Какое соотношение топлива и воздуха в смеси

Что же такое ТВС и какой она должна быть

Мощность двигателя, а, следовательно, скорость, разгон и рывок автомобиля напрямую зависят от характеристик энергоносителя – бензина.

Но любителей и профессионалов не обманешь, они прекрасно знают, что в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, спрятанного под капотом любимого автомобиля, сгорает не жидкий бензин или дизель, а топливно-воздушная смесь.

Именно ее состав, отношение массы атмосферного воздуха к массе жидкого топлива позволяет разогнаться до максимальной скорости, совершить рывок во время выполнения маневра обгона, или преодолеть крутой подъем.

Топливно-воздушная смесь – основные понятия

Мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим включением парообразной фазы называется топливно-воздушной смесью или ТВС. Именно она, сгорая в цилиндрах двигателя, придает поступательное движение поршням и обеспечивает движение автомобиля.

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

Бедная и богатая ТВС, узлы и системы дозирования

Эмпирическая формула дает определение «нормальной» ТВС, как смеси 14,7 килограмм атмосферного воздуха и 1 килограмма жидкого топлива. Топливная смесь, количество воздуха в которой больше указанного в соотношении, называется бедной, и, соответственно, богатой, при меньшем количестве воздуха.

• бедная — воздуха > 14,7
• богатая — воздуха < 14,7

В двигателях внутреннего сгорания за приготовление и состав топливно-воздушной смеси отвечает карбюраторный узел, который в настоящее время практически вытеснен инжекторной системой впрыска. И одна, и другая система обеспечивает многообразие режимов работы ДВС за счет приготовления смеси с различным содержанием атмосферного воздуха.

Историческая справка. Барботажный карбюратор – единственный в своем роде узел, позволявший приготовить идеальную топливно-воздушную смесь. Такая ТВС представляла собой смесь паров и атмосферного воздуха и позволяла достигнуть максимального КПД двигателя при минимальном расходе жидкого горючего. К сожалению, конструкция барботажного карбюратора была громоздкой и небезопасной в использовании, а отношение количества воздуха и паров топлива сильно зависело от температуры окружающей среды.

Историческая справка. После принятия свода норм и законов, известного как EURO 3 и регламентирующего содержание вредных для экологии веществ в выхлопных газах автомобилей, производители ДВС перешли на многоточечную инжекторную систему впрыска топлива.

Каждая форсунка обслуживает «свой» цилиндр, а электронная дозирующая система подбирает необходимый состав смеси, который хоть незначительно, но отличается от цилиндра к цилиндру.

На практике такое усложнение приводит к снижению надежности и усложнению ремонта в случае поломки.

Гомогенная и слоистая ТВС – отличия в режимах работы двигателя

Однородная топливная смесь наиболее универсальна для обеспечения работы двигателя внутреннего сгорания во всех возможных режимах.

Стабильная теплоотдача позволяет развить максимальную мощность, не превышая среднедопустимого давления и температуры горения в цилиндрах, что положительно сказывается на стабильности работы двигателя и его долговечности.

Однако все достоинства имеют и оборотную сторону. В данном случае, это неоптимальный расход топлива, «загрязнение» выхлопных газов не сгоревшими микрочастицами.

Эти недостатки устранимы при использовании топливно-воздушной смеси слоистой структуры. В цилиндры подается обедненная смесь, расчетные параметры теплоотдачи которой обеспечивают основные режимы работы ДВС, а так же оптимальный расход топлива. Но большое содержание атмосферного воздуха приводит к нестабильному воспламенению и разной скорости горения топливной смеси при каждом такте сжатия — расширения, что является причиной падения мощности и нестабильности работы двигателя в целом.

Достигнуть единообразия позволяет впрыск в зону воспламенения небольшого количества обогащенной смеси в качестве катализатора реакции окисления. В карбюраторных двигателях для решения данной задачи используют дополнительный впускной клапан, а инжекторные системы оснащаются двухрежимной форсункой.

Использование обедненной и обогащенной ТВС

1. Попытка уменьшить расход топлива путем регулировки топливной системы, зачастую приводит к неприятным последствиям. Увеличение количества воздуха в топливной смеси повышает температуру горения и приводит к преждевременным поломкам двигателя. Прогорание поршневых колец и эрозия стенок цилиндров – обычное дело при езде на обедненной ТВС. При все большем обеднении смеси наблюдается снижение мощности двигателя, при увеличении нагрузки появляются «провалы». Движение автомобиля становится дерганным, малейший подъем может стать непреодолимым препятствием. При достижении соотношения 30 к 1 мотор начинает глохнуть.
2. Чрезмерное обогащение смеси не превратит стандартную модель в гоночный болид. При уменьшении содержания воздуха в ТВС двигатель начинает работать с перебоями, падает мощность, катастрофически возрастает расход топлива. По достижении определенной пропорции двигатель невозможно будет запустить.

Источник: https://znanieavto.ru/toplivo/toplivno-vozdushnaya-smes.html

Топливо и горючая смесь

Автомобильные бензины. В качестве топлива для карбюраторных двигателей используют автомобильные бензины, сырьем для получения которых служит нефть. Бензин представляет собой смесь жидких углеводородов, имеющих различные температуры кипения. Основные свойства бензинов, определяющих их пригодность для двигателей, — испаряемость, стойкость против детонации, содержание серы и других примесей.

Испаряемость бензина зависит от фракционного состава, т. е. количественного соотношения содержащихся в нем углеводородов с различными температурами кипения, и оценивается по температурам начала кипения бензина и перегонки 10 и 90% его массы.

Стойкость бензина против детонации (см. с. 40) определяет пригодность бензина для двигателей с высокой степенью сжатия. Это свойство оценивается октановым числом бензина. Чем оно выше, тем больше может быть степень сжатия двигателя. Для повышения октанового числа большинство бензинов этилируют, добавляя этиловую жидкость, содержащую тетраэтилсвинец (антидетонатор).

Последний ядовит, а поэтому этилированный бензин требует осторожного обращения. Его нельзя применять для мытья рук, обезжиривания деталей при ремонте автомобиля, заправки паяльных ламп, подсасывать ртом при переливании из бочек или автомобильных баков с помощью шланга. При случайном обливании рук или других частей тела этилированным бензином их следует тщательно обмыть керосином, а затем теплой водой с мылом.

Для различения от иеэтилированных этилированные бензины окрашивают в зеленый, желтый или синий цвета.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Примесь серы, попадающей в бензин из нефти, вызывает появление при сгорании бензина сернистых соединений, что усиливает коррозию деталей двигателя.

В СССР для автомобильных двигателей применяют бензины марок А-66, А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98. Цифры обозначают октановое число. Все эти бензины, кроме АИ-98, делятся на летние и зимние. Зимние бензины отличаются от летних более низкими температурами перегонки 10 и 90% массы бензина. Бензин АИ-98 всесезонный.

Топливовоздушная смгсь и ее сгорание. Поступающая в цилиндры во время работы двигателя смесь распыленного и частично испаренного топлива с воздухом называется горючей смесью. После того как она смешается внутри цилиндра с отработавшими газами, оставшимися от предшествующего рабочего цикла (остаточными газами), ее называют рабочей смесью.

