Соотношение бензина и воздуха в двс: Топливо-воздушная смесь решает все

Содержание

Топливо-воздушная смесь решает все

Повышенная эмиссия вредных веществ возникает, когда соотношение воздух-топливо в смеси отрегулировано неправильно.

Идеальное соотношение топлива и воздуха для бензиновых двигателей: 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива. Такое соотношение также называется стехиометрической смесью. Практически все бензиновые двигатели сейчас приводятся в движение при сгорании такой идеальной смеси. Решающую роль при этом играет кислородный датчик.

Только при таком соотношении гарантируется полное сгорание топлива, а катализатор практически полностью преобразовывает вредные выхлопные газы углеводород (НС), оксид углерода (СО) и оксиды азота (NOx) в экологически безвредные газы.
Соотношение действительно использованного воздуха к теоретической потребности называется числом кислорода и обозначается греческой буквой лямбда. При стехиометрической смеси лямба равна единице.

Как это осуществляется на практике?

За состав смеси отвечает система управления двигателем („ECU» = „Engine Control Unit»). ECU контролирует топливную систему, которая в процессе сгорания подает точно дозированную топливно-воздушную смесь. Однако для этого системе управления двигателем необходимо иметь информацию, работает ли в данный конкретный момент двигатель на обогащенной (недостаток воздуха, лямбда меньше единицы) или на обедненной (избыток воздуха, лямбда больше единицы) смеси.

Эту решающую информацию предоставляет лямбда-зонд:

В зависимости от уровня остаточного кислорода в выхлопном газе он подает различные сигналы. Система управления двигателем анализирует данные сигналы и регулирует подачу топливно-воздушной смеси.

Технология кислородных датчиков постоянно развивается. На сегодняшний день лямбда-регулирование гарантирует низкий выброс вредных веществ, обеспечивает эффективный расход топлива и долгий срок службы катализатора. Для максимально быстрого достижения лямбда-зондом рабочего состояния  сегодня используется высокоэффективный керамический нагреватель.

Сами керамические элементы с каждым годом становятся всё лучше. Это гарантирует еще более точное
измерение показателей и обеспечивает соблюдение более строгих норм по выбросам вредных веществ. Разработаны новые типы кислородных датчиков для специальных применений, например, лямбда-зонды, электрическое сопротивление которых изменяется с изменением состава смеси (титановые датчики), или же широкополосные кислородные датчики.

Принцип работы кислородного датчика (лямбда-зонда)

Чтобы катализатор работал оптимально, соотношение топлива и воздуха должно быть очень точно согласовано.

Это задача лямбда-зонда, который непрерывно измеряет содержание остаточного кислорода в выхлопных газах. Посредством выходного сигнала он регулирует систему управления двигателем, которая благодаря этому точно устанавливает топливно-воздушную смесь.

Соотношение воздух-топливо — почему оно важно в бензиновых двигателях? | Pit stop

Двигатели внутреннего сгорания сжигают топливо для создания кинетической энергии.

Сжигание топлива — это химическая реакция топлива с кислородом. Количество кислорода в этом процессе является ограничивающим фактором для количества топлива, которое можно сжечь.

Большого количества топлива в воздушно-топливной смеси, сгорает не полностью и выбрасывается через выпускной клапан.

А, большое количество воздуха, с небольшим количеством топлива становится причиной быстрого сгорания при высокой температуре, в то время как наоборот, с большим количеством топлива, смесь сгорает медленно и при низких температурах.

При наличии чрезмерно большого количества топлива и практически без воздуха, воспламенение может вообще не произойти.

При конструировании двигателя, очень точно рассчитывается соотношение воздух-топливо, при котором весь доступный кислород должен быть использован для того чтобы топливо полностью сгорало или хотя бы до лучшего значения.

Это соотношение называется стехиометрическим соотношением воздушно-топливной смеси. Для бензиновых двигателей стехиометрическое соотношение составляет 14,7:1. Такое соотношение — это компромисс между максимальной мощностью двигателя и минимальным расходом топлива.

Теоретически, это соотношение существует только для идеальной стехиометрической смеси, но на практике это соотношение не бывает одинаковым для различных двигателей до сих пор.

Соотношение воздух-топливо менее 14,7 означает богатую смесь, а соотношение более 14,7 означает обеднённую смесь.

Для холодного запуска (когда детали двигателя не прогреты) электронный блок управления (ЭБУ) двигателя рассчитывает соотношение 9:1 (переобогащенную смесь).

Для холостого хода (при остановке без выключения двигателя) — 12:1 (богатая смесь).

Для крейсерской скорости (при работе двигателя на постоянных средних оборотах двигателя/ экономичной скорости), подаётся соотношение 16:1 (обедненная смесь).

При ускорении автомобиля — 13: 1 (богатая смесь, но требующая меньше топлива, чем на холостом ходу).

Самый низкий расход топлива, получается при обедненной воздушно-топливной смеси, с соотношением от 15.4:1.

Максимальная мощность двигателя вырабатывается при богатой воздушно-топливной смеси, с соотношением 12.6:1.

Важным компонентом для полноценной работы двигателя является — лямбда зонд (датчик кислорода).

Этот датчик измеряет уровень кислорода в выхлопных газах и отправляет информацию в электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

На основании значения показаний датчика кислорода, ЭБУ бензинового двигателя регулирует количество топлива, чтобы поддерживать соотношение воздух-топливо на уровне стехиометрического уровня (λ = 1,00).

Например, в бензиновых двигателях, если уровень кислорода выше порогового значения для стехиометрического уровня (следовательно, мы имеем бедную смесь), в следующем цикле впрыска количество впрыскиваемого топлива будет увеличено, чтобы использовать избыток воздуха.

Имейте в виду, что двигатель всегда будет переходить от обедненной смеси к обогащенной смеси между циклами впрыска, что даёт «среднее» стехиометрическое соотношение воздух-топливо.

Дорогие Друзья! Если данная статья была Вам полезна, то пожалуйста не забудьте проголосовать за неё нажав на кнопку с пальцем вверх, а также подписаться на канал и поделится с друзьями в соцсетях!

Соотношение воздух топливо на инжекторных двигателях

На чтение 19 мин. Просмотров 138 Обновлено

04.08.2019

ЭБУ управляет дозировкой топливной смеси и своевременным поджогом ее в каждом цилиндре двигателя. Дозировкой топлива занимается инжектор. Зажигание обеспечивает поджиг топливной смеси.

Воздух необходимый для осуществления впрыска и поджога подается «естественным» путем. Мотор всегда самостоятельно всасывает нужный объем воздуха, но для снижения мощности двигателя, подаваемое количество воздуха в систему может быть больше необходимого и должно быть ограничено. Обычно двигатель не нуждается в постоянной максимальной мощности, поэтому большую часть времени работы мотора, подача воздуха ,как правило, принудительно ограничивается. Если автомобиль оснащен турбиной — воздух принудительно нагнетается в двигатель, но сути это не меняет. Подача всегда будет такой, какая необходима для нормальной работы, а регулируется количество воздуха самим водителем при помощи педали.
Оптимальное количества воздуха, которое необходимо для полного сжигания подаваемого в цилиндр топлива, является соотношение

Если топливо подается больше этого соотношения «богаче» то увеличивается мощность ДВС, но при этом топливо не сгорает полностью, что ведет к его большому расходу.
Если топлива поступает меньше т.е.смесь «беднее» то происходит обратный процесс, который может привести к перегреву двигателя.

Из этого следует, что для того чтобы узнать требуемое количества топлива, нужно знать сколько воздуха поступает в двигатель.

Для измерения этого показателя используют ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА (ДМРВ). В википедии об этом устройстве можно прочитать следующее: «ДМРВ состоит из двух платиновых нитей, которые нагреваются при помощи электрического тока. Через одну нить проходит воздух, охлаждая её, вторая нить является контрольной. Количество поступаемого в двигатель воздуха вычисляется по тому, как изменяется ток проходящий через охлаждаемую воздухом платиновую нить.»

Очень интересное и позновательное видео, рассказывающее для чего нужен осцилограф и мотор-тестер.

Для того, чтобы «МОЗГИ или ЭБУ» точно могли вычислить момент подачи топлива в двигатель для воспламенения смеси, на коленвале установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНВАЛА(ДПКВ).

Для получения еще большей информации о точном времени воспламенения, применяется еще один датчик, похожий на ДПКВ но установленный на распредвале и называется он ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДВАЛА(ДПРВ).

Это основные датчики необходимые для того, чтобы знать потребность в необходимом количестве топлива, а также момент в который совершать поджиг подаваемой смеси.

Теперь рассмотрим работу исполнительных механизмов этого процесса.

ИНЖЕКТОРЫ, или как их называют в простонародье, ФОРСУНКИ предназначены для подачи топлива в цилиндр. Форсунка это электромеханический клапан на который подведен топливопровод высокого давления и два электрических проводка. Подали напряжение на выводы — открылась форсунка, отключили ток — закрылась форсунка. Чем прододжительнее будет время открытия форсунки, тем большее количество топлива попадет в двигатель.

Естественно для поджога подаваемой в двигатель смеси применяется как и раньше свеча зажигания получая необходимый, увеличенный ток от катушки.

Для более точного измерения подаваемого в двигатель воздуха применяются также: ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ(ДТОЖ), замеряющий температуру двигателя.
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА, который идентичен ДТОЖ но замеряющий температуру поступающего в двигатель воздуха.

С помощью этих датчиков производится корректировка подачи топлива на холодном двигателе, для работы которого нужно больше топлива.

Для того, чтобы двигатель не глох а работал с отпущенной педалью газа(холостой ход), применяется специальный исполнительный механизм-регулятор холостого хода(РХХ). РХХ представляет собой шаговый двигатель, при помощи которого через специальный канал в двигатель, в обход дроссельной заслонки, которая перекрывает воздух при отпущенной педали- ПОДАЕТСЯ ВОЗДУХ. ЭБУ через РХХ открывает канал и не позволяет двигателю заглохнуть. Снизились обороты- клапан приоткрывается, повысились-клапан закрывается.

Для того, чтобы ЭБУ мог определить с каким усилием водитель давит на педаль газа, добиваясь определенной скорости, на узле ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ(ДПДЗ). Если взглянуть на него с технической точки зрения, то это всего-навсего потенциометр, работа которого заключается в измерении угла поворота оси дроссельной заслонки. ЭБУ узнает от ДПДЗ что нужно двигателю: увеличивать порцию подаваемого топлива или включить режим холостого хода.

Всех этих датчиков и исполнительных механизмов было бы достаточно , но экологи не дремлют и заставляют автопроизводителей с каждым годом повышать экологические нормы, лезут уже в глушителя автомобиля, требуя от производителя не только заявлять эконормы, но и постоянно контролировать и снижать выбросы до заявленного значения на выходе работающего автомобиля. Поэтому автомобилестроители вынуждены были вмонтировать не только КАТАЛИЗАТОР, снижающий вредные выбросы в атмосферу но и датчик контролирующий количество несгоревшей смеси и падающий эти значения на ЭБУ, для соответствующей корректировки. Эту функцию выполняет так называемый «лямбда зонд» или ДАТЧИК КИСЛОРОДА. ЭБУ анализирует состав выхлопных газов, сгорело не все — сокращает подачу топлива, сгорает подчистую — увеличивает подачу. Эти устройства требуют определенной температурный режим, поэтому на последних моделях установлен подогревающий элемент.

