Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг
• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса
• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты
• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы
•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Соотношение воздух/топливо двигателя



Дом,
Библиотека по ремонту автомобилей, Автозапчасти, Аксессуары, Инструменты, Руководства и книги, Автомобильный БЛОГ, Ссылки, Индекс

Ларри Карли, авторское право AA1Car.com


Соотношение воздух/топливо (A/F) — это соотношение смеси или процентное содержание воздуха и топлива, подаваемых в двигатель топливной системой. Обычно он выражается по весу или массе (фунты воздуха к фунтам топлива). Соотношение воздух/топливо важно, поскольку оно влияет на холодный пуск, качество холостого хода, управляемость, экономию топлива, мощность, выбросы выхлопных газов и долговечность двигателя.

Для того чтобы смесь воздуха и топлива могла гореть внутри двигателя, соотношение воздуха и топлива должно находиться в определенных минимальных и максимальных пределах воспламеняемости, в противном случае смесь может не воспламениться. Слишком много воздуха и недостаточно топлива или слишком много топлива и недостаточно воздуха может создать смесь, которая не сгорит при воспламенении свечи зажигания. Результатом могут быть пропуски зажигания, потеря мощности и повышенные выбросы (в первую очередь несгоревшие углеводороды или углеводороды).

ХИМИЯ ЗА СООТНОШЕНИЯМИ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Когда топливно-воздушная смесь химически идеально сбалансирована, кислорода достаточно для сжигания всего топлива. Такое соотношение называется СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ топливной смесью. Весь кислород в воздухе и все углеводороды в топливе будут израсходованы, не останется ничего, кроме водяного пара (h3O) и углекислого газа (CO2). В легких крейсерских условиях и низкой нагрузке на двигатель большинству двигателей нравится стехиометрическая смесь A/F, потому что она дает самые низкие выбросы углеводородов и угарного газа (CO) и хорошую экономию топлива.

На этой диаграмме показано, как различные соотношения воздух/топливо влияют на выбросы, экономию топлива и производительность.

Идеальная или стехиометрическая смесь воздух/топливо для различных видов топлива зависит от топлива и его химического состава. Количество кислорода, необходимое для соотношения A/F, будет зависеть от количества и типа углеродных и водородных связей в топливе, поэтому разные виды топлива имеют разные оптимальные соотношения A/F.

Бензин содержит смесь различных углеводородов с длинной цепью. Одним из его основных ингредиентов является октан (C8h28), но он также включает в себя множество других углеводородов. Фактическая формула будет варьироваться в зависимости от сезона (зима или лето), процесса очистки и норм выбросов, которым должно соответствовать топливо в различных областях. Вообще говоря, бензин будет содержать около 15 процентов алканов с прямой цепью от С4 до С8, от 25 до 40 процентов разветвленных алканов от С4 до С10, 10 процентов циклоалканов, до 25 процентов ароматических соединений, 10 процентов неразветвленных и циклических алкенов и менее одного процентов бензола.

Большая часть бензина, продаваемого в США, также смешивается с этаноловым спиртом для увеличения запаса топлива, улучшения октанового числа (устойчивости к детонации) и добавления кислорода для более чистого горения. Топливные смеси с этанолом и бензином варьируются от 10% этанола (Е10) до 85% этанола (Е85). Смеси этанола E10 одобрены EPA для использования во всех бензиновых двигателях, в то время как E15 был недавно одобрен для использования в автомобилях 2001 года и новее. Для автомобилей, поддерживающих FLEX FUEL, можно использовать смеси этанола и бензина, содержащие до 85 процентов этанола (E85).

СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Для бензиновых двигателей идеальное или стехиометрическое соотношение A/F составляет 14,7, что составляет 14,7 весовых частей топлива на одну часть топлива.

Для бензина Е10 (90-процентный бензин с 10-процентным содержанием этанола) стехиометрическое соотношение составляет 14,08:1.

Для приложений с гибким топливом стехиометрическое соотношение A/F для E85 составляет 9,7:1.

Для альтернативного топлива, такого как чистый ЭТАНОЛОВЫЙ спирт (Е100), стехиометрическое соотношение A/F составляет 9.:1.

