Богатая смесь это: ошибка слишком богатой смеси. Диагностический код р0172 богатая смесь. Причины богатой смеси Слишком богатая топливная смесь

Содержание

ошибка слишком богатой смеси. Диагностический код р0172 богатая смесь. Причины богатой смеси Слишком богатая топливная смесь

Пришлось лично столкнуться с такой проблемой, как обедненная смесь, выяснить все причины. Поэтому хочу рассказать по личному опыту, на что обращать внимание в первую очередь. Сегодня узнаем в начале, что вообще собой представляет обедненная смесь, как она влияет на двигатель. А также, узнаем, какими признаками и причинами она сопровождается.

Ошибка P0171 — бедная смесь

Что это такое?

Для начала нужно понимать, в чем отличие между богатой и бедной смесью. Итак, все прекрасно понимают, что топливо состоит не только из «горючки», но и определенной доли воздуха. В зависимости от режима, типа работы ДВС и ещё массы факторов, смешивание перечисленных компонентов может производиться в разных пропорциях. Если взять средние порции, то это в пределах 1 кг. бензина на 14-15 кг. воздуха. То есть это средние показатели, при которых мотор работает стабильно.

Но, если, к примеру, уменьшить количество воздуха, скажем до 12 кг., то соответственно часть бензина возрастает. Но, при этом увеличивается мощность, расход топлива. Если сократить еще количество воздуха, то смесь становится обогащенной, то есть богатой.

В случае, когда количество воздуха возрастает, наблюдаем обратный эффект, когда топливная смесь становится обедненной. Соответственно уменьшается мощность, и при этом сокращается потребление топлива.

То есть, бедная смесь это когда:

Недостаточно топлива.

Избыток воздуха.

Признаки обедненной смеси

Признаков на самом деле много, причем они могут даже напоминать проблемы связанные с другими узлами. Итак, можно выделить:

При нажатии на педаль акселератора, нет реакции или она очень слабая.

Мотор даже без нагрузки.

Захлебывается.

Дергается.

К примеру, если взять карбюраторные машины, то автомобиль не редко начинает «чихать», если смесь бедная. На инжекторах происходят хлопки, взрывы в выхлопной системе.

Кроме того, определить, какая смесь, нормальная, обедненная или наоборот богатая, поможет цвет свечей. Но, тут нюанс, определяется это только на инжекторных моторах. Например, если цвет свечей коричневатый, то ДВС в порядке. Но, если оттенок светлый, белый, свидетельствует о том, что в топливной смеси слишком много воздуха, значит смесь обедненная.

Свеча с белым налетом — бедная смесь

Если цвет свечей темный, но наоборот недостаток воздуха.

Черные свечи — богатая смесь

Но, точную причину сложно определить только по нагару. Кроме того, нагар может свидетельствовать о неправильно выставленном зажигании, это уже другой вопрос. Вообще среди автомобилистов уже давно замечена закономерность, если в выпускном коллекторе короткие и как бы одиночные, то это свидетельствует о богатой смеси. А вот, взрывы, хлопки протяженные, частые, то уже точно, смесь бедная. Если последнее, то машина и вовсе начнет глохнуть, дергаться, может вообще не завестись.

Причины и диагностика

При компьютерной проверке автомобиля, сканер зачастую фиксирует такую ошибку, как обедненная смесь, под кодом Р0171. Коды ошибок различных датчиков, тоже могут свидетельствовать о проблемах с топливообразованием. Итак, какие же причины поступления большего воздуха или малого количества топлива?

1. Датчик воздуха, он же ДМРВ.

ДМРВ Лада Калина 2007. Фото — drive2.ru

В первую очередь обращать внимание нужно на всевозможные датчики. Наиболее чаще проблемы с бедной смесью появляются тогда, когда ДМРВ попросту засорен или «умер». К примеру, если он загрязненный, то «мозги» реагируют на показания с замедлением, отчего подается неверная «команда» на форсунки, на поставку воздуха в увеличенном объёме. На неисправности с , как правило, реагирует ЭБУ, если в течение определенного времени, была замечена поставка большего количества воздуха. К примеру, код ошибка на отечественных Lada — Р0103.

2. Проблемы с клапаном EGR.

На фото: клапаны EGR Opel Astra H

Данный клапан отвечает за возвращение в цилиндр определенного количества отработанного газа. На клапан подаются сигналы от ЭБУ, который, в свою очередь получает и анализирует показания от датчика температуры «охлаждайки», давления масла, датчика дросселя, датчика температуры во впускном коллекторе и т. д. То, есть если какой-то из перечисленных выше датчиков, подает неправильные данные, ЭБУ это может растолковать неправильно и направить на клапан , сигнал, по которому последний откроется на большее время и добавит отработанных газов, больше чем нужно. Но, зачастую причина банальней, клапан сломан, засорен, отчего и работает не правильно. Код ошибки РО404.

3. Проблемы с впускной системой, неисправности датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ).

На фото: ДПДЗ Volvo 740

Проведите диагностику дроссельной заслонки, возможно, она загрязнена или работает не правильно. Помните, что положение заслонки должно отвечать температуре мотора (если заслонка автоматическая) либо положению педали газа. На горячем ДВС заслонка должна быть открыта, на холодном повернутой под определенным углом, зависит от модели машины. Соответственно, если заслонка работает не правильно, значит и воздушная заслонка формирует неверное количество воздуха. Проверьте , код ошибки — Р2135.

4. Датчик абсолютного давления (ДАД) во впускном коллекторе. Он отвечает за определение плотности воздуха и формирование топливной смеси. Если на ЭБУ подаются неверные значения, то соответственно смесь может быть, как бедной, так и богатой. Коды в зависимости от машины отличаются, Р0107, Р0108, Р0106 и т. д.

5. Регулятор холостого хода. Не редко воздух подсасывается в местах установки ДХХ, если не герметичное соединение, загрязненный датчик и тому подобное. Выход, проверить герметичная ли посадка, прочистить РХХ, по необходимости заменить. При сканировании могут появляться такие коды ошибки — Р1509, Р1513, Р1514 и т.д., относящиеся к этому датчику.

6. Проблемы с ГРМ. Обратите внимание, как выставлены метки, в каком состоянии ролики и т.д. Проверьте в целом систему натяжителей.

7. Датчик кислорода он же . Сбои в работе данного датчика зачастую и становятся причиной появления бедной смеси. Прогоревший катализатор, так же и фиксируется сканером, как бедная смесь катализатор. Проверьте и его, диагностика выдает, как правило, коды — Р0135, Р0134, Р0136, РО133.

8. Проверьте работоспособность топливного насоса, может он качает не достаточное количество топлива. Заодно проверьте регулятор давления в рампе на герметичность. Не лишним будет проверить топливные фильтры.

9. Почистите форсунки, не редко из-за некачественного топлива они просто загрязняются, отчего подается обедненная смесь.

10. Отдельное внимание уделите проверке карбюратора, если тип ДВС таковой. Проверьте, правильно ли выставлен «поплавок», не загрязнены ли жиклеры, игла и т.д. Проверьте на герметичность соединения впускного топливопровода к карбюратору, воздушный клапан, фильтр и т.д.

Заключение

В итоге, хотелось бы подчеркнуть основное, что узнать точную причину появления бедной смеси, поможет компьютерная диагностика, если визуально все проблемы были исправлены. Нужно понимать, что на современных автомобилях, практически любая неисправность фиксируется в виде кода ошибки.

Поэтому сканирование специальным оборудованием, позволяет точно установить причину неполадки и не привести к более серьезным неисправностям.

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

Смесеобразование в двигателях

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

Уменьшим поступление воздуха до 12,5 — 13 кг. Смесь обогатится (бензином) — станет мощностной , потому что, сгорая в цилиндрах наиболее быстро, создает максимальное давление на поршни, а значит высокую мощность.

Правда, экономичность ухудшается на 15-20%. Если при сгорании на 1 кг бензина затрачивается от 13 до 15 кг воздуха смесь называют обогащенной , если менее 13 кг воздуха — богатой .

Дальнейшее обогащение 5-6 кг воздуха на 1 кг топлива приводит к тому, что способность смеси к воспламенению ухудшается настолько, что двигатель может остановиться. Если соотношение бензина и воздуха станет 1:5, то смесь не воспламеняется.

Если стремиться к экономичности, воздуха к смеси следует немного добавить — до 15-17 кг на 1 кг бензина. Такую смесь называют обедненной . Расход бензина становится минимальным, правда потеря мощности до 8-10% в сравнении с «мощностной». Если воздуха свыше 17 кг — смесь такого состава называют бедной . Смесь при соотношении бензина и воздуха 1:21 и более не воспламеняется.

Нельзя обеднять смесь беспредельно: когда воздуха больше 20 кг на 1 кг бензина, воспламенение от искры станет ненадежным и может прекратиться. Пока он работает на бедной смеси, нечего ждать достаточной мощности и, как ни странно, экономичности.

Ведь тяговые характеристики машины ухудшаются настолько, что водитель вынужден ее «подхлестывать», переходя на пониженную передачу там, где легко ехал на высшей.

На слишком богатой смеси, мощность мотора существенно снижается, а расход бензина увеличивается. Значит, богатая или, хуже, переобогащенная смесь — это избыток бензина или недостаток воздуха.

Для чего обедняют смесь?

Смесь обеднять нужно в любом случае — это экономичность и токсичность при одинаковой мощности. Топливовоздушная смесь воспламеняется от искры в некотором диапазоне концентраций. Направленным движением воздуха (зависит от формы коллектора, клапанных каналов, камеры сгорания поршня) в цилиндре и факелом впрыскиваемого топлива можно достичь локальной «богатой» смеси в районе свечи зажигания на всех режимах работы, что позволит ей надёжно воспламеняться. При этом суммарно смесь в цилиндре будет «бедной».

На некоторых режимах (х.х., низкая нагрузка) нет необходимости в большой дозе топлива. Соответственно, нет необходимости и в большом количестве воздуха. Для таких режимов могут уменьшить количество воздуха, например, не открывая один из двух впускных клапанов или сильно искажая фазы их открытия/закрытия, создавая дополнительное сопротивление на выпуске.

На режимах больших нагрузок открывается все, что можно и врыскиваемое топливо закруживается воздухом в цилиндре так, что смесь у свечи будет локально богатой и, главное, будет обеспечено «плавное» воспламенение и сгорание порций топлива в этом вихре. Т.е. смесь предельно обедняется, но лишь вихри воздуха помогают её нормально сжигать.

Ошибка р0172 на ваз 2114 – достаточно распространенная проблема, о которой сигнализирует бортовой компьютер. Что означает этот код ошибки, чем она вызвана, и какие действия должен предпринять владелец авто – об этом поговорим в сегодняшней статье.

Что означает ошибка 0172?

Код Р0172, который выдает бортовой компьютер – это системная ошибка, указывающая на то, что в цилиндры сгорания попадает слишком богатая топливная смесь.

Переобогащенная смесь – это смесь, содержание воздуха в которой меньше нормы, а бензина, наоборот, больше, чем необходимо.

Теоретически ошибку можно и проигнорировать, но нестабильная работа двигателя не позволит нормально пользоваться автомобилем, так что все-таки придется вникать в проблему. Среднестатический двигатель для корректной работы требует на 1 кг. бензина около 15 кг. воздуха.

Если воздуха меньше, то смесь принято считать богатой, а если наоборот – бедной. Конечно, пропорции топлива и воздуха немного отличаются в разных режимах работы автомобиля, поэтому ЭБУ непрерывно контролирует это соотношение и в случае проблем тут же сигнализирует водителю.