Если один или даже несколько датчиков выходят из строя, ЭБУ определяет, что датчики показывают неправильные значения и перестает на них реагировать, а на панели приборов зажигает «check engine». С такой неисправностью вы доезжаете до СТО.

«Как работает инжекторный двигатель»

«Принципы работы системы управления инжекторного двигателя «

«Режимы работы двигателя под управлением электронного блока «

«ДАТЧИКИ ИНФОРМАЦИИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ И УПРАВЛЯЕМЫЕ ЭБУ»

«Исполнительные механизмы управления инжекторного ДВС от ЭБУ»

«Диагностика автомобиля Ларгус»

Данные по структуре инжекторного двигателя взяты с проектной работы УГЛТУ
А.П. Панычев
А.П. Пупышев
А.И. Шкаленко
Д.В. Шатунов
И.С. Шик
Разработчики создали модуль для изучения инжекторного ДВС

Петр 1 открыл окно в Европу
и через него в Россию
начала лезть всякая мерзость

«inpropart»

Современные автомобили приводит в движение двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Он характеризуется определенной схемой работы. Внутри камеры этой системы сгорает топливно-воздушная смесь. Это значит, что, заправляя автомобиль бензином или дизелем, водитель предоставляет только один необходимый элемент для движения транспортного средства.

Топливо смешивается с воздухом. Форсунки распыляют бензин или дизель. Горючее испаряется при этом перед клапанами. В цилиндрах смесь топлива с воздухом сгорает от электрической искры. Если сканер автомобиля выдал ошибку р0172, это значит, что система определила отклонение. Это богатая смесь . Но можно и самостоятельно увидеть нарушения работы двигателя, вызванные такой проблемой. Как ее устранить, должен знать каждый владелец авто.

Общее понятие

Вникая в понятие, что такое слишком богатая смесь (ВАЗ , Skoda, BMW, Chevrolet и т. д.), следует сказать несколько слов о самом топливе. Оно состоит из соотнесенного в определенной пропорции бензина (дизеля) и воздуха. К цилиндрам двигателя подается жидкое горючее. От его количества во многом зависит это соотношение.

Богатой называется смесь, в которой бензина содержится больше, а воздуха – меньше нормы. Так как кислорода внутри камеры сгорания недостаточно, процесс работы двигателя теряет мощность. Догорание бензина происходит из-за этого уже в глушителе. Некоторые автомеханики называют такое состояние горючего высококалорийным.

Эти нарушения отражаются на внешнем виде свечей зажигания. На них появляется характерный черный нагар, копоть. Причин такому состоянию системы двигателя может быть несколько. Их обязательно необходимо найти и устранить.

Когда смесь становится богатой

Отклонения приготовления смеси появляются в результате определенных сбоев систем автомобиля. За процесс создания горючего отвечает инжектор. Он готовит смеси с определенным процентным содержанием кислорода. Именно эта способность представленного элемента двигателя дает возможность двигателю работать в разных режимах.

При необходимости водитель может, благодаря такому устройству, повысить скорость, справиться с подъемом, пойти на обгон и т. д.

Богатая смесь на инжекторе определяется математической формулой. Нормальным считается соотношение на 1 кг жидкого горючего 14,7 кг кислорода. Если в этой формуле по каким-то причинам увеличивается количество кислорода, такой состав называется бедным. Если же в смеси поднимается показатель количества топлива, смесь приобретает статус богатой.

Владелец автомобиля может самостоятельно отрегулировать уровень подачи кислорода к топливной смеси. Ошибки, допущенные в этом процессе, приводят к поломкам и неправильной работе транспортного средства.

Признаки отклонения

Богатая смесь — ВАЗ , УАЗ, BMW, Audi и прочих существующих марок автомобилей — может проявляться широким спектром отклонений в работе автомобиля. При возникновении таких нарушений необходимо срочно выяснить причину такого состояния двигателя.

В транспортных средствах, в которых установлен автосканер, при возникновении представленных отклонений загорается индикатор с соответствующим кодом ошибки (P0172). Глушитель в таком случае может издавать громкие хлопки. Это происходит из-за догорания воздуха в выхлопной трубе. Это один из первых признаков нарушений.

При этом можно заметить появление в выхлопных газах черного, серого оттенков. Это также связано с неуместным способом догорания топлива. Выхлоп не проходит никакой очистки. В трубе находится большое количество атмосферного кислорода. Поэтому отработанный газ приобретает характерный грязный оттенок.

Управление автомобилем

Слишком богатая смесь проявляется также при управлении транспортным средством. Это сразу же заметит практически любой водитель. Машина становится менее динамичной. Мощность работы двигателя резко снижается. Так как процесс сгорания в камере мотора происходит медленнее, механизм не способен работать на полную силу.

В некоторых случаях машина может даже не поехать. Но это при очень серьезных отклонениях соотношения горючего и воздуха в камере сгорания.

При езде на автомобиле владелец может заметить, что расход топлива стал больше. Это также характерный признак нарушения работы двигателя из-за работы при богатой смеси. Объясняется это нарушение просто. Двигатель в таких условиях работает неэффективно. Смесь горючего расходуется неправильно. Чтобы предотвратить низкую скорость сгорания, мотор начинает впрыскивать в камеру больше жидкого топлива.

Основные причины

Существует несколько основных причин, которые вызывают отклонения соотношения воздуха и бензина. Самыми основными из них могут быть отклонения в системе управления двигателем, а также нарушения работы привода воздушной заслонки. Неисправность инжектора тоже может объяснять, почему определяется богатая смесь. Карбюратор при неправильной настройке также способен стать причиной отклонений. Еще одним фактором образования богатой смеси считается засорение воздушного фильтра.

Нередко причиной нарушений в топливной системе становятся неправильные действия владельца автомобиля. С целью уменьшения расхода бензина или увеличения мощности мотора водитель может неправильно отрегулировать систему. В результате он получает проблемы с двигателем и необходимость проведения внеочередного техобслуживания или даже ремонта.

Отклонения подачи топлива

Так как процесс формирования горючей смеси состоит из двух основных компонентов (бензин и воздух), нарушения возможны со стороны подачи каждого из них. Избыток топлива определяется гораздо реже, чем недостаток воздуха. Но типичные нарушения подачи горючего следует рассмотреть подробнее.

Слишком богатая смесь, причины которой связаны с топливной системой, может быть вызвана высоким давлением в магистрали. Это отклонение вызывается неисправностью бензонасоса или системы регуляции. Чтобы проверить эту версию, применяют специальный манометр для топлива.

Отклонения в составе смеси может вызывать адсорбер. Через него из-за неисправности системы улавливания паров впускается большое количество бензина.

Также могут быть неисправными форсунки. Инжектор в закрытом состоянии может быть неспособен держать топливо. Это становится причиной попадания его в камеру даже при закрытых форсунках.

Неисправности подачи воздуха

Ошибка «Богатая смесь» , которую определяет система диагностики автомобиля, гораздо чаще бывает вызвана недостаточным поступлением кислорода в камеру сгорания. Причин такому нарушению несколько.

В первую очередь может быть элементарно загрязнен воздушный фильтр. По некоторым причинам (тяжелые условия эксплуатации, езда по грязным дорогам) этот элемент системы очистки кислорода может прийти в негодность даже раньше указанного производителем срока. Поэтому необходимо визуально оценить очиститель. Если он грязный, покрыт маслом, его в срочном порядке необходимо заменить. Иначе мотор быстро выйдет из строя.

В некоторых случаях причиной неполноценной подачи воздуха в камеру сгорания может стать поломка датчика его расхода. Это поможет выявить система показаний сканера. Иногда определяется неисправность датчика давления воздуха в коллекторной системе.

Автоматическая система диагностики

Если система диагностики автомобиля показывает, что возникла ошибка «Слишком богатая смесь» , необходимо предпринять определенные действия. Для этого необходимо разобраться в принципах работы сканера.

Воздух подается в горючее при диагностике сенсора МАР и лямбда-зонд. Может, ошибка P0172 вызвана отклонениями именно этих систем. Однако, кроме них, проблемы могут быть связаны с отклонениями в тепловых зазорах (двигатель с ГБО), при механическом повреждении уплотнительных материалов, недостаточной компрессии или отклонении при работе ГРМ.

Чтобы понять, почему автоматическая диагностика указывает такую ошибку, владелец автомобиля может выполнить несколько действий. В первую очередь требуется проанализировать информацию, которую предоставляет сканер. Далее можно искусственно сымитировать условия появления такой неисправности.

Следующим шагом может стать проверка узлов и механизмов, например контактов, отсутствия подсоса, а также работоспособность систем, связанных с подачей топлива и кислорода в камеру сгорания.

Устранение системной ошибки

Если система диагностики указывает, что автомобилем применяется богатая смесь , необходимо произвести ряд действий. Неисправный узел находится при последовательной проверке каждой системы. Для этого мультиметром проверяются датчики ДЖОТ, MAF, а также лямбда-зонд.

Если в этих системах отклонений не обнаружится, необходимо обратить внимание на свечи, катушки и провода. Далее замеряется давление топлива при помощи манометра, а также проверяются метки зажигания.

Затем проверяют уплотнители и соединения на впуске воздуха, а также выпускном коллекторе. Подсоса быть не должно. После проведения всех манипуляций и устранения неисправности делается сброс корректировок топливной подачи. При этом долгосрочные программы относительно этой настройки возвращаются до первоначального значения.

Советы экспертов

Если в топливном баке готовится слишком богатая смесь , первое, что рекомендуют сделать опытные автомеханики, это сбросить дополнительные настройки работы инжектора. Если владелец производил самостоятельные настройки системы регулировки топлива, он мог допустить серьезные ошибки. Богатая топливная смесь приведет к неизбежной поломке мотора очень скоро.

Если причина отклонений связана с системой форсунок, это можно определить визуально. При такой неисправности на внешней стороне инжектора появляются следы сгорания топлива.

Гарь и копоть можно обнаружить также и на одной стороне уплотнительного медного кольца. Такие отклонения бывают вызваны неправильной установкой инжектора. Если уплотнительное кольцо находится не на своем месте, также возможны подобные неисправности.

Редкие поломки

Специалисты утверждают, что 90% всех ошибок « Богатая смесь» связаны с регулировкой инжектора. Устранить ее несложно. Главное — вовремя обратить внимание на неправильную работу двигателя автомобиля.

Самыми редкими, экзотическими считаются неисправности блока управления двигателем, а также плохое состояние контактов. Иногда встречаются случаи отравления кислородного датчика. Выявить такие отклонения способен опытный специалист. Самостоятельно решить проблему в этом случае удается не каждому владельцу автомобиля.

