Соотношение воздуха и топлива

Бедная и богатая смесь бензина - воздуха в двигателе авто

Расскажем подробно — что такое бедная (обедненная) или богатая (обогащенная) смесь бензина и воздуха в двигателе автомобиля. Какие пропорции оптимальны для работы мотора. Теория для начинающих и чайников.

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.

• Устройство двигателя для чайников

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 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 (холостой ход, 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.

Рабочий состав — журнал За рулем

Об этой системе мы и хотим поговорить сегодня. Понятно, что кое-как подав топливо и воздух в двигатель, можно его вообще не запустить, а нам надо, чтобы он не только пускался с первых оборотов стартера, но и хорошо тянул, не расходовал лишнего, не отравлял выхлопом природу и нас. Это возможно только в том случае, когда система питания правильно работает.

«АЛЬФА» КАК ОНА ЕСТЬ

Возможно, тема сегодняшней беседы не покажется интересной грамотному автомобилисту, легко связывающему воедино теорию и практику. Но мы в первую очередь имеем здесь в виду новичков, для которых далеко не все, что происходит в цилиндрах двигателя, понятно, а тем более — очевидно.

Итак... К концу такта сжатия в камере сгорания над поршнем должна быть такая смесь воздуха и паров топлива, которая способна воспламениться от искры между электродами свечи. Далеко не любая смесь на это способна. Если в ней слишком мало воздуха (много топлива) или наоборот — сгорание становится ненадежным или вообще прекращается.

За правильным составом рабочей смеси в цилиндрах двигателя следит система питания. Нынче она либо карбюраторная, либо впрысковая (инжекторная). У каждой свои плюсы и минусы. Первая (по крайней мере, опытным автомобилистам) кажется попроще. Зато вторая, если правильно настроена, обеспечивает высокую стабильность рабочего процесса в цилиндрах — именно к ней и пришли, стремясь к идеалу — экологически чистому автомобилю.

Чтобы топливо сгорело полностью, требуется участие в процессе достаточного количества окислителя: на один килограмм паров (подчеркну!) бензина — не менее 14,9 кг воздуха. Вот такое их соотношение обозначают коэффициентом a=1,0. По мере уменьшения подачи воздуха смесь называют (условно) обогащенной (a=0,85–0,90), богатой, переобогащенной. Та же логика — при увеличении доли воздуха: обедненная (a=1,05–1,15), бедная и так далее.

При обогащенных смесях удается достичь наивысшей мощности, но ценой несколько большего расхода топлива из-за его неполного сгорания. В то же время дефицит окислителя означает «недоокисление» продуктов: первой в выхлопных газах появляется окись углерода СО, а дальнейшее обогащение приводит к черному выхлопу, так как вместе с газами выбрасывается несгоревший углерод С — частички сажи. Кстати, к этому моменту содержание СО может вырасти до 9–10%. Ездить на такой машине недопустимо.

При обедненных смесях мотор экономичнее, но недобирает в мощности. Обогащать смесь до значений a ниже 0,85 нет смысла — еще больше вырастет расход топлива, а мощность снизится, поскольку слишком богатая смесь хуже горит. Обеднять выше 1,15 тоже не нужно: в силу ряда причин (замедленное воспламенение, неустойчивое горение и т. п.) заметно снизятся мощностные показатели, расход топлива начнет расти — не в последнюю очередь из-за того, что появляются пропуски вспышек в цилиндрах. Результат — повышенное содержание в выхлопных газах СН — несгоревших углеводородов. То есть паров бензина.

Итак, возможный диапазон изменений состава смеси для бензинового двигателя довольно узок. Для чего мы об этом говорим, если «альфу» пальцем не пощупаешь, линейкой не измеришь? А чтобы было понятно: не всякое «баловство» с системой питания оправдано, «настраивать» ее нужно очень тщательно. Об этом стоит сразу напомнить тем, кто мечтает повысить экономичность мотора, поставив в карбюратор топливные жиклеры поменьше. Или достичь сказочной мощности, закрутив неоправданно большие! В обоих случаях, как правило, получают противоположные результаты. Заодно предостережем тех, кто путает местами жиклеры первой и второй камер. Случись такое, первая будет готовить очень богатые смеси (мотор прожорлив, а тянет еле-еле), а вторая, если и до нее дело дойдет, — слишком бедные. Конечно, оба «коктейля» в цилиндрах как-то смешаются, но приведут к новым проблемам.

В первую очередь все сказанное касается карбюраторных машин. Большинство начинающих даже самого слова «карбюратор» побаивается, а среди опытных автомобилистов немало тех, кто с этим прибором «на ты». Но и они от ошибок не застрахованы. Принципиально иное дело — система электронного впрыска. Многие ли нынче сами чинят телевизор, магнитофон, холодильник? Так и с впрыском: специалисты могут его проконтролировать, перенастроить и т. п., а владельцу с отверткой тут делать нечего. Кого-то это огорчает, но большинство довольно.

НА «ЖИВОЙ» МАШИНЕ

Итак, карбюраторные. Львиную часть времени двигатель эксплуатируют на режимах, не требующих максимальных мощности или крутящего момента, когда разумнее немного обеднить смесь. Пусть мотор работает экономичнее, да и токсичность выхлопа снизится. Среди коварнейших врагов нашего здоровья, как известно, окись углерода СО, не имеющая ни цвета, ни запаха. Только обедненная смесь позволяет снизить содержание СО до приемлемых значений и не конфликтовать с ГАИ.

Требование минимальной токсичности распространяется и на холостой ход. Современные карбюраторы (а системы впрыска — тем более) с этим справляются легко — лишь бы не вмешался неумелый владелец. Квалифицированный специалист-карбюраторщик может снизить долю СО в выхлопных газах до 0,5% и даже меньше. Но при обязательном контроле СН, так как чрезмерный рост последнего тоже недопустим. На «принудительном холостом ходу» (то есть при торможении машины двигателем) подача топлива в цилиндры вообще прекращается. В них ничего не горит, в выхлопе — почти чистый воздух.

Но есть режимы работы двигателя, при которых карбюратор готовит обогащенный состав смеси, обеспечивающий лучшие мощностные показатели. Например, для более быстрого разгона автомобиля карбюратор снабдили «ускорительным насосом». Его задача — поддерживать оптимально обогащенную смесь на режиме разгона.

