОГО КОНТУРА. Как только это происходит, компьютер начинает использовать сигнал кислородного датчика для точной настройки смеси A/F. Компьютер регулирует скорость холостого хода с помощью электродвигателя регулятора скорости холостого хода или соленоида на корпусе дроссельной заслонки, что позволяет воздуху обходить дроссельную заслонку.

Скорость холостого хода предварительно запрограммирована и не регулируется на двигателях с компьютерным управлением и электронным впрыском топлива. Единственный способ изменить это — перепрограммировать компьютер. Но на карбюраторах обороты холостого хода и смесь холостого хода регулируются вращением винтов. Вращение винта регулировки состава смеси на холостом ходу (по часовой стрелке) обедняет смесь A/F, а выворачивание его (против часовой стрелки) обогащает смесь A/F. Цель состоит в том, чтобы получить максимально плавный холостой ход на рекомендуемой скорости холостого хода.

ОБОГАЩЕНИЕ ТОПЛИВА

Когда вы нажимаете на педаль газа, чтобы ускориться, обогнать другое транспортное средство или подняться на холм, двигателю требуется ОБОГАТАЯ смесь для увеличения мощности. На старых двигателях с карбюратором ускорительный насос и силовой клапан обеспечивают дополнительное обогащение топлива при открытии дроссельной заслонки. На более новых автомобилях с электронным впрыском топлива компьютер двигателя контролирует нагрузку двигателя с помощью датчика массового расхода воздуха, датчика положения дроссельной заслонки и датчиков абсолютного давления во впускном коллекторе, чтобы изменить соотношение A/F, когда вы нажимаете на газ. Затем компьютер увеличивает продолжительность импульса топливных форсунок, чтобы подавать больше топлива в двигатель до тех пор, пока это необходимо. Компьютер также будет использовать сигналы обратной связи от датчиков кислорода в выхлопных газах для контроля соотношения воздух/топливо по мере его изменения, чтобы при необходимости можно было внести коррективы.

В легких крейсерских условиях, когда нагрузка на двигатель меньше или при замедлении, большинство двигателей могут безопасно работать с более низким соотношением A/F для улучшения экономии топлива. Во многих случаях форсунки могут даже полностью отключаться при замедлении для дополнительной экономии топлива. В двигателях, в которых цилиндры отключаются для экономии топлива, форсунки на неработающих цилиндрах временно отключаются.

НАСТРОЙКА СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Когда автопроизводители разрабатывают заводские настройки двигателя, они должны соблюдать стандарты экономии топлива и выбросов. Поэтому для достижения этих целей двигатели настроены на более бедную топливную характеристику, а это означает, что часто есть возможности для улучшения, когда речь идет о повышении мощности.

Для повышения производительности более БОГАТОЕ соотношение A/F добавит мощности. Насколько богаче должно быть соотношение A/F, зависит от приложения и желаемого повышения производительности.

Для пиковой мощности бензина с прямым насосом (без этанола в смеси) соотношение A/F может достигать 12,5:1. Если вы используете насосный бензин E10, соотношение A/F 12:1 обеспечит пиковую мощность. Если вы станете богаче, это просто приведет к трате топлива и фактически уменьшит мощность.

Эксплуатация гоночного двигателя на максимальной мощности в течение длительного периода времени может привести к победе в гонке, ЕСЛИ двигатель сможет продержаться достаточно долго, чтобы закончить гонку. Но для гонок на выносливость или повседневного вождения использование пикового соотношения A/F может быть не лучшей идеей. Смесь A/F от 13,1 до 13,3 по-прежнему будет производить почти такую ​​же пиковую мощность, как и при соотношении 12,5:1, но с меньшей нагрузкой на сам двигатель.

Для максимальной мощности с E85 вы можете использовать топливную смесь с обогащением до 6,975: 1, но для гонок на выносливость может быть безопаснее использовать соотношение A / F от 8,3 до 8,5.

