Горючая смесь
Горючая смесь, поступающая в цилиндры, приготовляется в смесительной камере карбюратора и представляет собой смесь паров мелко распыленного бензина и воздуха. Процесс смесеобразования продолжается во впускном трубопроводе и цилиндрах двигателя, где горючая смесь, смешиваясь с остатками отработавших газов, образует рабочую смесь.
Для приготовления горючей смеси используют тщательно очищенные от механических примесей топливо и воздух. Горючая смесь должна сгорать полностью в тысячи доли секунды. Для правильного сгорания топлива камеры сгорания цилиндров имеют различные формы, от чего зависит распределение горючей смеси.
Состав горючей смеси
Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением топлива и воздуха (по массе). Для полного сгорания I кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха. Практически, количество воздуха, в зависимости от режима работы двигателя, может быть больше или меньше теоретического. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха (а), который представляет собой отношение действительного количества воздуха участвующего в процессе сгорания бензина, к стехиометрическому, т. е. к количеству воздуха, которое теоретически необходимо для сгорания топлива массой 1 кг и состава С + Н + О = 1. Количество воздуха и топлива в горючей смеси регулируется с помощью специального кислородного датчика Лямбда. Датчик Лямбда устанавливается в выхлопной системе.
Если в сгорании 1 кг бензина участвует 14,9 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной. Коэффициент избытка воздуха определяет количество горючей смеси следующим образом:
• богатая смесь — а от 0,5 до 0,8 (значительный недостаток воздуха, смесь сгорает не полностью);
• обогащенная смесь — а от 0,85 до 0,95 (незначительный недостаток воздуха). Скорость сгорания смеси возрастает, двигатель развивает наибольшую мощность, но при несколько повышенном расходе топлива вследствие недостаточно полного его сгорания;
• бедная смесь — а от 1,1 до 1,2 (значительный избыток воздуха, смесь горит медленно). Большая часть теплоты поглощается стенками цилиндров, что вызывает перегрев двигателя и неустойчивую его работу. Мощность двигателя падает, возрастает расход топлива;
• обедненная смесь — а от 1,05 до 1,07 (незначительный избыток воздуха). Мощность двигателя несколько снижается, экономичность заметно повышается, так как происходит наиболее полное сгорание топлива.
Что называется обедненной горючей смесью
Смесеобразование и составы горючей смеси
Процесс смесеобразования заключается в смешивании бензина в распыленном состоянии с воздухом в определенной пропорции.
Необходимо, чтобы приготовляемая смесь, называемая горючей смесью, удовлетворяла двум основным требованиям:
1) смесь при воспламенении в цилиндре двигателя должна сгорать очень быстро в промежуток времени, измеряемый тысячными долями секунды, чтобы обеспечить соответствующее давление газов на поршень в начале его рабочего хода;
2) бензин, находящийся в горючей смеси, должен сгорать полностью, чтобы выделялось наибольшее количество тепла и повысилась экономичность работы двигателя.
Смесь может сгорать быстро и полно при условии, что бензин с воздухом смешиваются в строго определенной весовой пропорции; при этом бензин очень мелко распыливается, испаряется в воздухе и хорошо с ним перемешивается. В этом случае каждая мельчайшая частица бензина будет окружена частицами кислорода в требуемом количестве, что и обеспечит одновременное быстрое и полное сгорание всей смеси.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
- Двигатели автомобилей «Москвич»
- Роторно-поршневые двигатели
- Автомобильный двигатель Стирлинга
- Авиационный двигатель
- Газовый двухтактный мотокомпрессор
- Двигатели со свободно движущимися поршнями
- Конструкции поршневых и комбинированных двигателей
- Судовые комбинированные двигатели
- Комбинированные двухтактные двигатели с противоположно движущимися поршнями
В зависимости от весового соотношения бензина и воздуха различают следующие виды смесей: нормальная, обедненная, бедная, обогащенная, богатая.
Нормальной называется смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха. Такое количество воздуха теоретически необходимо для полного сгорания бензина. При такой смеси двигатель работает устойчиво со средними показателями по мощности и экономичности.
Обедненной называется смесь, в которой имеется незначительный избыток воздуха по сравнению с нормальным количеством (до 16,5 кг на 1 кг топлива). При работе на обедненной смеси мощность двигателя вследствие замедления скорости сгорания смеси несколько снижается, но экономичность заметно повышается, так как обеспечивается наиболее полное сгорание бензина.