Для гоночного топлива, такого как спирт МЕТАНОЛ, стехиометрическое соотношение A/F составляет 6,5:1.

Для ПРИРОДНОГО ГАЗА (МЕТАН или Ch5) стехиометрическое соотношение составляет 17,2:1

Для ПРОПАНА (сжиженный нефтяной газ или C3H8) стехиометрическое соотношение составляет 15,5:1.

Для дизельных двигателей стехиометрическое соотношение A/F для дизельного топлива №2 составляет 14,6. Однако, поскольку дизельные двигатели используют топливную смесь для управления частотой вращения двигателя и выходной мощностью, они обычно имеют соотношение A/F в диапазоне от 18:1 до 70:1.

ОБОГАТОЕ И ОБЕДНОЕ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Когда смесь воздух/топливо отличается от стехиометрического соотношения, она сгорает по-разному и по-разному влияет на работу двигателя, выбросы, экономию топлива и долговечность. Условия вождения в реальном мире требуют разных соотношений A/F в разное время, поэтому соотношение A/F не является чем-то статичным и неизменным. Он динамичен и меняется в зависимости от меняющихся условий эксплуатации.

Во-первых, нам нужно объяснить разницу между ОБОГАТОЙ и ОБЕДНЕННОЙ воздушно-топливной смесями.

Соотношение A/F, которое содержит больше воздуха и меньше топлива, чем стехиометрическое соотношение, называется обедненной топливной смесью. Бедной смесью будет смесь с соотношением выше 14,7: 1 для бензина.

Соотношение A/F, которое содержит меньше воздуха и больше топлива, чем стехиометрическое соотношение, называется обогащенной топливной смесью. Богатой смесью будет смесь с соотношением бензина менее 14,7: 1.

БЕДНЯЯ смесь A/F обычно сгорает ГОРЯЧЕ и потребляет меньше топлива на милю пробега, что улучшает экономию топлива. Но более высокие температуры сгорания также увеличивают выбросы оксидов азота (NOX) и риск детонации, вызывающей повреждение двигателя (искровой стук).

ОПАСНОСТЬ ДЕТОНАЦИИ ОБЕДНЕННОЙ ВОЗДУШНО-ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Детонация — это аномальная форма сгорания, которая может возникнуть, когда сочетание высоких температур и давлений внутри камеры сгорания вызывает самовозгорание топлива до того, как загорится свеча зажигания. Вместо плавного расширяющегося наружу шара пламени от свечи зажигания карманы топлива воспламеняются и сталкиваются друг с другом, создавая слышимый стук. Детонация — это плохо, потому что она слишком быстро увеличивает давление сгорания. Это приводит к ударам молотка по поршням, которые могут повредить поршни, кольца, шатунные вкладыши и прокладки головки блока цилиндров. Слишком бедная топливная смесь может даже прожечь дыру в верхней части поршня! Так что всегда следует избегать очень бедной топливной смеси, особенно когда двигатель разгоняется или сильно работает под нагрузкой.

Основной причиной слишком обедненного топлива могут быть загрязненные топливные форсунки, низкое давление топлива (слабый топливный насос или засорение топливопровода или фильтра) или недостаточный поток топлива (насос или производительность форсунки слишком малы для применения). В двигателях с измененными характеристиками (особенно с нагнетателем или турбокомпрессором) обычно требуется топливный насос с более высокой производительностью и / или топливные форсунки с более высоким расходом, чтобы не отставать от возросших потребностей двигателя в топливе. Если насос или форсунки не справляются, топливная смесь может стать обедненной, что приведет к детонации двигателя и возможному саморазрушению!

Все последние модели двигателей оригинального оборудования с компьютеризированным управлением двигателя имеют ДАТЧИК ДЕТОНАЦИИ для защиты двигателя от детонации. Если датчик детонации обнаруживает вибрации, похожие на детонацию, он подает сигнал компьютеру управления двигателем на мгновение замедлить момент зажигания, что снижает риск детонации. Компьютер двигателя также может обогащать топливную смесь, потому что добавление топлива помогает снизить температуру сгорания и снижает риск детонации.