Большинство карбюраторов имеют устройства, «дообогащающие» смесь и при скорости машины, близкой к максимальной, или при разгоне на пониженных передачах с педалью газа «в пол». Это так называемые эконостаты, экономайзеры мощностных режимов и т. п. И если водитель замечает, что именно на этих режимах двигатель не развивает полную мощность, то и об этих системах забывать не следует. Особенно если проверка всех прочих покажет, что с ними все в порядке.

Пуск холодного бензинового двигателя — известная проблема. В чем ее причина? В слабом испарении топлива, особенно в мороз. Большая его часть попадает в цилиндры в жидком состоянии, а паров, которые искра могла бы поджечь, образуется мало — смесь беднейшая. Как ее обогатить? Карбюраторы оснащают пусковыми устройствами. В наших «Озоне» и «Солексе», например, воздушная заслонка перед пуском закрывается (водитель вытягивает кнопку «подсоса») и при работе стартера в цилиндры подсасывается в 5–10 раз больше топлива, чем требуется для прогретого двигателя. Испаряться будут только самые легкие низкотемпературные фракции бензина, которые и воспламенятся. Но уже при первых вспышках воздушную заслонку оставлять закрытой нельзя — цилиндры зальет бензином. Не допустит этого простейший полуавтомат, реагирующий на разрежение за дросселем карбюратора. Он приоткроет заслонку на строго заданную величину (см. таблицу). Одновременно приоткрыта и дроссельная, причем оба зазора подобраны так, чтобы мотор работал устойчиво на обогащенной смеси и держал обороты примерно в половину от номинальных (до 2500–2800 об/мин), поскольку промороженное, вязкое масло создает большое сопротивление. Регулировка зазоров (см. таблицу и рисунок) очень важна, часто только от этого зависит успех пуска.

Нелишне здесь напомнить о типичных ошибках неопытных автолюбителей. Будьте аккуратнее с «подсосом»! Очень важно представлять, когда пользоваться им недопустимо. Если карбюратор исправен и настроен, «подсос» нужен только при пуске двигателя, да и то холодного. В теплое время года он, простояв сутки, вполне заводится и без подсоса. Боже упаси закрывать воздушную заслонку при пуске горячего мотора — смесь может так переобогатиться, что перестанет воспламеняться. Если водитель — по ошибке или недомыслию — вытягивает «подсос», когда горячий двигатель работает под значительной нагрузкой, его остановка удивлять не должна: и смесь плохо горит, и мощности не хватает.

Трудно завести мотор, который в жаркую погоду «остывал» под капотом минут 10–15 (вообще-то время зависит и от конкретного сорта бензина, его испаряемости.) Когда над поверхностью бензина в поплавковой камере и выше, в воздухофильтре, скопятся плотные пары топлива, мотор не пустишь, пока эти пары, пройдя цилиндры, не уйдут в выпускную систему. Первые вспышки — свидетельство того, что в цилиндры стала поступать смесь, способная сгорать. Сначала мотор работает словно с натугой (смесь еще слишком богатая), потом легче и, наконец, «подхватывает»! В этой ситуации не только о подсосе нужно забыть. Строго противопоказано и «топтать» педаль газа, чтобы не срабатывал ускорительный насос и дополнительно не обогащал смесь. Ускорить «продувку» и последующий пуск можно, удерживая педаль газа нажатой, но, повторяем, не играя ею!

Различные модели карбюраторов оснащаются и другими устройствами, которые помогают правильно управлять составом смеси. Ну а в системах впрыска (особенно современных электронных) все проблемы, которых мы касались, решаются по-своему просто, точно и гибко. Но это уже другая тема...

Схема пускового устройства («Озон»): 1 — воздушная заслонка; 2 — пневмопривод воздушной заслонки; 3 — дроссельная заслонка.

Рабочий состав

Рабочий состав

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

1 Введение

Рост рынка транспортных средств конкуренция вместе с увеличением загрязнения окружающей среды привели к разработке сложных систем двигателя. Стратегии Инновационного управления необходимы для упрощения и улучшения системы управления двигателем, перехода к двигателям с энергосбережением и удовлетворяющих нормам и ограничениям по выбросам газов [1]. Точное измерение соотношения воздух-топливо (AFR) в двигателях внутреннего сгорания желательно для точного управления двигателем [2]. Контроль AFR остается основной целью контроля двигателей, особенно в целях загрязнения выхлопных газов. AFR представляет собой количество воздуха над количеством топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр двигателя, по сравнению со стехиометрическим состоянием. Эта переменная характеризует качество сгорания и характеристики двигателя в зависимости от расхода топлива и выбросов газов. Каталитическая технология выброса выхлопных газов требует AFR 1 (± 5%). Как правило, для бензинового двигателя количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр, определяет соотношение воздух-топливо (AFR) [3].

AFR — это отношение массы воздуха к массе топлива в процессе сгорания бензинового топлива, например, в двигателе внутреннего сгорания (двигателе внутреннего сгорания). AFR является очень важной и важной мерой или показателем для контроля или настройки характеристик двигателя и причин, непосредственно связанных с качеством воздуха и защитой от загрязнения. Если воздуха, подаваемого на горение бензинового топлива, ровно столько, чтобы полностью сжечь все бензиновое топливо, то АСО называют стехиометрической смесью. Значения AFR ниже стехиометрического считаются богатыми смесями. Богатые смеси AFR менее эффективны, но сгорают при более низких температурах и производят или генерируют больше энергии, что является более безопасным и менее вредным для двигателя автомобиля. Числа AFR выше стехиометрических называются обедненными смесями. Бедные смеси AFR более эффективны, но могут вызвать повреждение двигателя автомобиля и привести к более высокому уровню выбросов оксидов азота (NOx) в выхлопных газах. Для точных и точных расчетов AFR следует указывать содержание кислорода в воздухе для горения из-за содержания кислорода (O ₂ ) обогащение добавками или возможное разбавление водяным паром из окружающей среды. Теоретически стехиометрическая смесь AFR имеет достаточно или ровно столько воздуха, чтобы полностью сжечь доступное бензиновое топливо. Практически этот случай никогда полностью не достигается, потому что доступное время для каждого цикла сгорания в двигателе внутреннего сгорания очень короткое. На двигателе с частотой вращения 6000 об/мин примерно за 4–5 мс завершается большая часть процесса сгорания. Это время от момента зажигания искры до полного сгорания бензинового топлива и топливной смеси после поворота коленчатого вала на 80 и несколько градусов. Каталитические счетчики спроектированы и изготовлены для работы с наилучшей производительностью, когда проходящие через них выхлопные газы автомобиля являются результатом идеального или совершенного сгорания [4].

