Топливно воздушная смесь

Что такое топливно-воздушная смесь и ее виды

Возможности двигателя зависят от характеристик бензина, газа или дизельного топлива. Вот только под капотом сгорает не чистый бензин, а топливно-воздушная смесь. Это происходит внутри цилиндров. При этом система впрыска для дизеля и бензинового аналога имеет существенные отличия.

Изменение соотношения топлива и воздуха позволяет сделать рывок и быстро набрать скорость или же заехать на крутой подъём. За процесс сублимации воздуха и топлива в машине отвечает множество датчиков, они берут контрольные показатели и посылают их в блок управления.

Управление системой впрыска топлива на следующем видео:

Что собой представляет система впрыска

Система впрыска реализует подачу топливно-воздушной смеси в цилиндры. Она состоит из множества датчиков, а её работа регулируется блоком управления. За подачу воздуха в этом узле отвечает дроссельная заслонка. Перед тем как разделиться на потоки, смесь скапливается в ресивере. Именно он измеряет расход воздуха.

Объём ресивера должен быть достаточным для того, чтобы в системе не было недостатка воздуха. Также он помогает сглаживать пульсацию при запуске. Огромную роль в конструкции играют форсунки. Они устанавливаются вблизи клапанов.

Датчики системы впрыска

Есть целый ряд датчиков, которые обеспечивают нормальную подачу топливно-воздушной смеси внутрь цилиндров, к основным из них можно причислить:

Датчик кислорода — он отвечает за содержание этого элемента в выхлопных газах. Также его называют лямбда-зондом. В продвинутых системах возможно использование двух таких датчиков.
ДПК — нужен для синхронизации системы. Отвечает за расчёт оборотов двигателя и положение коленчатого вала.
ДМРВ позволяет в зависимости от выбранного цикла наполнять цилиндры мотора сбалансированной топливно-воздушной смесью.
ДПДЗ — с его помощью становится возможным определить положение дросселя. Главная задача детали рассчитывать нагрузку, которая приходится на мотор.

Естественно, в современных машинах намного большее количество датчиков, и далеко не все они связаны с подачей топливно-воздушной смеси. Но без этих четырёх работа бы всей системы стала невозможной.

Общие понятия о топливно-воздушной смеси

Движение поршней в цилиндрах происходит благодаря микровзрыву. В результате этого вырабатывается механическая энергия, которая впоследствии преобразуется в энергию движения.

Топливно-воздушная смесь может быть как однородной, так и состоять из нескольких слоёв. Всё зависит от степени нагрузки и заданных параметров. В некоторых случаях состав меняется ради обеспечения большей экономии топлива. Естественно, что мощность двигателя из-за этого падает.

Состав топливно-воздушной смеси зависит от множества факторов. Одним из ключевых в последнее время становится содержание окиси азота в выхлопных газах. Современные лямбда-зонды способны проанализировать структуру выхлопных газов. Это необходимо для того, чтобы не наносить вред окружающей среде.

Какой бывает ТВС

Обогащённая и обеднённая

Топливно-воздушная смесь может быть обогащённой и обеднённой. Если же говорить о стандарте, то это 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива. Данный параметр может отклоняться в любую сторону.

Если включение воздуха больше, то это значит, что воздушно-топливная смесь обеднённая. В случае, когда количество воздушных включений меньше — субстанция называется обогащённой.

За создание топливно-воздушной смеси отвечает карбюратор. Тем не менее, если брать во внимание последние тенденции автомобилестроения, то он практически вытеснен инжекторами.

Если во внимание брать традиционную науку автомобилестроения, то принято считать, что лучшую топливно-воздушную смесь способен создать барботажный карбюратор. Субстанция представляет собой смесь пара и воздуха. Она даёт максимальный КПД. При этом расход бензина находится на максимально низком уровне.

К сожалению, применения барботажного карбюратора ограниченно. Всё из-за его громоздкости. К тому же устройство не отличается безопасностью эксплуатации. Мало того, пропорция воздуха и горючего во многом зависит от внешних условий, таких как температура.

