Что называется горючей смесью
Лекция 4
Тема лекции
Система питания бензинового двигателя
План лекции
4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания.
4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха».
4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах.
4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания.
4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива.
Содержание лекции
4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания
Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.
В систему питания двигателя автомобиля входят топливный бак, топливопроводы от бака к фильтру-отстойнику и к топливному насосу, карбюратор, воздушный фильтр, приемные трубы, глушитель, выпускная труба глушителя. В систему питания входят также фильтр тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.
Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом подается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод. Затем они поступают в приемные трубы глушителя, выпускную трубу и в атмосферу. Топливо наливают в бак через горловину, закрываемую крышкой. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика и указателя уровня топлива. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Принципиальная схема системы питания карбюраторного автомобильного двигателя
1 – воздухоочиститель; 2 – глушитель шума впуска; 3 – карбюратор; 4 – впускной трубопровод;
5 – фильтр тонкой очистки топлива; 6 – топливный насос; 7 – топливопровод;
8 – топливный фильтр отстойник; 9 – топливный бак; 10 – глушитель шума выпуска
4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха»
Смесь топлива с воздухом называется горючей смесью. Горючая смесь, попадая в цилиндр, смешивается с остаточными газами, которые не были удалены при такте выпуска. Образовавшаяся смесь называется рабочей.
Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15/15 = 1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой α 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.
4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах
Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые нагрузки, средние нагрузки, полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие. При пуске двигателя необходима очень богатая смесь (α = 0,2…0,6), так как частота вращения коленчатою вала мала, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.
Работа двигателя в режимах холостого хода и малой нагрузке возможна при α = 0,7…0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.
Автомобильный двигатель большую часть времени работает при режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономическая смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.
4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания
Первые системы впрыска были механическими, а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система BOSCH) были чрезвычайно остроумными и хорошо работали. Впервые же система механического впрыска топлива была разработана компанией Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен еще в 1954 г. Основными преимуществами системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами являются следующие:
— отсутствие дополнительного сопротивления потоку воздуха на впуске, имеющему место в карбюраторе, что обеспечивает повышение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;
— более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;
— значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению топливной экономичности и снижению токсичности отработавших газов.
Хотя в конце концов оказалось, что лучше для этой цели использовать электронику, которая дает возможность сделать систему компактнее, надежнее и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Некоторые из первых систем электронного впрыска представляли собой карбюратор, из которого удаляли все «пассивные» топливные системы и устанавливали одну или две форсунки. Такие системы получили название «центральный (одноточечный) впрыск».
В настоящее время наибольшее распространение получили системы распределенного (многоточечного) электронного впрыска. На изучении этих систем питания необходимо остановиться более подробно.
4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива
В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора.
Горючая смесь
Что называется горючей смесью и какие ее разновидности?
Горючей смесью называется смесь паров (бензина) с воздухом в определенной пропорции. Подсчитано, что для полного сгорания 1 кг бензина в цилиндрах двигателя требуется около 15 кг воздуха. Действительное количество воздуха, участвующего в образовании горючей смеси, может быть и больше, и меньше указанной величины. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха α, представляющим отношение действительного количества воздуха GД, участвующего при сгорании бензина, к теоретически необходимому его количеству GТ:
Какая смесь называется нормальной?
Если в сгорании 1 кг бензина участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15 : 15 = 1, такая смесь называется нормальной.
Какая смесь называется обогащенной (мощностной)?
Обогащенной (мощностной) горючей смесью называется смесь, состоящая из 1 кг бензина и 13,5 кг воздуха: α = 13,5 : 15 = 0,9.
Во время работы двигателя на обогащенной смеси он развивает наибольшую мощность при несколько увеличенном расходе топлива. Поэтому в карбюраторе такая смесь приготавливается, когда автомобилю необходимо преодолеть затяжной подъем или иной участок трудной дороги.
Какая смесь называется богатой?
Если α = 12 : 5 = 0,8, такая смесь называется богатой. При работе двигателя на ней происходит неполное ее сгорание в цилиндрах из-за недостатка воздуха, что ведет к потере мощности и экономичности, появляются «выстрелы» из глушителя. Работа двигателя на такой смеси не допускается, ею можно пользоваться только при пуске холодного двигателя. При α ≤ 0,4 горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется из-за недостатка воздуха.