Рассмотрев, что собой представляет богатая смесь, можно понять опасность возникновения такой ситуации. При появлении непредвиденных ситуаций лучше обратиться в сервисный центр. На пунктах техобслуживания есть необходимый инструмент, с помощью которого можно произвести диагностику. Это сохранит двигатель автомобиля.

Топливно-воздушная смесь

Корпус дроссельных заслонок
Многие увеличивают диаметр отверстия дроссельной заслонки путем уменьшения толщины внутренней стенки корпуса. В этом случае придется заменить лопасть большей по размеру. В идеале размер отверстия должен быть точно таким же, как у воздухозаборного канала.


В продаже имеются дроссельные заслонки увеличенного диаметра, однако придется изменять настройки холостого хода. Чтобы увеличить приток воздуха через корпус заслонки можно пойти другим путем: отшлифовать заслонку, то есть сгладить все неровности и острые углы. Это то же самое, что и портирование головки блока цилиндров.

Предупреждение: установка увеличенной дроссельной заслонки повысит приемистость и на малых оборотах может появиться неравномерность хода, поскольку даже при малейшем нажатии на педаль газа, заслонка будет открываться шире, чем стандартная. Чтобы этого не произошло, можно установить заслонку с двумя перегородками. Они работают следующим образом: одна перегородка открывается на низких оборотах двигателя, но как только обороты возрастают, открывается вторая.

К двигателю можно крепить две и более дроссельные заслонки, по одной на каждую воздухораспределительную камеру. Но во время монтажа придется повозиться.

Впускной коллектор
Система впрыска топлива с электронным управлением или более известный вариант названия «инжекторная».
В инжекторном двигателе вместо карбюратора установлена одна или несколько топливных форсунок, которые распыляют бензин во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры (воздух для образования топливно-воздушной смеси подается в коллектор с помощью дроссельного узла).
Основное предназначение впускного коллектора заключается в том, чтобы обеспечить равномерное распределение воздуха или рабочей смеси между цилиндрами.


Воздухораспределительный механизм
Предназначен для распределения воздуха по цилиндрам. Шаблонные газораспределительные механизмы по большому счету не эффективны, поскольку в одни цилиндры они подают больше воздуха, а в другие меньше. Получается, что цилиндры работают с разной производительностью. При распределении воздуха очень важна форма и размер камеры.

Направляющие
Это трубки, которые идут от газораспределительной камеры к головке блока цилиндров. Их длина влияет на мощность, причем как на высоких оборотах двигателя, так и на низких, а от диаметра зависит пиковая мощность.

Отметим, что диаметр распределительных трубок зависит от пожеланий владельца автомобиля, а также от предназначения самого автомобиля. Перед тем, как менять штатные трубки на увеличенные, нужно посоветоваться с профессионалом. Вообще, трубки большего диаметра создают пиковую мощность на высоких оборотах двигателя, но, когда двигатель работает на низких оборотах, они не прибавляют мощности. По этой причине их рекомендуется устанавливать на спортивных автомобилях и драг карах. То же самое можно сказать и о длине трубок, от которой зависит мощность и производительность.


Подача топлива
Для обычного автомобиля штатной системы подачи топлива вполне достаточно. Но если машина подвергалась тюнингу – увеличение воздушного потока, установка дроссельной заслонки увеличенного диаметра, изменение системы впуска, замена штатного воздушного фильтра, установка механического нагнетателя или турбонаддува, расход топлива увеличивается. Количество топлива, поступающего в инжектор, регулируется электронным блоком управления. При этом бортовой компьютер учитывает количество воздуха, его плотность, нагрузку на двигатель и температуру. Однако датчики и блок управления имеют ограниченное количество переменных, поэтому для увеличения подачи воздуха и топлива может потребоваться перепрограммирование (прошивка). Это не относится к карбюраторным двигателям.

Слишком большое количество топлива, также как и его нехватка, могут привести к повреждению двигателя.

Топливный насос
Топливный насос должен перекачивать максимальное количество топлива (до определенного предела). Увеличение давления топлива потребует увеличения скорости подачи топлива через топливный насос. Для этого нужен насос большего размера. Его рекомендуется устанавливать на спортивных автомобилях. Однако если использовать автомобиль исключительно для спокойной езды, то штатного насоса будет вполне достаточно.


Механический топливный насос
Применяется для карбюраторных двигателей. Они оснащены рычагом, который контактирует с кулачком распределительного вала, а он в свою очередь толкает диафрагму топливного насоса вниз, в результате чего топливо поступает в насос.

Электрический топливный насос
Устанавливается на карбюраторных и инжекторных автомобилях. Такие насосы создают избыточное давление и проталкивают бензин по топливным каналам. На старых инжекторных моделях электрический топливный насос находился за пределами бензобака. На некоторых моделях было предусмотрено два таких насоса, один располагался внутри бензобака, а второй за его пределами. На современных автомобилях топливный насос находится в бензобаке. Сегодня есть возможность на старых карбюраторных машинах устанавливать электрические топливные насосы взамен механических.

Топливный фильтр
Важно, чтобы фильтр был чистый. Промыть фильтр можно бензином (в противоположном направлении подачи топлива), а можно просто продуть напором воздуха под давлением.

Регулятор топливного давления
Его предназначение – регулировать давление топлива. Как уже отмечалось ранее, увеличение воздушного потока требует дополнительного топлива и своевременную его подачу для реакции горения. Автомобили с механическими нагнетателями и турбокомпрессорами, а также все автомобили с усовершенствованной системой наддува окажутся в выигрыше за счет установки такого регулятора. Он полезен также и на обычных автомобилях с улучшенной/переделанной системой впуска. Сегодня в продаже имеются регулируемые стабилизаторы топливного давления, но они требуют правильной установки, поэтому лучше обратиться к специалистам.

Топливные форсунки
Во-первых, форсунки не должны быть забиты грязью, иначе это приведет к некорректной работе автомобиля. По этой причине их нужно периодически проверять, использовать синтетические очистительные присадки. Если форсунки основательно забиты, придется их снять и «замочить» в очищающем растворе. Беда современных инжекторов в том, что добраться до форсунок через всевозможные провода и патрубки весьма проблематично, придется как минимум половину из них снимать.

Если двигатель модифицирован, ему необходимы форсунки большие по размеру для того, чтобы обеспечить его необходимым топливом. Потребность в дополнительном топливе создает необходимость в более высоком давлении топлива. Если ваш двигатель работает нормально с имеющимися форсунками, давление топлива достаточное, чтобы оно могло поступать в двигатель в необходимом количестве, тогда не стоит прибегать к замене форсунок на увеличенные.

Примечание: всегда нужно учитывать степень модификации двигателя. В ряде случаев для обеспечения корректной работы топливно-индукционной системы потребуется заменить датчик расхода воздуха. Если изменения параметров двигателя незначительные, по этому поводу можно не беспокоиться. Необходимо перепрограммировать блок управления (если был сделан «капитальный» тюнинг двигателя). При небольших доработках бортовой компьютер прошивать не придется.

Карбюратор
Сегодня существует множество типов карбюраторов, различающихся по форме, конструкции и размерам. Ошибка большинства заключается в том, что они устанавливают карбюратор слишком большого размера. Это приводит к снижению производительности и приемистости машины. Размер карбюратора должен соответствовать формуле: (максимальные обороты х объем в кубических дюймах) / 3456 х объемный КПД
Объемный КПД – это количество воздуха, которое двигатель может продвигать исходя из своего общего объема. Например, если объем двигателя равен 302 куб. дюйма, и его КПД составляет 85%, тогда объемный КПД будет равен 0,85 (257 у.е.)


Как уже отмечалось, существует множество видов карбюраторов, но важно подобрать наиболее подходящий вариант для своего автомобиля. Некоторые карбюраторы можно назвать настоящими произведениями искусства, другие приведут в изумление многих, когда они заглянут в моторный отсек. Так что выбор за вами.

Впускной коллектор
Через впускной коллектор проходит и воздух, и топливо в карбюраторных двигателях.


Он работает по такому же принципу, что и коллектор «сухого потока». Однако через него проходит не только воздух, но и бензин, поэтому проходящий воздух, смешиваясь с бензином, становится тяжелее. Скорость прохождения смеси по топливным патрубкам из газораспределительной камеры в двигатель влияет на производительность автомобиля.

Существует большое количество вариантов тюнинг вариантов впускных коллекторов.

Популярностью пользуются двойные плоские впускные коллекторы, которые создают вакуум и засасывают воздух в цилиндры. Также имеются одинарные плоские коллекторы, которые тоже можно устанавливать. Все зависит от того, что именно планируется улучшить в машине. Ошибиться с выбором и установить неподходящий впускной коллектор – уменьшить мощность двигателя и управляемость.

Как и при любом другом тюнинге, установка карбюратора требует, чтобы все соединительные патрубки, идущие к впускному коллектору, распредвалу и головке, идеально совпадали.

Рекомендации
Относительно воздуха

Соотношение бензина и воздуха в двс

Эта статья относится только к бензиновым двигателям. Процесс и особенности смесеобразования в дизелях описаны на соответствующей странице в этом разделе.

Состав горючей смеси

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.

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.

Влияние нарушения состава рабочей смеси на работу двигателя

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.

Детонация и самовоспламенение

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.

Повышенная эмиссия вредных веществ возникает, когда соотношение воздух-топливо в смеси отрегулировано неправильно.

Идеальное соотношение топлива и воздуха для бензиновых двигателей: 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива. Такое соотношение также называется стехиометрической смесью. Практически все бензиновые двигатели сейчас приводятся в движение при сгорании такой идеальной смеси. Решающую роль при этом играет кислородный датчик.

Только при таком соотношении гарантируется полное сгорание топлива, а катализатор практически полностью преобразовывает вредные выхлопные газы углеводород (НС), оксид углерода (СО) и оксиды азота (NOx) в экологически безвредные газы.
Соотношение действительно использованного воздуха к теоретической потребности называется числом кислорода и обозначается греческой буквой лямбда. При стехиометрической смеси лямба равна единице.

Как это осуществляется на практике?

За состав смеси отвечает система управления двигателем („ECU» = „Engine Control Unit»). ECU контролирует топливную систему, которая в процессе сгорания подает точно дозированную топливно-воздушную смесь. Однако для этого системе управления двигателем необходимо иметь информацию, работает ли в данный конкретный момент двигатель на обогащенной (недостаток воздуха, лямбда меньше единицы) или на обедненной (избыток воздуха, лямбда больше единицы) смеси.
Эту решающую информацию предоставляет лямбда-зонд:

В зависимости от уровня остаточного кислорода в выхлопном газе он подает различные сигналы. Система управления двигателем анализирует данные сигналы и регулирует подачу топливно-воздушной смеси.

Технология кислородных датчиков постоянно развивается. На сегодняшний день лямбда-регулирование гарантирует низкий выброс вредных веществ, обеспечивает эффективный расход топлива и долгий срок службы катализатора. Для максимально быстрого достижения лямбда-зондом рабочего состояния сегодня используется высокоэффективный керамический нагреватель.

