Что отвечает за подачу топливной смеси в цилиндры двигателя

Богатая топливная смесь в цилиндре. К чему это приводит. (Советы экспертов)

Очень важно обеспечить подачу в цилиндры двигателя горючей смеси оптимального состава. Ранее в статье « Двигатель работал, как часы …» я рассказывал о влиянии бедной смеси на работу двигателя, сегодня расскажу, как влияет на работу двигателя переобагащённая топливная смесь.

Как известно, самым оптимальным соотношением топливной смеси является для сгорания 1 кг бензина необходимо затратить 14,9 кг воздуха (коэффициент равен 1,0). Если коэффициент – больше 1, топливная смесь — бедная. Если – меньше 1, топливная смесь – богатая, т.е. в цилиндр поступает большее количество бензина. При этом догорание его происходит уже в глушителе. Переобагащение топливной смеси, так же, как и переобеднение смеси, приводит не только к лишнему расходу топлива, но и отрицательно влияют на двигатель в целом.

Отклонения приготовления смеси появляются в результате определённых сбоев систем автомобиля.

Причины, вызывающие переобагощение смеси:

1. Неисправности системы подачи топлива.

2. Засорение воздушного фильтра.

3. Неисправности бензонасоса.

4. Нарушения работы привода воздушной заслонки.

5. Неисправность инжектора или карбюратора.

Признаки переобагощение смеси.

1. Чёрный резкий выхлоп отработанных газов.

2. Хлопки в глушителе.

3. На рабочей части свечей зажигания чёрный налёт.

4. В автомобилях с установленным автосканером загорается индикатор с кодом ошибки (P0172).

5. Двигатель теряет мощность, машина становится менее динамичной

6. Отклонения в составе смеси может вызывать адсорбер.

7. Увеличение расхода топлива.

Отрицательными факторами богатой смеси являются:

3. Смыв масляной плёнки со стенок поршневой группы.

6. Богатая топливная смесь очень скоро приведёт к поломке мотора.

Советы экспертов по устранению неисправности.

При появлении признаков переобагощения смеси лучше обратиться в сервисный центр. На пунктах техобслуживания есть необходимый инструмент, с помощью которого можно произвести диагностику. Это сохранит двигатель автомобиля.

Источник

Системы подачи топлива бензиновых двигателей: какие бывают и в чем их особенности?

Тип системы подачи топлива, главным образом, зависит от типа двигателя, какой это мотор бензиновый или дизельный. Под системой подачи топлива понимают набор устройств, которые обеспечивают передачу топлива из бака в камеру сгорания.

Системы подачи топлива бензиновых двигателей

Задача топливной системы у бензиновых двигателей не только подавать топливо из бака в камеру сгорания, но и смешивать бензин с воздухом в правильной пропорции, которая обеспечить нужное воспламенение смеси в цилиндре, по сути — готовить эту смесь.

Механическое устройство, обычно устанавливаемое на впускной коллектор, которое при помощи бензонасоса и воздуха готовило смесь одновременно для всех цилиндров. При кажущейся простоте конструкции, карбюратор частенько доставлял много головной боли. Предложение написано в прошедшем времени, потому что такая топливная система сегодня не применяется даже самыми отсталыми автопроизводителями как правило в силу неэкологичности. Будучи лишенным множества датчиков, карбюратор регулярно ошибался в пропорциях и готовил непригодную смесь. В итоге мотор мог троить, заглохнуть или вообще не завестись. Самая безобидная проблема — завышенный расход топлива. Все сложности карбюратором решались его регулировкой, что утомляло.

Упрощенно, система моновпрыска по сути являлась развитием идеи карбюратора. Тоже единственный элемент, готовивший топливную смесь сразу для всех цилиндров. Ключевое отличие от карбюратора, что этот элемент был электронным. Это решение не задержалось на долго в автомобильной индустрии. В основном его имели автомобили конца 80-х, начала 90-х годов выпуска. По сравнению с карбюратором моновпрыск был более экономичен, но при этом также капризен и не слишком экологичен.

Система распределенного впрыска — качественно иной уровень. В конце 90-х, начале 2000-х её ставили на автомобили премиум-класса, сегодня же это решение поголовно применяется на машинах начального и среднего ценовых диапазонов. Одно из важнейших конструктивных отличий в том, что при такой системе выделялась отдельная форсунка (инжектор) на каждый цилиндр. Таким образом у четырехцилиндрового двигателя их было четыре, у шести- — шесть, у восьми — восемь и т.д. Это позволило гораздо рачительнее использовать топливо, снизив расход бензина. Кроме того, в систему добавился ЭБУ (электронный блок управления). Он каждую секунду автоматически анализирует сотни параметров (обороты, положение педали газа и многое другое) и готовит топливную смесь из бензина и воздуха в подходящей пропорции. Это позволяет моторы быть энергоэффективным. Больше отдавать и меньше расходовать.