ОБОГАТЫЕ ВОЗДУХО-ТОПЛИВНЫЕ СМЕСИ, МОЩНОСТЬ И ВЫБРОСЫ

Что касается смесей RICH A/F, добавление большего количества топлива в смесь увеличивает мощность до определенного уровня. Более богатая смесь также снижает риск детонации, поэтому двигатели с наддувом или турбонаддувом обычно имеют более богатое соотношение A/F, когда двигатель получает давление наддува. Но компромиссом более богатой смеси является повышенный расход топлива и более высокие выбросы выхлопных газов (в первую очередь угарного газа). Чем богаче смесь A/F, тем выше процент угарного газа в выхлопе.

Обычно уровни CO в выхлопе хорошо настроенного двигателя, работающего при стехиометрическом соотношении или близком к нему, должны быть от нуля до менее половины процента. Если автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, уровень CO в выхлопной трубе должен быть равен нулю или очень близок к нулю. Угарный газ является опасным и смертельным загрязнителем, потому что даже небольшое количество может убить!

Соотношение воздух/топливо постоянно изменяется от богатого до обедненного в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации.

ПОЧЕМУ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО ПОСТОЯННО МЕНЯЕТСЯ

Хотя стехиометрические соотношения A/F обеспечивают наилучшие всесторонние результаты с точки зрения экономии топлива и выбросов, двигатель не может работать со стехиометрическим соотношением все время. Иногда ему нужна ОБОГАТАЯ смесь, а иногда может быть полезна БЕДНАЯ смесь. Вот почему:

Холодному двигателю для запуска требуется очень ОБОГАТАЯ топливная смесь (по крайней мере, на начальном этапе, пока он не прогреется). Период холодного пуска — самое грязное время для выбросов, поэтому автопроизводители делают множество вещей, чтобы ускорить прогрев двигателя и улучшить испарение топлива, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры. Двигатели с непосредственным впрыском бензина (GDI) чище после холодного запуска, потому что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением. Это улучшает распыление топлива, поэтому оно будет легче смешиваться с воздухом для более чистого сгорания.

На более старых двигателях с карбюратором воздушная заслонка обеспечивает начальную богатую смесь. Закрытие воздушной заслонки ограничивает поток воздуха в карбюратор, чтобы обогатить смесь. По мере прогрева двигателя воздушная заслонка постепенно открывается, чтобы впустить больше воздуха, пока, в конце концов, в ней больше не будет необходимости, и двигатель не начнет работать с нормальным соотношением воздух/топливо.

На более старых двигателях с впрыском топлива отдельная форсунка холодного пуска обеспечивает подачу дополнительного топлива во время холодного пуска. На более новых двигателях EFI компьютер дает команду на обогащение смеси при прокручивании коленчатого вала и первом запуске двигателя. Компьютер запрограммирован на подачу точно необходимого количества топлива в зависимости от температуры двигателя и температуры воздуха.

Холодному двигателю также требуется ОБОГАТАЯ топливная смесь, пока он прогревается, чтобы работать на холостых оборотах. Смесь A/F будет постепенно обедняться по мере повышения температуры двигателя и снижения частоты вращения холостого хода с высокой скорости холостого хода (около 850–1000 об/мин) до нормальной скорости холостого хода (обычно от 500 до 600 об/мин). На карбюраторе за это отвечает воздушная заслонка и кулачок быстрого холостого хода.

PCM использует контур обратной связи от датчика O2 выше по потоку для точной настройки смеси A/F.

В двигателе с впрыском топлива ЭБУ поддерживает богатую смесь A/F до тех пор, пока кислородный датчик не нагреется до достаточной температуры, чтобы система управления с обратной связью перешла в режим ЗАМКНУТОГО КОНТУРА. Как только это происходит, компьютер начинает использовать сигнал кислородного датчика для точной настройки смеси A/F. Компьютер регулирует скорость холостого хода с помощью электродвигателя регулятора скорости холостого хода или соленоида на корпусе дроссельной заслонки, что позволяет воздуху обходить дроссельную заслонку.