Признаки богатой смеси на ВАЗ-2114

Слишком богатая смесь на ВАЗ-2114 проявляет себя не только выдачей ошибки р072, но и следующими симптомами:

- большой расход бензина. Причем расход возрастает резко и объясняется неэффективным расходом топливной смеси;

- потеря мощности двигателя. Смесь, в которой содержание воздуха меньше нормы, сгорает медленнее, чем обычно, и, зачастую, не до конца. В итоге поршень не обеспечивается оптимальным усилием из-за чего и снижается мощность двигателя;
- черный дым из выхлопной трубы. Причина кроется в отсутствии фильтрации газа от сгорания бензина;

появление сильных хлопков в глушителе. Причина – недостаток воздуха в цилиндрах двигателя.

Причины богатой смеси на ВАЗ-2114

Образование богатой топливно-врздушной смести происходит в ряде случаев:

- неправильно отрегулированная топливная система. Как правило, это результат вмешательства в систему для уменьшения расхода бензина или увеличения мощности;
- засорение воздушного фильтра. В этом случае в камеру сгорания не попадает необходимое количество воздуха;

Загрязнение воздушного фильтра – это наиболее частая причина образования богатой смеси. При обнаружении ошибки Р0172 следует в первую очередь проверить состояние фильтра.

- некорректно настроенные форсунки;

- высокое давление топлива в рампе или неисправность регулятора давления;
- поломка расходомера воздуха. В этом случае датчик передает бортовому компьютеру некорректные данные, вследствие чего система подачи топлива работает в соответствии с этими показателями;

сбой в работе экономайзера.

Способы устранения ошибки р0172

Если инжекторный двигатель готовит слишком богатую смесь, первое, что необходимо сделать автовладельцу – это исключить различные дополнительные настройки объема подаваемого воздуха или бензина.

Если автомобиль подвергался регулировке топливной системы, следует их отменить. Если двигатель работает долгое время на переобогащенной смеси – результатом может стать поломка поршней и свечей.

Часто богатая смесь на ваз 2114 образуется из-за некорректной подачи бензина форсунками. Обратить внимание на форсунки следует в случае обнаружения следов от сгорания ТВС на внешней стороне инжектора. Следы от сгорания топливно-воздушной смеси можно найти на медном уплотнительном кольце. При появлении таких признаков желательно убедиться в корректной установке инжектора.

Если проблема в форсунках, то снимать их совсем не обязательно. Для проверки работоспособности достаточно внимательно послушать шум мотора в рабочем состоянии. Неисправные форсунки (или забитые) издают высокочастотный, глухой звук. Неисправные форсунки придется заменить, а вот забитые можно почистить в домашних условиях.

Для этого существует несколько методов:

Промывка специальными присадками, которые следует добавить в топливный бак. Плюс такого метода в том, что присадка промывает не только форсунки, но и нормализует работу всего мотора.
Промывка ультразвуком. Работа эта достаточно не простая и требует сначала изъять форсунки из автомобиля, а затем установить их обратно. К тому же для проведения такой очистки необходимо дорогое оборудование.
Промывка форсунок при помощи спринцовки и специальной промывочной жидкости.

Если причина ошибки р0172 кроется в загрязнении воздушного фильтра, то его лучше всего просто заменить на новый. Если же в данный момент нет денег на покупку нового фильтра, то его можно достаточно быстро почистить.

Чистка воздушного фильтра

Процедура очень проста:

открыть капот, обесточить аккумулятор и открутить винты предохранительной крышки фильтра;
достать вручную фильтр из пазов крышки;
обработать специальной пропиткой, выждать 10-15 минут и промыть фильтрующий элемент в чистой воде;
дать фильтру полностью высохнуть и установить на место. Ускорить процесс сушки можно с помощью обычного домашнего фена.

Если причина богатой смеси заключается в неисправном регуляторе давления – его следует заменить:

открепить от аккумулятора отрицательную клемму провода;
снять вакуумный шланг и открутить гайки сливной трубки, придерживая штуцер шланга;
с помощью резинового кольца соединить шайбу и трубочку;
открепить прижимную планку;
ослабить винты, которыми крепится регулятор к рампе и снять его;
новый регулятор прикрепить в обратном порядке.

Заключение

В этой статье мы подробно рассмотрели понятие ошибки P0172, которую диагностирует бортовой компьютер на ВАЗ-2114, причины, приводящие к ней и способы ее устранения.

Ошибка P0172 является одной из наиболее распространенных, с которой могут столкнуть владельцы автомобилей с электронным управлением. Она часто встречается на автомобилях завода АвтоВАЗ, а также на иномарках – Mercedes, Mazda, Toyota и других. Ошибка P0172 указывает водителю, что в камеры сгорания подается слишком богатая смесь, из-за чего происходит сбой в работе двигателя и повышается расход топлива.

Оглавление:

Как проявляет себя ошибка P0172

Топливовоздушная смесь может быть переобогащенной по нескольким причинам, в зависимости от чего будет меняться поведение автомобиля. Так, при ошибке P0172 машина может вести себя следующим образом:

Холодный двигатель будет «захлебываться» до полного прогрева;
Двигатель будет «захлебываться» в холодном и прогретом состоянии на холостом ходу, при этом начнут «плавать» обороты;
Повысится расход топлива;
Автомобиль станет менее резвым.

Симптомы ошибки P0172 могут проявляться совместно или отдельно друг от друга.

При каких условиях возникает ошибка P0172

Чтобы электронный блок управления диагностировал ошибку P0172 и передал информацию о ней водителю, он должен получить сведения с ряда датчиков. Условия вывода сообщения о переобогащении топливовоздушной смеси следующие:

Почему возникает ошибка P0172 – слишком богатая смесь

Чтобы разобраться в причинах появления ошибки P0172, нужно понять процесс образования топливовоздушной смеси и его сгорания. Проанализировав его, можно сделать вывод, что обогащенной смесь может быть из-за подачи слишком большого количества топлива или по причине недостаточного поступления воздуха.

За поставку воздуха для смешивания с топливом отвечают датчики абсолютного давления и кислорода.

Помимо неправильной работы датчиков, возникать ошибка с недостачей воздуха может по следующим причинам:

Недостаточная компрессия;
Сбои в работе механизма газораспределения;
Порванные или треснувшие уплотнители или прокладки;
Нарушение тепловых зазоров.

Также ошибка P0172 может проявлять себя из-за переобогащения смеси в результате плохого сгорания. Такая проблема может быть вызвана неправильной работой свеч или катушек зажигания.

Нельзя исключать, что проблемы со смесью и ее сгоранием возникают по причине выхода из строя датчиков кислорода или расхода воздуха.

Что делать, если возникает ошибка P0172 – слишком богатая смесь

Для определения причин возникновения ошибки, нужно проверить информацию, которую передает диагностический сканер при имитации условий возникновения ошибки. Если сразу определить проблему не получилось, действовать необходимо по следующему сценарию:

После обнаружения и устранения неисправности, которая приводила к возникновению ошибки P0172, необходимо произвести сброс корректировки подачи топлива. Это требуется сделать, чтобы обнулить долгосрочную корректировку.

Горючая смесь бедные и богатые

Горючая смесь слишком бедная или богатая [c. 464]

Режимная работа двигателя как на бедных, так и на богатых смесях невыгодна. В первом случае горючая смесь разбавляется большим количеством инертного азота и лишним кислородом, скорость и температура горения снижаются, двигатель не развивает нужной мощности. Во втором — кислорода недостаточно, образуются продукты неполного сгорания топлива, увеличивается количество нагаров, двигатель дымит, расход топлива возрастает, а мощность снижается. Необходимо стремиться обеспечить полное сгорание топлива с возможно меньшим коэффициентом избытка воздуха. В зависимости от вида топлива, условий его сгорания коэффициент избытка воздуха может быть различным (табл. 6). [c.16]

Горючую смесь, для которой а1, — бедной. [c.115]

Бедная или богатая горючая смесь [c.466]

Горючая смесь (топливо-Нокислитель), имеющая минимально необходимое количество окислителя для полного сгорания топлива, называется стехиометрической смесью при избытке топлива смесь называется богатой, а при избытке окислителя — бедной. Избыток окислителя по отношению к стехиометрическому его количеству оценивается коэффициентом избытка окислителя и выражается соотношением [c.151]

Другой метод создания такой рециркуляции предложил Сполдинг. Согласно этому методу, тороидальная вихревая зона создается в результате взаимодействия основного потока и нормально направленной к нему струи. Этот метод имеет преимущества он отличается простотой осуществления и легкостью контроля и не требует введения в поток твердого тела плохообтекаемой формы. Стабилизирующей струей может быть воздух или горючая смесь. Таким образом, создается возможность контролировать температуру и состав в зоне рециркуляции независимо от состава в основном потоке. Добавление топлива в стабилизирующую струю улучшает устойчивость пламен бедных смесей, так как в результате этого в вихревой зоне образуется более богатая топливом смесь и, следовательно, пламя становится [c.356]

Вне этих пределов невозможно поджигание газов любым источником зажигания. При концентрациях ниже нижнего предела смесь бедна горючим и возникающего тепла будет недостаточно для воспламенения других частиц, а выше верхнего — смесь слишком богата горючим и воспламенения не произойдет из-за недостатка окислителя (кислорода воздуха). [c.44]

Другая вихревая зона образуется всегда у границы потока с окружающей атмосферой, простирающейся вверх от края отверстия в этой зоне происходит смешение газа с окружающей атмосферой. Этот граничный слой, который простирается вверх на значительную высоту, виден на теневой фотографии газового потока, показанной на фиг. 32. Вдоль этой зоны пламя может распространяться вниз до края отверстия, при условии, если разбавление газа в граничном слое не сделало смесь негорючей. В опыте, показанном на фиг. 31, применялась бедная смесь н граничный слой был слишком разбавленным. Поэтому было необходимо ввести препятствие внутрь газового потока, где разбавление не имело места. Если сделать смесь достаточно богатой, граничный слой становится горючим и допускает распространение пламени вниз к краю отверстия, где оно прочно [c. 199]

Горючее Коэффициент избытка горючего (макс), ы)с Предель бедная смесь 1 горения богатая смесь [c.118]

Хотя силы трения в этих уравнениях не учитываются, последние достаточно точны и позволяют сделать следующие заключения Богатый газ, например природный, для сжигания которого требуется много воздуха на единицу объема газа, следует подводить к инжектору при более высоком давлении, чем требуется для более бедного газа, например коксового. Чем беднее горючий газ. тем легче получить смесь высокого давления. [c.89]

При сжигании колчедана в воздухе (или в другой определенной смеси газов) правильным является осуществление противотока колчедана с воздухом (или газом). При противотоке горящий материал, все более и более бедный по содержанию серы (и вообще горючего), встречает все более и более богатую кислородом газовую смесь. Противоток колчедана с газом, как мы увидим в следующей главе, полностью осуществлен в механических печах. В следующей же главе мы увидим, что возможность полнейшего осуществления противотока в печах пылевидного обжига (печи Юшкевича) оказывает чрезвычайно положительное влияние на полноту выгорания серы. [c.109]

Смесь паров топлива с воздухом, способная воспламеняться и гореть, называется горючей смесью. При а, равном единице, смесь называют нормальной при а меньше единицы — богатой смесью и при а больше единицы — бедной смесью. [c.17]

Из данных рис. 111-5 видно, что при составе горючей смеси ниже стехиометрического (Лс ) добавки оказывают сравнительно незначительное влияние на скорость горения. В случае же богатых смесей (А>1), наоборт, наблюдается резкое снижение скорости горения при введении в горючую смесь даже весьма малых добавок галоидоуглеводородов. Интересно отметить, что с введением добавки максимум скорсти смещается в сторону бедных смесей. [c.91]

Чем ниже нижний предел воспламенения и шире область воспламенения, тем опаснее данный горючий газ. Смеси газа вне области воспламенения являются негорючими, так как при концентрациях ниже нижнего предела воспламенения смесь бедна горючим и воспламениться не может, а при концентрациях выше верхнего предела воапламенения смесь слишком богата горючим и бедна окислителем (кислородом воздуха). Данные об области воспламенения горючих газов приводятся в справочниках, как правило, для нормальных условий (атмосферного давления и комнатной тем-(пературы воздуха). [c.155]