Сами керамические элементы с каждым годом становятся всё лучше. Это гарантирует еще более точное
измерение показателей и обеспечивает соблюдение более строгих норм по выбросам вредных веществ. Разработаны новые типы кислородных датчиков для специальных применений, например, лямбда-зонды, электрическое сопротивление которых изменяется с изменением состава смеси (титановые датчики), или же широкополосные кислородные датчики.

Принцип работы кислородного датчика (лямбда-зонда)

Чтобы катализатор работал оптимально, соотношение топлива и воздуха должно быть очень точно согласовано.

Это задача лямбда-зонда, который непрерывно измеряет содержание остаточного кислорода в выхлопных газах. Посредством выходного сигнала он регулирует систему управления двигателем, которая благодаря этому точно устанавливает топливно-воздушную смесь.

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

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

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

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

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

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

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

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

Топливно-воздушная смесь для бесперебойной работы мотора

Каждый владелец автомобиля, который имеет понятие о работе узлов и агрегатов авто, понимает, насколько важна для бесперебойной работы мотора топливно-воздушная смесь.

Что такое топливно-воздушная смесь?

Топливно-воздушная(топливовоздушная) смесь — это мелкодисперсный состав включающий атмосферный воздух, забор которого осуществляется из атмосферы, и горюче-смазочных материалов, предварительно залитых в бензобак автомобиля. В качестве топлива может использоваться как бензин, солярка так и сжиженный газ. Исправный топливный насос высокого давления должен обеспечивать оптимальную топливовоздушную смесь с соотношение топлива и воздуха 1:14,7, то есть на одну часть топлива необходимо 14,7 частей воздуха.

Оптимальный состав топливовоздушной смеси

Перед тем как соединиться во впускном коллекторе автомобиля, эти составляющие предварительно проходят обязательную фильтрацию. Горюче-смазочные материалы очищаются в топливном фильтре, а фильтрация воздуха осуществляется через воздушный фильтр.

Влияние 

топливовоздушной смеси на мощность и расход топлива

Данная топливная смесь, обогащённая воздухом, позволяет силовому агрегату авто в полной мере проявить свои мощностные характеристики, при этом она не повлияет на его экономичность. Если в автомобиле будет использоваться бедная смесь топлива и воздуха, то снизятся не только его мощностные показатели, но и экономичность.

Обеднённая смесь сильно влияет на расход топлива любого автомобиля. Так как мощность автомобиля теряется, водитель вынужден будет периодически переключаться на более низкую передачу, чтобы преодолеть даже незначительное дорожное препятствие. Поэтому очень важно иметь правильное соотношение топлива и атмосферного воздуха для более эффективной и бесперебойной работы силового агрегата.

Таблица соотношения горючего и воздуха

Соотношение горючего и воздуха для топливной смеси

Наиболее оптимальным соотношением горючего и воздуха для топливной смеси является соотношение 1:14,7. Если изменять данное соотношение, то в результате получится 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 воздух—топливо — Справочник химика 21

    Теплота сгорания этилового спирта значительно меньше, чем у бензина, и поэтому спирто-бензиновые смеси обладают более низкой теплотворной способностью, чем чистые бензины. Указанное обстоятельство находит отражение в снижении снимаемой мощности, а значит, — ив увеличенном расходе топлива. Для полного сгорания спирта необходимо иметь соотношение воздух топливо около 9,0 1, а для полного сгорания бензинов достаточно соотношения 15,0 1. Следовательно, если карбюратор в каком-либо двигателе был запроектирован так, чтобы создать смесь, необходимую для съема максимальной мощности при эксплуатации на обыкновенном бензине, то в том случае, когда в качестве топлива используются бензино-спиртовые смеси, он создаст смесь несколько беднее, чем та, которая необходима. И хотя в этом случае расстояние, которое может нри одном и том я е запасе топлива преодолеть двигательный аппарат, и увеличится, но мощность и к. п. д. двигателя заметно уменьшатся. При применении смеси бензина с 10% спирта в двигателе, карбюратор которого рассчитан на то, чтобы возместить потерю в мощности и к. и. д., расход топлива увеличивается на 3—4% [302—303]. [c.434]
    Найденное расчетами соотношение воздух топливо из условий полного сгорания равно 15,1 1 для бензина со средним молекулярным весом, равным молекулярному весу октана — 114. Однако в реальных условиях эксплуатации двигатели развивают большую мощность и характеризуются большей гибкостью в тех случаях, когда используются несколько более богатые смеси применение воздушно-топливной смеси с соотношением 14,5 1 более экономично (вследствие того, что максимальное количество топлива догорает до двуокиси углерода), чем смеси 12,5 1. [c.389]

    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]


Топливовоздушная смесь: что это, описание, свойства

Бензин и необходимый для его сгорания воздух поступают в цилиндры ДВС в виде топливовоздушной смеси. Топливовоздушная смесь — это смесь мельчайших частиц бензина с атмосферным воздухом, которую получают тщательным перемешиванием этих двух компонентов. Ясно, что до перемешивания бензин должен быть распылен, а затем и испарен еще до момента воспламенения.

Различают три способа смесеобразования для поршневых двигателей: внутренний способ, когда процесс перемешивания происходит непосредственно в объеме цилиндра; внешний способ — когда смесь получают вне объема цилиндра, например во впускном коллекторе; и смешанный, или комбинированный способ смесеобразования, при котором первый этап перемешивания протекает вне цилиндра, а второй — внутри цилиндра.

Для бензиновых ДВС самым распространенным является способ внешнего смесеобразования. Бензин перед смешиванием с воздухом распыляется либо пульверизацией, либо впрыском под давлением. Процесс пульверизации реализуется в карбюраторах, а процесс впрыска с помощью специальных устройств впрыска, которые называются форсунками.

Для внешнего смесеобразования требуется легко испаряемое топливо, к которому относятся сжиженные горючие газы и бензин. Бензин — это продукт перегонки нефти. Состоит бензин на 85% из углерода и на 15% из водорода и относится к легким углеводородным топливам. В смеси с воздухом пары бензина образуют не только горючие, но и взрывные смеси, что в основном определяется весовым соотношением бензина и воздуха, а также их парциальным давлением и температурой в смеси.

Соотношение 1/14,7 для бензина и воздуха является стехиометрическим, так как оно соответствует законам строгого количестаенного соотношения масс веществ, участвующих в химической реакции горения.

Следует иметь в виду, что топливовоздушная смесь, приготовленная внешним способом смесеобразования, еще не является топливовоздушным зарядом для поршневого двигателя. От мнксерной зоны (места образования смеси) и до камеры сгорания в цилиндре топливовоздушная смесь многократно изменяет свое агрегатное состояние под действием чередующихся изменений давления и температуры.

Как следствие, часть паров бензина переходит обратно в жидкое состояние охлаждаясь или снова образуется пар при соприкосновении бензиновых пленок с горячими стенками впускной системы и цилиндра. В результате в камеру сгорания поступает не стехиометрическая смесь, даже если она идеально приготовлена в миксерной зоне, а смесь, отличающаяся от оптимального состава в сторону уменьшения или в сторону увеличения количества бензина.

Из сказанного ясно, что по весовому составу топливо-воздушная смесь, приготовленная вне цилиндра, может заметно отличаться от смеси, сжатой к моменту воспламенения в камере сгорания. Это обстоятельство является главным недостатком способа внешнего смесеобразования, который приводит к дополнительным потерям бензина, к потере устойчивости работы двигателя при изменении его режимов, а также к дополнительным конструктивным сложностям системы приготовления и впуска топливо-воздушной смеси.

Для того чтобы поддерживать состав топливовоздушного заряда близким к стехиометрическому, процессом приготовления топливовоздушной смеси приходится постоянно управлять путем увеличения или уменьшения количества подаваемого в систему смесеобразования бензина. Наиболее качественно это реализуется в современных системах впрыска бензина с электронным управлением электромагнитными форсунками.

ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ И ОТРАБОТАВШИЕ ГАЗЫ

В реальных автомобильных двигателях стехиометрическое соотношение в горючей смеси «бензин-воздух» часто нарушается. Это зависит от реальных режимов и условий работы ДВС. Если бензина в горючей смеси становится больше, то говорят, что смесь обогащена, или богатая. Если меньше — то смесь обедненная, или бедная. Однако в теорию двигателя введен не коэффициент избытка или недостатка бензина, а коэффициент избытка воздуха а (альфа).

Коэффициент а определяется как отношение действительно выгоревшего количества воздуха МдкМ0 — теоретически необходимому при полном сгорании данной порции бензина, т.е. а = Мд/М0. При стехиометрическом соотношении, когда бензин и воздух находятся в смеси в пропорции примерно один к пятнадцати, коэффициент избытка воздуха а (альфа) принимают равным единице, и смесь считают нормальной (Мд= М0). Обогащение или обеднение горючей смеси для бензиновых двигателей допустимо лишь в определенных пределах. Если состав горючей смеси по коэффициенту а выходит за диапазон 0,7 < а < 1,35, то рабочая смесь в классическом ДВС вообще не воспламеняется. Таким образом, указанный диапазон изменения а является граничным рабочим интервалом для обогащения или обеднения горючей смеси.

В указанном интервале для а сгорание рабочей горючей смеси происходит по-разному. Сгорание бедной смеси (а > 1) может привести к неустойчивости процесса сгорания (особенно при а > 1,25). А это в свою очередь приводит к перебоям в работе ДВС за счет пропусков воспламенения на переходных режимах. Наибольшей скорости сгорания рабочей смеси соответствует а = 0,8-0,9.

Но когда выжигается чрезмерно богатая смесь (а < 0,8), появляется вероятность неполного сгорания бензина. Несгоревший бензин частично выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу, а частично (в виде тонких пленок) сползает по стенкам цилиндров в масляный картер, что приводит к ускоренному износу деталей двигателя. Кроме того при недостатке кислорода интенсивно образуется угарный газ СО.

Однако при незначительном обогащении или обеднении горючей смеси имеют место положительные эффекты.

Так, обедненная смесь на средних и умеренно увеличенных нагрузках дает заметную экономию топлива. Обогащение смеси на высоких оборотах форсирует двигатель, и он начинает отдавать максимальную мощность.

При рассмотрении работы поршневого ДВС было указано, что после сгорания топливовоздушного заряда в камере сгорания в цилиндре образуется рабочее тело в виде сильно разогретых отработавших газов, которые являются продуктами химической реакции горения.

Исходными компонентами реакции горения являются: кислород 02, азот N2, разнообразные инертные примеси Р„ и водяной пар Н20 (все это составляющие компоненты окружающей атмосферы), а также углерод С и водород Н, два последних компонента — составляющие части бензина.

В результате сгорания исходных компонентов образуются следующие отходные продукты химической реакции горения: окись углерода С02, окислы азота N0X, газообразные инертные примеси Рх, частично несгоревший бензин в виде радикала углеводородных соединений СН, не вступивший в реакцию горения молекулярный кислород 02 и не полностью окисленный углерод в виде угарного газа СО, а также водяной пар Н20 и химически пассивный атмосферный азот N2.