Для выработки энергии в процессе сгорания тепловые двигатели используют топливо и O ₂ из воздуха. В камеру сгорания необходимо подавать определенное или определенное количество топлива и воздуха, чтобы гарантировать процесс сгорания. Когда все топливо сгорает, происходит полное сгорание, в результате чего в выхлопных газах не содержится несгоревшего топлива. Теоретическое соотношение воздух-топливо смеси для двигателя, работающего на бензине, для полного сгорания бензинового топлива стехиометрическое соотношение воздух-топливо составляет около 14,7: 1. Для полного сгорания 1 кг бензинового топлива в процессе горения необходимо 14,7 кг воздуха. Процесс сгорания возможен даже при соотношении воздух-топливо, отличном от стехиометрического состава смеси. Чтобы процесс сгорания происходил в двигателе, работающем на бензине, минимальное соотношение воздух-топливо составляет около или около 6: 1, а максимальное может достигать около 20: 1. Когда соотношение воздух-топливо выше стехиометрического соотношения, смесь воздух-топливо называется бедной смесью, а когда соотношение воздух-топливо ниже стехиометрического соотношения, смесь воздух-топливо называется богатой смесью. Например, для бензинового двигателя соотношение воздух-топливо 16,5: бедная смесь и 13,7: 1 - богатая смесь. Двигатели с искровым зажиганием нормально или обычно работают на бензиновом топливе, соотношение воздух-топливо колеблется от 12:1 (богатая смесь) до 201:1 (бедная смесь) в зависимости от условий работы двигателя; скорость, нагрузка, температура и т. д. В основном по причинам очистки выхлопных газов умеренные или новые двигатели внутреннего сгорания работают в максимально возможной степени со стехиометрическим соотношением воздух-топливо [5].

Новые автомобили оснащаются датчиком состава топливно-воздушной смеси в выхлопных газах, размещаемым в выхлопной системе автомобиля, датчик облегчает оценку смеси на основе концентрации кислорода (O ₂ ) в выхлопных газах автомобилей . Сигнал датчика состава смеси характеризуется длительной задержкой по отношению к сигналу впрыска топлива. Задержка может иметь десятки значений последовательных впрысков топлива. В случае неверного значения дозы впрыска топлива коррекция будет происходить со значительным сдвигом во времени. Ситуация с неправильными значениями кислорода (O ₂ ) концентрация в выбросах отработавших газов оказывает выраженное реактивное влияние на работу и работоспособность двигателя, так как снижает эффективность сгорания и катализа токсичных компонентов отработавших газов автомобиля, а также приводит к ухудшению экологических свойств автомобиля [6].

Одной из основных частей снижения выбросов выхлопных газов более сложных транспортных средств для двигателей внутреннего сгорания является проблема управления соотношением воздух-топливо (AFR). Качество смеси имеет важное значение для эффективности трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, и поэтому требуются достаточные методы контроля для соблюдения законодательства о выбросах [7].

Двигатели большинства современных автомобилей откалиброваны для работы в стратифицированных условиях, что позволяет свести к минимуму или даже исключить потери и повысить эффективность преобразования топлива. Это также помогает значительно и резко сократить выбросы окиси углерода (CO) и оксида азота (NOx) по мере увеличения эффективности сгорания [3].

2 Цели исследования

Целью данного исследования является анализ и прогноз взаимосвязи между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентом выбросов выхлопных газов и значениями бензиновых транспортных средств, использующих универсальные и портативные выбросы. инструмент измерительной системы. Где для соблюдения правил и норм по выбросам выхлопных газов очень важно и важно, чтобы бензиновые двигатели внутреннего сгорания имели точный контроль соотношения воздух-топливо (AFR).

3 Инструмент для измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (Λ) и выбросов выхлопных газов (анализатор выхлопных газов)

Для целей измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросов выхлопных В этом исследовании была выбрана модель E tools F5000-5GAS (см. рис. 1). F5000-5GAS — это чрезвычайно универсальная и портативная система измерения выбросов, предназначенная для измерения и анализа выхлопных газов автомобилей, грузовиков, автобусов и вилочных погрузчиков. Он был разработан как модульная система, позволяющая устанавливать в полевых условиях большинство различных доступных опций. Модель E INSTRUMENTS F5000-5GAS представляет собой портативный современный анализатор выхлопных газов, предназначенный для измерения, записи и удаленной передачи параметров сгорания, используемых для следующих задач [8]:

Рис.  1

Исследование топливовоздушной смеси (AFR), лямбда (λ) и устройство для измерения выбросов отработавших газов-E Приборы модели F5000-5GAS [9]

Увеличенное изображение

1. (1)

   Для точного измерения соотношения воздух-топливо (AFR), лямбда (λ), O ₂ , CO ₂ , CO, HC и NO/NOx в выхлопных трубах двигателей автомобилей, вилочных погрузчиков, грузовиков, автобусов и другие транспортные средства, работающие на таких видах топлива, как бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, сжатый природный газ и пропан.

2. (2)

   Для выполнения плановой настройки и обслуживания двигателя, а также для диагностики возможных проблем с двигателем.

3. (3)

   Для оказания помощи в обслуживании транспортного средства в соответствии со спецификациями производителей по выбросам и для предварительных проверочных испытаний.

4. (4)

   Чтобы помочь оператору транспортного средства оптимизировать эффективность двигателя, производительность и экономию топлива.

5. (5)

   Для использования в качестве инструмента управления, помогающего оператору вести учет и контролировать расходы.