В зазисн-. остп от соотношения количества воздуха и топлива к ожет быть несколько видов горючей смеси. Если полное сгорание происходит с расчетным количеством воздуха, то коэффициент избытка воздуха равен едшпще, а смесь называют нормальной. Когда а больше единицы, смесь бедная, а меньше ед.чнкцы — богатая. При г- значениях, близких к единице, — обедненная или обогащенная. [c.17]

Смесь паров тошшва с воздухом, способная воспламеняться, называется горючей смесью. При 4., равном единице, смесь называют нормальной яри с(. меньие единицы — богатой смесью, а при больше единицы — бедной смесью. [c.39]

По сути дела вспышка представляет собой не что иное, как взрыв в малых размерах. Известно, что смеси горючих газов или паров с воздухом могут взрываться при поднесении к ним пламени, при проскакивании искры и т. д. Но взрываться могут не всякие смеси. Если смесь очень бедна горючим газом или, наоборот, очень богата им, то она не дает взрыва. В первом случае взрыва не происходит потому, что имеющийся избыток воздуха поглощаег теплоту, выделяющуюся в исходной точке взрыва. Вследствие этого теплота не распространяется и не вызывает возгорания всех дальнейших частиц газа. Во втором случае смесь не взрывается потому, что в ней недостаточно кислорода. Отсюда и исходят при определении понятия о нижнем и верхнем пределах взрываемости. Первый соответствует минимальному, а второй максимальному содержанию горючего газа в смеси, способной дать взрыв. [c.124]

Смесеобразование зависит от испаряемости и эффективного смешения паров топлива с воздухом в определенном соотношении. Теоретическое количество воздуха, требуемое для полного сгорания 1 кг углеводородного топлива с образованием только СО2 и Н2О составляет около 15 кг. Отношение фактической массы воздуха в смеси к теоретически необходимой массе обозначается символом а. Стехиометрические (теоретические или нормальные) топливо-воздушные смеси характеризуются величиной а = 1, богатые смеси а 1. При пуске двигателя увеличивают подачу топлива в поток воздуха, чтобы получить богатую смесь с а = 0,4 — 0,6. Поскольку не все топливо переходит в пар, то при меньшем обогащении смесь может выйти за нижний предел воспламеняемости. Прогрев двигателя и его работа на холостом ходу с малыми нагрузками прадгсходит на смесях состава а = 0,6 — 0,8. Наибольшую часть времени эксплуатации двигатель работает на наиболее экономичном среднем режиме и средних нагрузках (60-75% номинальной мощности) на несколько обедненных горючих смесях состава а = 1,05 — 1,1. Режимы больших нагрузок требуют максимальной скорости сгорания топлива и обогащенной смеси состава а = 0,8 — 0,9. Применяемые топлива должны иметь летучесть, обеспечивающую быстрое получение топливо-воздушной смеси требуемого состава. [c.74]

В предыдущей главе было показано, что искра приводит к возникновению распространяющегося по всему объему пламени лишь в том случае, если выполнены некоторые критические условия. Зажигающая способность определяется как источником зажигания, так и свойствами смеси. При изменении состава смеси могут быть достигнуты некоторые границы, вне которых даже самая мощная искра не способна вызвать распространение пламени. Наилучшим образом это положение можно проиллюстрировать на классическом примере горения шахтерской лампочки в атмосфере, содержащей горючий газ. На фиг. 7 приведены фотографии, показывающие влияние увеличения содержания метана в воздухе [1]. Вокруг первоначального маленького пламени возникает значительно больший по размеру колпачок несмотря на то, что в нем происходит горение, пламя не может распространиться далее, чем на некоторое определенное расстояние.

Иными словами, в той части объема, которая подогревается лампой, бедная смесь реагирует очень быстро. Выделяющегося при этом тепла недостаточно, однако, для того, чтобы вызвать реакцию в близлежащих слоях газа. С увеличением процента метана в смеси колпачок удлиняется, но распространение пламени все же еще не может иметь места. Током воздуха колпачок может быть сдут со своего места и пройти некоторое расстояние до того oмeнтa, когда он потухнет. Если концентрация метана превысит некоторую критическую величину, то колпачок оторвется от лампы, причем в этом случае он не потухнет, а приведет к воспламенению смеси. Эта критическая концентрация обычно называется нижним концентрационным пределом. При дальнейшем увеличении содержания метана будет достигнуто другое критическое значение, именуемое обычно верхним концентрационным пределом. В более богатых смесях распространение пламени опять невозможно. [c.155]

Двигатели с прямым впрыском топлива объединяют преимущества дизельных двигателей и двигателей внутреннего сгорания (двигателей Отто) [Takagi, 1998]. Топливо инжектируется непосредственно в цилиндр в течение фазы сжатия. Воспламенение инициируется свечой зажигания вблизи зоны перемешивания горючего и воздуха. В зоне воспламенения смесь богатая, что поддерживает процесс воспламенения. С другой стороны, состав всей смеси бедный, что снижает образование окислов азота (см. гл. 17). Результирующие [c.262]

Влияние состава смеси на индикаторный КПД двигателя

Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)
Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]
11349 0

Рис. 1

Допустимая степень сжатия на границе детонации для различных типов топлива и составов смеси: 1 — циклогексан; 2 — водород; 3 — изооктан; 4 — изооктан с добавкой тетраэтилсвинца 1,06 см³/дм³; 5 — метан.

Зависимость степени сжатия на границе детонации от соотношения воздуха и топлива в смеси показана на рис. 1. Наименьшая степень сжатия без возникновения детонации характерна для стехиометрической или слабо обеднённой смеси. При обогащении смеси ее стойкость к детонации возрастает. Это обусловлено главным образом внутренним охлаждением при испарении большего количества топлива в сравнении с бедной смесью. Аналогичный эффект достигается добавлением в топливовоздушную смесь воды или спирта. Такой способ применяют для кратковременного увеличения мощности поршневых авиационных двигателей при взлете самолета. Однако длительная эксплуатация двигателя с добавлением в смесь воды неблагоприятно сказывается на сроках службы свечей зажигания и седел клапанов. У автомобильных двигателей с наддувом для подавления детонации также применяется впрыск воды.

Увеличение детонационной стойкости у бедных смесей вызвано меньшей скоростью их горения. Однако широкое использование бедных смесей ограничено пределом их воспламеняемости.

В последнее время к автомобильным двигателям предъявляются также требования, связанные с жёстким ограничением содержания в отработавших газах вредных для здоровья человека веществ. В первую очередь контролируется содержание окиси углерода CO, углеводородов CH_x и окислов азота NO_x. Первые два углеродосодержащих соединения возникают при неполном сгорании топлива в условиях недостатка воздуха. Эти продукты неполного сгорания можно сжечь, добавляя в отработавшие газы свежий воздух и воспламеняя образовавшуюся смесь. Окисление можно провести при помощи катализатора или на горячей поверхности. Это дополнительное сгорание в термическом реакторе очищает отработавшие газы, однако с энергетической точки зрения является потерей, увеличивающей удельный расход топлива.

Рис. 2

Влияние состава смеси на индикаторный КПД η_i и среднее индикаторное давление p_i.

Влияние состава топливовоздушной смеси на индикаторный КПД и среднее индикаторное давление показано на рис. 2. Максимальное среднее индикаторное давление достигается при использовании богатой смеси. Этим обеспечивается хорошее использование всего количества поступившего воздуха, но в отработавших газах остается часть неиспользованного топлива. При бедных смесях полностью сгорает все топливо, но отработавшие газы содержат неиспользованный воздух. В этом случае достигается наилучшее значение индикаторного КПД, что одновременно способствует снижению содержания CO и CH_x в выхлопных газах.

Рис. 3

Содержание вредных веществ в отработавших газах в зависимости от состава топливовоздушной смеси α.

Содержание вредных веществ в отработавших газах в зависимости от состава топливовоздушной смеси изображено на рис. 3. Больше всего окислов азота NO_x образуется в случае использования стехиометрической смеси α = 1, соответствующей массовому соотношению воздух/топливо, равному 15. При максимальном значении среднего эффективного давления p_e это соотношение равно 13, а при максимальном значении индикаторного КПД – 17. В обоих последних случаях NO_x образуется меньше, чем при использовании стехиометрической смеси. Поэтому в зоне вблизи свечи зажигания выгодно создать смесь с соотношением воздух/топливо, равным 13, а в цилиндре – более бедную смесь с соотношением, меньшим 17, и воспрепятствовать перемешиванию этих смесей в процессе сгорания с тем, чтобы снизить образование NO_x до минимума.

Химические процессы при сгорании топлива в цилиндре сложны, и их подробное описание имеется в специальной литературе. На рис. 3 показан практически лишь результат их протекания. Если ранее для обеспечения максимальной мощности двигателя всегда использовалась богатая смесь, то в настоящее время из-за ограничений содержания вредных веществ в отработавших газах используются смеси стехиометрического состава. В будущем в так называемых «чистых» двигателях перейдут на использование бедных смесей.

Наибольшие проблемы создают окислы азота NO_x, возникающие в большом количестве при тех соотношениях топливовоздушной смеси, когда содержание CO и CH_x минимально. NO_x образуются при высокой температуре сгорания. Снизить эту температуру можно добавлением во всасываемый воздух инертного газа. В качестве последнего можно использовать, например, водяной пар. Однако возить и хранить емкость с водой для этих целей неудобно и непрактично, так как зимой вода замерзает. Поэтому используют газ, имеющийся в распоряжении при любых условиях, а именно – охлаждённые отработавшие газы, которые вновь направляются во впускную трубу двигателя (так называемая рециркуляция отработавших газов).

Обеднение смеси, как уже говорилось выше, ограничено возможностью её воспламенения. Преодолеть этот барьер можно с помощью образования смеси, расслоённой таким образом, чтобы в зоне свечи находился некоторый объём богатой смеси, способной к легкому воспламенению, который при сгорании затем беспрепятственно воспламенит оставшуюся часть бедной смеси в цилиндре.

Расслоение заряда может быть создано как в неразделённой камере сгорания, так и путем создания отдельной дополнительной камеры сгорания с богатым составом смеси. В первом случае используется большая масса неиспарившихся капель топлива и за счет сил инерции при движении двухфазного потока смеси эти капли обогащают топливом определенную часть камеры сгорания. В частности, при вращении топливовоздушного заряда вокруг оси цилиндра богатая смесь образуется на его стенках.

Кроме вращения смеси и центробежной силы инерции жидких капель можно использовать также и поступательное движение потока смеси. Этот случай характерен при вытеснении заряда из зазора между поршнем и головкой цилиндра (так называемой зоны вытеснителя, служащей для улучшения антидетонационных свойств камеры сгорания) в конце хода сжатия. Капли топлива в последнем случае ускоряются потоком, выходящим из зазора, и по инерции движутся в предназначенную зону вблизи свечи зажигания. Определенное расслоение происходит также в течение такта сжатия и в условиях камер сгорания без вытеснителей за счет того, что в первой половине хода сжатия капли ускоряются потоком от перемещающегося днища поршня, а во второй половине хода по инерции попадают на стенки камеры сгорания в головке цилиндра.

Смесь бедного состава выгодна как с точки зрения достижения высокого индикаторного КПД, так и для снижения образования вредных углеродосодержащих соединений, хотя её использование приводит к уменьшению удельной мощности двигателя. В настоящее время, однако, наиболее важными факторами являются экономичность эксплуатации и снижение содержания вредных веществ в отработавших газах, и поэтому наряду с работой на бедных составах смеси для компенсации снижения мощности используют более высокие степени сжатия.

Возникновение детонации предупреждается при этом соответствующим опережением зажигания, что обеспечивает также более мягкое сгорание в двигателе.