Оптимальное использование обогащённой и обеднённой ТВС

Многими автомобильным компаниями принимались целые комплексы мер, чтобы добиться уменьшенного расхода топлива, и если посмотреть эволюцию потребления, то, можно сказать, что им многого удалось добиться.

Большую роль в уменьшение расхода топлива на данный момент сыграла точная регулировка системы впрыска. Но этот процесс простым не назовёшь. Малейшая ошибка может вызвать противоположный ожидаемому результат.

Дело в том, что повышенная температура внутри системы негативно сказывается на стенках цилиндров. О снижении мощности двигателя здесь даже говорить не приходится. Мало того, с ростом нагрузки начинают наблюдаться неожиданные провалы мощности. В результате траектория движения становится дёрганной. Поэтому подняться на крутое возвышение становится невозможно. Как только соотношение достигает отметки 30 к 1 — двигатель глохнет.

Также стоит признать, что возможности обогащённой топливно-воздушной смеси не бесконечны. Её использование не позволит вашей машине превратиться в «феррари», но она повысит мощностные показатели. Но это при условии, что соотношение отвечает параметрам двигателя, который установлен в авто. В противном случае в работе мотора возникнут перебои, и упадёт мощность. Мало того, расход топлива возрастёт.

Гомогенная и слоистая

Однородная топливно-воздушная смесь считается оптимальной, когда нужно обеспечить стабильную работу ДВС. Она подходит практически для всех режимов. Главное достоинство функционирования двигателя на этом веществе заключается в стабильной теплоотдаче. Это позволяет достичь максимальной мощности. При этом давление и температура находятся в допустимых пределах.

К сожалению, без недостатков обойтись не удалось. Несмотря на все видимые причины, гомогенная топливно-воздушная смесь имеет один существенный минус. Она сильно загрязняет выхлопные газы. Подобное происходит из-за микрочастиц, которые не сгорают внутри цилиндров.

В случае со слоистой топливно-воздушной смесью всё происходит по-другому. Внутрь цилиндра подаётся заранее обеднённое вещество. Но его структура составляется в зависимости от конкретного режима работы двигателя. Это позволяет максимально рационально использовать имеющиеся в наличии ресурсы.

К сожалению, слоистая топливно-воздушная смесь имеет весомый недостаток: системе не всегда удаётся контролировать наличие воздуха в общей структуре вещества. Если этот параметр слишком большой, то воспламенения не произойдёт. Также одним из побочных эффектов является нестабильное горение. Из-за этого падает мощность, а двигатель может периодически глохнуть.

При использовании слоистой топливно-воздушной смеси огромную роль играют датчики и блок управления. Общая работа этих элементов позволяет создать оптимальную структуру вещества, которая будет отлично подходить для выбранного режима работы.

В большинстве ДВС для того чтобы запустить реакцию окисления, для начала впрыскивается обогащённая топливно-воздушная смесь. Чтобы это стало возможным, в карбюраторных двигателях устанавливают ещё один впускной клапан. Инжекторные двигатели для этой цели используют форсунки.

Заключение

От качества топливно-воздушной смеси зависит работоспособность двигателя. Изменение содержания топлива или воздуха позволяет увеличить мощность или добиться большей экономии.

Для регулировки состава топливно-воздушной смеси в современных системах впрыска используются датчики, которые отслеживают десятки процессов в машине и посылают данные в блок управления, и на их основе происходит регулировка.

Топливно-воздушная смесь

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Читать еще: Отрицательное плечо обката

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Существует большое количество вариантов тюнинг вариантов впускных коллекторов.

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

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

Рекомендации
Относительно воздуха

Причины приготовления богатой топливной смеси

Как известно, в современных автомобилях установлены двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Это означает, что в цилиндрах двигателя сгорает не бензин и не дизель, а топливно-воздушная смесь. Происходит это следующим образом. Форсунки подачи топлива распыляют горючее, которое испаряется перед входящими клапанами в виде мелкодисперсной взвеси. А уже в цилиндрах происходит сгорание этих испарений, перемешанных с воздухом от электрической искры.