Скорость холостого хода предварительно запрограммирована и не регулируется на двигателях с компьютерным управлением и электронным впрыском топлива. Единственный способ изменить это — перепрограммировать компьютер. Но на карбюраторах обороты холостого хода и смесь холостого хода регулируются вращением винтов. Вращение винта регулировки состава смеси на холостом ходу (по часовой стрелке) обедняет смесь A/F, а выворачивание его (против часовой стрелки) обогащает смесь A/F. Цель состоит в том, чтобы получить максимально плавный холостой ход на рекомендуемой скорости холостого хода.

ОБОГАЩЕНИЕ ТОПЛИВА

Когда вы нажимаете на педаль газа, чтобы ускориться, обогнать другое транспортное средство или подняться на холм, двигателю требуется ОБОГАТАЯ смесь для увеличения мощности. На старых двигателях с карбюратором ускорительный насос и силовой клапан обеспечивают дополнительное обогащение топлива при открытии дроссельной заслонки. На более новых автомобилях с электронным впрыском топлива компьютер двигателя контролирует нагрузку двигателя с помощью датчика массового расхода воздуха, датчика положения дроссельной заслонки и датчиков абсолютного давления во впускном коллекторе, чтобы изменить соотношение A/F, когда вы нажимаете на газ. Затем компьютер увеличивает продолжительность импульса топливных форсунок, чтобы подавать больше топлива в двигатель до тех пор, пока это необходимо. Компьютер также будет использовать сигналы обратной связи от датчиков кислорода в выхлопных газах для контроля соотношения воздух/топливо по мере его изменения, чтобы при необходимости можно было внести коррективы.

В легких крейсерских условиях, когда нагрузка на двигатель меньше или при замедлении, большинство двигателей могут безопасно работать с более низким соотношением A/F для улучшения экономии топлива. Во многих случаях форсунки могут даже полностью отключаться при замедлении для дополнительной экономии топлива. В двигателях, в которых цилиндры отключаются для экономии топлива, форсунки на неработающих цилиндрах временно отключаются.

НАСТРОЙКА СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Когда автопроизводители разрабатывают заводские настройки двигателя, они должны соблюдать стандарты экономии топлива и выбросов. Поэтому двигатели настроены на более бедную топливную кривую для достижения этих целей, а это означает, что часто есть возможности для улучшения, когда речь идет о повышении мощности.

Для повышения производительности более БОГАТОЕ соотношение A/F добавит мощности. Насколько богаче должно быть соотношение A/F, зависит от приложения и желаемого повышения производительности.

Для пиковой мощности бензина с прямым насосом (без этанола в смеси) соотношение A/F может достигать 12,5:1. Если вы используете насосный бензин E10, соотношение A/F 12:1 обеспечит пиковую мощность. Если вы станете богаче, это просто приведет к трате топлива и фактически уменьшит мощность.

Эксплуатация гоночного двигателя на максимальной мощности в течение длительного периода времени может привести к победе в гонке, ЕСЛИ двигатель сможет продержаться достаточно долго, чтобы закончить гонку. Но для гонок на выносливость или повседневного вождения использование пикового соотношения A/F может быть не лучшей идеей. Смесь A/F от 13,1 до 13,3 по-прежнему будет производить почти такую ​​же пиковую мощность, как и при соотношении 12,5:1, но с меньшей нагрузкой на сам двигатель.

Для максимальной мощности с E85 вы можете использовать топливную смесь с обогащением до 6,975: 1, но для гонок на выносливость может быть безопаснее использовать соотношение A / F от 8,3 до 8,5.

Для пиковой мощности гоночного двигателя, работающего на метаноле, соотношение A/F может составлять от 3,5 до 4,0:1. Опять же, если вы хотите, чтобы ваш двигатель работал весь сезон, возможно, было бы разумно немного уменьшить смесь и перейти на соотношение A / F от 4,5 до 4,8: ​​1. Все зависит от приложения. Безнаддувный гоночный двигатель, работающий на метаноле, лучше всего работает с соотношением A/F 5:1, в то время как высокопроизводительному Hemi с наддувом может потребоваться сверхбогатая смесь 3,5:1, чтобы двигатель не плавил поршни. Дополнительный метанол в действительно высокомощном двигателе нужен в основном для дополнительного охлаждения внутри камеры сгорания.