Отходные продукты реакции горения и есть отработавшие выхлопные газы бензинового поршневого двигателя.

Следует также отметить, что в состав отработавших газов могут входить свинцовые соединения, так как они иногда добавляются в бензин с целью повышения его антидетонационных свойств.

Концентрация угарного газа в выхлопных газах современных бензиновых ДВС может достигать 6-8% по объему. Концентрацию СМ и NO„ чаще выражают в миллионных долях (ч/млн) в объеме выхлопных газов.

Главным устройством на двигателе, которое ответственно за процентный состав токсичных веществ в отработавших газах, является система приготовления и канализации рабочей горючей смеси — система топливного питания. Именно под воздействием этой системы в топливовоздушном заряде может изменяться коэффициент избытка воздуха а (альфа), а от неконтролируемого изменения этого коэффициента в значительной степени изменяется концентрация вредных веществ в отработавших газах.

Соотношение воздух/топливо двигателя


Главная, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, индекс , автор Ларри Карли, авторское право AA1Car.com, 2019 г.

воздух и топливо, подаваемые в двигатель топливной системой. Обычно он выражается по весу или массе (фунты воздуха к фунтам топлива). Соотношение воздух/топливо важно, поскольку 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).

ХИМИЧЕСКИЙ СООТНОШЕНИЕ 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).

СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЕ СООТНОШЕНИЕ 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 этанолового спирта) стехиометрическое соотношение равно 14.08:1.

Для гибких топливных систем стехиометрическое соотношение A/F для E85 составляет 9,7:1.

Для альтернативного топлива, такого как чистый спирт ЭТАНОЛ (E100), 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 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 соотношение воздух/топливо отличается от стехиометрического соотношения, оно 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 топливно-воздушными 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 передаточным отношением менее 14.7:1 по бензину.

ОБЕДНЯЯ 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 ВОЗДУХО-ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Детонация – это ненормальная 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 топливопровода или фильтра) или недостаточный поток топлива (насос или производительность форсунки слишком малы 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 оснащены ДАТЧИКОМ ДЕТОНАЦИОННОГО УСТАНОВКИ 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.

БОГАТАЯ ВОЗДУХО-ТОПЛИВНАЯ СМЕСИ, МОЩНОСТЬ И ВЫБРОСЫ

Что касается БОГАТОЙ смеси 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 составлять 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 меняется от богатого к бедному в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации.

ПОЧЕМУ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО ПОСТОЯННО МЕНЯЕТСЯ

Хотя стехиометрические соотношения воздух-топливо 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 старых двигателях с карбюратором воздушная заслонка обеспечивает начальное обогащение смеси. 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 управления с обратной связью от датчика O2 выше по потоку для точной настройки смеси A/F.

В двигателе с впрыском топлива компьютер поддерживает обогащенную 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 другой автомобиль 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 при уменьшенном соотношении A/F для повышения 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 для двигателя, они должны соответствовать стандартам 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.

При 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.

Работа 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 достижения 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 4.Соотношение A/F от 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 фактическую пиковую мощность в двигателе без перенапряжения до уровня, при котором происходит повреждение, зависит от множества 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

Можно выполнить различные модификации, чтобы изменить нормальное соотношение воздух/топливо в двигателе для увеличения мощности.

В двигателях с карбюратором увеличение диаметра отверстия главных дозирующих форсунок увеличит подачу топлива в главный 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 форсунок в основном представляет собой процесс проб и ошибок, чтобы увидеть, какой размер форсунок 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 карбюраторе НЕ изменит соотношение воздух/топливо (если только вы не увеличите давление настолько, что откроется поплавковый игольчатый клапан внутри карбюратора 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.

Повторную настройку 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 лямбда-зонда 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

Другой способ выразить соотношение воздух/топливо – это греческая буква 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.

При стехиометрическом соотношении воздух/топливо (независимо от типа топлива) значение лямбда будет ЕДИНИЦЕЙ (точнее, 1,00).

Если воздушно-топливная смесь является обедненной (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 значения отношения A/F на стехиометрическое соотношение).

Пример: показание лямбда для соотношения воздух/вода 16:1 будет (16 разделить на 14,7) или 1,088.


Нажмите здесь, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в качестве файла PDF




9

Похожие страны Статьи:

Как работает электронная топливная инъекция

Как впрыска топлива влияет на выбросы

Топливный инъекционный диагностика

впрыск топлива: диагностирование Безвозвратный EFI

Топливные форсунки (устранение неисправностей)

Как диагностировать и устранять проблемы с карбюратором


См. другие наши веб-сайты:

Авторемонт самостоятельно

CarleySoftware

OBD2HELP.com

Random-Misfire.com

Scan Tool Help

TROUBLE-CODES.com

Соотношение топливо-воздух – обзор

V. АЛЬТЕРНАТИВЫ СУЩЕСТВУЮЩИМ МОБИЛЬНЫМ ИСТОЧНИКАМ

Мир не может продолжать принимать большую атмосферу и увеличение объемов выбросов от мобильных источников по мере расширения наших транспортных систем. Нынешние выбросы от всех источников транспорта в США превышают 50 млрд кг оксида углерода в год, 20 млрд кг несгоревших углеводородов в год и 20 млрд кг оксидов азота.Если используемые в настоящее время источники энергии не могут быть модифицированы для доведения их выбросов до приемлемого уровня, мы должны разработать альтернативные источники энергии или альтернативные транспортные системы. Все альтернативы должны быть рассмотрены одновременно для достижения желаемого результата, приемлемой транспортной системы с минимальным загрязнением воздуха.

Одним из многообещающих модифицированных двигателей внутреннего сгорания является двигатель с послойным зарядом. Это двигатель с искровым зажиганием, использующий впрыск топлива таким образом, чтобы добиться избирательного расслоения соотношения воздух/топливо в камере сгорания.Соотношение воздух/топливо правильное для воспламенения на свече зажигания, а в других частях камеры сгорания смесь бедна топливом. Только воздух поступает в двигатель на такте впуска, а выходная мощность регулируется количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндр. Двигатели со стратифицированным зарядом эксплуатировались экспериментально и применялись на некоторых серийных автомобилях [4]. Они перспективны как двигатели с относительно низким уровнем выбросов. Уровни выбросов углеводородов от этого двигателя являются переменными, уровни CO низкие, а уровни NO x варьируются, но в целом высоки.

Двигатель внешнего сгорания, который получил широкую поддержку в качестве источника энергии с низким уровнем выбросов, представляет собой паровой двигатель, работающий по циклу Ренкина. Для преобразования энергии рабочей жидкости во вращательное движение на приводном валу можно использовать множество различных типов расширителей. Детандеры, которые были испытаны или предложены, представляют собой поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением, турбины, винтовые расширители и все возможные их комбинации. Преимущество паровой машины в том, что сгорание происходит непрерывно и происходит в камере сгорания без движущихся частей.В результате выбросы загрязняющих веществ в атмосферу значительно ниже, но выбросы все еще не полностью равны нулю. Существующая технология способна производить удовлетворительные паровые автомобили, грузовики или автобусы, но при общей оценке системы необходимо учитывать затраты, эксплуатационные проблемы, время прогрева, а также вес и размер. Простая паровая система с циклом Ренкина схематично показана на рис. 35.4.

Рис. 35.4.. Система циклов Ренкина.

Системы электропривода были опробованы как средство достижения движения без вредных выбросов.В настоящее время в большинстве транспортных средств с батарейным питанием используются свинцово-кислотные батареи, которые имеют низкую мощность, ограниченный запас хода и требуют частой подзарядки. В районах с дефицитом электроэнергии это может стать серьезной дополнительной нагрузкой на электрическую систему. Выбросы серной кислоты, водорода и кислорода от миллионов электромобилей, использующих свинцово-кислотные аккумуляторные батареи в качестве источника энергии, будут значительными. Другие типы аккумуляторов обещают определенные перспективы, но их производство и стоимость препятствуют их широкому использованию в автомобилях.Фактически, аккумуляторные системы на основе никеля (Ni), установленные во многих гибридных автомобилях, снижают их общую экологическую привлекательность. С точки зрения жизненного цикла, добыча никелевой руды (например, на обширной территории недалеко от Садсбери, Онтарио), переработка руды и производство никелевой пены, а также доставка пены и других компонентов на многие тысячи километров в заводы по сборке автомобилей связаны с большими затратами и создают довольно неустойчивую сеть для поддержки аккумуляторов.

Гибридные системы, состоящие из двух или более процессов преобразования энергии, в настоящее время все чаще используются в автомобилях с очень низким уровнем выбросов. Двигатель внутреннего сгорания с постоянной скоростью и нагрузкой, приводящий в действие генератор с небольшой батареей для скачков нагрузки, можно было бы заставить выбрасывать меньше углеводородов, CO и NO, чем стандартный автомобильный двигатель, но стоимость была бы намного выше. Другие гибридные системы, которые были предложены, являются пароэлектрическими и турбинно-электрическими. Проблема, связанная с гибридными системами, заключается в стоимости двух двигателей плюс стоимость дополнительных элементов управления и системной интеграции [5].Однако цены начинают выравниваться, и они стали более привлекательными для более широкой потребительской базы, поскольку они представляют собой «зеленую» альтернативу обычным автомобилям внутреннего сгорания.

Топливные элементы, основанные на электрохимическом производстве электроэнергии, могут использоваться в качестве экологически чистых источников энергии для автомобилей. Поскольку топливные элементы не являются тепловыми двигателями, они обеспечивают чрезвычайно низкий уровень выбросов при более высоком тепловом КПД, чем двигатели внутреннего сгорания.По сути, топливный элемент преобразует химическую энергию непосредственно в электричество, объединяя кислород из воздуха с газообразным водородом. Ячейка может продолжать производить электричество, пока доступен водород. Космическая программа использовала топливные элементы на протяжении многих десятилетий. Тем не менее, существуют препятствия, которые необходимо преодолеть, прежде чем топливные элементы получат широкое распространение. Федеральное правительство и другие, особенно Калифорния, недавно заявили о твердой заинтересованности в том, чтобы сделать топливные элементы более популярными в интересах экономии энергии (и национальной безопасности), а также для улучшения качества воздуха.

Вероятно, окончательный ответ на проблему выбросов миллионов частных автомобилей — это альтернативная транспортная система. Однако следует помнить, что даже железнодорожные и автобусные системы загрязняют воздух. Железнодорожные системы дороги и не обладают гибкостью. Быстрый подсчет количества пассажиров, перевозимых в минуту мимо одной точки автострады на частных автомобилях, иллюстрирует трудности железнодорожной системы в замене автомобиля. Автобусы предлагают гораздо большую гибкость при меньших затратах, чем железнодорожные системы, но для эффективной и результативной работы им потребуются отдельные дорожные системы и погрузочные станции помимо автомобильного движения.