Таким образом, топливно-воздушная смесь (ТВС) — это производное из жидкого горючего и мелкодисперсного воздуха с включением парообразной фазы в небольшом количестве.

Причины богатоой топливной смести автомобиля

Богатая ТВС: понятия

Таким образом, состав топливной смеси определяется отношением воздуха к горючему. Это отношение зависит от объема подачи жидкого топлива к цилиндрам. Когда происходит ускорение — происходит интенсивное насыщение жидкого топлива воздушной массой. Когда это соотношение нарушено, топливно-воздушная смесь богатая или бедная.

Приготовление топливно-воздушной смеси — это процесс, за который отвечает инжектор автомобиля. Инжекторная система впрыска готовит смеси с различным содержанием кислорода, и именно это обеспечивает многообразие режимов работы двигателя внутреннего сгорания. Именно состав топливной смеси позволяет автомобилю резко повысить скорость во время обгона или же преодолеть подъем.

Богатая смесь — это смесь, в которой воздуха содержится меньше, чем требуется, а бензина — больше, чем требуется. Скорость горения богатой смеси снижена, а потому ее догорание происходит уже в глушителе. Иногда такую смесь символично называют высококалорийной.

Существует математическая формула, определяющая, при каком соотношении атмосферного воздуха к горючему, топливная смесь будет нормальной, богатой или бедной. Считается, что нормальное соотношение — это смесь из 14,7 кг воздуха и 1 кг горючего в жидком виде. Если же соотношение 14:1 повышено в пользу воздушной смеси, — топливная смесь будет бедная. И, напротив, когда соотношение 14:1 в пользу жидкого топлива, — смесь будет богатой.

Искусственное форсирование мощности двигателя обеспечивается такой регулировкой подачи топлива, когда увеличивается количество подаваемого кислорода. Желание автовладельца сэкономить на расходе топлива достигается за счет подачи большего количества атмосферного воздуха.

Бедная ТВС: понятия

— это ТВС со сниженным содержанием бензина и с повышенным — воздуха.

Код ошибки, присваиваемый этой ошибке бортовым компьютером — Р0171. Дословно этот код расшифровывается, как очень бедная топливная подача. Иногда бедную ТВС называют низкокалорийной.

Бедная топливная смесь выдает себя такими признаками: очень плохая тяга, особенно заметная на крутых подъемах, перегрев двигателя, инжектор издает хлопающие звуки, из выхлопной трубы валит белый или серый дым.

Причины приготовления бедной ТВС: неисправность бензонасоса, использование бензина с водой или другими примесями, неисправность топливного датчика, неисправность вакуумных шлангов или впускного коллектора, форсунки подают слишком мало бензина, нарушение работы датчика давления.

Признаки образования богатой смеси

Образование богатой топливной смеси происходит с шикарным набором проявлений.

Первый и самый главный признак: загорается индикатор неисправности, выдаваемый бортовым компьютером автомобиля. Код ошибки: Р0172.
Глушитель автомобиля издает громкие хлопающие звуки. Происходит это из-за недостатка воздуха в цилиндрах двигателя и, как следствие, догорания воздуха уже в выхлопной трубе.
Выхлопные газы черного или серого цвета. Происходит из-за того, что ТВС сгорает не в двигателе, а в выхлопной трубе, отработанный газ не проходит никакой очистки фильтрами, при горении в трубе резко увеличивается количество атмосферного воздуха.
Автомобиль менее динамичен, менее мощный. Объясняется медленной скоростью сгорания топливной смеси. В результате медленного сгорания топлива, происходят провалы в мощности. При переобогащенной смеси возможно даже, что авто просто не сдвинется с места.
Резко возрос расход горючего. Объясняется неэффективностью расходования топливной смеси: низкую скорость сгорания, пытается покрыть дополнительным впрыском жидкого горючего.