На сегодняшний день — самая передовая система подачи топлива на бензиновых двигателях. Применяется на автомобилях среднего и высокого классов. По сравнению с распределенным впрыском она ещё сложнее и экономичнее, более требовательна к качеству топлива. В целом система непосредственного впрыска построена по тому же принципу, что и распределительного. Ключевое отличие в том, что при непосредственном впрыске форсунка входит прямо в цилиндр, в то время как при распределительном форсунка находится ещё во впускном коллекторе.

Читайте также:  Сколько масла нужно залить в двигатель мотоцикла днепр

Комбинированная система — объединяет в себе решения от распределительного и непосредственного впрысков. При комбинированной системе на один цилиндр приходится сразу две форсунки. Это самая дорогая, самая энергоэффективная и самая сложная на сегодня система. Такое решения встречается только на дорогих автомобилях.

Источник

Как быстро определить на какой смеси работает двигатель.На бедной или на богатой.

Смесь в цилиндре должна полностью сгорать при нахождении поршня в 15-20 градусах по углу поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки. Что бы это было именно так состав смеси не должен выходить за определенный диапазон.

Скорость горения смеси зависит от ее состава.

Смесь полностью сгорает при соотношении 14,7 грамм воздуха к 1 грамму бензина. Это оптимальное сочетание воздух топливо, при сгорании которого в атмосферу выбрасывается минимальное количество вредных веществ. Но поддерживать его на всех режимах нельзя, так как двигатель будет не достаточно приемистым и не разовьет необходимой мощности.

Такой состав смеси поддерживается на режиме холостого хода и частичных нагрузках.

Все что больше 14,7 к 1 (например, 17 к 1) считается обедненной и бедной смесью. Скорость горения на этом составе уменьшается, и смесь уже сгорает полностью не при 20 градусах, а при большем угле поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки. Горение происходит на протяжении большего объема цилиндра, а значит, он сильнее нагревается. При сильном обеднении смесь может продолжать гореть и в тот момент, когда поршень уже находится в нижней мертвой точки, при этом двигатель будет перегреваться. Когда откроется впускной клапан и свежая топливо — воздушная смесь начнет поступать в цилиндр, то она воспламенится от еще не сгоревшей старой смеси. Пламя распространится по впускной системе и будет хлопок из воздушного фильтра.

Поэтому один из признаков работы двигателя на бедной смеси хлопки во впускной системе.

Если состав смеси меньше 14,7 к 1 (например, 12,5 к 1) то это значит что смесь обогащенная. Максимальная скорость горения достигается при этом составе. Чем быстрее горит смесь, тем больше будет давление на поршень, а значит, двигатель сможет отдать свою максимальную мощность. Поэтому такое соотношение воздух топливо используется на переходном режиме и режиме максимальной мощности.

Но если смесь сильно обогащена, то скорость горения ее падает. Так же как и в случаи с бедной смесью она продолжает гореть в момент, когда поршень уже находится в нижней мертвой точке.

Но перегрева из-за сильно обогащенной смеси не происходит, потому что температура ее горения ниже, чем у бедной смеси.

Когда открывается выпускной клапан, отработанные газы вмести с не сгоревшим топливом, поступают в выпускную систему. Здесь топливо встречается с воздухом, и состав смеси нормализуется, в результате чего происходит его догорание при выходе из глушителя.

Поэтому при работе двигателя на сильно обогащенной смеси слышны хлопки из глушителя.

Как быстро определить.

Для того чтобы понять на какой смеси работает двигатель нужно создать заведомо бедную или заведомо богатую смесь. То есть, если двигатель работает на холостом ходу не устойчиво, то для того чтобы определить связана это с неисправностью в системе топливоподачи или нет нужно создать искусственно подсос воздуха (для определения пере обогащенной смеси) либо подать газ на впуск с газового балончика ( для определения бедной смеси). Если двигатель в этот момент начнет работать нормально, то значит нужно искать причину именно в системе питания.

Допустим, двигатель работает на бедной смеси, его трясет. В момент, когда мы подаем газ на впуск, он смешивается с воздухом и соотношение воздух топливо нормализуется. Двигатель начинает работать нормально, на время пока не сгорит газ, и смесь снова станет бедной.