Как считывать показания датчика соотношения воздух-топливо? (Объяснение)

Все мы знаем, что топливо является наиболее важной частью обеспечения работы двигателя вашего автомобиля, потому что именно оно позволяет ему иметь мощность, необходимую для работы и движения вашего автомобиля. В связи с этим вам также следует знать, что вашему двигателю для работы нужен не только бензин, но и воздух.

Вот тут-то и пригодится знание показаний датчика соотношения воздух-топливо.

Вот как можно прочитать показания датчика соотношения воздух-топливо?

Способ, которым вы считываете показания датчика соотношения воздух-топливо (AFR), заключается в том, чтобы посмотреть на соотношение, а затем посмотреть на значение лямбда, которое представляет собой соотношение воздух-топливо, деленное на стех.Если ваш AFR выше, чем стеич, ваша топливная смесь обеднена. Но если AFR ниже стоичности, это означает, что ваша топливная смесь богатая.

Датчик AFR не является одним из самых распространенных инструментов, которые обычно можно увидеть в большинстве автомобилей, но вы должны знать, что это по-прежнему один из самых полезных инструментов, которые вам нужны, если вы хотите контролировать топливо, поступающее в систему. ваш двигатель.

Это связано с тем, что обеднение или обогащение топлива может сильно повлиять на общую производительность вашего двигателя.

Как работает датчик состава топливовоздушной смеси?

Что касается большинства двигателей, в которых для работы используется сгорание, то вы, вероятно, уже знаете, что двигателю необходим бензин в качестве основного топлива, необходимого для его работы. Таким образом, газ — это то, что позволяет двигателю двигаться так, чтобы весь автомобиль также двигался. Без бензина ваш двигатель не сможет выполнять свою основную функцию — служить сердцем и душой всего автомобиля.

Но что вам также нужно знать о двигателях внутреннего сгорания, так это то, что газ — не единственная важная часть уравнения.Это потому, что двигатели внутреннего сгорания также используют другие ингредиенты для работы, чтобы они могли функционировать. Здесь появляются воздух и искра, поскольку двигателю необходимо смешать газ с воздухом и использовать искру, чтобы произошло сгорание. По сути, сгорание — это то, что позволяет двигателю работать.

Воздух здесь важен, потому что газ не горит сам по себе и не будет гореть без присутствия воздуха. Таким образом, чтобы произошло сгорание, бензин необходимо смешать с воздухом. Конечно, за воспламенение двух компонентов отвечает искра.

Тем не менее, из-за того, насколько важен воздух для вашего двигателя, на самом деле существуют инструменты или датчики, которые позволят нам контролировать воздух, который использует двигатель, по отношению к газу, который он использует для сгорания. Таким образом, для правильной работы двигателя должно быть хорошее соотношение воздуха и топлива. Именно здесь вступает в действие датчик соотношения воздух-топливо или датчик AFR, который поможет вам контролировать соотношение воздуха и топлива в вашем двигателе.

Таким образом, принцип работы соотношения воздух-топливо заключается в том, что в нем используются датчики, которые связаны с напряжением компьютерной системы автомобиля, чтобы у них было достаточно энергии для работы.Эти датчики способны считывать уровни воздуха и топлива в вашем двигателе, поскольку он работает все время, в то время как датчики возвращают показания, которые отражаются на вашем датчике AFR.

Поскольку количество воздуха, которое двигатель смешивает с топливом, может меняться в зависимости от работы двигателя во время движения, датчик AFR может время от времени отражать разные показания, поскольку данные, которые он получает от датчика, являются реальными. время. И результаты также могут меняться в зависимости от чувствительности датчиков.

При этом не все автомобили имеют датчики соотношения воздух-топливо, но вы можете установить их на свой автомобиль, если хотите контролировать AFR. Конечно, есть преимущества, когда речь заходит о мониторинге вашего AFR:

  • Если у вас есть датчик AFR, вы сможете сократить выбросы, особенно если вы знаете, как контролировать свой AFR и когда вы убедитесь, что ваш AFR в правильном диапазоне.
  • Датчик AFR также эффективен, когда речь идет об экономии топлива. Причина в том, что соотношение воздух-топливо, которое меньше, чем стоич (будет объяснено позже), поставит ваш расход топлива на оптимальный уровень.Это означает, что вы сможете преодолевать большие расстояния, сокращая при этом выбросы CO2 и расход топлива двигателем.
  • Мониторинг AFR с помощью датчика AFR также может помочь в работе двигателя. Это связано с тем, что знание правильных соотношений воздух-топливо и тщательное сопоставление их с различными диапазонами оборотов вашего автомобиля позволит вам максимизировать выходную мощность вашего двигателя, а также снизит вероятность детонации в двигателе. Это может быть очень полезно для тех, кто участвует в гонках, потому что позволяет им узнать, как лучше использовать производительность своего двигателя.

Как считывать показания датчика соотношения воздух-топливо?

Теперь, когда вы знаете, что такое датчик AFR и как он работает, давайте теперь рассмотрим, как вы должны считывать показания датчика соотношения воздух-топливо, чтобы вы понимали, что означают значения и различные знаки.

Итак, прежде всего, вам нужно знать, что означает AFR. В основном это количество воздуха по отношению к количеству израсходованного топлива. Таким образом, если датчик AFR показывает 14,7, это означает, что он использует 14.7 частей воздуха на одну часть топлива.

Далее поговорим о том, что такое стоич. Стехиометрическое соотношение — это, по сути, сокращенный термин стехиометрического отношения, которое часто является идеальным значением AFR, когда смесь воздуха и топлива полностью сгорает, не оставляя следов воздуха или топлива. Короче говоря, это обычно считается «средним» значением AFR. Стоич, который имеют двигатели, будет варьироваться в зависимости от того, какой тип двигателя у вас есть. Однако для большинства бензиновых двигателей стоич должен быть 14.7.

Значение лямбда также полезно знать, так как это еще один способ взглянуть на AFR. Однако в этом нет необходимости, так как вы можете просто полагаться на AFR вместо того, чтобы смотреть на значение лямбда.

Теперь, когда вы знаете основы, давайте посмотрим, как вы должны считывать показания датчика соотношения воздух-топливо:

  • Прежде всего, вам нужно посмотреть, где находится указатель на датчике, потому что это AFR.
  • Регулярно контролируйте AFR, чтобы знать, что означает это значение.
  • Таким образом, если значение AFR на манометре выше, чем стехическое, это означает, что ваше топливо обеднено и что ваш двигатель использует больше воздуха, чем топлива. Между тем, если AFR ниже стоического, это означает, что ваш двигатель использует больше топлива по сравнению с воздухом, который он использует.

Что такое хорошее чтение для AFR?

Теперь, когда вы знаете, как правильно читать AFR и что означает значение AFR по отношению к стойкости вашего автомобиля, давайте посмотрим на идеальные показания AFR.

Легкий круиз: 13,5

Если вы просто работаете на холостом ходу или едете налегке, это значит, что вы только что завели автомобиль и только что включили передачу. Включение передачи и движение на малой скорости означает, что вы едете легко. Таким образом, если AFR ниже стоичного и где-то близко к 13,5, это должно быть идеальное AFR для любого автомобиля.

Круиз: 14

Если вы уже вышли из легкого крейсерского режима и уже едете с постоянной скоростью, это означает, что ваш автомобиль уже находится в крейсерском режиме.Это одно из самых распространенных состояний при вождении, особенно когда вы едете по городу. Таким образом, в большинстве случаев, если вы путешествуете, идеально, чтобы ваш AFR был на уровне 14, потому что это гарантирует вам лучшую производительность. Но вы все еще можете добиться успеха с AFR 13, когда сгорание топлива в вашем двигателе богаче.

Широко открытая дроссельная заслонка: 12,5

Когда вы находитесь в полностью открытой дроссельной заслонке, это означает, что вы едете на полной передаче, когда ваш автомобиль достигает максимальной мощности.В этом состоянии вы можете захотеть иметь AFR 12,5, если вам важна производительность. Это потому, что большинство людей, которые ездят в таком состоянии, вероятно, хотят, чтобы их двигатели работали наилучшим образом. Но переход на более богатую смесь, чем 12,5, окажет противоположное влияние на ваш двигатель.

Ускорение: 12

Когда вы разгоняетесь до крейсерской скорости или хотите обогнать кого-то на дороге, вы хотите, чтобы ваш двигатель работал лучше. Вот почему вам нужно, чтобы ваш AFR был богаче стоика.Таким образом, может быть хорошим значением, если ваш AFR равен 12, если вы ускоряетесь. Но слишком богатая смесь может привести к тому, что ваш двигатель станет немного вялым.

Экономия топлива: 16,5

Если вы хотите получить максимальную отдачу от вашего топлива, убедившись в том, что вы снижаете выбросы CO2, наличие AFR, превышающего стехическое, должно быть хорошим значением. В большинстве случаев лучший AFR с точки зрения экономии топлива имеет тенденцию быть где-то около 16,5, но не выше, потому что все, что намного выше этого, может привести к тому, что вы достигнете предела сжигания обедненной смеси вашего двигателя.

Источники

Он по-прежнему работает: Подсоедините датчик соотношения воздух-топливо

Find My answer: Что должен показывать мой датчик AFR

Summit Racing: Основные сведения о двигателе — Воздушно-топливная смесь Соотношение топлива при 6 различных условиях (с диаграммой)

Последнее обновление 5 ноября 2021 г.

Что такое соотношение воздух-топливо?

Соотношение воздух-топливо (AFR) — это соотношение масс между количеством воздуха и топлива, которые смешиваются вместе в камере сгорания автомобиля.Это соотношение необходимо скорректировать, чтобы топливо сгорало правильно и эффективно.

Нужна срочная помощь в решении проблемы с автомобилем? Онлайн-чат с экспертом:

Если соотношение слишком богатое или слишком бедное, двигатель не будет оптимально сжигать воздушно-топливную смесь, что может вызвать проблемы с производительностью или израсходовать слишком много топлива. Идеальное соотношение воздух-топливо, при котором сгорает все топливо без лишнего воздуха, составляет 14,7:1. Такая смесь называется «стехиометрической». В этом случае у вас есть 14.7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Но при некоторых условиях не все топливо можно смешивать и испарять с воздухом. Некоторые из различных условий будут объяснены в статье ниже.

Прежде чем мы обсудим соотношение воздух-топливо в различных условиях, позвольте мне сначала объяснить о различных типах соотношения воздух-топливо на транспортном средстве.

  • БОГАТОЕ соотношение воздух-топливо : Воздуха меньше, чем в идеальном AFR. Это может быть хорошо для мощности, но плохо для экономии топлива и выбросов.(пример: 13:1)
  • Соотношение воздух-топливо LEAN : Воздуха больше, чем в идеальном AFR. Это может быть хорошо для экономии топлива и выбросов, но плохо для мощности. (пример: 16:1)
  • ИДЕАЛЬНОЕ соотношение воздух-топливо : Существует правильная смесь воздуха и топлива для правильного сгорания. (пример: 14,7:1)

Правильное соотношение воздух-топливо при различных условиях

Теперь, когда вы понимаете, что такое соотношение воздух-топливо и как оно может влиять на процесс внутреннего сгорания, здесь мы рассмотрим, какое соотношение воздуха-топлива лучше всего топливные коэффициенты для различных условий.