Читать еще: Как отрегулировать правильно сцепление

Проблемы приготовления топливной смести автомобиля

Причины образования богатой смеси

Образование богатой топливно-воздушной смеси происходит в следующих случаях:

Причины, прямо связанные с некорректной эксплуатацией и неверной настройкой систем автомобиля:

как результат неправильной регулировки топливной системы с целью уменьшения расхода горючего;
как результат неправильной регулировки топливной системы с целью увеличения мощности.

Связанные с неисправной работой систем двигателя:

форсунки подают слишком большое количество топлива;
загрязнение воздушного фильтра;

зияет воздушная заслонка;
неисправность регулятора давления топлива;
неисправность датчика расхода воздуха, неисправность системы улавливания паров бензина, некорректная работа экономайзера.

Первая помощь автомобилю с ошибкой Р0172

Первое, что следует устранить в том случае, если инжектор готовить богатую смесь, — это отказаться от всевозможных дополнительных настроек объема подаваемого воздуха или горючего. Возможно, на автомобиле производилась регулировка топливной системы. Если это так, необходимо эти регулировки отменить, так как длительная работа двигателя на богатой смеси может привести к поломке поршней и выходу из строя свечей.

Вторая распространенная причина образования богатой смеси — некорректная подача топлива форсунками. Заподозрить форсунки можно в том случае, если на внешней стороне инжектора есть следы от сгорания ТВС. Следы сгорания ТВС также можно обнаружить на одной из сторон медного уплотнительного кольца. Если такие признаки обнаружены, — надо проверить, корректно ли установлен инжектор, на месте ли уплотнительное кольцо.

Ошибка р0172

Третья незаслуженно игнорируемая причина — загрязнение воздушного фильтра. Если фильтр сильно забит, происходит повышение давления в цилиндрах, и как следствие, ошибочное приготовление ТВС.

Четвертая причина приготовления богатой ТВС — это неполное закрытие воздушной заслонки/клапана. В этом случае давление в цилиндрах снижено и это, опять же, ведет к ошибкам в приготовлении ТВС и нарушении функционирования систем ДВС: форсунки начинают лить больше горючего, повышая расход и снижая мощность.

Если регулятор давления горючего полноценно не функционирует сам по себе, то ошибки здесь те же, что и в предыдущих двух случаях: повышенное либо пониженное давление в цилиндрах.

Шестая группа причин не так распространена. Проблемы с датчиком расхода воздуха, системой улавливания паров горючего либо проблемы с экономайзером — это зачастую, следствие. Однако если все предыдущие причины устранены, а проблема осталась — следует проверить эту группу причин. Если проблема действительно в них, то она решится элементарной заменой этих деталей.

Приготовление богатой ТВС — проблема очень распространенная, а потому прекрасно знакомая механикам в автосервисах и слесарных мастерских. Проблема приготовления плохой ТВС обычно устраняется быстро, буквально на раз-два и за небольшие деньги (в зависимости от уровня сервисного центра и модели автомобиля).

Надо отметить, что 90% ошибок решается простой регулировкой впрыска жидкого горючего. Главное здесь — устранить проблему вовремя, пока не сломался инжектор и не возникли другие проблемы: к примеру, могут прийти в негодность поршни, перегореть свечи и т.д.

Обедненная топливно-воздушная смесь: инжектор, карбюратор, ГБО

Слишком бедная топливовоздушная смесь является достаточно распространенной неполадкой, которая приводит к серьезным сбоям в работе мотора. Ошибки и нарушения процесса смесеобразования могут возникать на карбюраторных или инжекторных двигателях, а также на силовых агрегатах с дополнительно установленным ГБО.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие преимущества и недостатки имеет ГБО. Из этой статьи вы узнаете о влиянии газа на двигатель, экономичности данного решения, взаимодействии газобаллонного оборудования со штатными системами питания и т.д.

Бедная и богатая смесь топлива является отклонением от нормы, в результате чего двигатель может начать перерасходовать горючее, плохо заводится, теряет мощность на разных режимах, дымит, перегревается.