Для полного сгорания 1 кг бензина требуется около 15 кг (или 12 м3) воздуха. Это количество воздуха называют теоретически необходимым, а смесь, содержащую такое количество воздуха, — нормальной. Если в смеси содержится свыше 15, но не более 17 кг воздуха на 1 кг топлива, ее называют обедненной, а при содержании воздуха свыше 17 кг —бедной. Смесь, в которой содержится на 1 кг топлива меньше 15, но не ниже 12 кг воздуха, является обогащенной, а менее 12 кг — богатой.

Соотношение количества топлива и воздуха в смеси влияет на мощность и топливную экономичность двигателя, оцениваемую расходом топлива в г/э-кВт-ч (г/э.л.с.-ч).

Двигатель, работающий на нормальной смеси, развивает мощность, близкую к максимальной, и расходует топливо в пределах нормы.

На обогащенной смеси двигатель развивает максимальную мощность, но расходует несколько больше топлива, чем на нормальной смеси.

При работе на богатой смеси мощность двигателя снижается, а расход топлива повышается. Во время работы двигателя на такой смеси из его выпускной трубы идет черный дым, указывающий на неполноту сгорания топлива (в отработавших газах содержится несгорев-ший углерод топлива в виде сажи). Очень богатая смесь, содержащая 5 и менее частей воздуха на 1 часть топлива, не воспламеняется, и на ней двигатель работать не может.

Обедненная смесь с соотношением количества топлива и воздуха около 1 : 16 обеспечивает наибольшую в сравнении со смесями других составов экономичность двигателя, но его мощность несколько ниже, чем при нормальной смеси.

Бедная смесь вызывает резкое уменьшение мощности двигателя, так как скорость ее горения очень мала. При работе двигателя на бедной смеси возрастает расход топлива, появляются перебои в работе цилиндров, вспышки в карбюраторе («чихание») и двигатель перегревается. Если на 1 кг топлива приходится 21 кг и более воздуха, смесь теряет способность воспламеняться и двигатель не работает.

Во время пуска и прогрева холодного двигателя смесь должна быть богатой (соотношение количеств топлива и воздуха 1 : 81 : 10), так как значительная часть содержащегося в ней распыленного топлива не испаряется, а оседает на стенках впускного трубопровода и цилиндров, образуя на них жидкую пленку.

Для устойчивой работы прогретого двигателя на малых оборотах холостого хода требуется обогащенная смесь.

Когда двигатель работает с неполной нагрузкой, смесь должна быть обедненной, что обеспечивает экономичность его работы, а при полной нагрузке — обогащенной, чтобы двигатель развивал полную мощность.

При нормальном горении топлива в цилиндрах скорость распространения пламени от свечи зажигания по всему объему камеры сгорания составляет 3040 м/с. В этом случае давление в цилиндре повышается быстро, но плавно.

Детонационным горением, или детонацией, называют горение смеси со скоростью, достигающей 2000 м/с и выше, носящее характер взрыва. Признак детонации — появление звонких металлических стуков в цилиндрах.

Детонация возникает под действием высоких температур и давлений в цилиндрах двигателей, имеющих высокую степень сжатия, если для них используют бензин с недостаточно большим октановым числом.

Детонация вредна, поскольку вызываемое ею резкое повышение давления в цилиндрах может быть причиной раскрошивания подшипников коленчатого вала, повреждения поршней и других деталей двигателя. Кроме того, при детонации топливо сгорает не полностью, вследствие чего падает мощность и снижается экономичность двигателя .

Иногда в цилиндрах прогретого двигателя происходит самовоспламенение горючей смеси при ее соприкосновении с сильно нагретыми электродами свечей зажигания, кромками клапанов или частицами нагара, покрывающими поверхность камеры сгорания, называемое также калильным зажиганием. Самовоспламенение, происходящее обычно раньше появления искры в свечах зажигания, как и детонация, нарушает нормальную работу двигателя. Один из признаков появления калильного зажигания — двигатель продолжает работать после выключения зажигания.

Основная причина появления калильного зажигания — применение свечей зажигания, не рекомендованных для двигателя заводами-изготовителями.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство и работа системы питания карбюраторного двигателя

Категория: — Автомобили и трактора

→ Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/toplivo-i-goryuchaya-smes

Датчик кислорода: в борьбе за оптимальный состав горючей смеси

» Статьи » Датчик кислорода: в борьбе за оптимальный состав горючей смеси

В современных двигателях внутреннего сгорания присутствует система коррекции избытка кислорода в горючей смеси, основанная на датчике кислорода. О том, что такое датчик кислорода, каких типов он бывает, как устроен и работает, а также о верном выборе и замене этого датчика — читайте в данной статье.

Назначение датчика кислорода

Датчик кислорода (лямбда-зонд, датчик дожига, O2 sensor) — компонент электронной системы управления двигателем; датчик системы лямбда-коррекции (коррекции избытка воздуха) в топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя внутреннего сгорания.

Система лямбда-коррекции состава топливно-воздушной смеси

Требования к экологической безопасности двигателей ужесточаются с каждым годом, поэтому инженерам приходится искать новые пути снижения концентрации опасных соединений в выхлопных газах.

Сегодня эта задача решается комплексно — обеспечением оптимального состава топливно-воздушной смеси, при котором достигается наиболее полное ее сгорание, и внедрением в выхлопную систему каталитического нейтрализатора, который снижает концентрацию опасных веществ в отработавших газах.

Эффективность работы нейтрализатора прямо связана с составом топливно-воздушной смеси: наибольшее количество (до 95% и более) несгоревших углеводородов, оксидов азота и угарного газа нейтрализуется только при объемном соотношении воздуха и топлива в горючей смеси 14,7:1.

Указанное соотношение является стехиометрическим, или идеальным, его условно принимают за единицу. Когда коэффициент больше единицы — смесь является бедной, в ней присутствует избыток воздуха. Когда коэффициент меньше единицы — смесь является богатой, в ней присутствует избыток топлива. Данный коэффициент обозначается греческими буквами α (альфа, используется в русскоязычной литература) и λ (лямбда, используется в иностранной литературе).

В современных моторах контроль и регулирование состава топливно-воздушной смеси обеспечивается системой коррекции избытка воздуха в ней по измерению концентрации остаточного кислорода в отработавших газах.

В простейшем случае система состоит датчика кислорода (лямбда-зонда) в выпускном коллекторе (до входа в каталитический нейтрализатор), связанного с электронным блоком управления двигателем.

Датчик измеряет содержание остаточного кислорода в выхлопе, и на основе этих измерений ЭБУ корректирует объем поступающего в камеры сгорания топлива. В более сложных системах используется дополнительный датчик кислорода на выходе из каталитического нейтрализатора.

Типы, конструкция и принцип работы датчика кислорода

Сегодня применяется два типа датчиков кислорода (лямбда-зондов):

• Гальванический (на основе диоксида циркония);
• Резистивный (на основе диоксида титана).

Оба датчика относятся к пороговому (узкодиапазонному) типу — вырабатываемый ими уровень или тип сигнала резко изменяется при незначительных отклонениях коэффициента лямбда от единицы.Работа датчиков основана на различных физических принципах, что обуславливает их конструкцию и функционирование в системе коррекции избытка кислорода.

Устройство и работа гальванического датчика кислорода

Конструкция и принцип работы гальванического датчика кислорода

В основе датчиков этого типа лежит гальванический элемент с твердым электролитом (твердооксидный топливный элемент).