Запуск

При запуске автомобиля все компоненты двигателя, такие как головка блока цилиндров, блок цилиндров и впускной коллектор, должны быть холодными. В этом случае для запуска двигателя требуется дополнительное количество топлива, поэтому временно требуется обогащенная топливная смесь.

Более простой способ описать это так: на старых автомобилях с карбюратором воздушная заслонка использовалась для перекрытия воздуха, чтобы в двигатель поступало больше топлива для запуска автомобиля.

При запуске двигателя соотношение воздух-топливо может быть всего 9:1 , что делает его очень богатым.

Прогрев (холостой ход)

После запуска и пока двигатель работает на холостом ходу, температура охлаждающей жидкости остается низкой, и требуется больше топлива, чем обычно, пока автомобиль не прогреется до рабочей температуры. Так что в этом случае необходим богатый AFR около 12:1 .

См. также: Сколько бензина ДЕЙСТВИТЕЛЬНО расходуется на холостом ходу?

Ускорение

Когда педаль акселератора нажимается для увеличения скорости, в цилиндр поступает больше воздуха, чтобы удовлетворить потребность в дополнительной мощности, поэтому, естественно, требуется больше топлива.При полностью открытой дроссельной заслонке соотношение воздух/топливо может быть около 11:1 (очень богатое), в то время как умеренное ускорение может означать около 13:1 (богатое) соотношение воздух/топливо.

Крейсерская (постоянная скорость)

В этом состоянии двигатель уже прогрет, а топливовоздушная смесь имеет близкое к стехиометрическому соотношение, которое составляет примерно 14,7:1 . Это обеспечивает наилучшее сочетание экономии топлива, выбросов и мощности.

Тяжелые грузы

При больших нагрузках, например, при подъеме в гору или при буксировке прицепа, транспортному средству требуется двигатель для увеличения мощности.Это означает, что богатое соотношение воздух/топливо, аналогичное ускорению, необходимо для избыточных требований при больших нагрузках. AFR будет где-то около 12:1 .

Замедление

В этом случае педаль акселератора отпущена, что означает, что от двигателя не требуется никакой мощности, кроме поддержания его работы. В этот момент будет существовать соотношение воздух-топливо примерно 17:1 (обедненное), так как потребности в топливе в этот момент очень низкие. На этом этапе также очищаются выхлопные газы.

Аэрозоль / топливный диаграмма

9: 1 9.7: 1
Условие Соотношение
9: 1
Прогрев (холостого хода)
Ускорение 11: 1 до 13: 1
Cruise (постоянная скорость) 14.7: 1
Тяжелая нагрузка (буксировка / в гору) 12: 1
замедление ) 17:1

Признаки неправильного соотношения воздух/топливо

Вот некоторые распространенные признаки того, что соотношение воздух/топливо слишком богатое или слишком обедненное:

Слишком богатое соотношение воздух/топливо

Воздух

/Соотношение топлива слишком бедное

  • Двигатель будет дергаться или дергаться
  • Плохое ускорение
  • Неравномерный холостой ход (автомобиль будет вибрировать)

Причины неправильного соотношения воздух/топливо

Основы двигателя Топливная смесь


Основы соотношения воздух/топливо, стехиометрия и лямбда

Двигателю нужны воздух, топливо и искра для создания мощности.Чтобы оптимизировать работу вашего двигателя, вам нужна правильная смесь воздуха и топлива.

Соотношение воздух/топливо (AFR)

AFR означает отношение воздуха к топливу. Топливо не сгорает само по себе. Его нужно смешать с воздухом. AFR говорит вам, сколько частей воздуха смешано с каждой частью топлива. Например, AFR 14,7:1 (или просто 14,7) означает, что смесь состоит из 14,7 частей воздуха на одну часть топлива.

Стехиометрическое соотношение (стехиометрическое)

При идеальном AFR смесь полностью сгорает при сгорании.Это известно как стехиометрическое соотношение или просто «стехиометрическое».

Различные виды топлива содержат разное количество энергии. Их стоич тоже будет другим:

Тип топлива Стоич
Бензин

14,7

Е85 9,8
Метанол 6,4

Лямбда (λ)

Еще один способ посмотреть на топливно-воздушную смесь — значение лямбда.Он представлен греческим символом «λ». Лямбда равна AFR, деленной на стех.

При измерении топливно-воздушной смеси с использованием лямбда стоич всегда будет равен единице (1) для любого топлива.

Бедные или богатые смеси

Если в топливно-воздушной смеси слишком много топлива, она становится богатой . Когда топлива не хватает, он обедняется .

  • AFR выше стеич. = бедная смесь.
  • AFR ниже стеич. = богат.
  • Значение лямбда выше 1 = бедная смесь.
  • Значение лямбда ниже 1 = богатое.

Как измеряется?

Воздушно-топливную смесь можно проанализировать, взглянув на данные датчика O2 из вашего ECU. Еще один способ контролировать смесь воздух/топливо – использовать датчик соотношения воздух/топливо. Многие датчики AFR также отображают значение лямбда.

Как это влияет на производительность?

Контроль воздушно-топливной смеси — это точный способ максимизировать производительность, экономичность и избежать повреждения двигателя.

Может показаться, что цель всегда стоична.Это не так. Максимальная мощность обычно достигается при слегка богатой смеси. Управляемость лучше на крейсерских оборотах со слегка обедненной смесью. Холостой ход, как правило, лучше на слегка бедной смеси, но большой кулачок будет лучше работать на холостом ходу, если смесь будет богатой.

В следующей таблице перечислены некоторые рекомендации AFR:


Бензин АФР Е85 АФР Метанол AFR Лямбда
Круиз 14.7-15,5 9,8-10,3 6,4-6,8 1,0-1,07
Простой 13,5-15,0 9,0-10,0 6,0-6,6 0,92-1,03
Стоич 14,7 9,8 6,4 1,0
ВОТ 11,5-13,3 7,7-8,8 5,1-5,8 0,79-0,92

Идентификатор ответа 5230 | Опубликовано 09.10.2019 11:52 | Обновлено 15.05.2020 12:22

Анализ и прогноз взаимосвязи между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентным содержанием и значениями выбросов выхлопных газов автомобилей, работающих на бензине, с использованием универсального и портативного инструмента системы измерения выбросов

Для целей настоящего исследования данные были собраны, и измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросов выхлопных газов проводились с использованием анализатора E INSTRUMENTS Model F5000-5GAS для 125 транспортных средств на контрольно-пропускном пункте, расположенном на главной автомагистрали на юге провинции Сулеймания в Курдистане. — к северу от Ирака (см.4, 5). Собранные данные для каждого транспортного средства включали компанию-производителя, объем двигателя, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процент и значения выбросов выхлопных газов.

Рис. 4

Карта Ирака с учебным местоположением — город Калар (Карты Google)

Рис. 5

Сбор данных и измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросов выхлопных газов

Измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросов выхлопных газов включали автомобили с бензиновыми двигателями шести размеров (1.6, 1,8, 2,0, 2,4, 2,5 и 2,7 л бензиновых двигателей) с разными годами выпуска. Измеренные выхлопные газы для каждого транспортного средства включали кислород (O 2 ), двуокись углерода (CO 2 ), окись углерода (CO), окись азота (NO) и углеводороды (CxHy). Для целей данного исследования были выбраны наиболее часто встречающиеся автомобили с двумя объемами двигателя 1,6 и 2,5 л.

Отдельно проанализировать и спрогнозировать взаимосвязь между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентом выбросов выхлопных газов и значениями транспортных средств, работающих на бензине, для каждого из выбранных двух размеров двигателя (1.6 и 2,5 л бензиновых двигателей), собранные данные, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и измерения выбросов были классифицированы, изучены и обсуждены следующим образом:

Анализ и прогноз взаимосвязи между топливный коэффициент (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов отработавших газов для бензинового двигателя объемом 1,6 л Объем бензинового двигателя объемом 1,6 л, собранные данные для каждого транспортного средства, включая компанию-производителя, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов выхлопных газов, были обобщены и проиллюстрированы в Таблице 3.

Таблица 3 Компания-производитель, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросы отработавших газов в процентах и ​​значения для автомобилей с объемом двигателя 1,6 л

Зависимость между соотношением воздух-топливо (AFR) и отношением эквивалентности воздух-топливо или лямбда (λ)

Для автомобиля с объемом двигателя 1,6 л измеренные значения λ находились в диапазоне от 1 до 5,14 (см. Таблицу 3), где теоретически, λ = 1,0 соответствует стехиометрическому AFR, а бедные смеси имеют λ > 1,0. Измеренные значения AFR варьировались от 14.от 71:1 до 75,60:1 (см. Таблицу 3), где теоретическая AFR для бензинового двигателя при полном сгорании, стехиометрическая AFR составляет около 14,7:1, а AFR > 14,7:1 бедная смесь. Измерения λ и AFR показывают, что все транспортные средства работали на топливно-воздушных смесях, находящихся в диапазоне от стехиометрических до обедненных смесей.

Лямбда представляет собой отношение фактического AFR к стехиометрическому AFR, в соответствии с которым измерения показывают, что стехиометрический AFR составляет 14,71:1, где все измеренные значения AFR, соответствующие измеренному λ = 1, равны 14.{2} {-} \, 2,0128 \, \лямбда \, + \, 21,493$$

(3)

где AFR = соотношение воздух-топливо, λ = коэффициент эквивалентности воздух-топливо или лямбда

Рис. с объемом двигателя 1,6 л

Взаимосвязь между эквивалентным соотношением воздух-топливо или лямбда (λ) и процентами и значениями выбросов отработавших газов

Связь между измеренной лямбдой (λ) и выбросами выхлопных газов, включая кислород (O 2 ), двуокись углерода (CO 2 ), окись углерода (CO), окись азота (NO) и углеводороды (CxHy) изучались и обсуждались следующим образом:

  1. 1.

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием кислорода, выделяемого выхлопными газами (O 2 ): результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) увеличивается выделение кислорода (O 2 ) (см. Таблицу 3 и рис. 7). При идеальном или полном сгорании весь кислород (O 2 ) будет потребляться с топливом и производить только двуокись углерода (CO 2 ) и воду. Для измеренных значений λ и процентов O 2 линейная зависимость, определенная с высоким R-квадратом (R 2 ) = 95.67%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 4 и рис. 7).

    Рис. 7

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентным содержанием кислорода (O 2 ) в выхлопных газах — объем двигателя 1,6 л

    $$Oxygen \, \left( {O_{2} } \right) \, \% \, = \, 0,631 \, \lambda \, {-} \, 2,7889$$

    (4)

    где Кислород (O 2 ) % = кислород отработавших газов (O 2 ) процент выбросов, λ = коэффициент воздушно-топливной эквивалентности или лямбда

  2. 2.