Бедной называется смесь, имеющая значительный избыток воздуха по сравнению с нормальным количеством. Из-за удаленности частиц распыленного в воздухе бензина бедная смесь горит медленно, и давление газов в цилиндре двигателя понижается. Вследствие медленного горения смеси большая часть тепла поглощается стенками цилиндров и охлаждающей их водой, что вызывает перегрев двигателя. Двигатель на бедной смеси работает неустойчиво, мощность его падает и сильно возрастает удельный расход топлива (расход топлива на единицу мощности). Работа на бедной смеси обычно сопровождается вспышками — «чиханием» в карбюраторе, так как пламя медленно догорающей в цилиндре смеси при открытии впускного клапана перебрасывается во впускной трубопровод, воспламеняя идущую по нему свежую смесь. «Чихание» в карбюраторе может вызвать пожар на автомобиле.
Если количество воздуха превышает 19 кг на 1 кг бензина, то такая горючая смесь совсем не воспламеняется от свечи ражигания.
Обогащенной называется смесь, имеющая незначительный недостаток воздуха по сравнению с нормальным его количеством (до 13 кг на 1 кг топлива). Скорость сгорания обогащенной смеси возрастает, в результате чего давление газов в цилиндре к началу рабочего хода поршня увеличивается. Поэтому при работе на обогащенной смеси двигателт, развивает наибольшую возможную мощность, но при несколько повышенном расходе топлива вследствие недостаточно полного его сгорания.
Богатой называется смесь, имеющая значительный недостаток воздуха по сравнению с нормальным количеством. В такой смеси из-за большого недостатка кислорода бензин сгорает неполностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива. Несгоревшие частицы бензина в виде копоти частично отлагаются внутри цилиндров, а основная часть несгоревших частиц выбрасывается в выпускной трубопровод и выходит из него в виде черного дыма. В результате догорания несгоревшего бензина в выпускном трубопроводе возникают хлопки и выстрелы, что и является внешним признаком сильного обогащения смеси. При сильном обогащении смеси, когда содержание воздуха достигает 5 кг на 1 кг бензина, смесь совсем не воспламеняется.
Исходя из рассмотренных свойств горючей смеси различных составов видно, что если двигатель по условиям работы не должен развивать полной мощности (при средних нагрузках), самой выгодной является обедненная смесь, так как расход топлива при этом значительно снижается. Получающееся при этом некоторое снижение мощности двигателя при работе его с неполной нагрузкой значения не имеет.
При больших нагрузках целесообразнее работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность. Несколько же увеличенный расход топлива вследствие кратковременности работы двигателя на данном режиме не вызывает заметного увеличения общего расхода топлива за большой период времени.
Работа на бедной и богатой смесях, вызывающих снижение мощности и экономичности двигателя, недопустима.
Что называется обедненной горючей смесью
Горючая смесь
Для приготовления горючей смеси используют топливо и воздух, причем оба компонента, входящие в состав смеси, должны быть тщательно очищены от механических и других примесей. Горючая смесь — это смесь, приготовленная в карбюраторе из паров мелкораспыленного топлива и воздуха. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, смешивается с отработавшими газами и образует рабочую смесь.
Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно принимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой а.
Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то ос = 15/15 = 1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой а 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества. Для более точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси различают следующие смеси: богатая (а = 0,70—0,85); обогащенная (а = 0,854-0,95); обедненная (а = 1,05-1,15); бедная (а — 1,15* н-1,20).
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
- Охлаждающие жидкости двигателя автомобиля и требования к ним
- Масла для дизельных двигателем
- Кабина и ее оборудование автомобиля
- Техническое обслуживания тормозной системы
- Многоконтурный пневматический тормозной привод
- Одноконтурный пневматический тормозной привод
- Вспомогательная тормозная система
- Стояночная тормозная система
- Рабочая тормозная система
При слишком большом обогащении или обеднении горючая смесь теряет способность воспламеняться. В первом случае это происходит из-за недостатка кислорода воздуха, а во втором из-за значительного избытка воздуха и небольшого количества бензина. Существуют определенные пределы воспламеняемости горючей смеси: для богатой а = 0,5; для бедной а = 1,35. Двигатель не должен работать на переобогащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях снижается его мощность и экономичность.
Горючая смесь представляет собой смесь паров бензина с воздухом. Попадая в цилиндры, она смешивается там с остаточными отработавшими газами и образует рабочую смесь. В зависимости от соотношения бензина и воздуха различают следующие горючие смеси.
Нормальная горючая смесь состоит из 1 кг бензина и 15 кг воздуха. Это количество воздуха теоретически необходимо для полного сгорания 1 кг топлива.