Какая смесь называется обедненной?
Если α = 16,5 : 15 = 1,1, такая горючая смесь называется обедненной. Ее еще называют экономичной, так как горючая смесь сгорает наиболее полно. При этом незначительно уменьшается мощность двигателя. Карбюраторы современных автомобилей отрегулированы так, что в них большую часть времени приготавливается обедненная горючая смесь.
Какая смесь называется бедной?
При α = 19 : 15 = 1,2 горючая смесь называется бедной. Во время работы на такой смеси двигатель перегревается, уменьшается мощность и экономичность, появляются вспышки в карбюраторе («чихание»). Работа на такой смеси не допускается. Необходимо выявить причину и устранить ее. Если α ≥ 1,4, то горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется.
Какие различают режимы работы автомобильного двигателя?
Режимами работы автомобильного двигателя есть: пуск, холостой ход, малые нагрузки, средние и полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие.
Чем определяется нагрузка карбюраторного двигателя?
Нагрузка карбюраторного двигателя определяется степенью открытия дроссельной заслонки карбюратора.
Какую горючую смесь должен приготавливать карбюратор при пуске холодного двигателя?
При пуске холодного двигателя карбюратор должен приготавливать богатую горючую смесь. Так как частота вращения коленчатого вала двигателя невелика, а стенки цилиндров холодные, то горючая смесь плохо испаряется. Часть ее паров конденсируется на холодных стенках цилиндров, смывая масляную пленку на них, а стекая в поддон картера, разжижает там масло. При этом смесь несколько обедняется и воспламеняется электрической искрой от системы зажигания.
Какую горючую смесь должен приготавливать карбюратор при работе двигателя на холостом ходу, средних и полных нагрузках?
При работе двигателя на холостом ходу и малых нагрузках карбюратор должен приготавливать обогащенную горючую смесь, так как частота вращения коленчатого вала невелика и цилиндры недостаточно очищаются от отработавших газов, которые обедняют горючую смесь.
Во время работы двигателя на средних нагрузках горючая смесь должна быть обедненной, на полных нагрузках – обогащенной. Резкое открытие дроссельной заслонки в карбюраторе может вызвать обеднение горючей смеси и двигатель остановится. Для предупреждения этого служит ускорительный насос.
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ
рабочая смесь (Gas) — смесь газообразного топлива или паров жидкого топлива с воздухом, воспламеняемая в цилиндрах газовых или карбюраторных двигателей, работающих по циклу Отто.
Смотреть что такое «ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ» в других словарях:
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ — Смесь горючих газов, паров топлива, мелкодисперсных горючих твердых и жидких веществ с воздухом (кислородом). Горючая смесь называется бедной, если горючей компоненты в ней меньше, чем может быть окислено кислородом воздуха, богатой – при… … Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности зданий и сооружений
горючая смесь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN combustible mixtureflammable mixture … Справочник технического переводчика
горючая смесь — degusis mišinys statusas T sritis chemija apibrėžtis Degiųjų dujų arba degalų garų ir oro mišinys variklio cilindre. atitikmenys: angl. combustible mixture; fuel mixture rus. горючая смесь; рабочая смесь; топливная смесь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
горючая смесь — degusis mišinys statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degiųjų dujų arba kuro garų ir oro mišinys, užtikrinantis visišką jo sudegimą vidaus degimo variklio darbo cilindre. atitikmenys: angl. combustible composition; fuel air mixture; inflammable … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ — см. Рабочая смесь … Большой энциклопедический политехнический словарь
горючая смесь воздуха и паров бензин — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN air gas … Справочник технического переводчика
Горючая смесь (альбом) — У этого термина существуют и другие значения, см. Горючая смесь. Горючая смесь … Википедия
бедная горючая смесь — разбавленная горючая смесь — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы разбавленная горючая смесь EN thin mixture … Справочник технического переводчика
взрывоопасная горючая смесь — Смесь горючего вещества с окислителем. [ГОСТ Р 22.0.08 96] Тематики техногенные чрезвычайные ситуации Обобщающие термины взрывы, общие понятия … Справочник технического переводчика
Устройство современного двигателя
Горючая смесь
Горючая смесь, поступающая в цилиндры, приготовляется в смесительной камере карбюратора и представляет собой смесь паров мелко распыленного бензина и воздуха. Процесс смесеобразования продолжается во впускном трубопроводе и цилиндрах двигателя, где горючая смесь, смешиваясь с остатками отработавших газов, образует рабочую смесь.