Последнее обновление 02.03.2012
Опубликовано 14.05.2011

Сноски

↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. — М.: Машиностроение, 1987. — 320 с.: ил.//Стр. 114 — 118 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru

Разница между обедненной и богатой топливной смесью

6 мая 2019 г. Автор: Мадху

Ключевое различие между обедненной и богатой топливной смесью заключается в том, что мы используем бедную смесь для максимальной эффективности, а богатую смесь — для максимальной мощности двигателя.

Мы используем термины бедные и богатые топливные смеси для описания процессов сгорания в двигателях и промышленных печах. Прежде чем анализировать разницу между обедненной и богатой топливной смесью, важно узнать больше о соотношении воздух-топливо.Соотношение воздух-топливо является параметром для двигателей внутреннего сгорания и промышленных печей. Таким образом, это соотношение очень важно для определения эффективности двигателя или печи. Существует три основных типа топливовоздушных смесей: «бедные топливные смеси», «стехиометрические топливные смеси» и «богатые топливные смеси». Стехиометрическая топливная смесь — это воздушно-топливная смесь, которая содержит точное количество воздуха, необходимое для сжигания всего топлива в смеси. Между тем, бедная топливная смесь содержит больше воздуха, чем необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива, тогда как богатая топливная смесь содержит меньше воздуха, чем необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое смесь обедненного топлива
3. Что такое смесь богатого топлива
4. Сравнение бок о бок — смесь обедненного и богатого топлива в табличной форме
5. Резюме

Что такое обедненная топливная смесь?

Обедненная топливная смесь — это топливовоздушная смесь, в которой больше воздуха, чем требуется для полного сгорания топлива. Следовательно, в этой смеси есть избыток воздуха. Эти топливно-воздушные смеси более эффективны, но могут приводить к более высоким температурам.Эти температуры приводят к образованию оксидов азота.

Рисунок 1: Сравнение богатой и бедной смеси на диаграммах

Однако некоторые двигатели специально разработаны для этого типа топливовоздушных смесей, чтобы получить более высокий КПД. Мы можем назвать процесс сгорания в этих двигателях «обедненным сжиганием».

Что такое богатая топливная смесь?

Богатая топливная смесь — это топливовоздушная смесь, в которой меньше воздуха, чем требуется для полного сгорания топлива.Эти топливовоздушные смеси менее эффективны. Причина в том, что этим смесям не хватает воздуха, необходимого для полного сгорания топлива.

Рисунок 2: Сравнение выработки энергии обедненной и богатой топливными смесями

Однако богатая топливная смесь может производить очень большое количество энергии. Горение происходит при более низких температурах; таким образом, мы говорим, что он горит круче.

В чем разница между обедненной и богатой топливной смесью?

Обедненная топливная смесь — это топливовоздушная смесь, в которой больше воздуха, чем требуется для полного сгорания топлива.С другой стороны, богатая топливная смесь представляет собой тип топливовоздушной смеси, в которой меньше воздуха, чем количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива. Итак, в этом принципиальное отличие бедной топливной смеси от богатой.

Кроме того, существенная разница между бедной и богатой топливной смесью состоит в том, что сгорание двигателей, использующих бедную топливную смесь, происходит при очень высокой температуре, в то время как сгорание происходит при низких температурах в богатых топливных смесях. Точно так же бедные топливные смеси производят более горячие дымовые газы по сравнению с богатыми топливными смесями.Более того, еще одно различие между бедной и богатой топливной смесью состоит в том, что бедные топливные смеси производят оксиды азота, тогда как богатые топливные смеси производят монооксид углерода.

Прежде всего, ключевое различие между обедненной и богатой топливной смесью состоит в том, что мы используем бедную смесь для максимальной эффективности, в то время как мы используем богатую смесь для максимальной мощности двигателя.

Резюме — обедненная и богатая топливная смесь

Термины «обедненная» и «богатая» в топливных смесях относятся к воздушно-топливным смесям с большим или меньшим количеством воздуха по сравнению с топливом.Однако ключевое различие между обедненной и богатой топливной смесью заключается в том, что мы используем бедную смесь для максимальной эффективности, в то время как мы используем богатую смесь для максимальной мощности двигателя. Эти топливовоздушные смеси используются в двигателях внутреннего сгорания и промышленных печах.

Артикул:

1. Джеймс Дж. Спейт, доктор философии, доктор наук, в Справочнике по промышленным углеводородным процессам, 2011.

Изображение предоставлено:

1. «Dosages- pauvres-stoechio-riches» Biologique — собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia

Соотношение воздух-топливо, лямбда и характеристики двигателя — x-engineer.org

Тепловые двигатели используют топливо и кислород (из воздуха) для выработки энергии путем сгорания. Чтобы гарантировать процесс сгорания, в камеру сгорания необходимо подавать определенное количество топлива и воздуха. Полное сгорание происходит, когда все топливо сгорает, в выхлопных газах не будет несгоревшего количества топлива. Соотношение воздух-топливо (AF или AFR) — это соотношение между массой воздуха m _a и массой топлива m _f , используемой двигателем при работе:

\ [\ bbox [# FFFF9D ] {AFR = \ frac {m_a} {m_f}} \ tag {1} \]

Обратное соотношение называется топливно-воздушным соотношением (FA или FAR) и рассчитывается как:

\ [FAR = \ frac {m_f} {m_a} = \ frac {1} {AFR} \ tag {1} \]

Идеальное (теоретическое) соотношение воздух-топливо для полного сгорания называется стехиометрическим соотношением воздух-топливо .Для бензинового (бензинового) двигателя стехиометрическое соотношение воздух-топливо составляет около 14,7: 1. Это означает, что для полного сжигания 1 кг топлива нам необходимо 14,7 кг воздуха. Возгорание возможно даже в том случае, если AFR отличается от стехиометрического. Для процесса сгорания в бензиновом двигателе минимальное значение AFR составляет около 6: 1, а максимальное может достигать 20: 1.

Когда соотношение воздух-топливо выше стехиометрического, топливно-воздушная смесь называется обедненной .Когда соотношение воздух-топливо ниже стехиометрического соотношения, топливовоздушная смесь называется богатая . Например, для бензинового двигателя AFR 16,5: 1 — обедненный, а 13,7: 1 — богатый.

В таблице ниже мы можем увидеть стехиометрическое соотношение воздух-топливо для нескольких видов ископаемого топлива.

Топливо	Химическая формула	AFR
Метанол	CH ₃ OH	6.47: 1
Этанол	C ₂ H ₅ OH	9: 1
Бутанол	C ₄ H ₉ OH	11,2: 1
Дизель	C ₁₂ H ₂₃	14,5: 1
Бензин	C ₈ H ₁₈	14,7: 1
Пропан	C ₃ H ₈	15.67: 1
Метан	CH ₄	17,19: 1
Водород	H ₂	34,3: 1

Источник: wikipedia.org

Например, Чтобы полностью сжечь 1 кг этанола, нам нужно 9 кг воздуха, а чтобы сжечь 1 кг дизельного топлива, нам нужно 14,5 кг воздуха.

Искровое зажигание (SI) Двигатели обычно работают на бензине (бензине). AFR двигателей SI варьируется в пределах от 12: 1 (богатая) до 20: 1 (бедная), в зависимости от условий эксплуатации двигателя (температура, частота вращения, нагрузка и т. Д.).). Современные двигатели внутреннего сгорания работают в максимально возможной степени со стехиометрическим AFR (в основном по причинам доочистки газа). В таблице ниже вы можете увидеть пример AFR двигателя SI, функцию частоты вращения и крутящего момента двигателя.

Изображение: Пример функции воздушно-топливного отношения (AFR) частоты вращения и крутящего момента двигателя

Компрессионное зажигание (CI) Двигатели обычно работают на дизельном топливе. Из-за характера процесса сгорания двигатели CI всегда работают на обедненных смесях с AFR от 18: 1 до 70: 1.Основное отличие от двигателей SI заключается в том, что двигатели CI работают на слоистых (негомогенных) воздушно-топливных смесях, а двигатели SI работают на гомогенных смесях (в случае двигателей с распределенным впрыском).

Приведенная выше таблица вводится в скрипт Scilab и создается контурный график.

 EngSpd_rpm_X = [500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500];
EngTq_Nm_Y = [10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110; 120; 130; 140];
EngAFR_rat_Z = [14 14.7 16,4 17,5 19,8 19,8 18,8 18,1 18,1 18,1 18,1 18,1 18,1;
                14 14,7 14,7 16,4 16,4 16,4 16,5 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8;
                14 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 15,7 15,7 15,3 14,9 14,9 14,9;
                14,2 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 13,9 13,3 13,3 13,3;
                14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,5 12,9 12,9 12,9;
                14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,3 13,3 12,6 12,1 11,8;
                14.7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 13,6 12,9 12,2 11,8 11,3;
                14,1 14,2 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 14,7 13,3 12,5 11,9 11,4 10,9;
                13,4 13,4 13,8 14,3 14,3 14,7 14,7 13,6 13,1 12,2 11,5 11,1 10,7;
                13,4 13,4 13,4 13,4 13,4 13,6 13,6 12,1 12,1 11,6 11,2 10,8 10,5;
                13,4 13,4 13,4 13,4 13,1 13,1 13,1 11,8 11,8 11,2 10,7 10,5 10,3;
                13,4 13,4 13,4 13,4 12,9 12,9 12,5 11,6 11,3 10,5 10,4 10,3 10,2;
                13.4 13,4 13,4 13,4 12,9 12,9 12,5 11,6 11,3 10,5 10,4 10,3 10,2;
                13,4 13,4 13,4 13,4 12,9 12,9 12,5 11,6 11,3 10,5 10,4 10,3 10,2];
контур (EngSpd_rpm_X, EngTq_Nm_Y, EngAFR_rat_Z ', 30)
xgrid ()
xlabel ('Скорость двигателя [об / мин]')
ylabel ('Крутящий момент двигателя [Нм]')
название ('x-engineer.org')

Выполнение приведенных выше инструкций Scilab сгенерирует следующий контурный график:

Изображение: контурный график воздух-топливо с помощью Scilab

Как вычисляется стехиометрическое соотношение воздух-топливо

Чтобы понять, как рассчитывается стехиометрическое соотношение воздух-топливо , нам нужно посмотреть на процесс сгорания топлива.Сжигание — это в основном химическая реакция (называемая окислением ), в которой топливо смешивается с кислородом и производит двуокись углерода (CO ₂), воду (H ₂ O) и энергию (тепло). Учтите, что для протекания реакции окисления необходима энергия активации (искра или высокая температура). Кроме того, результирующая реакция сильно экзотермична (с выделением тепла).

\ [\ text {Топливо} + \ text {Кислород} \ xrightarrow [высокая \ text {} температура \ text {(CI)}] {искра \ text {(SI)}} \ text {Углекислый газ} + \ text {Water} + \ text {Energy} \]

Пример 1.

Для лучшего понимания давайте посмотрим на реакцию окисления метана . Это довольно распространенная химическая реакция, поскольку метан является основным компонентом природного газа (примерно 94%).

Шаг 1 . Запишите химическую реакцию (окисление)

\ [CH_4 + O_2 \ rightarrow CO_2 + H_2O \]

Шаг 2 . Сбалансируйте уравнение

\ [CH_4 + {\ color {Red} 2} \ cdot O_2 \ rightarrow CO_2 + {\ color {Red} 2} \ cdot H_2O \]

Шаг 3 .Запишите стандартный атомный вес для каждого атома.

\ [\ begin {split}
\ text {Hydrogen} & = 1.008 \ text {amu} \\
\ text {Carbon} & = 12.011 \ text {amu} \\
\ text {Oxygen} & = 15.999 \ text {amu}
\ end {split} \]

Шаг 4 . Вычислите массу топлива, равную 1 моль метана, состоящему из 1 атома углерода и 4 атомов водорода.