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием диоксида углерода (CO 2 ), выделяемого выхлопными газами: результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы диоксида углерода (CO 2 ) уменьшаются (см. Таблица 3 и рис. 8). При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода. Для измеренных значений λ и процентов CO 2 линейная зависимость, определенная с высоким R-квадратом (R 2 ) = 95.33 %, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 5 и рис. 8) процент выбросов — двигатель 1,6 л, размер

    $$Углерод \, диоксид \, \left( {{\text{CO}}_{ 2} } \right) \, \% \, = \, — \, 0,4687 \, \lambda \, + \, 17.545$$

    (5)

    где Двуокись углерода (CO 2 ) % = выбросы двуокиси углерода с отработавшими газами (CO 2 ) в процентах, λ = соотношение воздушно-топливной эквивалентности или лямбда

  3. 3.

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием моноксида углерода (CO) в выхлопных газах: результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы моноксида углерода (CO) уменьшаются (см. Таблицу 3 и Рис. 9 ). Наличие кислорода (O 2 ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы окиси углерода (CO), образующейся при неполном сгорании топлива. При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода.

    Рис. 9

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентным содержанием оксида углерода (CO) в выхлопных газах — объем двигателя 1,6 л

  4. 4.

    Соотношение между измеренными значениями лямбда (λ) и значениями выбросов углеводородов в выхлопных газах (CxHy): результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы углеводородов (CxHy) уменьшаются (см.10). Наличие кислорода (O 2 ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы углеводородов (CxHy), которые образуются в результате неполного сгорания топлива. При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода.

    Рис. 10

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и значениями выбросов углеводородов (CxHy) и оксидов азота (NO) в отработавших газах — объем двигателя 1,6 л

  5. 5.

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и выбрасываемым оксидом азота (NO): результаты измерений показывают, что увеличение значений лямбда (λ) не оказывает полного влияния на значения выбросов оксида азота (NO), поскольку азот происходит в основном из двух источников, воздух, который смешивается с бензином внутри двигателя и/или из самого топлива (бензин, обогащенный азотом) (см. Таблицу 3 и Рис. 10).

Проанализируйте и спрогнозируйте зависимость между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбдой (λ) и процентами выбросов выхлопных газов и значениями для 2.Бензиновый двигатель объемом 5 л

Для изучения взаимосвязи между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентом и значениями выбросов выхлопных газов для бензинового двигателя объемом 2,5 л собраны данные для каждого автомобиля, включая компанию-производителя, год выпуска. , соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов выхлопных газов были обобщены и проиллюстрированы в таблице 4.

Таблица 4 Компания-производитель, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов выхлопных газов для автомобилей с 2.Двигатель 5 л, размер

Зависимость между соотношением воздух-топливо (AFR) и отношением эквивалентности воздух-топливо или лямбда (λ)

Для автомобиля с объемом двигателя 2,5 л измеренные значения λ находились в диапазоне от 0,99 до 2,51 (см. Таблицу 4), где теоретически, λ = 1,0 соответствует стехиометрическому AFR, а бедные смеси имеют λ > 1,0. Измеренные значения AFR находились в диапазоне от 14,56:1 до 36,92:1 (см. Таблицу 4), где теоретическая AFR для бензинового двигателя при полном сгорании, стехиометрическая AFR составляет около 14.7:1 и AFR > 14,7:1 бедная смесь. Измерения λ и AFR показывают, что все транспортные средства работали на топливно-воздушных смесях, находящихся в диапазоне между почти или почти стехиометрическими и обедненными смесями.

Лямбда представляет собой отношение фактического AFR к стехиометрическому AFR, согласно которому измерения показывают, что стехиометрический AFR составляет 14,71:1, где измеренное значение AFR, соответствующее измеренному λ = 1, составляет 14,71:1 (см. Таблицу 4). Для измеренных значений AFR и λ определено полиномиальное отношение с высоким R-квадратом (R 2 ) = 95.{2} {-} \, 0,5799 \, \лямбда \, + \, 16,646$$

(6)

где AFR = соотношение воздух-топливо, λ = отношение эквивалентности воздух-топливо или лямбда

Рис. с объемом двигателя 2,5 л

Взаимосвязь между эквивалентным соотношением воздух-топливо или лямбда (λ) и процентами и значениями выбросов отработавших газов

Связь между измеренной лямбдой (λ) и выбросами выхлопных газов, включая кислород (O 2 ), двуокись углерода (CO 2 ), окись углерода (CO), окись азота (NO) и углеводороды (CxHy) изучались и обсуждались следующим образом:

  1. (1)

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием кислорода, выделяемого выхлопными газами (O 2 ): результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) увеличивается выделение кислорода (O 2 ) (см. Таблицу 4 и рис.12). При идеальном или полном сгорании весь кислород (O 2 ) будет потребляться с топливом и производить только двуокись углерода (CO 2 ) и воду. Для измеренных значений λ и O 2 процентов линейная зависимость, определенная с высоким R-квадратом (R 2 ) = 94,05%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 7 и рис. 12).

    Рис. 12

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентами выбросов кислорода (O 2 ) в выхлопных газах-2.Двигатель 5 л, размер

    $$Oxygen \, \left( {O_{2} } \right) \, \% \, = \, 0,5144 \, \lambda \, {-} \, 1,761$$

    (7)

    где Кислород (O 2 ) % = кислород отработавших газов (O 2 ) процент выбросов, λ = коэффициент воздушно-топливной эквивалентности или лямбда

  2. (2)

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием диоксида углерода (CO 2 ), выделяемого выхлопными газами: результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы диоксида углерода (CO 2 ) уменьшаются (см. Таблица 4 и рис.13). При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода. Для измеренных значений λ и CO 2 процентов линейная зависимость определяется с высоким R-квадратом (R 2 ) = 92,62%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 8 и рис. 13).

    Рис. 13

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентами выбросов углекислого газа (CO 2 ) в выхлопных газах — объем двигателя 2,5 л

    $$Углерод \, диоксид \, \left( {CO_{2} } \right) \, \% \, = \, — \, 0.3864 \, \лямбда \, + \, 16.892$$

    (8)

    где Двуокись углерода (CO 2 ) % = выбросы двуокиси углерода с отработавшими газами (CO 2 ) в процентах, λ = соотношение воздушно-топливной эквивалентности или лямбда

  3. (3)

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием моноксида углерода (CO) в выхлопных газах: в целом результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы моноксида углерода (CO) уменьшаются (см. Таблицу 4 и Инжир.14). Наличие кислорода (O 2 ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы окиси углерода (CO), образующейся в результате неполного сгорания топлива. При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода.

    Рис. 14

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентным содержанием оксида углерода (CO) в выхлопных газах для двигателя объемом 2,5 л

  4. (4)

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и значениями выбросов углеводородов в выхлопных газах (CxHy): в целом результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы углеводородов (CxHy) имеют тенденцию к снижению, за исключением некоторых аномальных значений ( см. Таблицу 4 и Рис.15). Наличие кислорода (O 2 ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы углеводородов (CxHy), образующихся в результате неполного сгорания топлива. При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO 2 ) и вода.

    Рис. 15

    Соотношение между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и значениями выбросов углеводородов (CxHy) и оксидов азота (NO) в отработавших газах — объем двигателя 2,5 л

  5. (5)

    Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и выбрасываемым оксидом азота (NO): результаты измерений показывают, что увеличение значений лямбда (λ) не оказывает полного влияния на значения выбросов оксида азота (NO), поскольку азот происходит в основном из двух источников, воздух, который смешивается с бензином внутри двигателя и/или из самого топлива (бензин, обогащенный азотом) (см.15).

Автономный прибор для диагностики состава топливовоздушной смеси

Что означает соотношение воздух/топливо (AFR)?
AFR — массовое отношение воздуха к топливу в двигателе внутреннего сгорания. AFR является важным показателем для настройки производительности. Если подается ровно столько воздуха, чтобы полностью сжечь все топливо, это соотношение известно как стехиометрическая смесь, которая определяется как соотношение 14,6 AFR. Чем ниже AFR, тем богаче смесь.Чем выше AFR, тем беднее смесь.
  • 6 AFR — Предел богатого топлива (двигатель полностью прогрет)
  • 9 AFR — черный дымчатый | Низкая мощность
  • 11,5 AFR — лучший крутящий момент при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT)
  • 12.2 AFR — безопасная максимальная мощность при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT)
  • 13,3 AFR — максимальный крутящий момент на обедненной смеси
  • 14,6 AFR — стехиометрическое значение соотношения воздух/топливо (Стойч)
  • 15,5 AFR — экономичный круиз
  • 16,5 AFR — обычный лучший эконом-класс
  • 18 AFR — Предел сжигания обедненной смеси с карбюратором
  • 22+ AFR — предел сжигания обедненной смеси EEC/EFI


ХОЛОСТОЙ / ЛЕГКИЙ КРУИЗ: 13.5 АФР
Когда вы запускаете свой автомобиль, мы называем это состоянием IDLE. Когда вы включаете передачу и едете на малой скорости, мы называем это состоянием движения LIGHT CRUISE. Поскольку 14,6 является отраслевым стандартом стоичного значения AFR, нам обычно нравится, когда эти условия работают немного богаче. Мы ищем точную настройку двигателя, чтобы добиться максимально плавной работы.

КРУИЗ: 14 AFR
Большую часть времени, когда вы ведете свой автомобиль, вы будете находиться в состоянии CRUISING.Это условие является наиболее открытым для предпочтений клиентов, основанных на двух факторах. Если вы предпочитаете больший расход топлива, используйте более бедную смесь. Большинство стандартных или слегка модифицированных двигателей будут нормально работать при AFR 15 и дадут лучший расход на галлон. Если вы предпочитаете лучшую ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, мы рекомендуем использовать AFR 14 или даже выше, примерно до 13. Езда на полной скорости в пределах передачи приведет вас в режим движения «ШИРО ОТКРЫТАЯ ДРОССЕЛЬНАЯ ЗАСЛОНКА». В этом состоянии достигается пиковое значение мощности.Обычно нам нравится запускать здесь более богатую AFR, чтобы получить наилучшую производительность. Наилучшие характеристики для большинства автомобилей находятся в диапазоне от 12,5 до 13 AFR. Если вы станете слишком богатым, это будет иметь противоположный эффект и снизит вашу производительность.

РАЗГОН: 12 АФР
Разгоняясь до крейсерской скорости или готовясь обогнать кого-то, вы обычно ищете производительность, чтобы встать и уйти. Мы называем любой быстрый поворот дроссельной заслонки состоянием движения ПРИ УСКОРЕНИИ. Опять же, нам обычно нравится запускать здесь более богатую AFR, чтобы получить наилучшую производительность.Лучшая производительность для большинства автомобилей составляет около 12 AFR. Если вы слишком разбогатеете, это приведет к вялому вращению, чтобы набрать скорость.

ПРИМЕЧАНИЕ: ОПТИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ AFR БУДУТ ИЗМЕНЯТЬСЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПОВ НАГНЕТАНИЯ И ТОПЛИВА