Такой элемент выполнен в виде керамического стакана из диоксида циркония, легированного оксидом скандия или оксидом иттрия, с наружной и внутренней стороны имеющего пористое платиновое покрытие.

Эта конструкция является гальваническим элементом, в котором керамический стакан выполняет функции твердого электролита, а платиновое покрытие — двумя электродами. Наружная часть элемента располагается в потоке отработавших газов, а ко внутренней части (внутрь стакана) подводится холодный атмосферный воздух (так называемая «опорная атмосфера»).

При температурах от 400 °C такой элемент становится источником тока за счет химических реакций с участием проникающих в керамику ионов кислорода. И сила тока зависит от разницы концентрации кислорода на внутреннем и наружном электродах — именно этот факт используется для измерения остаточного кислорода в выхлопных газах.

Характеристики данного гальванического элемента таковы, что при λ=1 (оптимальная смесь) в нем возникает ток с напряжением около 0,5 В, но уже при незначительном изменении концентрации остаточного кислорода в выхлопных газах напряжение резко (скачком) изменяется. При λ=0,9 напряжение возрастает почти до 0,9 В, а при λ=1,1 — падает до 0,1 В. Данный сигнал поступает на ЭБУ, где обрабатывается и используется для управления системой подачи топлива.

Чувствительный элемент помещен в защитный кожух с прорезями и располагается на торце металлического корпуса датчика, на котором выполнена монтажная резьба (существуют датчики и с монтажным фланцем). Внутри корпуса располагается канал для подачи воздуха, проводники, изоляторы и другие детали.

В некоторых датчиках дополнительно устанавливается одна или две электрических спирали для подогрева элемента до рабочей температуры. Если в автомобиле используется датчик без подогрева, то первые несколько минут после пуска мотора состав горючей смеси не корректируется, система лямбда-коррекции начинает работать только после прогрева.

Датчики с подогревом требуют минимального времени на подготовку к работе и практически сразу обеспечивают коррекцию состава горючей смеси.

Назначение выводов датчиков кислорода

Датчик кислорода может иметь различное число выводов:

• 1 вывод — датчики без подогрева, в них присутствует только один сигнальный вывод, подключение к массе осуществляется через корпус прибора;
• 2 вывода — датчики без подогрева, в них один вывод является сигнальным, второй служит для подключения к массе;
• 3 вывода — датчики с подогревом; в них присутствует сигнальный вывод, вывод для подключения нагревательного элемента и общий массовый вывод;
• 4 вывода — датчики с подогревом, четвертый вывод может использоваться для подключения второго нагревательного элемента или подключения нагревательного элемента к массе.

Обычно подключение датчика осуществляется с помощью стандартного разъема, расположенного на жгуте выходящих из датчика проводов.

Устройство и функционирование резистивного датчика кислорода

Конструкция резистивного датчика кислорода

В основе датчиков этого типа лежит резистивный элемент на основе пленок из диоксида титана, нанесенных на изолирующую подложку.

Принцип действиядатчика прост и основан на свойстве диоксида титана при высоких температурах (от 200 °C, оптимальный режим — около 700 °C) изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от парциального давления кислорода (то есть, от концентрации этого газа).

Причем это изменение происходит скачкообразно: при обогащении топливной смеси (снижении концентрации кислорода) сопротивление составляет 1-10 кОм; при обеднении топливной смеси (повышении концентрации кислорода) сопротивление скачкообразно повышается на два порядка — до 1-10 МОм.

Датчик подключается к ЭБУ двигателя через измерительный мост, где выполняет функции одного из четырех резисторов. Сопротивления резисторов подобраны таким образом, что при λ=1 мост находится в балансе и сигнал на его выходе соответствует некоторой величине, которая условно принята за «ноль».

При уменьшении концентрации кислорода сопротивление датчика резко падает и на выходе моста появляется напряжение 4-5 В. При увеличении концентрации кислорода сопротивление датчика резко возрастает и на выходе моста появляется напряжение около 0,2-0,4 В.

Данные выходные напряжения поступают на ЭБУ, который вносит коррективы в работу системы впрыска топлива.

Конструктивно резистивные датчики аналогичны гальваническим, они тоже могут иметь нагревательный элемент и подключаться к ЭБУ с помощью одного, двух, трех или четырех проводов.

Вопросы выбора, проверки и замены датчика кислорода

Установка лямбда-зонда в выпускном коллекторе двигателя

Датчики кислорода работают в условиях повышенных температур и загрязнений, поэтому они обладают ограниченным ресурсом и требуют регулярной замены. Датчики без подогрева должны меняться после 50 тысяч км пробега, с подогревом — после 70 тысяч км пробега.

Однако эти приборы могут выходить из строя раньше, это проявляется ухудшением работы двигателя — повышением расхода топлива, неустойчивым холостым ходом, повышением дымности выхлопа, падением мощности и другими признаками. Обычно неисправность датчика отображается кодом ошибки, но иногда система самодиагностики не может определить поломку.

Самостоятельно выполнить диагностику датчика сложно, особенно для неспециалиста — эта работа требует применения специальных измерительных приборов (осциллографа), сканера и инструментов. Так что лучше проверку доверить специалистам.

На замену следует использовать только те типы и модели датчиков, что рекомендованы автопроизводителем. Другой лямбда-зонд, даже если он и встанет в выхлопную трубу, может давать неверные показания и лишь ухудшить работу двигателя.

Замену нужно выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля, при этом следует использовать уплотнительные кольца и затягивать датчик с установленным усилием, в противном случае может возникнуть утечка газов или повреждение прибора.

Если датчик подобран и заменен правильно, двигатель будет эффективно работать на всех режимах соответствовать экологическим требованиям.

Источник: http://www.autoars.ru/articles/?id=152

Богатая и обедненная смесь

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

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

Причины богатоой топливной смести автомобиля

Богатая ТВС: понятия

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

https://www.youtube.com/watch?v=yyvp5qxOuLo

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

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

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

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

Бедная ТВС: понятия

Бедная топливная смесь

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

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

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

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

Признаки образования богатой смеси

Образование богатой топливной смеси происходит с шикарным набором проявлений.

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

Проблемы приготовления топливной смести автомобиля

Причины образования богатой смеси

Образование богатой топливно-воздушной смеси происходит в следующих случаях:

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

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

1. Связанные с неисправной работой систем двигателя:

• форсунки подают слишком большое количество топлива;
• загрязнение воздушного фильтра;

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

Первая помощь автомобилю с ошибкой Р0172

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник: https://avtotop.info/bogataja-i-obednennaja-smes/

Датчик обогащения топливной смеси

Самая, пожалуй, важная особенность систем электронного впрыска топлива – это наличие обратной связи по составу топливовоздушной смеси. Используя лямбда-зонд, блок управления двигателем в любой момент определит, является смесь богатой или бедной (если используется узкополосный датчик кислорода).  Или даже точно узнает состав смеси (при установке широкополосного датчика).

Богатая — бедная смесь

Далее вступает в действие алгоритм замкнутой петли (в англоязычной терминологии – closed loop). Постоянно анализируя сигнал с кислородного датчика, контроллер изменяет состав топливной смеси каждый раз, когда напряжение датчика переходит порог, соответствующий стехиометрической смеси (идеальному соотношению топливо/кислород). Поэтому при работе двигателя напряжение на выходе лямбда-зонда имеет вид, близкий к синусоиде.