Если двигатель работает на пропане, пиковая мощность может быть достигнута при соотношении воздух/топливо 13,18:1.

ПРИМЕЧАНИЕ: Соотношение A/F, обеспечивающее реальную пиковую мощность двигателя без перенапряжения до точки, при которой происходит повреждение, зависит от многих факторов, помимо химического состава самого топлива. Переменные, влияющие на соотношение A/F, когда в двигателе фактически возникает пиковая мощность, включают степень сжатия, момент зажигания, подъем клапана, перекрытие и продолжительность, конструкцию камеры сгорания, температуру двигателя, температуру окружающего воздуха, давление наддува (в двигателях с наддувом). или двигатель с турбонаддувом) и использование других добавок мощности, таких как закись азота (N2O).

КАК ЗАКИСЬ АЗОТА ВЛИЯЕТ НА СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Всем известно, что закись азота действительно может увеличить мощность двигателя. В зависимости от дозы, N2O может повысить мощность от 100 до 400 л.с. и более! Он делает это, добавляя дополнительный кислород в топливно-воздушную смесь. Воздух, которым мы дышим, содержит всего около 21 процента кислорода. Остальное в основном состоит из азота (78 процентов), который практически не влияет на выработку энергии при сгорании. Фактически, часть атмосферного азота в камере сгорания будет соединяться с кислородом при высокой температуре, образуя загрязняющие вещества NOX. Это также крадет немного энергии из процесса сгорания за счет уменьшения количества кислорода, доступного для сжигания топлива.

Если закись азота впрыснуть в двигатель, теплота сгорания разрушает молекулу N2O, высвобождая много лишнего кислорода для сжигания вместе с топливом. Смесь A/F теперь может быть обогащена от 9,5 до 8,0:1 для обеспечения максимальной мощности двигателя. На самом деле, вы ДОЛЖНЫ добавлять дополнительное топливо при впрыске N2O, чтобы смесь A/F не стала опасно обедненной и не обожгла поршни.

КАК РЕГУЛИРОВАТЬ СООТНОШЕНИЕ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Различные модификации могут быть сделаны для изменения нормального соотношения воздух/топливо в двигателе для увеличения мощности.

В двигателях с карбюратором увеличение диаметра отверстия главных дозирующих форсунок увеличит подачу топлива в основной контур для более богатого соотношения воздух/топливо. Размеры струи кодируются числами, поэтому обращение к таблице размеров поможет вам определить наилучший размер для данного набора обстоятельств. Однако это может меняться в зависимости от температуры воздуха и атмосферного давления. Холодный воздух плотнее теплого, поэтому в очень жаркий день вы можете уменьшить количество форсунок на пару размеров, чтобы смесь не стала слишком богатой. Точно так же, если вы настраиваете двигатель где-нибудь в Денвере, который находится в миле над уровнем моря, воздух будет намного тоньше (менее плотный). Для этого также потребуются форсунки несколько меньшего размера, чтобы поддерживать то же соотношение A/F для пиковой мощности.

Настройка двигателя путем замены жиклеров — это, в основном, процесс проб и ошибок, чтобы увидеть, какой размер жиклеров обеспечивает оптимальное соотношение A/F для наилучшей производительности. Это можно сделать, заменив форсунки, выполнив пробный запуск, чтобы увидеть, как работает двигатель, а затем изменив размеры форсунок вверх или вниз на размер или два, пока не будут достигнуты наилучшие результаты. Или, чтобы сэкономить время, настройку можно выполнить на динамометрическом стенде.

ПРИМЕЧАНИЕ. Изменение давления топлива в системе с карбюратором НЕ изменит соотношение A/F (если только вы не увеличите давление настолько, что поплавковый игольчатый клапан внутри карбюратора откроется и заполнит двигатель).