4 Технические характеристики анализатора выхлопных газов (анализатора E Instruments F5000-5GAS)

В анализаторе E INSTRUMENTS F5000-5GAS используется сложная электроника и программный дизайн для повышения точности и гибкости. Он измеряет пять различных выхлопных газов и рассчитывает соотношение воздух-топливо (AFR) и лямбда (λ). Он хранит, печатает и отображает данные в виде графиков. Он связывается с рядом других компьютеров, планшетов и других совместимых с Windows устройств, расположенных поблизости, с помощью беспроводной технологии Bluetooth и/или USB-кабеля. Он имеет библиотеку из шести видов топлива, и при необходимости оператор может добавить больше видов топлива. Он предназначен для работы от внутренней аккумуляторной батареи, а также от сети переменного тока [8]. Технические характеристики анализатора E INSTRUMENTS Model F5000-5GAS обобщены и пояснены в таблице 1 и на рис. 2.

Полноразмерная таблица

Расположение датчиков на их корпусе в газоанализаторе E INSTRUMENTS модель F5000-5 [9]

Полный размер

5 Процесс сгорания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС)

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – это двигатели, в которых сгорание бензинового топлива происходит внутри цилиндров двигателя. Особенностью двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, является выделение тепловой энергии в результате процесса сгорания и превращение этой энергии в механическую работу, которая происходит или происходит внутри цилиндра двигателя, работающего на бензине (см. рис. 3). Эти бензиновые двигатели известны своей высокой эффективностью, низкими эксплуатационными расходами, компактностью, малым весом и всегда готовы к запуску. Выбросы выхлопных газов бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются основным источником загрязнения воздуха и глобального потепления. Соотношения между горением топливно-воздушной смеси и продуктами сгорания называются стехиометрией сгорания. Соотношения стехиометрии горения зависят только от соотношения массы каждого химического элемента топливно-воздушной смеси [10].

Четырехтактный цикл внутреннего сгорания в типичном бензиновом двигателе [11]

Изображение в полный размер

6 Соотношение воздух-топливо (AFR) Индикатор и очень важная мера для контроля и настройки производительности бензинового двигателя, а также для борьбы с причинами загрязнения выхлопными газами транспортных средств. AFR называется или известна как стехиометрическая смесь, когда подаваемого воздуха ровно достаточно, чтобы полностью сжечь все бензиновое топливо.

$${\text{AFR}} = \frac{{{\text{m}}_{\text{воздух}} }}{{{\text{m}}_{\text{топливо}} }}$$

(1)

где m _воздух  = масса воздуха, m _{топливо}  = масса топлива

7 Соотношение воздух-топливо или лямбда (λ) или соотношение воздух-топливо

лямбда (λ) - это фактическое отношение фактического соотношения воздух-топливо (AFR) к стехиометрическому соотношению воздух-топливо (AFR). Для данной смеси λ = 1,0 соответствует стехиометрическому соотношению воздух-топливо (AFR), богатые топливовоздушные смеси имеют λ < 1,0, а бедные смеси имеют λ > 1,0. Существует прямая зависимость между лямбдой (λ) и соотношением воздух-топливо (AFR). Чтобы рассчитать соотношение воздух-топливо (AFR) по заданному значению лямбда (λ), умножьте измеренное значение лямбда (λ) на стехиометрическое соотношение воздух-топливо (AFR) для этого топлива. В качестве альтернативы, чтобы восстановить значение лямбда (λ) из соотношения воздух-топливо (AFR), разделите соотношение воздух-топливо (AFR) на стехиометрическое соотношение воздух-топливо (AFR) для этого топлива. Уравнение 2 часто используется в качестве определения лямбда (λ) [12]:

$$\lambda = \frac{\text{AFR}}{{{\text{AFR}}_{\text{stoich}} }}$$

(2)

, где AFR = фактическое AFR, AFR _stich  = стехиометрический AFR

Из-за того, что состав обычного топлива меняется в зависимости от сезона, и многие современные автомобили могут работать на разных видах топлива, имеет смысл говорить о значениях лямбда (λ), а не о соотношении воздух-топливо (AFR). Наиболее практичные устройства для измерения соотношения воздух-топливо (AFR) на самом деле измеряют количество остаточного кислорода (O ₂ ) для бедных смесей или несгоревших углеводородов (НС) для богатых смесей в выхлопных газах автомобилей [4].

8 Влияние соотношения воздух-топливо на выбросы выхлопных газов бензиновых двигателей

Выбросы выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ВС), работающих на бензине, сильно и в основном зависят от соотношения воздух-топливо. Для двигателя, работающего на бензине, выбросы выхлопных газов окиси углерода (CO), углеводородов (HC) и оксидов азота (NOx) в значительной степени зависят от соотношения воздух-топливо. CO и HC в основном образуются или производятся с обогащенной топливно-воздушной смесью, тогда как NOx с обедненной топливно-воздушной смесью, что означает, что не существует фиксированной топливно-воздушной смеси, для которой она может получить минимум для всех выбросов выхлопных газов [5].

9 Выбросы загрязняющих веществ бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, их вредное воздействие и масштабы воздействия

Выбросы выхлопных газов транспортных средств существенно влияют на загрязнение атмосферного воздуха (две трети) в городских районах [10]. Транспортные средства производят различные и множественные выбросы выхлопных и других газов, которые вредны для окружающей среды и качества воздуха, как показано в Таблице 2. Некоторые газы и другие выбросы локальны, в то время как другие носят региональный или глобальный характер, и поэтому их местоположение менее важно. важно с точки зрения вредного воздействия. Технологии контроля выбросов позволили снизить интенсивность выбросов и значения некоторых, но не всех загрязняющих веществ, таких как твердые частицы [13].

Полная таблица

10 Результаты и обсуждение

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

Карта Ирака с местом проведения исследования – город Калар (Google Maps)

Изображение в полный размер

Изображение в полный размер

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

Отдельно проанализировать и спрогнозировать взаимосвязь между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросами выхлопных газов в процентах и ​​значениях автомобилей, работающих на бензине, для каждого из двух выбранных размеров двигателя (размеры бензиновых двигателей 1,6 и 2,5 л) ), собранные данные, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и измерения выбросов были классифицированы, изучены и обсуждены следующим образом:

10.

Чтобы изучить взаимосвязь между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ), а также проценты и значения выбросов выхлопных газов для бензинового двигателя объемом 1,6 л, собранные данные для каждого автомобиля, включая компанию-производителя, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов выхлопных газов. обобщены и проиллюстрированы в таблице 3.