\ [m_f = 12.011 + 4 \ cdot 1.008 = 16.043 \ text {g} \]

Шаг 5 . Вычислите массу кислорода, состоящую из 2 моль, каждый моль состоит из 2 атомов кислорода.

\ [m_o = 2 \ cdot 15.999 \ cdot 2 = 63.996 \ text {g} \]

Шаг 6 . Вычислите необходимую массу воздуха, который содержит расчетную массу кислорода, учитывая, что воздух содержит около 21% кислорода.

\ [m_a = \ frac {100} {21} \ cdot m_o = \ frac {100} {21} \ cdot 63.996 = 304.743 \ text {g} \]

Шаг 7 . Рассчитайте соотношение воздух-топливо, используя уравнение (1)

\ [AFR = \ frac {m_a} {m_f} = \ frac {304.743} {16.043} = 18.995 \]

Расчетный AFR для метана не совсем такой, как указано в литература.Разница может быть связана с тем, что в нашем примере мы сделали несколько предположений (воздух содержит только 21% кислорода, продуктами сгорания являются только углекислый газ и вода).

Пример 2.

Тот же метод можно применить для сжигания бензина. Учитывая, что бензин состоит из изооктана (C ₈ H ₁₈), рассчитайте стехиометрическое соотношение воздух-топливо для бензина .

Шаг 1 .Запишите химическую реакцию (окисление)

\ [C_ {8} H_ {18} + O_2 \ rightarrow CO_2 + H_2O \]

Шаг 2 . Сбалансируйте уравнение

\ [C_ {8} H_ {18} + {\ color {Red} {12.5}} \ cdot O_2 \ rightarrow {\ color {Red} 8} \ cdot CO_2 + {\ color {Red} 9} \ cdot H_2O \]

Шаг 3 . Запишите стандартный атомный вес для каждого атома.

\ [\ begin {split}
\ text {Hydrogen} & = 1.008 \ text {amu} \\
\ text {Carbon} & = 12.011 \ text {amu} \\
\ text {Кислород} & = 15.999 \ text {amu}
\ end {split} \]

Шаг 4 . Вычислите массу топлива, которая представляет собой 1 моль изооктана, состоящего из 8 атомов углерода и 18 атомов водорода.

\ [m_f = 8 \ cdot 12.011 + 18 \ cdot 1.008 = 114.232 \ text {g} \]

Шаг 5 . Вычислите массу кислорода, которая состоит из 12,5 моль, каждый моль состоит из 2 атомов кислорода.

\ [m_o = 12,5 \ cdot 15,999 \ cdot 2 = 399,975 \ text {g} \]

\ [m_a = \ frac {100} {21} \ cdot m_o = \ frac {100} {21} \ cdot 399.975 = 1904.643 \ text {g} \]

Шаг 7 . Рассчитайте соотношение воздух-топливо, используя уравнение (1)

\ [AFR = \ frac {m_a} {m_f} = \ frac {1904.643} {114.232} = 16.673 \]

Опять же, рассчитанное стехиметрическое соотношение воздух-топливо для бензина равно немного отличается от приведенного в литературе. Таким образом, результат приемлем, поскольку мы сделали множество предположений (бензин содержит только изооктан, воздух содержит только кислород в пропорции 21%, единственными продуктами сгорания являются углекислый газ и вода, сгорание идеальное).

Коэффициент эквивалентности воздушно-топливного отношения — лямбда

Мы видели, что такое стехиометрическое (идеальное) соотношение воздух-топливо и как рассчитать. На самом деле двигатели внутреннего сгорания работают не с идеальным AFR, а с близкими к нему значениями. Таким образом, у нас будет идеальный и реальный АСО на воздушном топливе. Соотношение между фактическим соотношением воздух-топливо (AFR _{, фактическое}) и идеальным / стехиометрическим соотношением воздух-топливо (AFR _{, идеальное соотношение}) называется соотношением воздух-топливо эквивалента или лямбда (λ).

\ [\ bbox [# FFFF9D] {\ lambda = \ frac {AFR_ {actual}} {AFR_ {ideal}}} \ tag {3} \]

Например, идеальное соотношение воздух-топливо для бензина (бензин ) двигатель 14,7: 1. Если фактический / реальный AFR равен 13,5, лямбда-коэффициент эквивалентности будет:

\ [\ lambda = \ frac {13.5} {14.7} = 0,92 \]

В зависимости от значения лямбда двигателю предлагается работать с бережливым двигателем. , стехиометрическая или богатая топливовоздушная смесь.

Коэффициент эквивалентности	Тип топливовоздушной смеси	Описание
λ <1.00	Rich	Недостаточно воздуха для полного сжигания топлива; после сгорания в выхлопных газах остается несгоревшее топливо
λ = 1,00	Стехиометрический (идеальный)	Масса воздуха точна для полного сгорания топлива; после сгорания в выхлопе нет избытка кислорода и несгоревшего топлива
λ> 1,00	Бедная	Кислорода больше, чем требуется для полного сжигания топлива; после сгорания в выхлопных газах присутствует избыток кислорода

В зависимости от типа топлива (бензин или дизельное топливо) и типа впрыска (прямой или непрямой) двигатель внутреннего сгорания может работать с обедненным, стехиометрическим или богатым воздухом -топливные смеси.

Изображение: 3-цилиндровый бензиновый двигатель Ecoboost с прямым впрыском (лямбда-карта)
Кредит: Ford

Например, 3-цилиндровый двигатель Ford Ecoboost работает со стехиометрическим соотношением воздух-топливо для холостых и средних оборотов двигателя и полного диапазона нагрузок. и с богатой топливовоздушной смесью на высоких оборотах и нагрузках. Причина, по которой он работает на богатой смеси при высоких оборотах двигателя и нагрузке, — охлаждения двигателя . Дополнительное топливо (которое останется несгоревшим) впрыскивается для поглощения тепла (за счет испарения), таким образом снижая температуру в камере сгорания.

Изображение: Дизельный двигатель (лямбда-карта)
Кредит: wtz.de

Двигатель с воспламенением от сжатия (дизельный) постоянно работает на обедненной топливовоздушной смеси , значение коэффициента эквивалентности (λ) зависит от рабочая точка двигателя (частота вращения и крутящий момент). Причина этого — принцип работы дизельного двигателя: управление нагрузкой не через массу воздуха (которая всегда в избытке), а через массу топлива (время впрыска).

Помните, что коэффициент стехиометрической эквивалентности (λ = 1.00) означает соотношение воздух-топливо 14,7: 1 для бензиновых двигателей и 14,5: 1 для дизельных двигателей.

Влияние воздушно-топливного отношения на характеристики двигателя

Характеристики двигателя с точки зрения мощности и расхода топлива в значительной степени зависят от соотношения воздух-топливо. Для бензинового двигателя наименьший расход топлива достигается при обедненном AFR. Основная причина в том, что имеется достаточно кислорода, чтобы полностью сжечь все топливо, что переводится в механическую работу. С другой стороны, максимальная мощность получается на богатых топливовоздушных смесях.Как объяснялось ранее, подача большего количества топлива в цилиндр при высокой нагрузке и скорости двигателя охлаждает камеру сгорания (за счет испарения топлива и поглощения тепла), что позволяет двигателю создавать максимальный крутящий момент двигателя, а значит, максимальную мощность.

Изображение: Мощность двигателя и функция расхода топлива воздушно-топливного отношения (лямбда)

На рисунке выше мы видим, что мы не можем получить максимальную мощность двигателя и наименьший расход топлива при том же соотношении воздух-топливо. . Самый низкий расход топлива (лучшая экономия топлива) достигается при использовании обедненных топливовоздушных смесей с AFR 15.4: 1 и коэффициент эквивалентности (λ) 1,05. Максимальная мощность двигателя достигается при использовании богатых топливовоздушных смесей с AFR 12,6: 1 и коэффициентом эквивалентности (λ) 0,86. При стехиометрической топливовоздушной смеси (λ = 1) существует компромисс между максимальной мощностью двигателя и минимальным расходом топлива.

Двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные) всегда работают на обедненных топливовоздушных смесях (λ> 1,00). Большинство современных дизельных двигателей работают с λ от 1,65 до 1,10. Максимальный КПД (наименьший расход топлива) достигается около λ = 1.65. Увеличение количества топлива выше этого значения (до 1,10) приведет к образованию большего количества сажи (несгоревших частиц топлива).

Р. Дуглас провел интересное исследование двухтактных двигателей. В своей докторской диссертации «Исследования замкнутого цикла двухтактного двигателя » Р. Дуглас дает математическое выражение функции коэффициента эквивалентности (λ) полноты сгорания (η _λ).

Для искрового зажигания (бензиновый двигатель) с коэффициентом эквивалентности от 0.3; сюжет (lmbd_g, eff_lmbd_g, ‘b’, ‘LineWidth’, 2) держать сюжет (lmbd_d, eff_lmbd_d, ‘r’, ‘LineWidth’, 2) xgrid () xlabel (‘$ \ lambda \ text {[-]} $’) ylabel (‘$ \ eta _ {\ lambda} \ text {[-]} $’) название (‘x-engineer.org’) легенда (‘бензин’, ‘дизель’, 4)

При выполнении приведенных выше инструкций Scilab выводится следующее графическое окно.

Изображение: Функция эффективности сгорания от коэффициента эквивалентности

Как вы можете видеть, двигатель с воспламенением от сжатия (дизельный) при стехиометрическом соотношении воздух-топливо имеет очень низкую эффективность сгорания.Наилучшая полнота сгорания достигается при λ = 2,00 для дизельных двигателей и λ = 1,12 для двигателей с искровым зажиганием (бензиновых).

Калькулятор соотношения воздух-топливо (лямбда)

Наблюдение : КПД сгорания рассчитывается только для дизельного и бензинового (бензинового) топлива с использованием уравнений (4) и (5). Для других видов топлива расчет эффективности сгорания недоступен (NA).

Влияние воздушно-топливного отношения на выбросы выхлопных газов двигателя

Выбросы выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания сильно зависят от воздушно-топливного отношения (коэффициента эквивалентности).Основные выбросы выхлопных газов в ДВС сведены в таблицу ниже.

097 097 097 097 частицы

Выбросы выхлопных газов	Описание
CO	угарный газ
HC	углеводород
NOx	оксиды азота

Для бензиновых двигателей выбросы CO, HC и NOx в выхлопных газах сильно зависят от соотношения воздух-топливо .CO и HC образуются в основном из богатой топливовоздушной смеси, а NOx — из бедных. Таким образом, не существует фиксированной воздушно-топливной смеси, для которой мы можем получить минимум для всех выбросов выхлопных газов.

Изображение: функция эффективности катализатора бензинового двигателя в соотношении воздух-топливо

Трехкомпонентный катализатор (TWC), используемый для бензиновых двигателей, имеет наивысшую эффективность, когда двигатель работает в узком диапазоне около стехиометрического отношения воздух-топливо. TWC преобразует от 50… 90% углеводородов до 90… 99% моноксида углерода и оксидов азота, когда двигатель работает с λ = 1.00.

Лямбда-регулирование сгорания с обратной связью

Чтобы соответствовать требованиям по выбросам выхлопных газов, для двигателей внутреннего сгорания (особенно бензиновых) критически важно иметь точный контроль воздушно-топливного отношения. Таким образом, все современные двигатели внутреннего сгорания имеют замкнутый контур управления для воздушно-топливного отношения (лямбда) .

Изображение: Лямбда-регулирование с обратной связью двигателя внутреннего сгорания (бензиновые двигатели)

датчик массового расхода воздуха
первичный катализатор
вторичный катализатор
топливная форсунка
передний лямбда-зонд
нижний лямбда-датчик (кислород) датчик
контур подачи топлива
впускной коллектор
выпускной коллектор

Критическим компонентом для работы системы является лямбда-зонд (кислородный) .Этот датчик измеряет уровень молекул кислорода в выхлопных газах и отправляет информацию в электронный блок управления двигателем (ЭБУ). На основе значения показания датчика кислорода ЭБУ бензинового двигателя регулирует уровень массы топлива, чтобы поддерживать соотношение воздух-топливо около стехиметрического уровня (λ = 1,00).