В двигателях с электронным впрыском топлива соотношение воздух/топливо можно изменить, перепрограммировав компьютер для увеличения подачи топлива за счет увеличения времени включения или продолжительности каждого импульса форсунки. Существуют также интерфейсные модули для некоторых приложений, которые изменяют сигналы датчика кислорода, чтобы обмануть компьютер, заставив его думать, что топливная смесь беднее, чем она есть на самом деле, поэтому он добавляет больше топлива для обогащения смеси.

Перенастройку системы EFI лучше всего выполнять тем, кто знает, что делает. Вы действительно можете все испортить, если испортите карту калибровки топлива в компьютере. Карта на самом деле представляет собой алгоритм, который сообщает компьютеру, сколько топлива нужно добавить в двигатель, в зависимости от скорости, нагрузки, воздушного потока и температуры.

Карта A/F определяется при работе двигателя на различных скоростях и нагрузках при контроле смеси A/F с помощью широкополосного кислородного датчика в выхлопе. В зависимости от того, что вы хотите, смесь A/F затем настраивается с различными приращениями оборотов, чтобы увеличить мощность без перегрузки двигателя или траты топлива. Настройка динамометрического стенда также является хорошим способом убедиться, что смесь A/F не становится опасно обедненной в определенные моменты, что может привести к детонации и повреждению двигателя.

LAMBDA : ДРУГОЙ СПОСОБ ВЫРАЖЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ВОЗДУХ/ТОПЛИВО

Еще один способ выразить соотношение воздух/топливо — использовать греческую букву Lambda . Символ выглядит как прописная буква «L» и в основном представляет собой инженерное или научное значение, разработанное людьми, которые изобрели кислородный датчик (Robert Bosch Corp.). Он также широко используется в Европе. Многие анализаторы выхлопных газов и машины для проверки выбросов будут отображать как численное соотношение воздух/топливо, так и/или значение лямбда. Значение определяется путем измерения количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах.

Когда соотношение воздух/топливо находится на стехиометрическом уровне (независимо от типа топлива), значение лямбда будет равно ЕДИНИЦЕ (1,00, если быть точным).

Если воздушно-топливная смесь бедная (больше стехиометрического соотношения или 14,7 для бензина), значение лямбда будет ВЫШЕ 1,00.

Если смесь воздух/топливо ОБОГАТАЯ (соотношение меньше стехиометрического), лямбда будет МЕНЬШЕ 1,00.

Значение лямбда рассчитывается путем деления фактического показания отношения A/F на стехиометрическое соотношение).

Пример: показание лямбда для отношения A/F 16:1 будет (16 разделить на 14,7) или 1,088.

---

Статьи по теме:

Как работает электронный впрыск топлива

Как впрыск топлива влияет на выбросы

Диагностика впрыска топлива

Проблемы с впрыском топлива

Впрыск топлива: диагностика безвозвратного EFI

Топливные форсунки (устранение неисправностей)

Ремонт автомобилей

Как диагностировать проблемы0009

---

См. Наши другие веб-сайты:

Carleysoftware

obd2help.com

random-misfire.com

Помощь в инструменте сканирования

. AFR ) представляет собой массовое отношение воздуха к топливу, присутствующему во время сгорания. Когда все топливо смешивается со всем свободным кислородом, как правило, в камере сгорания автомобиля,
смесь химически сбалансирована, и этот AFR называется стехиометрической смесью (часто сокращается до стоич ). AFR является важной мерой для предотвращения загрязнения окружающей среды и настройки производительности. Лямбда (λ) — это альтернативный способ представления AFR.

В промышленных нагревателях, парогенераторах электростанций и крупных газовых турбинах более распространенным термином является -процентный избыток воздуха для горения . Например, 15-процентный избыток воздуха для горения означает, что используется на 15 процентов больше требуемого стехиометрического количества воздуха.