Как только напряжение поднимается (смесь из бедной превращается в богатую), контроллер, выждав некоторое время, начинает постепенно уменьшать время впрыска, обедняя смесь. Это продолжается до момента, когда напряжение на кислородном датчике не упадет, указав на переход смеси в бедную. Далее время впрыска вновь увеличивается –  поэтому алгоритм и называется «замкнутой петлей».

Поскольку по мере эксплуатации автомобиля реальные параметры работы могут серьезно отклоняться от идеальных, заданных прошивкой, применяется параметр долгосрочной коррекции состава смеси.

Его задает алгоритм самообучения, «на пальцах» его работу можно объяснить так: если длительное время краткосрочная коррекция (задаваемая по лямбда-зонду) значительно отклоняется от нуля, то усредненное значение отклонения учитывается при расчете времени открытия форсунок еще до применения краткосрочной коррекции.

Например, у нас неисправный регулятор давления топлива завышает количество топлива, реально попадающего в цилиндры при расчетном времени открытия форсунок. Соответственно, момент перехода от бедной к богатой смеси по лямбда-зонду будет проходить при отрицательном значении кратковременной коррекции: смесь придется обеднять постоянно. Эту отрицательную коррекцию алгоритм самообучения запомнит.

Таким образом, даже при серьезных отклонениях данных с датчиков и реального состояния мотора система впрыска поддерживает заданный состав смеси. Однако любая коррекция имеет свои пределы, и при выходе параметров коррекции за граничные значения загорится индикатор Check Engine.

Причины  и симптомы появления ошибки P0172

Как только параметры коррекции (в диагностических программах обычно отображаемые в процентах) опускаются ниже заданного порога (например, -70%), автоматически фиксируется ошибка с кодом по стандарту OBD-II P0172. Для понимания причин возникновения такой ошибки нужно знать, что сам по себе состав смеси ЭБУ неизвестен, он отталкивается исключительно от напряжения на выходе лямбда-зонда.

Загрязненный лямбда -зонд

Поэтому первая причина, которая может вызвать возникновение ошибки P0172 – это банальное загрязнение измерительного элемента лямбда-зонда сажей. В этом случае даже при очень обедненной смеси кислород из отработанных газов не проникает сквозь нагар к лямбда-зонду, и на выходе постоянно будет сигнал, соответствующий богатой смеси. Соответственно ЭБУ впрыска уменьшит параметр коррекции топлива до тех пор, пока он не начнет зашкаливать. Для алгоритма это станет поводом индикации ошибки P0172.

Без диагностики симптомы при этом очевидны. Холодный двигатель запускается нормально или слегка затрудненно (так как на пусковом режиме и при прогреве алгоритм «замкнутой петли» отключается), затем стабильность работы мотора все ухудшается, машина глохнет под нагрузкой.

Свечи покрыты белым нагаром или даже имеют следы перегрева (температура горения бедных смесей выше).

При диагностике нет «синусоиды» на выходе лямбда-зонда, напряжение не меняется даже на режимах принудительного холостого хода, когда топливоподача отключается, и исправный кислородный датчик однозначно показал бы бедную смесь.

Однако смесь и на самом деле может быть богатой. На автомобилях, оборудованных датчиком массового расхода воздуха, одна из самых вероятных причин – это именно неисправность ДМРВ. Со временем эти датчики начинают завышать показания.

Если для моторов ВАЗ нормальным расходом воздуха на холостом ходу является 9-10 кг/ч, то при неисправности датчика может быть и 15 и больше. Автору доводилось видеть «Газель», которая буквально заливала мотор бензином, потому что на холостом ходу у нее расход воздуха составлял якобы 90 кг/ч.

Причем примитивный алгоритм старого «Микаса» даже не считал это неисправностью.

Опираясь на некорректные показания ДМРВ, ЭБУ впрыска при расчете количества топлива переобогащает смесь, и алгоритм «замкнутой петли» уводит коррекцию в минус. Диагностируется это «на коленке» по перерасходу топлива, черным свечам, причем при отключении ДМРВ работа двигателя становится лучше.

Датчики системы впрыска могут быть и исправными, но топливо все равно расходуется из-за механических причин:

• неисправность регулятора давления топлива, не сбрасывающего излишки в обратку (современные регуляторы встраиваются в модуль бензонасоса и физически обратки нет – «лишнее» топливо уходит сразу в бензобак);
• и негерметичность форсунок.

То есть ЭБУ рассчитывает время впрыска правильно, но в реальности топлива в цилиндры подается больше расчетного, и «замкнутая петля» вновь уводит коррекции в серьезный минус. Возможно и пережатие самого шланга обратки на старых автомобилях со сливной рампой: регулятор и рад бы сбросить лишнее топливо в бак, но не получается.

Сразу все форсунки начинают «лить» редко, так что эту проблему можно отличить сразу: в одном-двух цилиндрах свечи  чернее, чем в остальных. Если же перелив происходит из-за неисправности регулятора давления, то черными будут все свечи. И подключение манометра к рампе сразу выдаст неисправный регулятор давления топлива.

«Лишнее» топливо появляется и из-за неисправности системы улавливания топливных паров (проще говоря – адсорбера). Это проверить нетрудно, пережав шланг, идущий от адсорбера на впуск.

И, наконец, лишнее топливо попадает в цилиндры и через вентиляцию картера, если бензин попадает в масло. Это «выловить» легко по увеличению уровня, ощутимому «разжижению» масла, характерному запаху.

Как устранить ошибку

Независимо от причины возникновения ошибки P0172 оттягивать с ремонтом не стоит, богатая смесь сокращает ресурс катализатора. Первыми проверяются и устраняются наиболее вероятные источники проблем:

1. Осмотрите свечи. Убедитесь по наличию черного нагара, что смесь переобогащена.
2. На автомобилях с обраткой снимите патрубок с регулятора и попробуйте продуть, чтобы исключить его пережатие где-либо по пути в бензобак.
3. Узнайте корректные значения давления топлива для своей машины. Для ВАЗ со сливной рампой это 3 бар, с бессливной – 4. Учтите, что на сливной рампе давление меряется при снятом с регулятора вакуумном патрубке, иначе показания на холостом ходу будут ниже на 0,6-0,5 бар! Сам манометр для измерения можно недорого купить или одолжить.
4. Подключите тестер к сигнальному проводу лямбда-зонда в режиме измерения напряжения. Удобнее использовать стрелочные приборы – у них нет такой инерции, как у цифровых, на исправном лямбда-зонде можно будет увидеть колебания стрелки от 0,25 до 0,75 В.
5. Измерьте напряжение на выходе ДМРВ на заглушенном моторе, сравнив его с эталонным, если есть возможность его узнать. Например, для ВАЗовских датчиков оно не должно быть выше 1,03 В (Bosch) и 0,04 В (Siemens).
6. Проверьте уровень и состояние моторного масла.
7. Не «выловив» источник проблем, обратитесь в сервис – для квалифицированного диагноста здесь проблем не будет.

: P0172 богатая смесь

Источник: http://izst-detail.ru/datchik-obogascheniya-toplivnoy-smesi/

Ошибка P0171 – поиск причины и устранение неисправности

Появление ошибки P0171 свидетельствует о том, что двигатель получает слишком мало топлива или слишком много воздуха. В результате этого топливно-воздушная смесь образуется неправильным образом, что приводит к появлению проблем.