Например (бензиновые двигатели), если уровень молекул кислорода выше порогового значения для стехиметрического уровня (следовательно, у нас бедная смесь), при следующем цикле впрыска количество впрыскиваемого топлива будет увеличено, чтобы использовать избыток воздуха.Имейте в виду, что двигатель всегда будет переходить с обедненной смеси на богатой смеси между циклами впрыска, что даст «среднее» стехиометрическое соотношение топливовоздушных смесей.

Для дизельных двигателей, поскольку он всегда работает на обедненной смеси воздух-топливо, лямбда-регулирование выполняется по-другому. Конечная цель остается прежней — контроль выбросов выхлопных газов.

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Топливо-воздушная смесь — AOPA

Правильная наклона увеличивает производительность двигателя и увеличивает срок его службы

Кен Гарднер

Правильная работа поршневого или поршневого авиационного двигателя требует значительно большего внимания и технических навыков, чем его автомобильный собрат.

Одной из таких областей технических навыков является правильный выбор и последующее регулирование топливно-воздушных смесей, обычно называемое обеднением или обогащением смеси.Процесс действительно следует назвать регулированием смеси, поскольку оператор может управлять как обедненным, так и богатым режимами. Распространенное заблуждение, особенно среди пилотов-студентов, заключается в том, что для поршневых авиационных двигателей требуется регулирование состава смеси, а для автомобильных двигателей — нет. Это неверно, и тот, кто проехал на автомобиле по дороге к Пайкс-Пик, может сказать вам.

Карбюраторы автомобильных и авиационных двигателей содержат устройства, которые автоматически изменяют соотношение компонентов смеси. Однако эти устройства работают в зависимости от диапазонов мощности и не чувствительны к изменениям плотности воздуха.Большинство автомобилей никогда не добираются до Пайкс-Пик, а те, которые базируются в высокогорных районах, обычно требуют замены жиклеров карбюратора для удовлетворительной работы. В свете повседневных условий эксплуатации регулирование смеси было бы неприятностью в серийном автомобиле.

Хотя многие легкие самолеты, такие как Piper J-3 Cub, Taylorcraft B-12 и т. Д., Работали достаточно хорошо без регуляторов смеси, они могли бы обеспечить более удовлетворительную работу, если бы они были оснащены ими.Такое устройство наиболее желательно, особенно на уровнях, превышающих высоту плотности 5000 футов.

Все двигатели внутреннего сгорания воздушные; следовательно, они весьма чувствительны к любым изменениям давления и качества воздуха, которым они дышат. Ни поршневые, ни газотурбинные двигатели не «засасывают» вытесняемый ими воздух; скорее, воздух нагнетается в двигатель атмосферным давлением. То же самое можно сказать и о нагнетателе, который просто смещает свой объем с гораздо большей скоростью и подает воздух в двигатель с давлением выше атмосферного до заданного перепада.

Так как атмосферное давление уменьшается с высотой, точно так же будет сила, доступная для проталкивания воздуха в двигатель. Снижение атмосферного давления также приводит к расширению воздуха, в результате чего он становится менее плотным, поэтому воздух, попадающий в двигатель, содержит меньше кислорода из-за расширения.

В таких условиях выходная мощность безнаддувного двигателя (дышащего исключительно атмосферным давлением) будет пропорциональна атмосферному давлению на любой заданной высоте.Снижение плотности воздуха может еще больше усугубить потерю мощности, если поток топлива не будет уменьшен, чтобы соответствовать меньшему количеству кислорода, связанному с менее плотным воздухом.

Газотурбинный двигатель оснащен барометрическим регулятором подачи топлива, который определяет эти изменения и автоматически регулирует расход топлива в соответствии с требованиями. Хотя устройство аналогичного типа (автоматический контроль смеси или AMC) используется на некоторых поршневых двигателях, большинство из них не имеют их. Следовательно, регулирование состава смеси становится необходимым на эшелонах полета выше 5000 футов высоты по плотности (DA) для удовлетворительной работы двигателя.Обратите внимание, что мы не упомянули экономию топлива, и не зря. Экономия топлива является вторичной, а не основной причиной регулирования смеси.

Несомненно, вы много слышали об идеальной смеси. Такие названия, как стехиометрический и химически правильный, используются для улучшения описания идеальной смеси, к которой должен стремиться каждый хороший пилот. (Также не существует единственной идеальной смеси для поршневого авиационного двигателя или штатного автомобильного двигателя.) Стехиометрическая смесь — это смесь, имеющая такое соотношение топлива и кислорода, которое приведет к отсутствию обоих по завершении сгорания — отсутствие топлива или кислорода. остаются в отработанных газах.Однако такая смесь не подходит для всех режимов работы двигателя и более совершенна по определению, чем по применению. Химически правильный вариант еще больше сбивает с толку.

При полной взлетной мощности двигателю самолета требуется полная богатая смесь. Термин «полностью обогащенный» в этом конкретном приложении описывает смесь, максимально обогащенную без существенной потери мощности. Такая смесь действительно приводит к потере некоторой мощности; однако потери незначительны, а добавленный поток топлива значительно способствует внутреннему охлаждению двигателя в то время, когда двигатель нуждается в этом больше всего.Таким образом, компромисс между мощностью и охлаждением является хорошим.

Такая смесь действительно была бы «идеальной смесью» для этих требований. Только что описанные условия взлетной смеси возникают при полностью открытой дроссельной заслонке, при полностью богатой смеси и условиях окружающей среды на уровне моря. Та же самая взлетная смесь была бы слишком богатой и практически невыносимой в Денвере при температуре 90 градусов по Фаренгейту.

С другой стороны, взлет на полной мощности из Атлантик-Сити на уровне моря в день 0 градусов по Фаренгейту был бы признаком скудности даже при полностью богатой системе контроля смеси.В этих условиях двигатель фактически развивал бы большую, чем его нормальная полная номинальная мощность, из-за плотности воздуха ниже уровня моря.

Соотношения смесей определенно влияют на характеристики горения. Хотя вам не обязательно знать фактические пропорции соотношения компонентов смеси, например, 8: 1, вы должны быть знакомы с эффектами с точки зрения поведения двигателя. Соотношения смесей варьируются от богатого от 6 до 1 до бедного от 18 до 1 в зависимости от конструкции камеры сгорания и условий эксплуатации.

Большинство пилотов широко распространено мнение, что бедные смеси горят сильнее, чем богатые, и поэтому производят наибольшую мощность. Это убеждение вводит в заблуждение и редко, если вообще когда-либо, является правильным. В идеальных условиях стехиометрическая смесь дает самое горячее пламя. Однако это не обязательно относится к смеси с наибольшей мощностью. Количество смеси, вводимой в цилиндр, больше зависит от выходной мощности, чем незначительные различия в соотношении.

Расширяющие свойства смеси, подаваемой в цилиндр, играют важную роль в развитии мощности.Например, увеличение проектной степени сжатия приведет к значительному увеличению мощности, но с меньшим повышением температуры сгорания. Фактически, температура выхлопных газов в двигателях с более высокой степенью сжатия фактически ниже, потому что большее количество тепла, выделяемого при сгорании, преобразуется в работу. Таким образом, если расширительные силы немного более богатой смеси приводят к увеличению выходной мощности, то температура сгорания не является единственным существенным фактором.

Более того, бедная смесь 16: 1 не будет гореть так же горячо, как богатая смесь 8: 1.И бедные, и богатые смеси дают температуру пламени ниже стехиометрической. Бедная смесь горит медленнее, чем нормальная или богатая смесь, и при этом двигатель дольше подвергается действию температуры сгорания. Именно этот фактор больше, чем любой другой, заставляет двигатель работать более горячим на обедненных смесях.

Теперь давайте применим эти факты к некоторым реальным ситуациям с использованием Cessna 182 Skylane. Все взлеты на высоту до 5000 футов DA должны производиться на полном газу с полностью богатой смесью. Нашим первым примером будет взлет в Канзас-Сити.DA находится примерно на уровне моря. Мы набираем высоту 400 футов над взлетно-посадочной полосой и снижаем мощность до 75 процентов для набора высоты. Достигнув 5000 футов DA, мы покидаем высоту, где полная богатая смесь была необходима для взлета и набора высоты.

Поскольку все карбюраторы не совсем одинаковы по своим характеристикам дозирования, мы проверим смесь на этом этапе. Осторожно ослабьте регулировку смеси из полного богатого положения в бедное. Если двигатель стал немного более плавным, это означает, что смесь была слишком богатой.Верните регулятор смеси в режим полного обогащения и повторите процедуру. Прекратите наклоняться в точке, где произошло увеличение плавности работы.

Если, с другой стороны, такого увеличения плавности работы не произошло и двигатель действительно стал шероховатым из-за продолжающейся обедненной смеси, верните смесь в полностью богатую и оставьте ее; он был достаточно худым.

Cessna 182 имеет двигатель без наддува (NA), и, если иное не указано производителем двигателя, 75-процентный набор мощности двигателя NA всегда должен осуществляться с богатой смесью для дополнительного охлаждения двигателя.Если смесь станет слишком богатой, двигатель начнет работать грубо. Во время набора высоты вам нужно наклоняться ровно настолько, чтобы поддерживать плавную работу и при этом оставаться в режиме обогащения.

Если бы у нашего самолета был винт фиксированного шага, такой как Cessna 172, вы бы использовали тот же метод, только вы могли бы наблюдать за тахометром и следить за увеличением оборотов двигателя. Если смесь слишком богатая, должно произойти небольшое увеличение (от 25 до 50) оборотов в минуту, а также более плавная работа. Отсутствие увеличения ни того, ни другого не будет указывать на уже удовлетворительное состояние в полностью обогащенном состоянии и будет причиной для возврата смеси в режим полного обогащения.Выполняйте такую же проверку каждые 2000 футов подъема, каждый раз прекращая процедуру наклона в момент более плавной работы и / или небольшого увеличения оборотов. (У Cessna 182 пропеллер с постоянной скоростью вращения, поэтому не будет увеличения оборотов в минуту.)

После достижения крейсерской высоты выполните необходимые работы в кабине и дайте дрону набрать максимальную скорость для установленной вами мощности, прежде чем вы попытаетесь наклониться в крейсерском режиме. Это дает достаточно времени, чтобы температура двигателя снизилась после набора высоты, а пиковая скорость обеспечивает крейсерский набегающий воздух, на который вам следует наклониться.На данный момент вам доступны два варианта обедненных смесей. Если вы предпочитаете максимальную производительность, наклонитесь почти до шероховатости, а затем постепенно обогащайте смесь, обращая внимание на скорость полета. Максимальная указанная воздушная скорость (IAS) будет иметь место при максимальной мощности смеси. Сначала эта процедура потребует некоторой практики, но со временем вы научитесь в ней неплохо.

Второй вариант — максимальная экономичность и никогда не должен использоваться для крейсерской мощности выше 75 процентов — и никогда для мощности набора высоты.Постепенно откажитесь от богатой, пока двигатель не станет шероховатым. Теперь постепенно обогащайте ровно настолько, чтобы не было неровностей. Максимальная гладкость смеси достигается только при максимальной мощности. После того, как вы довели смесь до нужного уровня, никаких дальнейших изменений не требуется, если настройки мощности двигателя, высота над уровнем моря и окружающие условия остаются неизменными.

Между прочим, шероховатость, связанная с чрезмерно бедной или богатой смесью, является результатом пропусков зажигания в цилиндре. Из-за неравномерности распределения индукции один цилиндр почти всегда приводит к тому, что другие становятся слишком бедными или слишком богатыми, и будут давать пропуски зажигания, вызывая кратковременную неравномерность ритма двигателя, которую мы называем шероховатостью.Такая шероховатость не причиняет непосредственного вреда двигателю, если она не будет продолжаться какое-либо время. Часто пилот наклоняется для максимальной экономии, а затем вскоре после этого переводит регулятор смеси в более удобное положение, опасаясь оказаться слишком бедным.