Смесь – это рабочая точка, которую современные системы управления двигателем, использующие впрыск топлива, пытаются достичь в крейсерских ситуациях с малой нагрузкой. Для бензинового топлива стехиометрическая воздушно-топливная смесь примерно в 14,7 раз превышает массу воздуха в топливе. Любая смесь менее 14,7 к 1 считается богатой смесью, а более 14,7 к 1 — обедненной смесью при идеальном (идеальном) «испытательном» топливе (бензин, состоящий исключительно из н-гептана и изооктана). На самом деле большинство видов топлива состоят из комбинации гептана, октана, нескольких других алканов, а также присадок, включая детергенты, и, возможно, оксигенаторов, таких как МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир) или этанол/метанол. Все эти соединения изменяют стехиометрическое соотношение, при этом большинство добавок снижают это соотношение (оксигенаторы привносят в процесс горения дополнительный кислород в жидкой форме, который высвобождается во время горения; для топлива с содержанием МТБЭ стехиометрическое соотношение может быть низким). как 14.1:1). Транспортные средства, использующие кислородный датчик (датчики) или другой контур обратной связи для управления соотношением топлива и воздуха (обычно путем управления объемом топлива), обычно автоматически компенсируют это изменение стехиометрического расхода топлива путем измерения состава выхлопных газов, в то время как транспортные средства без таких средств управления (например, большинство мотоциклов до недавнего времени и автомобили, выпущенные до середины 19-го века). 80-х годов) могут возникнуть трудности с работой с некоторыми специализированными смесями топлива (особенно зимними видами топлива, используемыми в некоторых регионах), и может потребоваться повторная впрыскивание (или иное изменение коэффициента заправки), чтобы компенсировать использование специальных специализированных топливных смесей. Производители транспортных средств не предоставляют средств для изменения предопределенных топливных карт, что делает такие изменения невозможными без замены стандартного ЭБУ настраиваемой системой. Транспортные средства, использующие кислородные датчики, позволяют контролировать соотношение воздух-топливо с помощью измерителя соотношения воздух-топливо.

Бедные смеси производят более холодные дымовые газы, чем стехиометрические смеси, главным образом из-за чрезмерного разбавления неизрасходованным кислородом и связанным с ним азотом. Богатые смеси также производят более холодные газы сгорания, чем стехиометрическая смесь, в первую очередь из-за избыточного количества углерода, который окисляется с образованием монооксида углерода, а не диоксида углерода. Химическая реакция окисления углерода с образованием монооксида углерода выделяет значительно меньше тепла, чем аналогичная реакция с образованием диоксида углерода. (Окись углерода сохраняет значительную потенциальную химическую энергию. Она сама по себе является топливом, а двуокись углерода — нет.) Бедные и богатые смеси при потреблении в двигателе внутреннего сгорания производят меньше энергии, чем стехиометрическая смесь. Точно так же бедные смеси и богатые смеси дают более низкую эффективность использования топлива, чем лучшая смесь. (Смесь для наилучшей топливной экономичности немного отличается от стехиометрической смеси.)

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое 1 Сводка 2 Другие используемые термины 2.1 АФР 2.2 ФАР 2,3 лямбда 2.4 Коэффициент эквивалентности 3 См. также

Сводка

Теоретически стехиометрическая смесь содержит достаточно воздуха, чтобы полностью сжечь доступное топливо. На практике это никогда полностью не достигается, в первую очередь из-за очень короткого времени, доступного в двигателе внутреннего сгорания для каждого цикла сгорания. Большая часть процесса сгорания завершается примерно за 4-5 миллисекунд при частоте вращения двигателя 6000 об/мин. Это время, которое проходит с момента зажигания искры до практически полного сгорания топливно-воздушной смеси после поворота коленчатого вала примерно на 80 градусов.

Каталитические нейтрализаторы лучше всего работают, когда выхлопные газы, проходящие через них, показывают, что произошло почти идеальное сгорание.

Стехиометрическая смесь, к сожалению, очень сильно горит и может повредить компоненты двигателя, если двигатель находится под высокой нагрузкой на этой топливно-воздушной смеси. Из-за высоких температур этой смеси возможна детонация топливно-воздушной смеси вскоре после максимального давления в цилиндре при высокой нагрузке (так называемая детонация или стук). Детонация может привести к серьезному повреждению двигателя, так как неконтролируемое сгорание топливно-воздушной смеси может создать очень высокое давление в цилиндре. Как следствие, стехиометрические смеси используются только в условиях легкой нагрузки. В условиях ускорения и высоких нагрузок используется более богатая смесь (более низкое соотношение воздух-топливо) для получения более холодных продуктов сгорания и тем самым предотвращения детонации и перегрева головки блока цилиндров.