Для правильной работы силового агрегата необходима оптимальная смесь. Стандартным считается соотношение топлива к воздуху – 1:14,7. В случае значительного отклонения от этого показателя смесь становится обогащённой (слишком много топлива) или обеднённой (слишком много воздуха). Именно слишком обеднённая смесь приводит к появлению ошибки P0171.

Симптомы неисправности

Работа двигателя на слишком бедной смеси проявляется следующими признаками:

• значительная потеря мощности;
• горящий индикатор Check Engine на панели приборов;
• троение или захлебывание двигателя (нестабильная работа на холостых оборотах);
• проблемы с запуском двигателя;
• перегрев мотора.

Если не решать проблему с бедной смесью, увеличивается расход топлива, так как водитель вынужден сильнее давить на газ и ездить на повышенных оборотах. Со временем также может произойти повреждение каталитического нейтрализатора.

Причины появления кода неисправности P0171

Поскольку смесь может быть бедной из-за чрезмерного объема воздуха или нехватки топлива, мы рассмотрим две эти проблемы по отдельности.

Причины роста количества воздуха:

• утечка вакуума (подсос воздуха) через магистрали, прокладки впускного коллектора, дроссельной заслонки, ДМРВ, клапан EGR, регулятор холостого хода, вакуумный усилитель тормозов и т.д.;
• неисправность датчика массового расхода воздуха (ДМРВ);
• неисправность датчика кислорода.

Нехватку топлива могут вызвать следующие факторы:

• снижение производительности топливного насоса;
• грязная сетка топливного насоса;
• забитый топливный фильтр и форсунки;
• неисправность регулятора давления топлива.

Поиск причины неисправности шаг за шагом

Поскольку причин может быть много, советуем сначала проверить работу датчиков с помощью диагностического прибора. Если с датчиками всё в порядке, можно переходить к замеру давления на топливной рейке. Эта процедура поможет проверить состояние топливного насоса и фильтров. Последний этап тестов – проверка герметичности вакуумных магистралей и различных прокладок. Рассмотрим эти советы более детально.

Проверка работоспособности датчиков

Очень часто ошибка P0171 появляется по причине банального загрязнения датчика массового расхода воздуха. Попадание пыли и грязи внутрь ДМРВ приводит к тому, что он уже не может быстро реагировать на изменения объема воздуха. В результате этого электронный блок управления получает неправильные данные и уменьшает количество топлива.

Всё это приводит к нарушению пропорции смеси. Из-за этого и появляется код 0171. Нередко эта ошибка не приходит одна – в памяти ЭБУ сохраняются также коды P0100 и P0102, свидетельствующие о проблемах в работе датчика расхода воздуха. В таких случаях надо просто почистить ДМРВ с помощью очистителя карбюраторов или карбклинера.

Если чистка не помогает, возможно, датчик придётся заменить.

Виновником может быть также лямбда-зонд, но в таком случае он будет выдавать соответствующую ошибку. Диагностика с помощью прибора покажет вам, в какую сторону «копать». Если все остальные датчики работают нормально, необходимо проверить работоспособность системы подачи топлива.

Диагностика топливной системы

Ошибка «обеднённая смесь» нередко возникает по причинам, связанным с неправильной работой системы подачи топлива. Диагностика этой системы проводится следующим образом:

• проверить мощность топливного насоса (с помощью манометра);
• провести тест работоспособности топливных форсунок на специальном стенде;
• проверить топливный фильтр;
• проверить регулятор давления топлива;
• проверить подачу питания бензонасоса.

Если топливо подаётся без сбоев, остаётся всего одна причина – подсос воздуха.

Поиск утечки вакуума

Подсос воздуха может происходить в любом из шлангов, которые подключены к впускному коллектору двигателя. Также возможны утечки вакуума через прокладки впускного коллектора, дроссельный узел, гофру между фильтром воздуха и дроссельной заслонкой, уплотнительные колечки форсунок, регулятор холостого хода.

Уделите внимание и таким узлам как система вентиляции картера, абсорбер топливной системы, вакуумный усилитель тормозов и все шланги, которые к ним подключены. Причиной проблемы может быть даже трещина выпускного коллектора, через которую попадает лишний воздух ещё до датчика кислорода. Это также может негативно влиять на правильность формирования смеси топлива и воздуха.

Наиболее простой и действенный метод поиска подсоса воздуха – применение дымогенератора. Это устройство легко изготовить в домашних условиях, инструкций в Сети немало, воспользуйтесь одной из них.

Источник: https://autofakty.com/p0171-oshibka-bednaya-smes-prichiny-neispravnosti-i-ustranenie/

Индикатор качества смеси ИКС-1

20 Января 2014

Качество горючей смеси в карбюраторных двигателях устанавливается вручную при настройке карбюратора, и очень часто этот процесс проводится «на глазок». Однако лучшим решением станет использование специального прибора — индикатора качества смеси.

Что такое индикатор качества смеси

В современных инжекторных двигателях за качество смеси (ее состав и соотношение топлива и воздуха) отвечает электроника, поэтому водитель не беспокоится о режиме работы двигателя, его токсичности и расходе топлива. Но все иначе с карбюраторными моторами — в них предусмотрена возможность регулировки качества смеси, которая производится с помощью винта качества карбюратора на холостом ходу.

От качества горючей смеси, то есть от соотношения топлива и воздуха, зависят основные характеристики двигателя: мощность и расход топлива, а также стабильность работы и токсичность выхлопных газов (в первую очередь — содержание угарного газа). Обычно отношение топлива и воздуха в горючей смеси составляет 1:15 (при пуске холодного двигателя — 1:10), однако для каждого конкретного двигателя эта цифра может отличаться, поэтому и возникает необходимость проводить настройки карбюратора.

В простейшем случае настройка качества горючей смеси производится до достижения стабильной работы двигателя на холостом ходу при определенных оборотах, однако такой подход далеко не всегда позволяет достичь успеха, поэтому лучше использовать специальное устройство — индикатор качества смеси (ИКС).

ИКС имеет очень простое устройство, но при этом он эффективен и может использоваться даже неопытными автовладельцами. Интересно, что наиболее популярный в нашей стране индикатор — ИКС-1 — выпускается не первый десяток лет, но все еще очень востребован и популярен. Это лучше всех слов говорит о полезности прибора.

Устройство индикатора

Индикатор имеет очень простое устройство. Его основу составляет специальная свеча зажигания со встроенным стеклянным световодом, на корпусе свечи надета черная трубка со стеклом в торце и отклоняющимся зеркальцем, образующим что-то вроде перископа. К свече подведен высоковольтный провод со шпилькой, повторяющей форму контактной головки свечи (в приборе ИКС-1 наконечник провода позволяет подключать «подсвечники» различных типов).

Также в комплект индикатора входит уплотнительное кольцо для свечи, с помощью которого обеспечивается герметичность камеры сгорания при установке качества смеси.

В приборе ИКС-1 используется свеча зажигания с резьбой М14×1,25 с максимальной длиной резьбовой части 12 мм — этого достаточно для настройки большинства карбюраторных двигателей отечественных автомобилей.