Что на самом деле слишком худое? Следующие условия применимы к двигателям с прямым приводом без наддува и не обязательно к другим типам. Смесь, не превышающая нормальную полную, для взлета и набора высоты ниже 5000 футов DA будет слишком бедной.В этих рабочих режимах недостаточный расход топлива может вызвать детонацию и внутренний нагрев.

Набор высоты выше 5000 футов DA до крейсерского эшелона должен быть как можно более богатым и при этом обеспечивать плавную работу двигателя. Фактически это та же смесь, что и при взлете и подъеме на высоту 5000 футов DA, только регулируется до более наклонного положения, чтобы компенсировать уменьшение плотности воздуха. Последствия неадекватного топлива в районах набора высоты выше 5000 футов DA такие же, как и на уровне моря до 5000 футов, только по мере уменьшения с увеличением высоты.

Чрезмерный наклон на крейсерской мощности, превышающей 75-процентную мощность, приведет к повреждению двигателя из-за перегрева клапанов и повлечет за собой возможность детонации. Вероятность повреждения из-за чрезмерного наклона быстро снижается по мере того, как крейсерская мощность снижается с 75 процентов. Например, вероятность повреждения двигателя из-за переобедненной смеси при 50-процентной мощности значительно меньше, если она вообще существует. Однако переобедненная смесь может засорить свечи зажигания и камеры сгорания из-за пропусков зажигания в цилиндрах.

Многие старые двигатели оснащены выпускными клапанами из нелегированной стали. При нормальной крейсерской мощности (примерно от 50 до 75 процентов) выпускной клапан будет раскаленным в течение всего периода, когда он открыт и подвергается воздействию горячих газов, выходящих из цилиндра. Если смесь достаточно бедная, чтобы создать окислительную атмосферу, выпускные клапаны обычно будут повреждены. (В бедных смесях всегда присутствует окислительная атмосфера.)

Коррозионностойкие клапаны из легированной стали, используемые почти во всех, если не во всех, современных двигателях, не слишком восприимчивы к воздействию окислительной атмосферы.Для этих чувствительных клапанов кислород, присутствующий в отработавших газах, имеет тенденцию соединяться со сталью клапана, когда он достигает накала. Это действие масштабирует внешнюю поверхность клапана и разрушает мелко отшлифованную поверхность седла клапана, вызывая утечку в клапане. Как только клапан начинает протекать, его рабочая температура повышается еще больше, ослабляя его. Очень высокие температуры сгорания в конечном итоге вызовут образование канавки на поверхности клапана, что потребует его немедленной замены — дорогостоящая цена за скудное количество топлива, которое можно было сэкономить.

Эти ситуации все еще случаются просто из-за неправильных процедур наклона. Если вы наклонитесь к неровности, а затем вернетесь к точке, где неровности уменьшатся, такое повреждение вряд ли произойдет, особенно когда крейсерская мощность снижается с максимума 75 процентов. Большинство повреждений при наклоне происходит из-за неправильного наклона выше 75% мощности, чаще всего во время набора высоты.

Еще один метод проверки смеси крейсерских мощностей после наклона — переключение на одиночный магнето; при такой работе двигатель более критично относится к обедненным смесям.Если двигатель демонстрирует лишь небольшую шероховатость и потерю мощности, смесь не является чрезмерно бедной. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не выключить магнето. Если вы случайно полностью выключите зажигание, оставьте его выключенным и переведите дроссельную заслонку в положение холостого хода. Затем включите оба магнето, прежде чем снова включить питание, чтобы предотвратить обратный индукционный разряд и выхлопные газы.

Оба условия структурно опасны для задействованных систем. Проверка одиночной магнитосмеси ограничена двигателями с прямым приводом и NA, и никогда не должна выполняться на двигателях с редуктором или с механическим наддувом (наддувом).

Наклон при спуске — еще один важный этап регулирования смеси. Обогатите смесь, чтобы она соответствовала мощности во время спуска, и если ваша мощность ниже 50 процентов, наилучшим вариантом будет наиболее обедненная смесь, удовлетворительная для плавной работы двигателя. Не забывайте обогащать смесь перед увеличением мощности, когда вы выравниваетесь после спуска. Многие пилоты мастерски выполняют набор высоты и крейсерский крен, а затем доводят смесь до полного обогащения для снижения мощности с высоты, что действительно загрязняет свечи и камеры сгорания.Правильно наклоненный спуск значительно помогает поддерживать ваш двигатель и свечи в постоянной чистоте.

Для взлета с большой высоты (выше 5000 футов DA) смесь должна быть обеднена так же, как это делается при наборе высоты, ровно настолько, чтобы избежать чрезмерной неровности и последующей потери мощности. Это может быть выполнено на взлетном крене или удерживанием самолета тормозами и наклоном при полном статическом разгоне.

Руление и наземные операции могут быть улучшены, а образование обрастания значительно уменьшено при посещении высокогорного аэропорта, если смесь предназначена для наземных операций.(Некоторые новые тренажеры, особенно с двигателями с впрыском топлива, почти всегда следует наклонять на земле; обратитесь к руководству пилота.) Дайте двигателю поработать на 1700 об / мин, наклонитесь до неровностей, а затем обогатите двигатель ровно настолько, чтобы восстановить плавную работу — затем сбросьте газ до холостого хода. Двигатель должен работать на холостом ходу плавно; может потребоваться дальнейшее обеднение или обогащение для получения наилучших результатов. (Для запуска потребуется немного более богатое положение, особенно при более низких температурах.)

Приведенные здесь процедуры относятся к двигателям с прямым приводом, оборудованным карбюратором, без наддува.Двигатели с впрыском топлива и с турбонаддувом — еще одна игра. Правильная накачка важна для хорошей работы двигателя и окупается не только экономией топлива. Если вы уделите внимание необходимым деталям и правильно проведете регулировку смеси, вы станете богаче, а ваш двигатель будет работать дольше и лучше.

Смесь

Смесь Контрольная смесь

Соотношение топливо / воздух в подаваемой горючей смеси к двигателю контролируется смесью управления.Этот контроль, обычно расположен рядом с дроссельной заслонкой, чаще всего определяется по красной ручке (указание использовать его с осторожностью). Как и дроссель, у него нет пружины вернуться и останется в любом положении, выбранном пилотом. Он также имеет фрикционный замок для предотвращения «сползания» управления с желаемого параметр.

Отношение топлива к воздуху является наиболее важным фактором. влияя на выходную мощность двигателя. Если топливно-воздушная смесь слишком бедная (слишком мало топлива по количеству воздуха — по весу), грубая работа двигателя, внезапное «отключение» или заметная потеря мощности может произойти.Избегать обедненных смесей, когда двигатель работает вблизи максимальная мощность (например, взлет, набор высоты и уход на второй круг). При настройках мощности при превышении 75% номинальной мощности чрезмерно бедная смесь вызовет детонация, серьезный перегрев, потеря мощности и повреждение двигателя.

Если топливно-воздушная смесь слишком богатая (слишком много топлива для количество воздуха — по массе), грубая работа двигателя и также может произойти заметная потеря мощности.

Карбюраторы и блоки управления топливом обычно откалиброваны для работы на уровне моря, что означает, что правильная смесь топлива и воздух будет получаться на уровне моря с контролем смеси в «полном богатое положение. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, что То есть кубический фут воздуха не будет весить так много, как на меньшей высоте. Следовательно, с увеличением высоты полета вес поступающего воздуха цилиндры уменьшатся, хотя объем останется прежним.Количество топлива, поступающего в цилиндры, больше зависит от объема воздуха, чем на вес воздуха. Следовательно, с увеличением высоты полета количество топлива останется примерно одинаковым для любой заданной дроссельной заслонки настройка, если положение регулятора смеси остается неизменным. С такое же количество (вес) топлива, но меньшее количество (вес) воздуха попадая в цилиндры, топливно-воздушная смесь становится богаче по мере увеличения высоты. увеличивается.

Перемещение регулятора смеси полностью вперед в положение RICH обеспечивает богатейшую топливную смесь; эта настройка используется для всех операций на земле и при высоких настройках мощности.Перемещение рычага управления на корму в сторону положение LEAN постепенно снижает нагрузку на смесь. Величина наклона требуется зависит от высоты. Перемещение рычага управления до упора в положение ВЫКЛЮЧЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА перекрывает весь поток топлива в карбюраторе или блоке управления подачей топлива.

Рекомендации производителя по обеднению топлива смесь в конкретном самолете всегда следует соблюдать.

Как выбрать идеальное соотношение воздух-топливо для двигателя I.C.

Соотношение воздух-топливо играет важную роль в двигателе внутреннего сгорания.

I.C. Воздух двигателя необходим для сжигания топлива. Кислород в воздухе способствует правильному сжиганию топлива.

Для получения отличного результата сгорания топлива воздух и топливо должны быть смешаны в надлежащем соотношении.

Для полного сгорания соотношение воздух-топливо составляет примерно 15: 1 по массе.

Это соотношение известно как химически правильное соотношение воздух-топливо в автомобилестроении. Это идеальное соотношение для двигателя внутреннего сгорания.

Однако соотношение воздух-топливо может находиться в диапазоне от 20: 1 до 8: 1; в этом диапазоне также может происходить сгорание топлива.

Любое соотношение за пределами этого диапазона либо слишком богатое, либо слишком бедное, чтобы поддерживать распространение пламени.

В соответствии с требованиями двигателя карбюратор обеспечивает соотношение воздух-топливо, которое должно быть в пределах диапазона сгорания.

Двигатель холодный во время запуска, поэтому требуется очень богатая смесь.

Богатая смесь также требуется при работе на холостом ходу и при максимальной мощности.

При нормальной работе можно использовать сравнительно бедную смесь.

Для бензинового двигателя требуются разные соотношения воздух-топливо при различных условиях нагрузки. Они обсуждаются ниже

Вы также можете посмотреть и подписаться на наш канал YouTube с обучающими видео по инженерным наукам, нажав здесь https://goo.gl/4jeDFu

Итак, вот 5 различных типов коэффициентов зажигания топлива в двигателе

Соотношение воздух-топливо для запуска

При запуске двигателя требуется очень богатая смесь (10: 1).

При запуске испаряется очень небольшое количество топлива, а остальная его часть остается в жидком состоянии, образуя горючую смесь.

Соотношение воздух-топливо на холостом ходу

Двигатель, работающий на холостом ходу, требует обогащенной смеси, которую можно сделать более бедной, если дроссельная заслонка постепенно открывается.

На холостом ходу давление во впускном коллекторе составляет примерно от 20 до 25% атмосферного давления.

При такте всасывания впускной клапан открывается, и продукт сгорания, захваченный в зазоре, расширяется во впускном коллекторе.

Позже, когда поршень движется вниз, газы вместе со свежими зарядами попадают в цилиндр.

При работе на холостом ходу должна подаваться богатая смесь, которая предотвращает тенденцию к разбавлению и позволяет получить воспламеняющуюся смесь.

Соотношение воздух-топливо для средних нагрузок

Большую часть времени двигатель работает в условиях средней нагрузки, поэтому желательно, чтобы работа в этих условиях была наиболее экономичной.

Таким образом, можно подавать бедную смесь, поскольку двигатель имеет низкий расход топлива при средней нагрузке.

Для многоцилиндрового двигателя требуется немного больше топлива из-за неправильного распределения топлива.

Соотношение воздух-топливо для максимального диапазона мощности

Когда требуется максимальная мощность, двигатель должен поставляться с богатой смесью, поскольку экономия не имеет значения.

Когда двигатель входит в диапазон мощности, искра должна быть задержана, иначе может возникнуть детонация.