В типичной горелке для сжигания воздуха в природном газе используется стратегия двойного пересечения пределов для обеспечения контроля соотношения. (Этот метод использовался во время Второй мировой войны). Стратегия включает в себя добавление обратной связи по противоположному потоку в ограничивающее регулирование соответствующего газа (воздуха или топлива). Это обеспечивает регулирование соотношения в допустимых пределах.

Другие используемые термины

Существуют и другие термины, обычно используемые при обсуждении смеси воздуха и топлива в двигателях внутреннего сгорания. Однако слово «стоич» также известно как сленговое слово.

АФР

Соотношение воздух-топливо является наиболее распространенным справочным термином, используемым для смесей в двигателях внутреннего сгорания. Это отношение массы воздуха к массе топлива в топливно-воздушной смеси в любой момент времени.

Для чистого октана стехиометрическое соотношение смеси составляет примерно 14,7:1 или λ точно равно 1,00.

В безнаддувных двигателях с октановым числом максимальная мощность часто достигается при AFR в диапазоне 12,5–13,3:1 или λ от 0,85 до 0,9.0.

ДАЛЬНЯЯ

Соотношение топлива и воздуха часто используется в правительственных исследованиях двигателей внутреннего сгорания и относится к соотношению топлива к воздуху, это 1/AFR.

Лямбда

Большинство практичных устройств AFR фактически измеряют количество остаточного кислорода (для бедных смесей) или несгоревших углеводородов (для богатых смесей) в выхлопных газах. Лямбда (λ) — это мера того, насколько далека эта смесь от стехиометрии. Лямбда 1,0 соответствует стехиометрии, богатые смеси меньше 1,0, а бедные смеси больше 1,0.

Существует прямая связь между лямбдой и AFR. Чтобы рассчитать AFR по заданному значению лямбда, умножьте измеренное значение лямбда на стехиометрическое значение AFR для этого топлива. В качестве альтернативы, чтобы восстановить лямбда из AFR, разделите AFR на стехиометрический AFR для этого топлива. Это последнее уравнение часто используется в качестве определения лямбда:

Поскольку состав распространенных видов топлива меняется в зависимости от сезона и поскольку многие современные автомобили могут работать на разных видах топлива, при настройке имеет смысл говорить о значениях лямбда, а не о AFR.

Коэффициент эквивалентности

Коэффициент эквивалентности системы определяется как отношение отношения топлива к окислителю к стехиометрическому соотношению топлива к окислителю. Математически,

где м представляет массу, n представляет количество молей, суффикс s t обозначает стехиометрические условия.

ТЛАЛИ
отношение топлива к окислителю заключается в том, что оно не имеет такой же зависимости, как отношение топлива к окислителю, от используемых агрегатов. Например, соотношение топлива и окислителя, основанное на массе топлива и окислителя, отличается от соотношения, определяемого на основе количества молей. Это не относится к коэффициенту эквивалентности. Следующий пример может помочь прояснить этот момент. Рассмотрим смесь одного моля этана ( C ₂ H ₆ ) и один моль кислорода ( O ₂ ).

отношение топлива к окислителю в этой смеси в пересчете на массу топлива и воздуха равно

отношение топлива к окислителю в этой смеси в пересчете на количество молей топлива и воздуха равно

Ясно, что эти два значения не равный. Чтобы сравнить его с коэффициентом эквивалентности, нам нужно определить соотношение топлива и окислителя смеси этана и кислорода. Для этого нужно рассмотреть стехиометрическую реакцию этана и кислорода,

Это дает,

Таким образом, мы можем определить коэффициент эквивалентности данной смеси как,

или эквивалентно,

Другим преимуществом использования отношения эквивалентности является то, что отношения больше единицы всегда представляют избыток топлива в топливно-окислительной смеси, чем то, что требуется для полного сгорания (стехиометрическая реакция), независимо от используемых топлива и окислителя.