Обедненная горючая смесь содержит в своем составе на 1 кг бензина от 15 до 17 кг воздуха.
Бедная горючая смесь имеет в своем составе свыше 17 кг воздуха на 1 кг бензина.
Обогащенная горючая смесь содержит от 13 до 15 кг воздуха на 1 кг бензина.
Богатая горючая смесь на 1 кг бензина содержит менее 13 кг воздуха.
Для нормальной работы двигателя на разных режимах необходимо иметь различный состав горючей смеси.
При пуске холодного двигателя горючая смесь, приготавливаемая в карбюраторе, должна быть богатой, так как к моменту воспламенения часть паров бензина сконденсируется, осаждаясь на холодных стенках впускного трубопровода и цилиндров, и состав рабочей смеси окажется наилучшим для воспламенения от искры, появляющейся между электродами свечи зажигания.
На. холостом ходу для устойчивой работы двигателя горючая смесь должна быть обогащенной. Объясняется это тем, что в цилиндры поступает мало горючей смеси, а также наличием в них значительного количества остаточных отработавших газов. Поэтому рабочая смесь будет гореть медленно; для ускорения сгорания необходимо приготовлять обогащенную горючую смесь.
При эксплуатации автомобиля двигатель работает на разных режимах — в зависимости от дорожных условий. Например, если двигатель при частоте вращения коленчатого вала 3000 об/мин развивает в данных дорожных условиях 30 л. с., а максимальная мощность при такой частоте вращения 50 л. е., то нагрузка на двигатель будет составлять 60%. Нагрузка характеризуется величиной открытия дроссельных заслонок, чем больше открыты заслонки, тем больше нагрузка. При одном и том же положении дроссельных заслонок частота вращения коленчатого вала может уменьшаться (преодоление крутого подъема) или увеличиваться (движение под уклон).
При средней нагрузке, когда от двигателя не требуется полной мощности, горючая смесь должна быть обедненной, что обеспечивает экономичную работу двигателя. Некоторое снижение мощности при работе двигателя на этой смеси не имеет значения, поскольку нагрузка на двигатель не полная.
При полной нагрузке, когда двигатель должен развивать максимальный крутящий момент, горючая смесь должна быть обогащенной. Эта смесь обладает наибольшей скоростью сгорания (30— 35 м/с) и обеспечивает получение максимальной мощности. При этом из-за недостатка воздуха (по сравнению с теоретически необходимым) часть топлива, содержащегося в смеси, полностью не сгорает и, следовательно, не обеспечивается экономичная работа двигателя, т. е. расход топлива увеличивается.
Горючая смесь, поступающая в цилиндры, смешивается с отработавшими газами и образует рабочую смесь. При приготовлении горючей смеси необходимо соблюдать некоторую пропорцию между топливом и воздухом. Состав горючей смеси характеризуется определенным массовым (весовым) соотношением между топливом и воздухом.
Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно принимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше иди меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой а и представляющим собой отношение действительного количества воздуха Lg, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха L0:
Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то а = = 1, и такая смесь называется нормальной.
Горючая смесь с коэффициентом а > 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.
Для более точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси различают такие смеси: богатая (а = 0,7 – 0,85), обогащенная (а — 0,85 ч- 0,95), обедненная (а = 1,05 е 1,1) и бедная (а = 1,1 ^ 1,2).
При слишком сильном обогащении или обеднении горючей смеси она теряет способность воспламеняться. В первом случае это происходит из-за недостатка кислорода воздуха, а во втором — из-за большого избытка воздуха и небольшого количества бензина (топлива). Существуют определенные пределы воспламеняемости горючей смеси: для богатой а = 0,5 и для бедной а = = 1,35.
При некотором обогащении смеси, т. е. при уменьшении содержания в ней воздуха по сравнению с нормальным, скорость сгорания смеси увеличивается. Наибольшая скорость сгорания смеси получается при а = = 0,85 – 0,88; при этом двигатель развивает наибольшую мощность.
При дальнейшем обогащении горючей смеси уменьшается скорость ее сгорания, снижается мощность двигателя и заметно увеличивается расход топлива, отнесенный к единице мощности (удельный расход).
При обеднении смеси, т. е. увеличении содержания в ней воздуха по сравнению с нормальным, несколько уменьшается мощность двигателя, но возрастает экономичность. Дальнейшее обеднение смеси вызывает значительное падение мощности двигателя, уменьшение часового и увеличение удельного расходов топлива. Наиболее экономичной смесью при работе двигателя на средних нагрузках является горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха а = 1,1 – 1,15.