Тоже с богатой смесью, когда мы создаем подсос, дополнительный воздух смешивается с топливом, состав нормализуется, и работа двигателя стабилизируется.

Источник

Смесеобразование и поступление топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя

На автомобильных бензиновых двигателях с воспламенением от искры распространение получили два способа приготовления и подачи топливовоздушной смеси в цилиндры. Наибольшее распространение имеет способ приготовления смеси с помощью карбюратора.

В настоящее время наиболее широко применяется впрыскивание топлива, так как этому способствует внедрение микропроцессорных систем управления двигателей.

Способ получения смеси за счет впрыскивания топлива в зону впускных клапанов или непосредственно в цилиндры двигателя по сравнению с карбюратором имеет ряд преимуществ:

  • возможность получения большей равномерности распределения смеси по цилиндрам
  • улучшение наполнения вследствие уменьшения аэродинамического сопротивления и обеспечения необходимой закономерности подачи топлива
Читайте также:  Схема топливопровода дизельного двигателя

Процесс смесеобразования при использовании бензина включает две стадии — дозирование и испарение. В отличие от системы впрыскивания при применении карбюратора эти стадии объединены, однако последняя продолжается непосредственно в цилиндре при сжатии.

Для получения топливовоздушной смеси топливо преобразуется в парообразное состояние и его пары смешиваются с необходимым количеством воздуха. Испарение топлива в карбюраторе начинается сразу после истечения его из распылителя и продолжается в движущемся потоке воздуха.

При пуске двигателя в условиях низких температур в смесительной камере карбюратора и во впускном трубопроводе успевает испариться только незначительная часть легких фракций. Основная часть топлива, состоящая из тяжелых фракций, оседает на холодных стенках впускного трубопровода в виде топливной пленки. Образование топливной пленки происходит и вследствие конденсации паров испарившейся части топлива при соприкосновении ее с холодными стенками трубопровода. Интенсивность образования пленки зависит от низкотемпературных свойств топлива.

Бензин представляет собой сложную смесь различных углеводородов, переходящих в парообразное состояние в определенной последовательности. Первоначально в паровоздушную смесь переходят низкокипящие фракции углеводородов, а испарение высококипящих, находящихся в виде топливной пленкн, происходит очень медленно Испарение топлива имеет место в течение всего процесса карбюрации и обц зательно сопровождается поглощением энергии.

Такой характер испарения обусловливает необходимость применения при пуске холодного двигателя топлива с повышенным содержанием легких фракций и высоким давлением насыщенных паров.

Полнота и эффективность сгорания топливовоздушной смеси зависит от точности дозирования топлива, качества его распиливания, перемешивания с воздухом и интенсивности испарения. Как было указано ранее, топливо воздушная смесь может воспламеняться и гореть только в определенных пределах изменения ее состава. При пуске холодного двигателя обеспечить точное дозирование с помощью карбюратора представляет собой сложную задачу. Чем ниже температура пуска, тем больше топливной пленки попадает в цилиндры двигателя, осложняет процесс дозирования. Для повышения содержания паров в смеси требуется увеличение подачи топлива. Чем тяжелее фракционный состав топлива, ниже температура и меньше частота вращения коленчатого вала, тем большее количество топлива должно вводиться в смесительную камеру карбюратора при пуске.

Продолжительность пуска уменьшается по мере обогащения смеси. Для наилучших условий воспламенения смеси в первый период пуска карбюратор должен обеспечивать ее состав с расчетным коэффициентом избытка воздуха а в пределах 0,05-0,07.

При коэффициенте а > 0,07 прдолжительность пуска возрастает вследствие недостаточности топлива в парообразном состоянии (испаряется только часть топлива, поступающего во впускной трубопровод). При а

Источник

Основы инжекторных систем

Данная статья позволит понять принцип работы инжекторных систем.

Основное отличие инжекторной системы подачи топлива от карбюраторной — подача топлива осуществляется путем принудительного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр.

Моновпрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная, как правило, на месте карбюратора (на впускном коллекторе). Моновпрыски отличались простотой и очень высокой надежностью, прежде всего из-за того, что форсунка находится в относительно комфортном месте, в потоке холодного воздуха.

Распределённый впрыск , или многоточечный впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:

Одновременный — все форсунки открываются одновременно.

Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливовоздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (датчик фаз).

Фазированный впрыск — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска.