Полноразмерная таблица

10.2 Соотношение между воздухом – топливный коэффициент (AFR) и коэффициент эквивалентности воздух-топливо или лямбда (λ)

Для автомобиля с объемом двигателя 1,6 л измеренные значения λ находились в диапазоне от 1 до 5,14 (см. Таблицу 3), где теоретическое значение λ = 1,0 составляет при стехиометрическом AFR, а бедные смеси имеют λ > 1,0. Измеренные значения AFR находились в диапазоне от 14,71: 1 до 75,60: 1 (см. Таблицу 3), где теоретическое AFR для бензинового двигателя при полном сгорании, стехиометрическое AFR составляет около 14,7: 1, а AFR   >   14,7: 1 бедной смеси. . Измерения λ и AFR показывают, что все транспортные средства работали на топливно-воздушных смесях, находящихся в диапазоне от стехиометрических до обедненных смесей. 9{2} {-} \, 2,0128 \, \lambda \, + \, 21,493$$

(3)

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

Зависимость между эквивалентностью топливовоздушной смеси или лямбда (λ) и соотношением воздух-топливо (AFR) для автомобилей с объемом двигателя 1,6 л

Изображение в полный размер λ) и проценты и значения выбросов отработавших газов

Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и выбросами отработавших газов, включая кислород (O ₂ ), двуокись углерода (CO ₂ ), окись углерода (CO), окись азота (NO) и углеводороды (CxHy) изучались и обсуждались следующим образом:

1. 1.

   Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и процентным содержанием кислорода, выделяемого выхлопными газами (O ₂ ): результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) увеличивается выделение кислорода (O ₂ ) (см. Таблицу 3 и рис. 7). При идеальном или полном сгорании весь кислород (O ₂ ) будут потребляться вместе с топливом и производить только двуокись углерода (CO ₂ ) и воду. Для измеренных значений λ и процентов O ₂ линейная зависимость определяется с высоким R-квадратом (R ² ) = 95,67%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 4 и рис. 7).

   Рис. 7

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

   Изображение в полном размере

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

2. 2.

   Зависимость между измеренным значением лямбда (λ) и выбросами углекислого газа в выхлопных газах (CO ₂ ) процентов: результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы диоксида углерода (CO ₂ ) уменьшаются (см. Таблицу 3 и Рис. 8). При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO ₂ ) и вода. Для измеренных значений λ и CO ₂ процентов линейная зависимость определяется с высоким R-квадратом (R ² ) = 95,33%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 5 и рис. 8)

   Рис. . 8

   Взаимосвязь между эквивалентным соотношением воздух-топливо или значениями лямбда (λ) и процентами выбросов углекислого газа (CO ₂ ) в выхлопных газах - объем двигателя 1,6 л

   Изображение в натуральную величину

   $$Углерод \, диоксид \, \left( {{\text{CO}}_{ 2} } \right) \, \% \, = \, - \, 0,4687 \, \lambda \, + \, 17. 545$$

   (5)

   где Углекислый газ (CO ₂ ) % = диоксид углерода в отработавших газах (CO ₂ ) процент выбросов, λ = коэффициент воздушно-топливной эквивалентности или лямбда

3. 3.

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

   Рис. 9

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

   Изображение в натуральную величину

4. 4.

   Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и значениями выбросов углеводородов в выхлопных газах (CxHy): результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы углеводородов (CxHy) уменьшаются (см. Таблицу 3 и Рис. 10). Где доступность кислорода (O ₂ ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы углеводородов (CxHy), образующихся при неполном сгорании топлива. При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO ₂ ) и вода.

   Рис. 10

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

   Изображение в натуральную величину

5. 5.

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

10.4 Анализ и прогноз взаимосвязи между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и выбросами выхлопных газов в процентах и ​​значениями для бензинового двигателя объемом 2,5 л

Чтобы изучить взаимосвязь между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ), а также проценты и значения выбросов выхлопных газов для бензинового двигателя объемом 2,5 л, собранные данные для каждого транспортного средства, включая компанию-производителя, год выпуска, соотношение воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и проценты и значения выбросов выхлопных газов. обобщены и проиллюстрированы в Таблице 4.

Полноразмерная таблица

10,5 Соотношение – топливный коэффициент (AFR) и коэффициент эквивалентности воздух-топливо или лямбда (λ)

Для автомобиля с объемом двигателя 2,5 л измеренные значения λ находились в диапазоне от 0,99 до 2,51 (см. Таблицу 4), где теоретическое значение λ = 1,0 составляет при стехиометрическом AFR, а бедные смеси имеют λ > 1,0. Измеренные значения АЧХ варьировались от 14,56:1 до 36,9.2:1 (см. Таблицу 4), где теоретическая AFR для бензинового двигателя при полном сгорании, стехиометрическая AFR составляет около 14,7:1, а AFR > 14,7:1 для обедненной смеси. Измерения λ и AFR показывают, что все транспортные средства работали на топливно-воздушных смесях, находящихся в диапазоне между почти или почти стехиометрическими и обедненными смесями.

Лямбда представляет собой отношение фактического AFR к стехиометрическому AFR, согласно которому измерения показывают, что стехиометрический AFR составляет 14,71:1, где измеренное значение AFR, соответствующее измеренному λ = 1, составляет 14,71:1 (см. Таблицу 4). Для измеренных значений АЧХ и λ определена полиномиальная зависимость с высоким R-квадратом (R 9{2} {-} \, 0,5799 \, \lambda \, + \, 16,646$$

(6)

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

Рис.  11

Зависимость между коэффициентом эквивалентности топлива или лямбда (λ) и соотношением воздух-топливо (AFR) для автомобилей с объемом двигателя 2,5 л

Изображение в полный размер λ) и проценты и значения выбросов отработавших газов

Соотношение между измеренным значением лямбда (λ) и выбросами отработавших газов, включая кислород (O ₂ ), двуокись углерода (CO ₂ ), окись углерода (CO), окись азота (NO) и углеводороды (CxHy) изучались и обсуждались следующим образом:

1. (1)

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

   Рис. 12

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

   Изображение в натуральную величину

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

2. (2)

   Зависимость между измеренным значением лямбда (λ) и выбросами углекислого газа в выхлопных газах (CO ₂ ) процентов: результаты измерений показывают, что по мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы диоксида углерода (CO ₂ ) уменьшаются (см. Таблицу 4 и Рис. 13). При полном сгорании топлива образуются только углекислый газ (CO ₂ ) и вода. Для измеренных значений λ и CO ₂ процентов линейная зависимость определяется с высоким R-квадратом (R ² ) = 92,62%, что означает относительно высокую точность (см. уравнение 8 и рис. 13).