Для пиковой мощности гоночного двигателя, работающего на метаноле, соотношение A/F может составлять от 3,5 до 4,0:1. Опять же, если вы хотите, чтобы ваш двигатель работал весь сезон, возможно, было бы разумно немного уменьшить смесь и перейти на соотношение A/F от 4,5 до 4,8:1. Все зависит от приложения. Безнаддувный гоночный двигатель, работающий на метаноле, лучше всего работает с соотношением A/F 5:1, в то время как высокопроизводительному Hemi с наддувом может потребоваться сверхобогащенная смесь 3,5:1, чтобы двигатель не плавил поршни. Дополнительный метанол в действительно высокомощном двигателе нужен в основном для дополнительного охлаждения внутри камеры сгорания.

Если двигатель работает на пропане, пиковая мощность может быть достигнута при соотношении воздух/топливо 13,18:1.

ПРИМЕЧАНИЕ: Соотношение A/F, обеспечивающее реальную пиковую мощность двигателя без перенапряжения до уровня, при котором происходит повреждение, зависит от многих факторов, помимо химического состава самого топлива. Переменные, влияющие на соотношение A/F, когда в двигателе фактически возникает пиковая мощность, включают степень сжатия, момент зажигания, подъем клапана, перекрытие и продолжительность, конструкцию камеры сгорания, температуру двигателя, температуру окружающего воздуха, давление наддува (в двигателях с наддувом). или двигатель с турбонаддувом) и использование других добавок мощности, таких как закись азота (N2O).

КАК ЗАКИСЬ АЗОТА ВЛИЯЕТ НА СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Всем известно, что закись азота действительно может увеличить мощность двигателя. В зависимости от дозы, N2O может повысить мощность от 100 до 400 л.с. и более! Он делает это, добавляя дополнительный кислород в топливно-воздушную смесь. Воздух, которым мы дышим, содержит всего около 21 процента кислорода. Остальное в основном состоит из азота (78 процентов), который практически не влияет на выработку энергии при сгорании. Фактически, часть атмосферного азота в камере сгорания будет соединяться с кислородом при высокой температуре, образуя загрязняющие вещества NOX. Это также крадет немного энергии из процесса сгорания за счет уменьшения количества кислорода, доступного для сжигания топлива.

Если закись азота впрыснуть в двигатель, теплота сгорания разрушает молекулу N2O, высвобождая много лишнего кислорода для сжигания вместе с топливом. Смесь A/F теперь может быть обогащена от 9,5 до 8,0:1 для обеспечения максимальной мощности двигателя. На самом деле, вы ДОЛЖНЫ добавлять дополнительное топливо при впрыске N2O, чтобы смесь A/F не стала опасно обедненной и не обожгла поршни.

КАК РЕГУЛИРОВАТЬ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Различные модификации могут быть сделаны для изменения нормального соотношения воздух/топливо в двигателе для увеличения мощности.

В двигателях с карбюратором увеличение диаметра отверстия основных дозирующих форсунок увеличит подачу топлива в основной контур для более богатого соотношения воздух/топливо. Размеры струи кодируются числами, поэтому обращение к таблице размеров поможет вам определить наилучший размер для данного набора обстоятельств. Однако это может меняться в зависимости от температуры воздуха и атмосферного давления. Холодный воздух плотнее теплого, поэтому в очень жаркий день вы можете уменьшить количество форсунок на пару размеров, чтобы смесь не стала слишком богатой. Точно так же, если вы настраиваете двигатель где-нибудь вроде Денвера, который находится в миле над уровнем моря, воздух будет намного тоньше (менее плотный). Для этого также потребуются форсунки несколько меньшего размера, чтобы поддерживать то же соотношение A/F для пиковой мощности.