Бедная смесь горит во второй половине рабочего хода.

Поскольку выпускной клапан выделяет высокотемпературные газы и имеет очень мало времени для остывания.

Кроме того, избыток воздуха в обедненной смеси может вызвать окислительное действие на горячий выпускной клапан и привести к поломке.

Соотношение воздух-топливо для ускорения

Даже во время нормальной работы иногда требуется больше мощности на короткий период, например, для ускорения автомобиля при обгоне и т. Д.В этот период требуется богатая смесь.

Надеюсь, это поможет вам кое-что понять о сгорании топлива при различных режимах работы двигателя.

Помимо этой информации, вам предлагается прочитать что-нибудь еще ниже Инженерные книги

Чтобы получить более подробную информацию по теме, я также рекомендовал прочитать

Если вам понравился пост, поделитесь им с друзьями, а также в социальных сетях. Нажмите на колокольчик, чтобы подписаться

Регулировка смеси в K-Jet и LH

Неправильная топливная смесь — самый простой способ потерять MPG.

Слишком богатая смесь не только расходует топливо, но и слишком бедная смесь производит меньшую мощность за цикл двигателя и в конечном итоге потребляет больше топлива на милю. Для автомобилей ранних моделей, использующих систему K-jet (механический впрыск топлива), регулировка смеси довольно проста. Для доступа к регулировочному винту необходим шестигранный ключ на 3 мм. При повороте этого винта вправо смесь обогащается, при повороте влево — наклоняется. Регулировка расположена на корпусе главного распределителя топлива и довольно легко доступна как для автомобилей с турбонаддувом, так и без него.Хорошее руководство по обслуживанию, такое как библия Bentley, имеет большое значение при выполнении подобных настроек.

Чтобы правильно отрегулировать смесь, необходимо выполнить несколько основных действий. Во-первых, должен присутствовать исправный датчик O2 (кислорода). Датчик кислорода делает именно то, что подразумевает его название. Он измеряет неиспользованный кислород в выхлопном потоке. Низкое значение напряжения (0,1–0,4 В) указывает на бедную смесь, а высокое значение (0,6–1,0 В) указывает на богатую смесь. Будьте осторожны при использовании этой терминологии, так как очень легко забыть, что датчик кислорода измеряет только кислород, а не топливо.Поэтому богатая смесь на самом деле означает низкое содержание кислорода в выхлопе, не обязательно больше топлива. Датчики кислорода, работающие от 0–1 вольт, называются «узкополосными» датчиками кислорода.

Еще одно обстоятельство, о котором часто забывают, — это состояние выхлопа. Каждый раз, когда один из четырех цилиндров открывает выпускной клапан, импульс положительного давления толкает выхлоп по трубе и обратно к выхлопной трубе. Между этими импульсами создается небольшой вакуум (отрицательное давление), который может засасывать окружающий воздух, если выхлопная система не на 100% герметична.Это, в свою очередь, влияет на выходной сигнал датчика кислорода и может указывать на бедную смесь. В свою очередь, ЭБУ добавит топливо для компенсации, даже если двигателю это может не понадобиться.

Работа блока управления двигателем состоит в том, чтобы постоянно балансировать топливную смесь до идеальной смеси (так называемой стехиометрической). Это означает, что кислородный датчик должен постоянно переключаться с богатой на обедненную смесь примерно один раз в секунду на холостом ходу и примерно 2 раза в секунду в круизе. Для автомобилей типа K-jet регулировка топливной смеси блоком управления двигателем осуществляется через частотный клапан.Частотный клапан похож на обычную топливную форсунку для своего времени. Этот клапан просто добавляет топливо на основе интерпретации ЭБУ датчика кислорода. Из-за этого типа управления смесью меньшие утечки вакуума на впуске не обязательно вызывают большие проблемы, как это происходит в более поздних моделях систем LH (электронного впрыска топлива).

Обратитесь к руководству по обслуживанию, чтобы узнать, как использовать мультиметр для измерения рабочего цикла частотного клапана. Регулируя винт с внутренним шестигранником 3 мм на распределителе топлива, вы можете «настроить» частотный клапан на его нормальный рабочий диапазон, убедившись, что двигатель получает нужное количество топлива.

Для левого впрыска топлива топливная смесь более тщательно контролируется ЭБУ и включает дополнительные детали, такие как датчик расхода воздуха (MAF — массовый расход воздуха). Компьютер постоянно отслеживает входящий воздушный поток, число оборотов в минуту, температуру охлаждающей жидкости двигателя и т. Д., Чтобы определить оптимальную топливную смесь на основе предварительно запрограммированной карты. В большинстве случаев система может адаптироваться к изменениям в работе, таким как износ двигателя, небольшие утечки вакуума и т. Д. Однако топливная смесь иногда может выходить за пределы допустимого диапазона из-за износа MAF, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя или других датчиков двигателя.В этом случае может потребоваться ручная регулировка топливной смеси. Чтобы определить, есть ли у вашей модели регулировка, найдите датчик массового расхода воздуха и найдите небольшую круглую металлическую заглушку диаметром примерно полдюйма. Вам нужно будет удалить эту заглушку, чтобы получить доступ к винту с прорезью под ней, который регулирует смесь. Чтобы удалить пробку, можно использовать небольшую отвертку, чтобы отделить ее от корпуса MAF, будьте осторожны, так как замена датчиков массового расхода воздуха может быть дорогостоящей. После снятия пробки вы можете отрегулировать винт смеси массового расхода воздуха так, чтобы кислородный датчик переходил от бедной к богатой примерно раз в секунду на холостом ходу.

Иногда графически просмотреть выходные данные кислородного датчика проще, чем пытаться интерпретировать необработанные числа с мультиметра. Удобным инструментом для контроля выходного сигнала кислородного датчика является измеритель AFR (соотношение воздух-топливо). Эти типы устройств могут варьироваться от простых до сложных, а цена обычно зависит от характеристик и качества. Для узкополосных кислородных датчиков доступны несколько различных вариантов.

Один из типов измерителей AFR — это стандартный манометр, который подходит для обычного отверстия диаметром 52 мм или 2 1/8 дюйма.Этот датчик имеет светодиоды, которые показывают напряжение, причем каждый светодиод соответствует одной десятой вольта. Это упрощает просмотр выходного сигнала кислородного датчика и позволяет водителю получить представление о том, что происходит с топливной смесью во время движения автомобиля. Другие типы измерителей AFR включают в себя собственные кислородные датчики, обычно называемые широкополосными. Термин «широкий диапазон» относится к способности датчиков измерять соотношение воздух-топливо в более широком или более широком диапазоне. Эти типы кислородных датчиков обычно необходимы только для высокопроизводительных транспортных средств, особенно для моделей с турбонаддувом.Некоторые поздние модели автомобилей теперь оснащены широкополосными датчиками кислорода от производителя.

Что такое топливовоздушная смесь и типы топливовоздушной смеси?

Что такое топливно-воздушная смесь?

Воздушно-топливная смесь представляет собой комбинацию воздуха и топлива ( топливо будет бензином в максимальных случаях ) в определенном соотношении, которое поможет двигателю работать должным образом. Каждый бензиновый двигатель будет всасывать воздушно-топливную смесь для процесса всасывания , и смесь будет гореть ( или ) с использованием искр , что приводит к процессу сгорания .

Чтобы смешать воздух и топливо в необходимом соотношении, байк или мотоцикл использует карбюратор .

Также читают:

Что можно узнать из этого сообщения?

Типы топливовоздушной смеси
Заключение
Часто задаваемые вопросы

Типы топливовоздушных смесей:

Двигатели не будут работать в одинаковых условиях на протяжении всего процесса.Иногда двигатель будет работать на медленных условиях , иногда на высоком и среднем , поэтому скорость двигателя будет зависеть от подачи воздуха и топливной смеси. Итак, типы топливовоздушной смеси зависят от типов скоростей, на которых будет работать двигатель.

Типы скоростей двигателя классифицируются как : низкая, нормальная и высокая частота вращения ; по нему видов топливовоздушных смесей будет

Обедненная смесь
Стехиометрическая смесь и
Богатая смесь

Стехиометрическая смесь:

Стехиометрическая смесь является одним из типов топливовоздушных смесей с соотношением 15: 1 .Это означает, что двигатель потребляет 15 частей воздуха и 1 часть топлива ( бензин ) для своего запуска. Смесь стехиометрии — это смесь, которая требует нормальной скорости велосипеда или мотоцикла .

Мы можем даже прописать объяснение, что если двигателю требуется работать на экономичном этапе, то дроссельная заслонка будет пропускать воздушно-топливную смесь примерно 15: 1 .

Также читают:

Обедненная смесь:

Бедная смесь — это еще один тип топливовоздушной смеси, в которой двигатель потребляет меньшее соотношение воздух-топливо, а работает на низкой скорости .Топливно-воздушная смесь будет примерно 12: 1 , что означает, что 12 частей воздуха смешаны с 1 частью топлива ( бензин ).

Если мы сравним бедную смесь со стехиометрической смесью, то мы увидим, что стехиометрическая смесь потребляет больше топлива .

Богатая смесь:

Теперь, говоря о богатой смеси ( один из видов топливовоздушной смеси ), как видно из названия, двигатель будет потреблять больше топлива и воздуха для своей работы.Соответственно, воздушно-топливная смесь будет около 17: 1 .

Если внимательно присмотреться, богатая смесь будет использоваться на высоких скоростях . Поскольку скорость высока, расход топливовоздушной смеси также высок. Если внимательно присмотреться, расход топлива в богатой смеси будет , высокий по сравнению со стехиометрической смесью и бедной смесью .

Например: Если автомобилю или велосипеду требуется подняться на большую высоту на дорогах, тогда нормальная скорость не потребуется, чтобы преодолел высоту , вместо этого автомобиль или велосипед вернутся назад.

Итак, чтобы преодолеть высоту , необходимо увеличить частоту вращения двигателя , что может потребовать большего ускорения и увеличения расхода топлива.

ошибка слишком богатой смеси. Диагностический код р0172 богатая смесь. Причины богатой смеси Слишком богатая топливная смесь

Что это такое?

Признаки обедненной смеси

Причины и диагностика

Заключение

Смесеобразование в двигателях

Для чего обедняют смесь?

Что означает ошибка 0172?

Признаки богатой смеси на ВАЗ-2114

Причины богатой смеси на ВАЗ-2114

Способы устранения ошибки р0172

Заключение

Как проявляет себя ошибка P0172

При каких условиях возникает ошибка P0172

Почему возникает ошибка P0172 – слишком богатая смесь

Что делать, если возникает ошибка P0172 – слишком богатая смесь

Горючая смесь бедные и богатые

Влияние состава смеси на индикаторный КПД двигателя

Читайте также

Сноски

Комментарии

Разница между обедненной и богатой топливной смесью

СОДЕРЖАНИЕ

Что такое обедненная топливная смесь?

Что такое богатая топливная смесь?

В чем разница между обедненной и богатой топливной смесью?

Резюме — обедненная и богатая топливная смесь

Артикул:

Изображение предоставлено:

Соотношение воздух-топливо, лямбда и характеристики двигателя — x-engineer.org

Как вычисляется стехиометрическое соотношение воздух-топливо

Пример 1.

Пример 2.

Коэффициент эквивалентности воздушно-топливного отношения — лямбда

Влияние воздушно-топливного отношения на характеристики двигателя

Калькулятор соотношения воздух-топливо (лямбда)

Влияние воздушно-топливного отношения на выбросы выхлопных газов двигателя

Лямбда-регулирование сгорания с обратной связью

Топливо-воздушная смесь — AOPA

Правильная наклона увеличивает производительность двигателя и увеличивает срок его службы

Кен Гарднер

Смесь

Как выбрать идеальное соотношение воздух-топливо для двигателя I.C.

Регулировка смеси в K-Jet и LH

Что такое топливовоздушная смесь и типы топливовоздушной смеси?

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики