что значит бедная топливная смесь
Чем грозит бедная смесь вашему двигателю.
Все будет изложено в упрощенном варианте и лаконично.
Стехиометрия(соотношение воздух/топливо) 14.7:1 считается идеальной. Однако такое соотношение применимо, когда обороты двигателя находятся в стационаре, причем не выше 3500 об. То есть, вы едете по трассе и обороты коленвала предположим около 3000. Вы не ускоряетесь и не замедляетесь. Это и есть обороты в стационаре. Но, когда вы собираетесь ускориться и нажимаете на педаль акселератора, необходимо некоторое обогащение смеси вплоть до 12:1. Зависит от архитектуры двигателя, его геометрии, скорости нажатия на педаль, глубины и т.д.
Это необходимо:
1. Чтобы избежать детонации.
2. Ускорение интенсивнее. То есть, мы получаем необходимое нам ускорение за меньшее время и меньшее количество оборотов коленвала и расход топлива останется таким же или даже меньше, нежели альфа оставалась бы равной 1.
Теперь, предположим вы хотите выкрутить обороты до значений близких к отсечке. Например, едем гружённые в гору, с кем-то стартуете, хотите достичь результата — в общем причин может быть много. Тут уже(примерно от 3700 об. и выше) соотношение 14.7:1 является смесью бедной.
Какие последствия бывают после работы ДВС на бедной смеси вы найдете здесь. Пишет кандидат наук, а не какой нибудь диванный эксперт.
Вот небольшая выдержка:
Чрезмерно высокое термосиловое воздействие на поршень со стороны горячих газов в камере сгорания — частая причина дефектов и поломок. Так, детонация приводит к разрушению перемычек между кольцами, а калильное зажигание — к прогарам.
Или вот:
Поршень расширяется быстрее цилиндра, к тому же неравномерно, и в конечном итоге зазор в отдельных местах юбки (как правило, вблизи отверстия под палец) становится равным нулю. Начинается задир — схватывание и взаимный перенос материалов поршня и зеркала цилиндра, а при дальнейшей работе двигателя происходит заклинивание поршня.
Ниже пример состава смеси в мощностных режимах. В качестве примера взята стоковая прошивка с Январь 7.2 для 124-го двигателя, (экологический класс евро 2) потому что будет более понятна для всех.
Бедная или богатая смесь бензина и воздуха
Бедная или богатая смесь бензина и воздуха
В данной статье расскажем, что такое бедная или богатая смесь бензина и воздуха. Какие пропорции оптимальны для работы двигателя.
Смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием кислорода), принято называть нормальной. Если на ней работает двигатель, его мощность достаточно высока при неплохой экономичности.
Уменьшим поступление воздуха до 12,5-13 кг. Смесь обогатится (бензином) — станет мощностной, потому что, сгорая в цилиндрах наиболее быстро, создает максимальное давление на поршни, а значит высокую мощность. Правда, экономичность ухудшается на 15-20%.
Бедная или богатая смесь
Зависимость основных характеристик двигателя от состава топливно-воздушной смеси
Если стремиться к экономичности, воздуха к смеси следует немного добавить — до 16 кг на 1 кг бензина. Такую смесь называют экономичной. Расход бензина становится минимальным, правда потеря мощности до 8-10% в сравнении с «мощностной». Смесь такого состава называют обедненной. Если при сгорании на 1 кг бензина затрачивается 11-12 кг воздуха, смесь называют богатой. Дальнейшее обогащение 5-6 кг воздуха на 1 кг топлива приводит к тому, что способность смеси к воспламенению ухудшается настолько, что двигатель может остановиться.
Нельзя обеднять смесь беспредельно: когда воздуха больше 20 кг на 1 кг бензина, воспламенение от искры станет ненадежным и может прекратиться. Пока он работает на бедной смеси, нечего ждать достаточной мощности и, как ни странно, экономичности. Ведь тяговые характеристики машины ухудшаются настолько, что водитель вынужден ее «подхлестывать», переходя на пониженную передачу там, где легко ехал на высшей.
На слишком богатой смеси, мощность мотора существенно снижается, а расход бензина увеличивается. Значит, богатая или, хуже, переобогащенная смесь — это избыток бензина или недостаток воздуха.