Настройка двигателя путем замены жиклеров — это, в основном, процесс проб и ошибок, чтобы увидеть, какой размер жиклеров обеспечивает оптимальное соотношение A/F для наилучшей производительности. Это можно сделать, заменив форсунки, выполнив пробный запуск, чтобы увидеть, как работает двигатель, а затем изменив размеры форсунок вверх или вниз на размер или два, пока не будут достигнуты наилучшие результаты. Или, чтобы сэкономить время, настройку можно выполнить на динамометрическом стенде.

ПРИМЕЧАНИЕ. Изменение давления топлива в системе с карбюратором НЕ изменит соотношение A/F (если только вы не увеличите давление настолько, что поплавковый игольчатый клапан внутри карбюратора откроется и заполнит двигатель).

В двигателях с электронным впрыском топлива соотношение воздух/топливо можно изменить, перепрограммировав компьютер для увеличения подачи топлива за счет увеличения времени включения или продолжительности каждого импульса форсунки. Существуют также интерфейсные модули для некоторых приложений, которые изменяют сигналы датчика кислорода, чтобы обмануть компьютер, заставив его думать, что топливная смесь беднее, чем она есть на самом деле, поэтому он добавляет больше топлива для обогащения смеси.

Перенастройку системы EFI лучше всего выполнять тем, кто знает, что делает. Вы действительно можете все испортить, если испортите карту калибровки топлива в компьютере. Карта на самом деле представляет собой алгоритм, который сообщает компьютеру, сколько топлива нужно добавить в двигатель, в зависимости от скорости, нагрузки, воздушного потока и температуры.

Карта A/F определяется при работе двигателя на различных скоростях и нагрузках при контроле смеси A/F с помощью широкополосного кислородного датчика в выхлопе. В зависимости от того, что вы хотите, смесь A/F затем настраивается с различными приращениями оборотов, чтобы увеличить мощность без перегрузки двигателя или траты топлива. Настройка динамометрического стенда также является хорошим способом убедиться, что смесь A/F не становится опасно обедненной в определенные моменты, что может привести к детонации и повреждению двигателя.

LAMBDA : ДРУГОЙ СПОСОБ ВЫРАЖЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Еще один способ выразить соотношение воздух/топливо — использовать греческую букву Lambda . Символ выглядит как прописная буква «L» и в основном представляет собой инженерное или научное значение, разработанное людьми, которые изобрели кислородный датчик (Robert Bosch Corp.). Он также широко используется в Европе. Многие анализаторы выхлопных газов и машины для проверки выбросов будут отображать как численное соотношение воздух/топливо, так и/или значение лямбда. Значение определяется путем измерения количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах.

Когда соотношение воздух/топливо находится на стехиометрическом уровне (независимо от типа топлива), значение лямбда будет равно ЕДИНИЦЕ (1,00, если быть точным).

Если воздушно-топливная смесь бедная (больше стехиометрического соотношения или 14,7 для бензина), значение лямбда будет ВЫШЕ 1,00.

Если смесь воздух/топливо ОБОГАТАЯ (соотношение меньше стехиометрического), лямбда будет МЕНЬШЕ 1,00.

Значение лямбда рассчитывается путем деления фактического показания отношения A/F на стехиометрическое соотношение).

Пример: показание лямбда для отношения A/F 16:1 будет (16 разделить на 14,7) или 1,088.

Статьи по теме:

Как работает электронный впрыск топлива

Как впрыск топлива влияет на выбросы

Диагностика впрыска топлива

Проблемы с впрыском топлива

Впрыск топлива: диагностика безвозвратного EFI

Топливные форсунки (устранение неисправностей)

Как диагностировать и устранять проблемы с карбюратором

См. другие наши веб-сайты:

AA1Car Automotive Diagnostic & Repair Help

Авторемонт самостоятельно

Carley Automotive Software

OBD2HELP

Random-Misfire

ScanToolHelp

КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Что такое соотношение воздух-топливо И это важно в двигателе?