   Рис. 13

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

   Изображение в натуральную величину

   $$Углерод \, диоксид \, \левый( {CO_{2} } \правый) \, \% \, = \, - \, 0,3864 \, \лямбда \, + \, 16,892$$

   (8 )

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

3. (3)

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

   Рис. 14

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

   Изображение в натуральную величину

4. (4)

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

   Рис. 15

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

   Изображение в натуральную величину

5. (5)

   Взаимосвязь между измеренным значением лямбда (λ) и оксидом азота (NO), выделяемым выхлопными газами: результаты измерений показывают, что увеличение значений лямбда (λ) не оказывает полного влияния на значения выбросов оксида азота (NO), поскольку азот происходит в основном из двух источников, воздух, который смешивается с бензином внутри двигателя и/или из самого топлива (бензин, обогащенный азотом) (см. Таблицу 4 и Рис. 15).

11 Заключение

На основании результатов данного исследования можно сделать следующие выводы:

1. 1.

   Анализаторы выбросов выхлопных газов транспортных средств являются эффективными универсальными и портативными инструментами для измерения выбросов, измеряют и анализируют выхлопные газы транспортных средств и обеспечивают очень широкий диапазон данных и результатов.

2. 2.

   Большинство или почти все транспортные средства, включенные в это исследование, работали с диапазоном AFR от стехиометрической (λ = 1,0) до обедненной (λ > 1,0) смесей.

3. 3.

   Для автомобилей с двигателями объемом 1,6 и 2,5 л:

4. А.

   Прямая зависимость между воздухо-топливным отношением (AFR) и лямбда (λ) в виде полиномиальных уравнений с высокой точностью определяется на основе полевых данных и измерений, что может помочь в понимании связи между воздухо-топливным отношением (AFR) и lambda (λ) и определить значение любого из них, если известно другое значение.

5. Б.

   Определена прямая зависимость между лямбда (λ) и выбросом кислорода (O ₂ ) в отработавших газах, тогда как значения лямбда (λ) увеличиваются, выброс кислорода (O ₂ ) увеличивается. Зависимость между лямбдой (λ) и эмиссией кислорода (O ₂ ) в виде линейных уравнений с высокой точностью определяется на основе натурных данных и измерений, что может помочь в понимании связи между лямбдой (λ) и кислородом (O ₂ ) выбросов и определить значение любого из них, если другое значение известно.

6. С.

   Установлена ​​прямая зависимость между лямбдой (λ) и выбросами двуокиси углерода (CO ₂ ) в отработавших газах, поскольку значения лямбда (λ) увеличиваются, а выбросы двуокиси (CO ₂ ) уменьшаются. Зависимость между лямбда (λ) и эмиссией диоксида (CO ₂ ) в виде линейных уравнений с высокой точностью определяется на основе натурных данных и измерений, что может помочь в понимании связи между лямбда (λ) и диоксидом (CO ₂ ) выбросов и определить значение любого из них, если другое значение известно.

7. Д.

   По мере увеличения значения лямбда (λ) выбросы окиси углерода (CO) уменьшаются, при этом доступность кислорода (O ₂ ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы окиси углерода (CO), которые образуются в результате неполного сгорания топлива. При полном сгорании топлива образуется только углекислый газ (CO ₂ ) и вода.

8. Э.

   По мере увеличения значений лямбда (λ) выбросы углеводородов (CxHy) уменьшаются, при этом наличие кислорода (O ₂ ) способствует лучшему сгоранию топлива и снижает выбросы углеводородов (CxHy), которые образуются в результате неполного сгорания топлива . При полном сгорании топлива образуется только двуокись углерода (CO ₂ ) и вода.

9. Ф.

   Увеличение значений лямбда (λ) не оказывает полного влияния на значения выбросов оксидов азота (NO), поскольку азот в основном поступает из двух источников: воздуха, который смешивается с бензином внутри двигателя, и/или из самого топлива (обогащенного азотом бензин).

Результаты этого исследования обеспечивают лучшее понимание взаимосвязи между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентами и значениями выбросов выхлопных газов автомобилей с бензиновым двигателем, поскольку они связывают фактические полевые измерения и результаты с теоретическими связь между соотношением воздух-топливо (AFR), лямбда (λ) и процентами и значениями выбросов выхлопных газов автомобилей с бензиновым двигателем. Также в рамках данного исследования получены значимые связи, определяемые между изучаемыми переменными в виде полиномиальных и линейных уравнений с высокой точностью, что помогает понять связь между изучаемыми переменными и определить значения одних переменных, если другие были известен.

Руководство по соотношению воздух-топливо. Как обеспечить безопасность двигателя

Ничто так не приводит к отказу двигателя, как неправильное соотношение воздух-топливо. Мы покажем вам, почему это происходит и как это предотвратить.

Соотношение воздух-топливо на автомобилях не самая сексуальная тема в тюнинге, будем честными. Но это может быть разницей между жизнью и смертью для вашего двигателя. Что лучше с научной точки зрения? Что лучше для экономии топлива? Есть ли лучшее соотношение воздух-топливо для мощности? И, наконец, что лучше для жизни вашего двигателя? Это четыре совершенно разные вещи.

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, они различаются от двигателя к двигателю и даже от топлива к топливу. Однако на самом деле вам не нужно быть экспертом, это работа вашего настройщика.

Понимание основ соотношения воздух-топливо может сэкономить ваш двигатель и дорогостоящий ремонт.

Когда детали вашего модифицированного автомобиля ломаются, редко это связано с тем, что они просто недостаточно прочны. Больше мощности и оборотов доводят дело до предела. Если прокладка головки блока цилиндров лопнула или поршень расплавился, весьма вероятно, что это произошло из-за детонации, вызванной неоптимальным соотношением воздух-топливо.