Например, если в цилиндры все время подается бедная смесь, последствия могут быть достаточно серьезными. В ряде случаев отмечено появление белого налета на свечах зажигания и пропуски зажигания, бедная смесь становится причиной возникновения локальных перегревов, прогара клапанов и оплавления поршней.

В этой статье мы рассмотрим, что такое бедная смесь в карбюраторе и как устранить бедную смесь. Также мы ответим на вопрос, что такое бедная смесь на инжекторе, причины обеднения рабочей смеси во время работы мотора на газу, а также как самому обнаружить проблему и выполнить ремонт.

Обеднение топливно-воздушной смеси: причины и признаки бедной смеси

В самом начале необходимо четко понять, что значит бедная смесь. Следует напомнить о том, что в камере сгорания топливный заряд не только состоит из горючего, но также предполагает часть воздуха. Эти компоненты смешивается в определенных пропорциях применительно к разным режимам работы ДВС.

Если не сильно вдаваться в подробности, оптимальным принято считать соотношение 1 кг бензина на 15 кг поступившего воздуха. Такая смесь называется стехиометрической, то есть имеет соотношение 1:14.7. Данное соотношение позволяет двигателю развить достаточную мощность, при этом также сохраняется приемлемый расход топлива.

Если же количество воздуха снизить, например, до 13 кг, тогда в составе смеси закономерно увеличится доля бензина. Двигатель начнет выдавать еще больше мощности, при этом экономичность ухудшается, то есть увеличивается расход. Еще большее сокращение количества воздуха приведет к тому, что смесь станет слишком богатой.

В конечном итоге такое обогащение будет означать, что заряд теряет способность к воспламенению, свечи заливает, цилиндры не работают. При соотношении 1:5 переобогащенная смесь в цилиндрах больше не воспламеняется от искры.

Данный процесс может протекать и в обратном порядке, то есть происходит увеличение доли воздуха в составе смеси. В этом случае речь идет об обеднении заряда. На бедной смеси расход топлива меньше, при этом также заметно снижается мощность двигателя.

Соотношение части бензина и воздуха 1:21 является тем значением, когда сильно обедненная смесь, по аналогии с переобогащенной, перестает воспламеняться. С учетом данной информации становится понятно, что для разных режимов работы ДВС состав смеси приходится менять.

Это позволяет наилучшим образом сбалансировать мощность мотора и расход горючего. Например, при минимальных нагрузках на двигатель нет смысла все время подавать в цилиндры стехиометрическую или богатую «мощностную» смесь.

Если же нагрузки возрастают, тогда об экономии топлива путем обеднения речь не идет, так как в нагруженных режимах от агрегата требуется нормальная или даже максимальная отдача.

Итак, вернемся к нашей проблеме. Как уже было сказано, слишком бедная смесь на газу или на бензине может проявиться как на карбюраторном, так и на инжекторном двигателе. Вполне очевидно, что главными причинами такого обеднения являются:

недостаточная подача топлива;
поступление лишнего воздуха;

Основными признаками обеднения смеси можно считать то, что двигатель плохо заводится и неустойчиво работает на ХХ, мотор сразу же глохнет после попыток начать движение, во время езды водитель сильно нажимает на педаль газа, но автомобиль не ускоряется, силовой агрегат «не тянет» под нагрузкой, дергается, захлебывается и т.д.

Отметим, что симптомы бедной смеси могут напоминать отдельные неполадки системы зажигания, сбои УОЗ. На карбюраторных моторах двигатель «чихает» в карбюратор в случае работы на бедной смеси. На инжекторе возможны хлопки во впускном трубопроводе. При этом если элементы и настройки системы зажигания находятся в полном порядке (свечи зажигания, свечные высоковольтные бронепровода и т.д.), тогда нужно переходить к диагностике системы впуска и системы питания.

Добавим, что в ряде случаев можно выкрутить свечи зажигания из двигателя, после чего первичная диагностика далее проводится по цвету нагара на свечах. Коричневый светлый нагар укажет на то, что явных проблем со смесеобразованием нет, то есть смесь сгорает в двигателе нормально.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как определить состояние двигателя по цвету свечей зажигания. Из этой статьи вы подробно узнаете о том, на что указывает разный цвет свечей зажигания и какие возможные неисправности следует искать в том или ином случае.