обедненная топливная смесь
Причины работы двигателя на обедненной топливной смеси всего две — много воздуха и мало бензина.
Много воздуха.
Почти всегда посторонний подсос воздуха приводит к неравномерной работе двигателя. Обороты при этом не меняются (что бы не там писали в Тойотовском разделе про марковники), немного падают или плавно меняются с периодом в пару-тройку секунд.
Как правило, подсос воздуха происходит через поврежденные уплотнения впускного коллектора, через порванные диафрагмы усилителя тормозов или сервоприводов вспомогательных систем двигателя.
У многих двигателей система вентиляции картера расчитана таким образом, что в картере постоянно присутствует разряжение (чтобы сальники не текли). Соответственно, если в картер поступает лишний воздух, например через неплотно вставленный масляный щуп, негерметично закрытую маслозаливную горловину, либо шланг вентиляции, просто выведеный под капот, то этот воздух из картера поступает в цилиндры. Этот воздух там оказывается лишним, так как не учитывается датчиком расхода воздуха и блок управления двигателем об этом воздухе просто ничего не знает.
Мало бензина.
Тут причины следующие — малое давление топлива в рампе (умирающий бензонасос, грязные топливные фильтры), низкая пропускная способность инжекторов (по причине из загрязнения), либо малое время их открытия.
Как определить причину.
Первое что делаем — выкручиваем свечи после того как двигатель поработал под нагрузкой хотя бы полчаса.
— Если нагар на них светлый (белесый), то это признак работы на обедненной смеси (тип свечей естественно должен соответствовать модели двигателя).
— Если нагар на свечах светлый или нормальный (не черный), но заметно отличается в разных цилиндрах по цвету, то либо имеет место подсос воздуха, либо загрязнение инжекторов. Если есть желание, можно взять шприц кубиков на 10, набрать туда бензина и через какое-нибудь из имеющихся вблизи рессивера отверстий плеснуть туда этот бензин при работающем на холостом ходу двигателе. В случае бедной смеси по причине подсоса воздуха, двигатель заработает заметно ровнее и прибавит обороты.
Сам я предпочитаю проверку времени открытия форсунок. Дело в том, что это время приблизительно одинаковое у всех современных двигателей (специально заряженные моторы не рассматриваем). При работе прогретого двигателя на ХХ это время находится в пределах 2-2,5-2,7 мс (у кого есть желание, тот может уточнить это время для своего двигателя самостоятельно). Если инжектора сильно загрязнены, или снижено давление в топливной системе, то это время будет около 3 мс или еще больше. В этом случае стоит промыть инжектора Винсом, без снятия их с двигателя.
— Если после промывки время открытия инжекторов изменилось мало (по изменению этого времени можно весьма точно судить о степени загрязненности топливной системы) — надо мерить давление в системе на входе (!) в топливную рампу. Делаем это при помощи простейшей приспособы из обычного стрелочного шинного манометра, тройника и соединительных шлангов. Время открытия форсунок можно мерить любым осцилографом.
— Если нагар на свечах сильно светлый и примерно одинаковый, можно сразу мерить давление топлива.
— Малое время открытия инжектора встречается очень редко. Доводилось сталкиваться на Субаре (был какой-то левый датчик температуры ОЖ) и на Паджерике (высохли электролитические кондеры в блоке управления двигателем).
Тонкости настройки часть 2 – Мифы о бедной смеси
Большинство людей при настройке двигателей с турбокомпрессором используют более богатую смесь воздух-топливо. Многие полагают, что избыток топлива охлаждает поршня, поступающий воздух и тем самым помогает в борьбе с детонацией. В действительности, так все и есть, обогащенная смесь решает проблемы с детонацией, но только не из-за того, что понижает температуру в камере сгорания.
Давайте на эту ситуацию взглянем немного глубже. Не переживайте, на уровень школьной программы по физике и 8-9 класс по химии. Удельная теплота парообразования (Heat of Vaporization) современного бензина 340 Kj/kg. Если произвести не сложные расчеты (в предыдущих постах это уже много раз делали) то при работе двигателя на смеси 12.5, бензин при испарении понизит температуру поступающего воздуха на 28.1* градусов. При составе топливно-воздушной смеси 11.0 – температура понизится на 32* градуса. Разница всего составляет 3.8* градуса. Из этого следует, что эта небольшая разница имеет очень небольшой эффект на анти детонационные свойства любого двигателя.