Слишком часто люди попадают в ловушку, думая: «О, у меня пробило прокладку головки блока цилиндров. Я возьму более сильный, чтобы это больше не повторилось». Часто проблемы с надежностью продолжаются, потому что причиной поломки является детонация, а не слабые компоненты. Подавляющее большинство автомобилей могут потреблять примерно вдвое больше стандартной мощности на стандартных внутренних компонентах. Но это только при правильном соотношении воздух/топливо. В противном случае даже самый мощный двигатель быстро выйдет из строя при относительно низкой мощности.

Одно слово, детонация. Детонация – это когда воздушно-топливная смесь воспламеняется сама по себе, без помощи свечи зажигания. Чаще всего это происходит, когда бедные смеси повышают температуру камеры сгорания до уровня, при котором топливо самопроизвольно воспламеняется.

В то время как в легкой форме это довольно безвредно, тяжелая форма, характерная для тюнинга автомобилей, очень разрушительна. Детонация вызывает огромное давление в цилиндрах, намного превышающее даже то, что может дать самое высокое давление наддува без детонации. Это, как минимум, приводит к разрыву прокладки головки блока цилиндров, расплавлению поршней и сокращению срока службы двигателя.

Этот катастрофический сбой может произойти очень быстро. Вот почему прокладки ГБЦ часто проектируются как самое слабое место в двигателе. Починить прокладку ГБЦ намного дешевле, чем полностью переделывать днище!

Соотношение воздух-топливо (AFR) — это соотношение воздуха и топлива, впрыскиваемого в ваш двигатель. Воздух либо всасывается (обычно без наддува), либо выдувается (с турбонаддувом или с наддувом), либо впрыскивается (закись азота) во время впрыска топлива. Соотношение этой смеси влияет на экономию топлива, производительность, надежность или даже на вообще бегает.

Научно «идеальная» смесь для нормального бензина составляет 14,7:1, что в 14,7 раз больше массы воздуха и топлива. Однако это не означает, что машина должна работать на этом. Для оптимальной экономии топлива обычно лучше всего подходит соотношение 16-17:1, если меньше, машина начнет давать пропуски зажигания. Максимальная мощность обычно находится между 12-14:1, но это может быть слишком мало для безопасности на многих двигателях. Для максимальной надежности при полной мощности наилучшим считается соотношение воздух-топливо от 10,5 до 12,5:1, в зависимости от двигателя. Богаче, чем около 10,5: 1, вы начинаете получать заметный черный дым из выхлопной трубы. Автомобиль также может изо всех сил пытаться работать должным образом без пропусков зажигания.

Тюнинг еще больше усложняет ситуацию. Различные степени сжатия, распределительные валы, давление наддува и т. д. влияют на идеальное соотношение воздух-топливо, необходимое в любой точке. Это указывает на важность переназначения вашего автомобиля при добавлении к нему компонентов для тюнинга. Чтобы получить хороший автомобиль в целом, вам нужно иметь смесь этих AFR. Это должно зависеть от того, как ведет себя машина в любой момент времени. К счастью, это то, что может дать вам современный впрыск топлива, при условии, что автомобиль правильно настроен.

Лучший способ убедиться, что ваш AFR безопасен, — обратиться к проверенному и надежному тюнеру, чтобы он выполнил настройку. То, что безопасно на одном двигателе, не обязательно будет на другом. Привлечение помощи эксперта, чтобы убедиться, что вещи в безопасности, является наиболее важным здесь. Стоит проверять все каждые шесть месяцев или около того, чтобы убедиться, что все по-прежнему так, как должно быть.

Если вы уверены, что вам нужен измеритель AFR, убедитесь, что это широкополосная установка. Узкая полоса говорит только о том, 14,7:1, тоньше или богаче. Учитывая, что с точки зрения производительности даже 14,7:1 слишком мало для максимально безопасной работы, узкополосный датчик бесполезен.

По правде говоря, никогда нельзя быть полностью уверенным, что двигатель не заглохнет. До тех пор, пока ваш угол опережения зажигания не слишком неправильный, а комок находится в хорошем общем состоянии, наличие безопасного AFR является ключом к долговечности.

Прочие вопросы; масло, охлаждение и общая прочность компонентов всегда могут разрушить двигатель. Но убийцей номер один, особенно среди тюнингованных турбомоторов, является детонация из-за неправильного соотношения воздух-топливо.

На автомобилях время от времени выходит из строя электроника, это просто факт владения автомобилем. Однако иногда отказ датчика может иметь катастрофические последствия для вашего двигателя. Существуют различные датчики, влияющие на подачу топлива. Но датчики расхода воздуха, давления воздуха и температуры, скорее всего, сильно повлияют на вашу заправку. Неудача, приводящая к тому, что машина работает богато, означает, что вы должны это заметить, но никакого ущерба нанесено не будет. Неудача и работа автомобиля в обедненном режиме могут закончиться катастрофой.

Вы мало что можете сделать, чтобы остановить это, кроме решения любых текущих проблем в ту же минуту, когда вы их заметите. Однако проверка AFR каждые шесть месяцев может указывать на ранние признаки проблемы. Замена датчиков на модернизированные версии, особенно таких, как датчики расхода воздуха и давления, также вызовет проблемы с бережливой работой, если автомобиль не был переназначен соответствующим образом.

Замена распредвалов на больший подъем и увеличенный срок службы позволяет вашему двигателю дышать легче. Это часто означает, что необходимы большие изменения подачи топлива не только для обеспечения безопасности двигателя, но и для получения максимальной производительности от кулачка. На высоких оборотах, когда улучшенное дыхание дает заметное увеличение мощности, обычно требуется дополнительное топливо, чтобы автомобиль не работал на обедненной смеси. Но на низких оборотах, особенно на холостом ходу, часто требуется более богатая смесь, чтобы сохранить управляемость. Кулачки с более длительным сроком службы означают, что больше топлива выбрасывается из выхлопных газов на низких оборотах.