Черный нагар является признаком избыточного обогащения смеси. Сероватый светлый или белесый нагар говорит о том, что двигатель работает на обедненной смеси, перегревается и т.д. Также отметим, что нагар и его цвет можно считать точным признаком только в том случае, когда двигатель полностью исправен, зажигание настроено и работает нормально, а также нет проблем со свечами.

Бедная смесь на холостом ходу и под нагрузкой: карбюратор, инжектор

Для определения возможных причин бедной смеси начнем с более простого карбюраторного ДВС. На таких моторах чаще всего неполадка локализуется в системе питания. В списке частых неисправностей отмечены:

карбюратор готовит смесь, которая по составу не соответствует режиму работы двигателя;
происходит недостаточная подача топлива из топливного бака, в поплавковой камере карбюратора низкий уровень горючего;
топливо не доходит до карбюратора в полном объеме, то есть возникала утечка;

Получается, к обеднению горючей смеси может привести неправильная настройка дозирующей системы (карбюратора). Например, если выставлен низкий уровень горючего в поплавковой камере. Также не следует исключать вероятность засорения топливных жиклеров, отдельные нарушения во время их регулировки и т.п.

Читать еще: Педаль сцепления тугая ваз 2107

Возможно и то, что запорная игла в поплавковой камере карбюратора залегает в закрытом положении. Параллельно необходимо проверить топливопроводы и топливные фильтры, герметичность бензобака, работу воздушного клапана в крышке бака, топливный насос.

Что касается подачи воздуха, чаще всего отмечен сторонний подсос в тех местах, где реализовано соединение карбюратора с впускным трубопроводом, а также в области соединения впускного коллектора с ДВС и т.д. Лишний воздух может подсасывать в результате прослабления креплений, разрушения уплотнительных прокладок, растрескивания констрктивных элементов и других дефектов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Топливно-воздушная смесь

Топливно-воздушная смесь , подаваемая горелками в топочную камеру ( топку) парового котла, сгорает, образуя высокотемпературный ( 1500 С) факел, излучающий тепло на трубы 6, расположенные на внутренней поверхности стен топки. [1]

Топливно-воздушная смесь , поступающая в цилиндр двигателя, не подогревается, поэтому всасывающая система двигателя не имеет патрубка с электроподогревом. [2]

Топливно-воздушная смесь , поступающая в цилиндр двигателя с искровым зажиганием, сжимается в такте сжатия. К концу такта сжатия температура и давление смеси повышаются. После воспламенения смеси искрой и выгорания части смеси происходят дальнейшее сжатие и повышение температуры еще несгоревшей части смеси. В зависимости от температуры и давления в этой части смеси протекают предпламенные реакции, соответствующие реакциям низкотемпературной и переходной зон самовоспламенения. [3]

Если холодная топливно-воздушная смесь попадает в зону относительно высоких температур, в смеси по мере ее прогрева протекают предпламенные реакции, соответствующие сначала низкотемпературной зоне, затем переходной и высокотемпературной. В этих случаях наблюдается явление многостадийного воспламенения. В топливно-воздушной смеси в течение периода задержки самовоспламенения появляются несколько вспышек пламени голубого цвета ( так называемые холодные пламена) и соответственно этому несколько скачков давления. [4]

Генерирование топливно-воздушной смеси в дымовые газы происходит в проточной части камеры сгорания, которая выполнена в виде расширяющегося кольцевого канала. Для снижения относительной скорости дымовых газов поток их закручивается входным направляющим стабилизатором камеры сгорания. [5]

Состав топливно-воздушной смеси регулируют на максимальное показание УД-50, затем ручкой тонкой регулировки усиления устанавливают стрелку УД-50 на 55 3 деления. Затем, не изменяя степени сжатия, переключают двигатель на питание из топливного бачка со смесью эталонного топлива с большим октановым числом и регулируют состав топливно-воздушной смеси на максимальное показание УД-50. При этом разница в показаниях УД-50 между смесями, различающимися между собой на две октановые единицы, в диапазоне октановых чисел 70 – 72 должна быть не менее 12 и в диапазоне октановых чисел 90 – 92 – не менее 18 – 20 делений. [6]