Карбюратор: теория карбюрации

Карбюратор представляет собой гидромеханическое устройство, работающее по принципу «карбюрации». Термин «карбюратор» означает разбивание бензинового топлива на более мелкие частицы. Это позволяет им смешиваться с воздухом и гореть в процессе горения. Карбюратор помогает распылять и испарять топливо и смешивает его с воздухом в различных пропорциях. Это обеспечивает идеальное соотношение воздух-топливо, соответствующее изменяющимся потребностям автомобильного двигателя.

Испарение происходит, когда топливо меняет свое состояние с жидкого на парообразное (под действием тепла). Однако распыление происходит, когда происходит механическое дробление топлива. Вот где роль карбюратора вступает в игру. В идеале карбюратор должен пропускать смесь полностью испарившегося топлива и воздуха в правильной пропорции во впускной коллектор двигателя. Для достижения высокой степени парообразования производители используют в своих системах впускные коллекторы с подогревом и/или горячие точки. Кроме того, такт сжатия создает высокую температуру и давление. Таким образом, обеспечивается дополнительное тепло для полного испарения топлива.

Что такое соотношение воздух-топливо в карбюраторе?

Основная функция карбюратора – смешивание топлива с воздухом в идеальном соотношении. Это происходит в зависимости от частоты вращения двигателя и условий нагрузки. Теоретически идеальная смесь содержит 15 частей воздуха и 1 часть бензинового топлива. Таким образом, он обеспечивает соотношение воздух-топливо 15:1. Однако карбюратор не всегда может постоянно обеспечивать идеальное соотношение воздух-топливо. Это приводит к избыточному количеству топлива по отношению к воздуху. Поэтому позже инженеры разработали системы впрыска топлива для повышения эффективности бензиновых двигателей.

Идеальное соотношение воздух-топливо в бензиновом двигателе

Необходимо постоянно получать идеальное соотношение воздух-топливо 15:1. Это связано с тем, что воздух в смеси обеспечивает кислород, необходимый для полного сгорания топлива. Если воздуха слишком мало, то кислорода для горения недостаточно. Это приводит к тому, что несгоревшее топливо выбрасывается в выхлопную трубу и уходит в отходы. Если есть избыток воздуха, то он дает больше кислорода. Это приводит к медленному и беспорядочному горению, что приводит к потере мощности.

Значение соотношения воздух-топливо в карбюраторном двигателе:

Воздух и топливо смешиваются в различных пропорциях, в которых происходит сгорание. Условия работы двигателя требуют варьирования соотношения воздух-топливо/смеси. Границы этого диапазона известны как верхний и нижний пределы горения. Нижний предел составляет 7-10 весовых частей воздуха на 1 часть топлива (7:1 – 10:1 – богатая смесь), чего едва хватает для работы двигателя на холостом ходу. Верхний предел составляет около 19-20 весовых частей воздуха на 1 часть топлива (20:1 – бедная смесь). Для среднего «крейсерского» режима требуется идеальное соотношение воздух-топливо от 15:1 до 17:1.

Для достижения максимальной мощности и быстрого разгона/обгона двигателю нужна «богатая» смесь. Это примерно 12-13 весовых частей воздуха на 1 часть топлива (соотношение воздух-топливо 12-13:1). Кроме того, при запуске холодного двигателя ему нужна богатая смесь, которую обеспечивает «дроссель». Тем не менее, для достижения максимальной экономии топлива двигателю требуется более обедненное соотношение воздух-топливо от 16:1 до 17:1. Соотношение воздух-топливо 19-20:1 известна как «сверхбедная смесь», которую обеспечивают некоторые карбюраторы. Однако эта смесь горит медленно и неравномерно. Таким образом, это приводит к потере мощности.

Таким образом, современный карбюратор должен автоматически обеспечивать надлежащие пропорции воздушно-топливной смеси для удовлетворения различных рабочих требований двигателя.