Идеальное сгорание топлива, это когда продуктом на выходе является только углекислый газ CO2 и вода H2O, еще это называется стехиометрическое соотношение. Для бензина это соотношение равняется 14.7 кг воздуха к 1кг бензина. В идеальном случае азот не вступает в реакцию с другими атомами и выходит из выхлопной трубы в виде N2.
Максимальное процентное содержание углекислого газа СО2
Но в реальности воздух и топливо смешиваются не совсем равномерно. Камера сгорания не идеальна, поэтому мы можем найти участки в ней, в которых смесь богаче или беднее чем в других. Часть топлива оседает на металле в каналах и КС, соответственно не сгорает. Часть уходит в carbon deposit в КС и т.д.
Из-за наличия кислорода в местах с бедной смесью в КС мы можем получить больше мощность, используя в среднем более богатую смесь. Увеличение степени обогащения работает, конечно, только до определенного уровня.
Большинство двигателей показывают максимальную мощность, конечно при условии оптимального угла зажигания, где-то между 12-13.
Актуальный оптимум для пика давления не зависит от нагрузки или оборотов ДВС, но зависит от геометрии двигателя. А вот момент зажигания, который необходимо произвести немного раньше т.к. необходимо время для распространения фронта от свечи (свечей) – зависит от многих факторов.
Турбокомпрессор или повышение степени сжатия ДВС увеличивают плотность смеси, следовательно, увеличивается скорость горения и необходимо момент зажигания сделать более поздним, что бы пик давления в цилиндрах пришелся на 16* (синяя линия) после верхней мертвой точки ATDC. Более раннее зажигание сдвинет пик ближе к верхней мертвой точки, чрезмерно повысит давление и температуру в камере сгорания и это вызовет детонацию (красная линия). Более позднее зажигание приведет к значительной потери мощности (зеленная линия).
Если двигатель детонирует, пик давления слишком близко к TDC, то часто для решения этой проблемы увеличивают подачу топлива (более богатая смесь), что в свою очередь приводит к уменьшению скорости горения и конечно, пик давления в цилиндрах отодвигается от TDC, происходит позже. Точно такой же эффект можно было бы достичь сделав угол зажигания позже.
Когда углеводород, коим является топливо и конечно бензин, вступает в реакцию с кислородом (содержащимся в воздухе), процесс горения не так уж и прост и происходит в несколько этапов. Напомню еще раз, при идеальном сгорании в результате получится СО2 и Н2О. На первой этапе молекулы топлива (углеводород ) разбиваются в водород и углерод. Водород соединяется с кислородом (из воздуха) и образует воду (Н2О), а углерод образует в первой стадии Монооксид углерода (угарный газ СО). Во второй стадии СО преобразуется в Диоксид углерода (углекислый газ) СО2.
И вот именно во второй стадии реакции, скрыт ответ на поставленный вопрос. Если нет кислорода, не происходит процесс окисления (горения) – не выделяется энергия так необходимая для двигателя. Если больше нет молекул кислорода (большинство использовалось в первой стадии процесса) то и не возможна вторая стадия СО в СО2. НО 2/3 ЭНЕРГИИ ВЫДЕЛЯЕТСЯ ПРИ ГОРЕННИ УГЛЕРОДА ИМЕННО ВО ВТОРОЙ СТАДИИ ПРОЦЕССА. Часть кислорода, получается, была использована только на 1/3. Это хорошо видно на ниже приведенном графике, показывающим КПД, эффективность процесса сгорания в зависимости от состава топливно-воздушной смеси
EQ (Equivalence Ratio) – все, что больше 1 – это богатая смесь (Rich), все что меньше 1 — бедная (lean)
Именно по этой причине более богатая смесь производит меньше энергии, более низкий пик давления и температуры и конечно меньше мощность. И главное понижает возможность возникновения детонации. Это, похоже, как если вы немного отпустили педаль газа, прикрыли дроссельную заслонку. Типичный двигатель не детонирует при не полностью открытой дроссельной заслонке (в пол газа), потому что меньше давление и температура в цилиндрах.
Вот почему настройка ДВС на слишком богатых смесях приводит не только к чрезмерному расходу топлива, но и часто не выдает ожидаемой мощности.
Конечно, бывают исключительные случаи, когда вы просто вынуждены настраивать мотор на супер богатых смесях ( AFR 
Температура у выпускных клапанов бешеная, данное покрытие понизит в пределах 70-80* градусов. Впускные также не помешает обработать, но это уже больше для повышения мощности, а не безопасности. Многие думают, что впускные клапана не сильно нагреваются. Я лично с этим не согласен, если нанести на них специальную краску, которая изменяет свой цвет в зависимости от максимальной температуры, то результат после гонки – более 450 градусов. Температура была бы и выше, но они охлаждаются поступающей топливно-воздушной смесью. Температура не критична для самого клапана, седла на впуске, но зачем лишний раз нагревать поступающий воздух, тем самым уменьшая его плотность. Это покрытие даст прибавку в мощности 1-2%.
Поршень – здесь главное зазоры и конечно необходимо нанести на него керамическое покрытия, создающее температурный барьер
А вот, что бывает с поршнями на длинных гонках, если не правильный зазор и без покрытия
При проведении выше перечисленных мероприятий с двигателем, мотор без проблем будет работать на смесях 14.0 в течении длительного времени, выдавать не плохую мощность и мало кушать – то, что надо для многочасовых гонок.
avtoexperts.ru
Пришлось лично столкнуться с такой проблемой, как обедненная смесь, выяснить все причины. Поэтому хочу рассказать по личному опыту, на что обращать внимание в первую очередь. Сегодня узнаем в начале, что вообще собой представляет обедненная смесь, как она влияет на двигатель. А также, узнаем, какими признаками и причинами она сопровождается.
Что это такое?
Для начала нужно понимать, в чем отличие между богатой и бедной смесью. Итак, все прекрасно понимают, что топливо состоит не только из «горючки», но и определенной доли воздуха. В зависимости от режима, типа работы ДВС и ещё массы факторов, смешивание перечисленных компонентов может производиться в разных пропорциях. Если взять средние порции, то это в пределах 1 кг. бензина на 14-15 кг. воздуха. То есть это средние показатели, при которых мотор работает стабильно.
Но, если, к примеру, уменьшить количество воздуха, скажем до 12 кг., то соответственно часть бензина возрастает. Но, при этом увеличивается мощность, расход топлива. Если сократить еще количество воздуха, то смесь становится обогащенной, то есть богатой.
В случае, когда количество воздуха возрастает, наблюдаем обратный эффект, когда топливная смесь становится обедненной. Соответственно уменьшается мощность, и при этом сокращается потребление топлива.
То есть, бедная смесь это когда:
Признаки обедненной смеси
Признаков на самом деле много, причем они могут даже напоминать проблемы связанные с другими узлами. Итак, можно выделить:
• Не стабильная работа на холостом ходу. Тут стоит также обратить внимание на регулятор холостого хода, возможно, забился и т.д.
• При попытке тронуться с места ДВС глохнет.
• При нажатии на педаль акселератора, нет реакции или она очень слабая.
• Мотор не тянет даже без нагрузки.
К примеру, если взять карбюраторные машины, то автомобиль не редко начинает «чихать», если смесь бедная. На инжекторах происходят хлопки, взрывы в выхлопной системе.
Кроме того, определить, какая смесь, нормальная, обедненная или наоборот богатая, поможет цвет свечей. Но, тут нюанс, определяется это только на инжекторных моторах. Например, если цвет свечей коричневатый, то ДВС в порядке. Но, если оттенок светлый, белый, свидетельствует о том, что в топливной смеси слишком много воздуха, значит смесь обедненная.
Если цвет свечей темный, но наоборот недостаток воздуха.
Но, точную причину сложно определить только по нагару. Кроме того, нагар может свидетельствовать о неправильно выставленном зажигании, это уже другой вопрос. Вообще среди автомобилистов уже давно замечена закономерность, если хлопки в выпускном коллекторе короткие и как бы одиночные, то это свидетельствует о богатой смеси. А вот, взрывы, хлопки протяженные, частые, то уже точно, смесь бедная. Если последнее, то машина и вовсе начнет глохнуть, дергаться, может вообще не завестись.
Причины и диагностика
При компьютерной проверке автомобиля, сканер зачастую фиксирует такую ошибку, как обедненная смесь, под кодом Р0171. Коды ошибок различных датчиков, тоже могут свидетельствовать о проблемах с топливообразованием. Итак, какие же причины поступления большего воздуха или малого количества топлива?
1. Датчик воздуха, он же ДМРВ.
В первую очередь обращать внимание нужно на всевозможные датчики. Наиболее чаще проблемы с бедной смесью появляются тогда, когда ДМРВ попросту засорен или «умер». К примеру, если он загрязненный, то «мозги» реагируют на показания с замедлением, отчего подается неверная «команда» на форсунки, на поставку воздуха в увеличенном объёме. На неисправности с ДМРВ, как правило, реагирует ЭБУ, если в течение определенного времени, была замечена поставка большего количества воздуха. К примеру, код ошибка на отечественных Lada — Р0103.
2. Проблемы с клапаном EGR.
Данный клапан отвечает за возвращение в цилиндр определенного количества отработанного газа. На клапан подаются сигналы от ЭБУ, который, в свою очередь получает и анализирует показания от датчика температуры «охлаждайки», давления масла, датчика дросселя, датчика температуры во впускном коллекторе и т.д. То, есть если какой-то из перечисленных выше датчиков, подает неправильные данные, ЭБУ это может растолковать неправильно и направить на клапан EGR, сигнал, по которому последний откроется на большее время и добавит отработанных газов, больше чем нужно. Но, зачастую причина банальней, клапан сломан, засорен, отчего и работает не правильно. Код ошибки РО404.
3. Проблемы с впускной системой, неисправности датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ).
Проведите диагностику дроссельной заслонки, возможно, она загрязнена или работает не правильно. Помните, что положение заслонки должно отвечать температуре мотора (если заслонка автоматическая) либо положению педали газа. На горячем ДВС заслонка должна быть открыта, на холодном повернутой под определенным углом, зависит от модели машины. Соответственно, если заслонка работает не правильно, значит и воздушная заслонка формирует неверное количество воздуха. Проверьте ДПДЗ, код ошибки — Р2135.
4. Датчик абсолютного давления (ДАД) во впускном коллекторе. Он отвечает за определение плотности воздуха и формирование топливной смеси. Если на ЭБУ подаются неверные значения, то соответственно смесь может быть, как бедной, так и богатой. Коды в зависимости от машины отличаются, Р0107, Р0108, Р0106 и т. д.
5. Регулятор холостого хода. Не редко воздух подсасывается в местах установки ДХХ, если не герметичное соединение, загрязненный датчик и тому подобное. Выход, проверить герметичная ли посадка, прочистить РХХ, по необходимости заменить. При сканировании могут появляться такие коды ошибки — Р1509, Р1513, Р1514 и т.д., относящиеся к этому датчику.
6. Проблемы с ГРМ. Обратите внимание, как выставлены метки, в каком состоянии ролики и т.д. Проверьте в целом систему натяжителей.
7. Датчик кислорода он же лямбда-зонд. Сбои в работе данного датчика зачастую и становятся причиной появления бедной смеси. Прогоревший катализатор, так же и фиксируется сканером, как бедная смесь катализатор. Проверьте и его, диагностика выдает, как правило, коды — Р0135, Р0134, Р0136, РО133.
8. Проверьте работоспособность топливного насоса, может он качает не достаточное количество топлива. Заодно проверьте регулятор давления в рампе на герметичность. Не лишним будет проверить топливные фильтры.
9. Почистите форсунки, не редко из-за некачественного топлива они просто загрязняются, отчего подается обедненная смесь.
10. Отдельное внимание уделите проверке карбюратора, если тип ДВС таковой. Проверьте, правильно ли выставлен «поплавок», не загрязнены ли жиклеры, игла и т.д. Проверьте на герметичность соединения впускного топливопровода к карбюратору, топливный насос, воздушный клапан, фильтр и т.д.
Заключение
В итоге, хотелось бы подчеркнуть основное, что узнать точную причину появления бедной смеси, поможет компьютерная диагностика, если визуально все проблемы были исправлены. Нужно понимать, что на современных автомобилях, практически любая неисправность фиксируется в виде кода ошибки. Поэтому сканирование специальным оборудованием, позволяет точно установить причину неполадки и не привести к более серьезным неисправностям.