В топливно-воздушной смеси , находящейся в неподвижном состоянии в замкнутом объеме или движущейся ламинарно, пламя распространяется со скоростью 0 3 – 0 6 м / сек. В условиях турбулентного движения смеси в зависимости от давления, степени турбулентности и состава смеси пламя распространяется со скоростью 10 – 30 м / сек. [7]

В топливно-воздушной смеси , находящейся в неподвижном состоянии в замкнутом объеме или при ламинарном ее движении, пламя распространяется со скоростью 0 3 – 0 6 м / сек. В условиях турбу – – лентного движения смеси, в зависимости от давления, интенсивней сти, турбулентности и состава смеси, пламя распространяется е скоростью 10 – 30 м / сек. [8]

Состав топливно-воздушной смеси вычисляют как отношение времени расхода 50 г воздуха ко времени расхода 50 г топлива. [9]

Воздух и топливно-воздушная смесь в цилиндре двигателя в такте всасывания нагреваются вследствие соприкосновения воздуха с остаточными газами и с горячими стенками цилиндра и камеры сгорания. [11]

Воспламеняться могут только топливно-воздушные смеси , имеющие определенный состав. Переобедненные и переобогащенные смеси не воспламеняются. Близко к середине образованного этими границами интервала находится теоретический состав смеси. [12]

Повышение температуры топливно-воздушной смеси приводит к интенсификации процесса окисления углеводородов, который характеризуется в первую очередь образованием большого количества первичных продуктов окисления – перекисей. Интенсивное накопление перекисей в сжимаемой топливно-воздушной смеси может привести к их преждевременному разложению ( взрыв) с резким повышением давления, которое противодействует движению поршня, сжимающего во втором такте рабочую смесь. Преждевременный взрыв газо-воздушной смеси не позволяет использовать полную мощность двигателя, так как нарушает нормальный режим его работы. [13]

Процесс горения топливно-воздушной смеси в топочных устройствах весьма сложен. Выявление общих закономерностей для такого сложного комплекса процессов крайне затруднительно. [14]

При горении топливно-воздушной смеси в факеле образуется окись азота, которая термодинамически более устойчива при высоких температурах, чем высшие окислы азота. NO сравнительно быстро переходит в NO2 ( и частично в М2О, ) на открытом воздухе под действием солнечного света. При наличии углеводородного фона и озона в атмосфере окислы азота – инициируют образование пероксиацилнитратов, в результате чего токсичность смеси во много раз увеличивается по сравнению с токсичностью исходных веществ. [15]

Соотношение бензина и воздуха в двс

Оптимальное соотношение бензина и воздуха в двигателе

В данной статье расскажем, что такое бедная или богатая смесь бензина и воздуха. Какие пропорции оптимальны для работы двигателя. Мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим включением парообразной фазы называется топливно-воздушной смесью или ТВС. Именно она, сгорая в цилиндрах двигателя, придает поступательное движение поршням и обеспечивает движение автомобиля.

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

СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ

В двигателях внутреннего сгорания горючая смесь требуемого состава приготавливается из топлива и воздуха в специальном устройстве – карбюраторе, а затем подается в нужном количестве непосредственно в цилиндры двигателя.

Смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием кислорода), принято называть нормальной. Если быть точным, смесь в соотношении бензина и воздуха в соотношении 1:14,7 называют стехиометрической. Если на ней работает двигатель, его мощность достаточно высока при неплохой экономичности.

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 таким образом, что смесь у свечи будет локально богатой и, главное, будет обеспечено “плавное” последовательное воспламенение и сгорание порций топлива в этом вихре “цлиндровых страстей”. Т.е., смесь предельно обедняется, но лишь вихри воздуха помогают её нормально сжигать.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.