Принцип работы индикатора

Как определить качество горючей смеси? Можно взять несколько датчиков, измеряющих основные параметры двигателя, и с помощью электронного блока отрегулировать подачу топлива и воздуха — такое решение сегодня используется в инжекторных двигателях. Однако множество датчиков и блок управления — это дорого и не всегда удобно. Оказывается, что для настройки карбюраторного двигателя можно использовать куда более простой и доступный «прибор» — наш глаз.

На самом деле ничего удивительного здесь нет: топливно-воздушная смесь, сгорающая в камере сгорания, образует пламя определенного цвета, который в значительной степени зависит от ее состава и соотношения количества топлива и воздуха. Горючая смесь оптимального состава образует пламя ярко-голубого цвета, а отличие цвета свидетельствует о необходимости регулировки качества смеси.

Можно сказать, что индикатор качества смеси — это окно для камеры сгорания, которое позволяет наблюдать цвет образуемого пламени, и тут же производить настройку карбюратора.

Настройка карбюратора с помощью индикатора качества смеси

Процесс работы с ИКС сводится к следующему:

1. Запустить и прогреть двигатель;
2. Заглушить двигатель, вывернуть свечу второго или третьего цилиндра, вкрутить вместо нее свечу ИКС;
3. Установить на свечу трубку;
4. Запустить двигатель, повернуть зеркальце с таким расчетом, чтобы из удобного положения видеть цвет пламени в камере сгорания;
5. Винтом количества установить минимально устойчивые обороты двигателя;
6. Винтом качества найти такое положение, при котором пламя в камере сгорания приобретает ярко-оранжевый цвет (это свидетельствует о переобогащении смеси, обычно достигается при выворачивании винта);
7. Вворачивая винт качества, добиться появления ярко-голубого пламени;
8. Еще немного ввернуть винт качества (не более чем на половину оборота);
9. Заглушить двигатель, вывернуть ИКС и вернуть свечу зажигания.

Как видите, настройка качества горючей смеси с помощью ИКС очень проста и требует минимум времени, однако нужно обратить внимание на несколько важных моментов:

• Настройку лучше производить в затемненном месте — свет от сгорающей смеси в немалой степени задерживается стеклянным световодом в свечи, поэтому наблюдаемый в зеркальце цвет пламени не виден при ярком внешнем освещении;
• Ни в коем случае нельзя наблюдать цвет пламени непосредственно через стекло — для безопасности предусмотрено отклоняющееся зеркало;
• Свеча зажигания в ИКС не предназначена для длительной работы на высоких оборотах, поэтому частота вращения коленвала при настройке двигателя не должна превышать 1200 об/мин.

В остальном индикатор качества смеси — это очень простое и удобное в использовании средство, которое, к тому же, имеет доступную стоимость. Поэтому иметь его стоит всем, кто эксплуатирует автомобиль с карбюраторным двигателем. Это поможет и обеспечить лучшую работу мотора, и сэкономить топливо, и снизить негативное влияние на окружающую среду.

Источник: https://www.avtoall.ru/article/3620688/

Топливно-воздушная смесь для бесперебойной работы мотора

Каждый владелец автомобиля, который имеет понятие о работе узлов и агрегатов авто, понимает, насколько важна для бесперебойной работы мотора топливно-воздушная смесь.

Что такое топливно-воздушная смесь?

Топливно-воздушная(топливовоздушная) смесь — это мелкодисперсный состав включающий атмосферный воздух, забор которого осуществляется из атмосферы, и горюче-смазочных материалов, предварительно залитых в бензобак автомобиля.

В качестве топлива может использоваться как бензин, солярка так и сжиженный газ.

 Исправный топливный насос высокого давления должен обеспечивать оптимальную топливовоздушную смесь с соотношение топлива и воздуха 1:14,7, то есть на одну часть топлива необходимо 14,7 частей воздуха.

Оптимальный состав топливовоздушной смеси

Перед тем как соединиться во впускном коллекторе автомобиля, эти составляющие предварительно проходят обязательную фильтрацию. Горюче-смазочные материалы очищаются в топливном фильтре, а фильтрация воздуха осуществляется через воздушный фильтр.

Влияние топливовоздушной смеси на мощность и расход топлива

Данная топливная смесь, обогащённая воздухом, позволяет силовому агрегату авто в полной мере проявить свои мощностные характеристики, при этом она не повлияет на его экономичность. Если в автомобиле будет использоваться бедная смесь топлива и воздуха, то снизятся не только его мощностные показатели, но и экономичность.

Обеднённая смесь сильно влияет на расход топлива любого автомобиля. Так как мощность автомобиля теряется, водитель вынужден будет периодически переключаться на более низкую передачу, чтобы преодолеть даже незначительное дорожное препятствие. Поэтому очень важно иметь правильное соотношение топлива и атмосферного воздуха для более эффективной и бесперебойной работы силового агрегата.

Таблица соотношения горючего и воздуха

Соотношение горючего и воздуха для топливной смеси

Наиболее оптимальным соотношением горючего и воздуха для топливной смеси является соотношение 1:14,7. Если изменять данное соотношение, то в результате получится топливная смесь:

• мощностная, при создании которой количество воздуха уменьшилось с 15 до 12,5-13. Данная смесь, обогащённая горюче-смазочными материалами, оказывает повышенное давление на поршни мотора, помогая тем самым вырабатывать силовому агрегату максимальную мощность. Единственным недостатком такого соотношения компонентов топливного состава является увеличение расхода топлива приблизительно на 20 %;
• экономичная, или обеднённая, состоящая из 1 части горюче-смазочных материалов и 16 частей воздуха. В этом случае можно добиться значительного снижения потребления автомобилем топлива. Но результатом данной экономичности является снижение мощностных показателей авто, что не слишком подходит для любителей быстрой езды. Если бедная смесь будет состоять из 1 части топлива и 20 частей воздуха и более, то станет практически невозможным воспламенение от искры;
• обогащённая, в составе которой присутствует топливо и воздух в соотношении 1:11 либо 1:12. Если данный состав будет и в дальнейшем обогащаться, то это может привести к неприятным последствиям. За счёт того, что такой состав практически теряет свои способности к воспламенению, силовой агрегат не сможет выполнять свои функции и не сможет заводиться.

Источник: https://automotolife.com/services/toplivno-vozdushnaya-smes-dlya-besperebojnoj-raboty-motora

Рабочая (горючая) смесь

Эта статья относится только к бензиновым двигателям. Процесс и особенности смесеобразования в дизельных двигателях описаны на соответствующей странице в этом разделе.

Состав горючей смеси

Горючая смесь состоит из паров топлива и воздуха.

Рабочий процесс в цилиндрах бензинового двигателя протекает очень быстро, каждый такт в двигателе, работающим с числом оборотов коленчатого вала 2000 об/мин, совершается за 0,015 сек.

Горение жидкого топлива происходит относительно медленно, а необходимо, чтобы сгорание топлива в цилиндре происходило за более короткое время, чем совершается какой-либо такт.

Повысить скорость сгорания до 25-30 м/сек можно лишь при том условии, если жидкое топливо будет размельчено на мельчайшие капельки, а затем испарено.

Образование мельчайших капелек достигается распыливанием и испарением топлива, а быстрое сгорание происходит благодаря тщательному перемешиванию этих паров с необходимым количеством воздуха.