Двигатель не должен работать на переобогащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях наблюдается уменьшение мощности и увеличение удельного расхода топлива.
Рис. 1. Влияние состава горючей смеси на работу двигателя (положение дроссельной заслонки и число оборотов двигателя постоянны):
1 — изменение мощности N ; 2 — изменение удельного расхода топлива ge
Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются: пуск двигателя; холостой ход и малые нагрузки; средние нагрузки; большие нагрузки; резкие переходы с малых нагрузок на большие.
При пуске двигателя нужна очень богатая смесь с а = 0,2 -h 0,6, так как число оборотов коленчатого вала мало, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра. Вследствие этого нужно подавать увеличенное количество топлива.
Работа двигателя на холостом ходу и при малой нагрузке возможна при а = 0,7 – 0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.
Автомобильный двигатель большую часть времени работает на режиме средних нагрузок, т. е. с неполностью открытой дроссельной заслонкой, поэтому для этого режима наиболее целесообразно использование обедненной смеси с коэффициентом избытка воздуха а = 1,10 – 1,15, обеспечивающей наилучшую экономичность работы двигателя (экономичная,смесь). При этом двигатель несколько снижает мощность. В случае необходимости повышения мощности двигателя в пределах средних нагрузок надо несколько увеличить открытие дроссельной заслонки.
Двигатель работаете большой нагрузкой при разгоне автомобиля, движении с максимальной скоростью и преодолении крутых подъемов или тяжелых участков дороги. В этом случае для обеспечения наибольшей мощности двигателя карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь с коэффициентом избытка воздуха а = 0,8 н- 0,9, имеющую наивысшую скорость сгорания. Увеличение мощности двигателя происходит за счет некоторого снижения экономичности его работы. Значительного перерасхода топлива быть не может, так как двигатель с большой нагрузкой работает редко.
При резком открытии дроссельной заслонки возможно обеднение горючей смеси. Карбюратор должен иметь устройство, предотвращающее обеднение смеси.
Таким образом, в процессе работы двигателя карбюратор должен изменять состав горючей смеси в зависимости от режима работы двигателя.
Горючая смесь в карбюраторном двигателе
Для работы карбюраторного двигателя в его цилиндры подается смесь паров и мельчайших капелек жидкого горючего с воздухом, называемая горючей смесью.
В качестве горючего для карбюраторных двигателей применяется бензин, легко испаряющаяся и хорошо воспламеняющаяся жидкость.
Чтобы горючая смесь быстро и полностью сгорала, она должна быть определенного состава и однородной: бензин и воздух должны находиться в определенном соотношении и быть хорошо перемешаны.
Для полного сгорания 1 кг бензина необходимо приблизительно 15 кг воздуха. Смесь с таким содержанием бензина и воздуха называется нормальной смесью.
Обедненной называется смесь, в которой избыток воздуха составляет не более 10%. В такой смеси на каждую часть бензина приходится 15—16,5 части воздуха, т. е. 1 : 15— 1 : 16,5.
Камера сгорания форсированного двигателя
В бедной смеси избыток воздуха составляет более 10%.
В такой смеси на каждую часть бензина приходится более 16,5 части воздуха.
Обогащенной называется смесь, содержащая недостаточное количество воздуха — меньше, чем нормальная смесь. В такой смеси на каждую часть бензина приходится 15—12 частей воздуха, т. е. 1:15 — 1 : 12.
Богатая смесь — это такая горючая смесь, в которой каждую часть бензина приходится менее 12 частей воздуха.
Состав горючей смеси оказывает большое влияние на мощность и экономичность двигателя.
Наибольшую мощность двигатель развивает на обогащенной смеси, обладающей наибольшей скоростью сгорания.
Наилучшая экономичность двигателя получается при работе на обедненной смеси, так как в этом случае происходит наиболее полное сгорание горючего.
ТОП 5 мощных двигателей спорткаров
Работа на богатой смеси сопровождается увеличенным расходом горючего и снижением мощности.
Работа на бедной смеси сопровождается заметным падением мощности и ухудшением экономичности двигателя, что объясняется медленным сгоранием горючего и связанными с этим потерями тепла через стенки цилиндров.
Таким образом, работа двигателя на богатой или бедной горючей смеси не желательна, так как при этом мощность двигателя снижается, а расход горючего увеличивается.
ПО ТЕМЕ:
- Процесс сгорания топливной смеси в дизеле
- Процесс сгорания топлива в двигателе
- Процесс сгорания и топливо
- MPI или GDI. Распределенный или Непосредственный впрыск. Правильный выбор