Непосредственный впрыск — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

В блок управления при работе системы поступает со специальных датчиков информация о следующих параметрах:

— положении и частоте вращения коленчатого вала;

— массовом расходе воздуха двигателем;

— температуре охлаждающей жидкости;

— положении дроссельной заслонки;

— содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью);

— наличии детонации в двигателе;

— напряжении в бортовой сети автомобиля;

— положении распределительного вала (в системе с фазированным впрыском топлива);

— температуре входящего воздуха.

На основе полученной информации ЭБУ управляет следующими системами:

— топливоподачей (форсунками и электробензонасосом),

— регулятором холостого хода,

— адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле),

— вентилятором системы охлаждения двигателя,

Синхронизация работы всех систем в инжекторе, определение начала отсчета и количества оборотов двигателя осуществляется при помощи индукционного датчика (может располагаться на коленвалу или распределителе зажигания) или датчика Холла (обычно расположен на распределителе зажигания). При выходе из строя этих датчиков, работа инжекторной системы не возможна (автомобиль самостоятельно двигаться не может).

Читайте также:  Kia rio троит двигатель

Топливовоздушная смесь (ТВС) — мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим включением парообразной фазы. 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.

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

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.

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. Скорость горения богатой смеси снижена, а потому ее догорание происходит уже в глушителе.

Стехиометрические отношения для различных типов топлива будут следующими:

— газ природный — 17,2:1

Т.к. плотность воздуха зависит от температуры и давления, то во многих инжекторных системах идет корректировка ТВС по температуре всасываемого воздуха и давлению.

+35 град — 1,1455 кг/м3

+30 град — 1,1644 кг/м3

+25 град — 1,1839 кг/м3

+20 град — 1,2041 кг/м3

+15 град — 1,2250 кг/м3

+10 град — 1,2466 кг/м3

+5 град — 1,2690 кг/м3

0 град — 1,2920 кг/м3

-5 град — 1,3163 кг/м3

-10 град — 1,3413 кг/м3

-15 град — 1,3673 кг/м3

-20 град — 1,3943 кг/м3

-25 град — 1,4224 кг/м3

Красная линия — зависимость от высоты отношения плотности воздуха на этой высоте к плотности воздуха на уровне моря, зеленая линия — зависимость от высоты отношения давления воздуха на этой высоте к давлению воздуха на уровне моря, синия линия — зависимость от высоты отношения температуры воздуха на этой высоте к температуре воздуха на уровне моря. Плотность на уровне моря — 1,225 кг/см3, давление на уровне моря — 101325 Па, температура на уровне моря — 288,15 К.

Массовое содержание топлива в ТВС определяется длительностью впрыска форсункой, которая зависит от количества поступившего воздуха в двигатель, оборотов и режима работы (мощностной, экономичный или холостой ход). Блок управления выбирает режим на основании угла открытия дросселя и оборотов.

Информацию об угле открытия дроссельной заслонки для блока управления дает датчик положения дроссельной заслонки. Самое распространенное исполнение в инжекторных системах — резистор переменного сопротивления, в редких случаях несколько концевых выключателей, говорящих о переходе в рабочий режим и последующем переходе в мощностной режим.

Суммарное время впрыска на одновременном и попарно-параллельном способе одинаково, на фазированном — в два раза выше, т.к за 1 цикл одновременного и попарно-параллельного впрыска форсунка включается 2 раза, а на фазированном — 1, поэтому время ее работы увеличено примерно в 2 раза.

Массовый расход воздуха блок управления может вычислить по расходомеру воздуха и температуре воздуха, или по совокупности показателей: угол открытия дросселя, обороты, абсолютное давление и температура воздуха.

Датчик кислорода участвует в обратной связи и предназначен для определения содержания кислорода в отработавших газах.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре двигателя (на холодную используется более богатая смесь).

Блок управления определяет режим холостого хода при выполнении следующих условий (возможно одного из них):

— Положение дросселя менее установленного значения,

— Сработал концевой выключатель признака холостого хода,

— Обороты двигателя менее определенного значения.

Нераспознание ЭБУ признака ХХ приводит к неправильным оборотам на холостом ходу.

Грубая регулировка оборотов на ХХ осуществляется регулятором добавочного воздуха (добавочный воздух в обход дроссельной заслонки или приоткрывание дроссельной заслонки), а точная – с помощью изменения УОЗ (может быть не во всех системах). Регулятор управления УОЗ включается, если рассогласование оборотов превысило зону нечувствительности регулятора УОЗ.

Инжекторные системы отличаются малым расходом толпива и стабильностью работы, помогают получить большую отдачу от двигателя.

Кому интересно, подписывайтесь.

Источник

Adblock
detector