Для полного сгорания топлива необходимо строго определенное количество кислорода, находящегося в воздухе. Если воздуха будет недостаточно, то все топливо сгореть не сможет, при избытке воздуха топливо сгорает все, но еще остается неиспользованная часть кислорода в воздухе.

Для полного сгорания топлива необходимо строго определенное количество кислорода, находящегося в воздухе. Если воздуха будет недостаточно, то все топливо сгореть не сможет, при избытке воздуха топливо сгорает все, но еще остается неиспользованная часть кислорода в воздухе.

Установлено, что для сгорания 1 кг топлива необходимо иметь 15 кг воздуха. Смесь такого состава носит название нормальной (стехиометрической). Однако при соотношении 1:15 полного сгорания топлива не происходит и часть его бесцельно теряется.

Для полного сгорания соотношение топлива и воздуха должно быть 1:17 – 1:18, такая смесь носит название обедненной. Вследствие избытка воздуха в обедненной смеси понижается ее теплотворная способность, что приводит к понижению скорости сгорания и снижению мощности двигателя.

Для повышения мощности двигателя смесь должна гореть с наибольшей скоростью, а это возможно при соотношении топлива и воздуха 1:13, такая смесь называется обогащенной. При таком составе смеси полного сгорания топлива не происходит и экономичность двигателя ухудшается, зато удается получить от него наибольшую мощность.

При соотношении топлива и воздуха меньше 1:13 скорость горения уменьшается, экономичность двигателя и его мощность снижается. Смесь такого состава называют богатой. Если соотношение топлива и воздуха в смеси больше 1:18, скорость ее горения также резко снижается, что также приводит к потере экономичности и мощности. Смесь такого состава называется бедной.

Когда содержание воздуха в смеси менее 6 кг на 1 кг топлива или более 20 кг на 1 кг топлива, горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется.

В работающем двигателе обычно различают пять основных режимов: пуск холодного двигателя, работа на малых оборотах (холостой ход), работа при частичных нагрузках (средние нагрузки), работа при полных нагрузках и работа при резком увеличении нагрузки или числа оборотов. Для каждого из режимов состав смеси должен быть разным.

При пуске холодного двигателя условия смесеобразования очень плохие: двигатель холодный, большая часть топлива конденсируется на стенках цилиндров и во впускном трубопроводе, а скорость потока воздуха невелика, так как коленчатый вал двигателя проворачивается с небольшим числом оборотов. Для обеспечения пуска холодного двигателя смесь должна быть богатой с тем, чтобы возместить ту часть топлива, которая конденсируется на стенках цилиндров.

При малых оборотах холостого хода условия смесеобразования также плохие вследствие недостаточной очистки цилиндров от отработавших газов. Количество смеси при этом режиме должно быть невелико, но по качественному составу она должна быть обогащенной.

При средних нагрузках от двигателя полной мощности не требуется и для экономии топлива смесь должна быть обедненной, т.е. такой, которая полностью сгорает.

При полных нагрузках смесь должна обладать наибольшей скоростью сгорания с тем, чтобы от двигателя получить наибольшую мощность. Этим условиям удовлетворяет обогащенная смесь, но при этом двигатель работает менее экономично, чем при средних нагрузках.

При резком увеличении нагрузки или числа оборотов коленчатого вала смесь должна быть обогащенной, в противном случае двигатель остановится.

Влияние нарушения состава рабочей смеси на работу двигателя

Неисправности системы питания заключаются в образовании смеси несоответствующего качества и повышенном расходе топлива. К наиболее часто встречающимся неисправностям системы питания относится образование богатой или бедной горючей смеси.

Богатая рабочая смесь обладает пониженной скоростью горения и вызывает перегрев двигателя, работа его при этом сопровождается резкими хлопками в глушителе. Хлопки появляются в результате неполного сгорания смеси в цилиндре (не хватает кислорода воздуха), и догорание ее происходит в глушителе, сопровождающееся черным дымом.

Длительная работа двигателя на богатой смеси приводит к перерасходу топлива и большому отложению нагара на стенках камеры сгорания и электродах свечей зажигания. Образованию богатой горючей смеси способствует уменьшение количества поступающего воздуха или увеличение количества поступающего топлива.

Бедная горючая смесь также обладает пониженной скоростью сгорания, двигатель перегревается, и его работа сопровождается резкими хлопками во впускном трубопроводе. Хлопки появляются в результате того, что смесь еще догорает в цилиндре, когда уже открыт впускной клапан и пламя распространяется во впускной трубопровод.

Длительная работа двигателя на бедной смеси также вызывает перерасход топлива вследствие того, что мощность двигателя в этом случае падает и чаще приходится пользоваться пониженными передачами. Образованию бедной горючей смеси способствует либо уменьшение количества поступающего топлива, либо увеличение количества поступающего воздуха.

Детонация и самовоспламенение

При нормальных условиях сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя происходит со скоростью 25-30 м/сек и давление в цилиндре нарастает плавно. Двигатель работает в нормальном тепловом режиме, без стуков и отказов.

При применении топлива более низкого качества, перегреве двигателя, установке очень раннего момента воспламенения смесь начинает гореть со скоростью, доходящей до 2000 м/сек. Такое взрывное сгорание смеси называется детонацией.

При детонационном сгорании давление в отдельных частях цилиндра резко возрастает, появляются металлические стуки, мощность двигателя падает, появляется черный дым из глушителя.

Наиболее вредно явление детонации сказывается на состоянии деталей кривошипно-шатунного механизма, где возможно разрушение отдельных деталей.

Склонность топлива к детонации условно оценивают октановым числом. Чем выше октановое число, тем топливо меньше склонно к детонации. Бензин с более высоким октановым числом применяют для двигателей с более высокой степенью сжатия.

Детонационное сгорание смеси иногда ошибочно путают с самовоспламенением или калильным зажиганием.

Самовоспламенение может наступить в цилиндрах перегретого двигателя в тот момент, когда электрическая искра еще не поступила в цилиндр, а также при воспламенении от раскаленных частиц нагара или электродов свечи.

Как в том, так и в другом случае смесь горит с нормальной скоростью. Обычно это явление наблюдается при выключении зажигания, когда двигатель еще продолжает некоторое время работать.

Источник: https://avtonov.info/rabochaja-gorjuchaja-smes

Ошибка P0172 — Слишком богатая топливовоздушная смесь, банк 1

Ошибка P0172 указывает на то, что модуль управления двигателем (ECM) обнаружил, что в топливовоздушной смеси содержится слишком большое количество топлива.

Для достижения максимальной мощности двигателя и оптимального расхода топлива соотношение воздуха и топлива в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, должно составлять около 14,7:1.

Что означает ошибка P0172

Ошибка P0172     указывает на то, что в топливовоздушной смеси содержится слишком много топлива. Модуль управления двигателем (ECM) контролирует соотношение компонентов топливовоздушной смеси, основываясь на данных, полученных от датчика массового расхода воздуха, датчиков кислорода и датчика абсолютного давления в коллекторе.

Чаще всего соотношение воздуха и топлива в смеси определяется на основании показаний датчиков кислорода путем расчета количества кислорода и окиси углерода в выхлопных газах. Самое оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, составляет 14,7:1. Именно такое соотношение необходимо для достижения максимальной мощности двигателя и оптимального расхода топлива.

ECM автомобиля может слегка отрегулировать соотношение компонентов топливовоздушной смеси, если смесь является богатой. Однако если в смеси содержится слишком много топлива и недостаточно кислорода, появляется ошибка P0172.

Причины возникновения ошибки P0172

• Загрязнение датчика массового расхода воздуха
• Неисправность датчика кислорода
• Повреждение топливной форсунки, что приводит к попаданию слишком большого количества топлива в камеру сгорания
• Неисправность регулятора давления топлива
• Утечка вакуума
• Наличие неисправности в системе охлаждения, например, заклинивание термостата или неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости
• Износ свечей зажигания

Каковы симптомы ошибки P0172?

• Загорание индикатора Check Engine на приборной панели автомобиля
• Увеличение расхода топлива
• Появление черного дыма из выхлопной трубы

Как механик диагностирует ошибку P0172?

При диагностировании данной ошибки механик выполнит следующее:

• Проверит давление топлива
• Проверит импульсы на топливных форсунках, используя световой индикатор
• Выполнит тщательную проверку на предмет утечки вакуума
• Проверит датчик массового расхода топлива и датчики кислорода
• Проверит герметичность системы впуска воздуха

Частые ошибки при диагностировании кода P0172

Наиболее распространенной ошибкой при диагностировании кода P0172 является пренебрежение проверкой датчика температуры охлаждающей жидкости и системы охлаждения.

Если двигатель холодный, в топливную смесь подается больше топлива, чтобы двигатель мог нагреться до необходимой температуры.

Если датчик температуры охлаждающей жидкости работает ненадлежащим образом, он отправляет ошибочный сигнал на ECM автомобиля, который, в свою очередь, может предположить, что двигатель постоянно находится в холодном состоянии. Это может привести к чрезмерному обогащению смеси.

Насколько серьезной является ошибка P0172?

• При сохранении кода ошибки P0172 в памяти компьютера и загорании индикатора Check Engine автомобиль, скорее всего, не сможет пройти проверку на токсичность отработавших газов.
• Если в топливовоздушной смеси содержится слишком большое количество топлива, из выхлопной трубы может выходить черный дым, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Какой ремонт может исправить ошибку P0172?

• Устранение всех присутствующих утечек
• Замена поврежденной топливной форсунки, неисправного топливного насоса или регулятора давления топлива
• Замена засоренного воздушного фильтра
• Замена термостата или датчика температуры охлаждающей жидкости
• Замена свечей зажигания
• Очистка или замена датчика массового расхода воздуха и датчиков кислорода

Дополнительные комментарии для устранения ошибки P0172

При появлении данной ошибки необходимо обязательно проверить свечи зажигания, а также датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя.

Нужна помощь с кодом ошибки P0172?

Источник: https://carchek.ru/blog/oshibka_p0172/

Познавательно-развлекательный сайт с техническим уклоном для работы, развлечения и отдыха

Работа всех компонентов управления двигателем нацелена на производство и поддержку определенного состава топливо / воздушной смеси необходимой двигателю в определенный момент времени. Состав топливо / воздушной смеси с оптимальным соотношением воздуха / топлива должен сгорать оптимально : мощно, экономично, низкотоксично. Абсолютно все условия работы и все режимы работы двигателя имеют свои особенности и требования к составу смеси и моменту ее воспламенения.

Стандартные коды неисправностей систем контроля топлива / воздуха : — P01xx, неисправности контроля топлива / воздуха для дополнительных систем снижения токсичности

— P02xx, неисправности контроля топлива / воздуха

— A/F, величина указывает, как блок управления понимает текущий состав топливо / воздушной смеси. — O2S, HO2S, датчик кислорода : основной датчик для расчета коррекции ошибки состава топливо / воздушной смеси. Датчик кислорода в выхлопных газах применяется на системах впрыска старых поколений.

— A/F Sensor, датчик отношения воздух / топливо в реальном времени : основной датчик для расчета коррекции ошибки состава топливо / воздушной смеси систем впрыска нового поколения. — Датчик кислорода вырабатывает значение напряжения бедная / богатая смесь. Датчик отношения состава смеси вырабатывает токовое значение текущего состава смеси в широком диапазоне.

A/F Sensor преднастраивается на заводе на точность показаний и работать корректно будет только в заводском варианте изготовления. Это основное отличие датчиков контроля состава смеси на автомобиле. — Подогрев датчиков призван уменьшить время прогрева датчиков до рабочей температуры при холодном запуске. Чем раньше заработает датчик, тем раньше запустится режим коррекции — тем скорее состав смеси придет в норму.

— Коротко / временная коррекция : при ошибке расчетов, по показаниям датчиков, блок управления вносит коррекцию в расчеты. — Долго / временная коррекция : чтобы минимизировать значительные отклонения кратко / срочной коррекции относительно нуля — блок управления, для компенсации, корректирует параметр более глубокой длительно / временной корректировки.

Это позволяет держать значения коротко / временной корректировки в заданном диапазоне значений.

— При достижении заложенного предела значений коррекции будет установлен код неисправности топливной системы, а компоненты системы впрыска и смежных систем будут продолжать выходить из строя, выполняя работу вне заданных диапазонах / параметров.

Причины неисправности Воздух / Топливо

— Неисправности системы подачи / контроля воздуха : воздушный фильтр, трубопроводы, грязь и подклинивание дросселя, подсосы воздуха. — Неисправности системы подачи / контроля топлива : топливный фильтр, топливный насос, регулятор давления, инжекторы / форсунки, утечки топлива, топливопроводы.

— Неисправности систем снижения токсичности. — Применение этилированного бензина. — Неисправности датчиков контроля состава смеси. — Неисправности системы выпуска газов : катализатор, подсос воздуха. — Неисправности двигателя : пропуск воспламенения, регулировка клапанов, компрессия, фазы ГРМ.

— Неисправности блока управления.

Диагностика, тестирование

— Тесты — датчика кислорода — расходомера воздуха — давления и производительности топливной системы — реакции системы / ЭБУ на обеднение / обогащение — состава газов / газоанализатор — утечек воздуха / топлива — противодавления катализатора / глушителя

— Прочие специфические тесты производителя автомобиля

Дополнительная информация

Источник: https://techstop-ekb.ru/ismi/302-p02xx-air-fuel.htm

Что такое топливно-воздушная смесь и ее виды

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

Внимание! Во многом мощность мотора и его стабильная работа зависят именно от количества топлива в смеси, которая впрыскивается внутрь цилиндров.

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

Управление системой впрыска топлива на следующем видео:

Что собой представляет система впрыска

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

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

Датчики системы впрыска

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

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

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

Общие понятия о топливно-воздушной смеси

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

Внимание! Сокращённо топливно-воздушная смесь называется ТВС.

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

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

Внимание! Все современные автомобили, отвечающие стандарту Евро-5 оснащаются лямбда-зондами.

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

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

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

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

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

Оптимальное использование обогащённой и обеднённой ТВС

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

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

Внимание! Слишком большое количество воздуха в смеси влияет на температуру горения. Она повышается, а это, в свою очередь, приводит к ускоренному износу двигателя.

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

https://www.youtube.com/watch?v=Y8vgjd5QYcw

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

Внимание! Как только, в цилиндры начнёт поступать практически чистое топливо — мотор перестанет запускаться.

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

Внимание! Гомогенная или однородная смесь положительно сказывается на сроках эксплуатации двигателя.

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

Источник: https://mashintop.ru/articles.php?id=2762