Для приготовления горючей смеси используют тщательно очищенные от механических примесей топливо и воздух. Горючая смесь должна сгорать полностью в тысячи доли секунды. Для правильного сгорания топлива камеры сгорания цилиндров имеют различные формы, от чего зависит распределение горючей смеси.
Состав горючей смеси
Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением топлива и воздуха (по массе). Для полного сгорания I кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха. Практически, количество воздуха, в зависимости от режима работы двигателя, может быть больше или меньше теоретического. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха (а), который представляет собой отношение действительного количества воздуха участвующего в процессе сгорания бензина, к стехиометрическому, т. е. к количеству воздуха, которое теоретически необходимо для сгорания топлива массой 1 кг и состава С + Н + О = 1. Количество воздуха и топлива в горючей смеси регулируется с помощью специального кислородного датчика Лямбда. Датчик Лямбда устанавливается в выхлопной системе.
Если в сгорании 1 кг бензина участвует 14,9 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной. Коэффициент избытка воздуха определяет количество горючей смеси следующим образом:
• богатая смесь — а от 0,5 до 0,8 (значительный недостаток воздуха, смесь сгорает не полностью);
• обогащенная смесь — а от 0,85 до 0,95 (незначительный недостаток воздуха). Скорость сгорания смеси возрастает, двигатель развивает наибольшую мощность, но при несколько повышенном расходе топлива вследствие недостаточно полного его сгорания;
• бедная смесь — а от 1,1 до 1,2 (значительный избыток воздуха, смесь горит медленно). Большая часть теплоты поглощается стенками цилиндров, что вызывает перегрев двигателя и неустойчивую его работу. Мощность двигателя падает, возрастает расход топлива;
• обедненная смесь — а от 1,05 до 1,07 (незначительный избыток воздуха). Мощность двигателя несколько снижается, экономичность заметно повышается, так как происходит наиболее полное сгорание топлива.
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ
Смесь горючих газов, паров топлива, мелкодисперсных горючих твердых и жидких веществ с воздухом (кислородом). Горючая смесь называется бедной, если горючей компоненты в ней меньше, чем может быть окислено кислородом воздуха, богатой – при обратном соотношении горючего вещества и воздуха и стехиометрической – при точном соответствии горючего и воздуха.
Смотреть что такое «ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ» в других словарях:
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ — рабочая смесь (Gas) смесь газообразного топлива или паров жидкого топлива с воздухом, воспламеняемая в цилиндрах газовых или карбюраторных двигателей, работающих по циклу Отто. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское … Морской словарь
горючая смесь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN combustible mixtureflammable mixture … Справочник технического переводчика
горючая смесь — degusis mišinys statusas T sritis chemija apibrėžtis Degiųjų dujų arba degalų garų ir oro mišinys variklio cilindre. atitikmenys: angl. combustible mixture; fuel mixture rus. горючая смесь; рабочая смесь; топливная смесь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
горючая смесь — degusis mišinys statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degiųjų dujų arba kuro garų ir oro mišinys, užtikrinantis visišką jo sudegimą vidaus degimo variklio darbo cilindre. atitikmenys: angl. combustible composition; fuel air mixture; inflammable … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ — см. Рабочая смесь … Большой энциклопедический политехнический словарь
горючая смесь воздуха и паров бензин — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN air gas … Справочник технического переводчика
Горючая смесь (альбом) — У этого термина существуют и другие значения, см. Горючая смесь. Горючая смесь … Википедия
бедная горючая смесь — разбавленная горючая смесь — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы разбавленная горючая смесь EN thin mixture … Справочник технического переводчика
взрывоопасная горючая смесь — Смесь горючего вещества с окислителем. [ГОСТ Р 22.0.08 96] Тематики техногенные чрезвычайные ситуации Обобщающие термины взрывы, общие понятия … Справочник технического переводчика