Все компоненты имеют свои пределы возможностей, и при настройке двигателей вы часто достигаете предела того, с чем могут справиться ваши топливные форсунки, топливный насос и даже топливопроводы и фильтр. При превышении максимального расхода ваш двигатель будет работать на обедненной смеси и в конечном итоге выйдет из строя. Возраст — еще один важный фактор топливных систем, так как они постепенно забиваются грязью. Проводка топливного насоса также может выйти из строя, что уменьшит расход. Последний момент, о котором стоит упомянуть, это вакуумная трубка к регулятору давления топлива, особенно на двигателях с турбонаддувом и наддувом. Если эта трубка разорвется или будет удалена, двигатель будет работать с невероятной нагрузкой на наддуве, а иногда и не выдержит ни одного запуска на полном газу.

Установка усовершенствованных деталей топливной системы жизненно важна для большинства автомобилей, тюнингованных помимо базовых деталей Stage 1, но их установка без соответствующей настройки автомобиля может вызвать большие проблемы. Установка форсунок большего размера без подходящего переназначения может привести к значительному перерасходу топлива в двигателе, что, хотя и не приводит к мгновенной смерти, не способствует экономичности или производительности. Наиболее потенциально опасным обновлением является регулятор давления топлива, так как вы можете быть почти уверены, что обновленная замена не будет настроена на ваше правильное давление. В то время как слишком большое давление не является убийцей, слишком малое равно бедной работе и заглохшему двигателю. Из-за этого манометр давления топлива является жизненно важным инструментом при замене регулятора.

Вы можете считать выхлопную систему незначительной модернизацией, но если она дает значительно больший поток и производительность, автомобилю потребуется больше топлива, чтобы двигатель не работал на опасной обедненной смеси. Некоторые движки автоматически в некоторой степени компенсируют изменения, подобные этому. Но многие автомобили, особенно с турбонаддувом, могут работать с опасным обеднением из-за простой полной замены выхлопной системы. Поэтому для этого потребуется соответствующее переназначение ECU.

Более холодный воздух может снизить вероятность детонации, но он также намного плотнее и, следовательно, снабжает двигатель большим количеством кислорода. В результате двигателю потребуется больше топлива, чтобы не работать на обедненной смеси. Как и в случае с выхлопом, некоторые автомобили компенсируют это и не вызывают проблем, но некоторым автомобилям требуется перенастройка, чтобы компенсировать интеркулер.

Даже если давление наддува точно такое же, если вы установите турбонаддув большего размера, вы будете подавать в двигатель гораздо больше воздуха. Следовательно, он может так же легко работать на обедненной смеси и умереть, как и при увеличении наддува. Причина этого в том, что большая турбина не только дает более холодный и плотный воздух, но и выпускает гораздо больше воздуха из выхлопных газов, что, в свою очередь, пропускает больше воздуха в цилиндры. Без дополнительного топлива для компенсации, да, как вы уже догадались, он будет работать на обедненной смеси, взорвется, и двигатель выйдет из строя.

Это основная причина обедненного соотношения воздух/топливо, и поэтому многие автомобили с турбонаддувом имеют незаслуженную репутацию из-за продувки прокладок головок и плавления поршней. Повышение наддува улучшает мощность и крутящий момент из-за последующего значительного увеличения воздушного потока, но без соответствующего увеличения топлива автомобиль будет работать с опасной обедненной смесью и детонировать. Проблемы возникают не только из-за увеличенного воздушного потока, большее давление наддува означает более высокую температуру воздуха. С более высокими температурами увеличивается вероятность детонации, что делает его палкой о двух концах.

Детонация является основной причиной для беспокойства по поводу соотношения воздух-топливо, но это потому, что обычные виды топлива для насосов не очень устойчивы к ней. В то время как супер неэтилированный бензин широко доступен на большинстве заправок, его октановое число 97-99 RON довольно низкое, и это большая часть причины, по которой мы должны работать так богато, особенно на автомобилях с турбонаддувом, чтобы сохранить вещи в безопасности.

Дорогое и недоступное на местной заправочной станции гоночное топливо обычно предназначено только для гоночных автомобилей. Чтобы получить максимальную отдачу от него, потребуется переназначить его, если вы поместите его в свой автомобиль. Он может иметь невероятно высокое октановое число (часто 120+ RON) и, следовательно, очень устойчив к детонации даже на более бедных смесях, но вы должны быть богатыми, чтобы использовать его для своей дорожной машины!

Подходит только для полноценных гоночных автомобилей из-за его высокой токсичности, коррозийности и горючести. Вам также потребуется примерно в четыре раза больше топлива, чем вам нужно для работы на обычном бензине. Он популярен для автомобилей с полным сопротивлением, так как он невероятно устойчив к детонации, очень холодный, часто устраняет необходимость в промежуточном охладителе и сам содержит много кислорода, что еще больше увеличивает мощность.

Хотя это топливо в основном рекламируется как дешевое и экологически чистое топливо, его главная привлекательность для поклонников тюнинга производительности заключается в том, что его октановое число составляет около 106 и, следовательно, оно очень устойчиво к детонации. Подобно метанолу, ему требуется дополнительное топливо для работы с максимальной производительностью, но на гораздо более удобном для дороги уровне, и он является предпочтительным топливом для повышения производительности.

Приблизительно вдвое дешевле обычного топлива, он в основном используется для экономии денег, но у него также есть потенциал производительности. Сжиженный нефтяной газ невероятно устойчив к детонации, поэтому с системой, оптимизированной для мощности, сжиженный нефтяной газ может использоваться в качестве отличного топлива для двигателей большой мощности с турбонаддувом и наддувом.

Соотношение дизель-топливо почти такое же, как у бензина, и на самом деле проблемы возникают из-за чрезмерно обогащенных смесей. Бережливость хороша для здоровья дизельного двигателя, если бы не количество энергии, которую он производит. Несмотря на это, дизельный двигатель работает на невероятно обедненной смеси по сравнению с бензиновым двигателем, и более богатые смеси на самом деле являются теми вещами, которые увеличивают нагрев в двигателе и приводят к отказу компонентов.

Learn more

• 
  Как поменять передний сальник коленвала
• 
  Автомобильная медкомиссия
• 
  Для химчистки салона автомобиля
• 
  Как почистить лобовое стекло снаружи от налета
• 
  Tcs что это
• 
  Lada oka
• 
  Чем приклеить зеркало бокового вида
• 
  Лучшие автомобильные аккумуляторы
• 
  Как по вин узнать комплектацию автомобиля
• 
  Хранение резины без дисков
• 
  Оклейка панели авто пленкой