Рабочая (горючая) смесь

Карбюратор

Режимы работы двигателя и состав горючей смеси

Состав горючей смеси

Для работы двигателя внутреннего сгорания необходима смесь топлива с воздухом. В карбюраторных двигателях топливо (бензин) смешивается с воздухом в определенной пропорции вне цилиндров и, частично испарившись, образует горючую смесь. Этот процесс называется карбюрацией, а прибор, приготавливающий такую смесь, карбюратором.

Смесь, пройдя по впускному трубопроводу, попадает в цилиндры двигателя, где смешивается с остатками горячих отработавших газов, образуя рабочую смесь. Частички распыленного топлива при этом испаряются. Для пуска двигателя и его работы на разных режимах, необходим различный состав горючей смеси. Поэтому карбюратор устроен так, что позволяет изменять количественное соотношение распыленного топлива и воздуха в смеси, поступающей в цилиндры двигателя.

Для полного сгорания 1кг топлива необходимо около 15 кг воздуха. Топливовоздушная смесь в такой пропорции называется нормальной. Режим работы двигателя на этой смеси имеет удовлетворительные показатели по экономичности и развиваемой мощности. Незначительное увеличение количества воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с его нормальным содержанием (но не более 17 кг) приводит к обеднению смеси. На обедненной смеси двигатель работает в наиболее экономичном режиме, т.е. расход топлива на единицу развиваемой мощности минимален. Полную мощность на такой смеси двигатель не разовьет.

При избытке воздуха (17 кг и более) образуется бедная смесь. Двигатель на такой смеси работает неустойчиво, при этом расход топлива на единицу вырабатываемой мощности возрастает. На смеси переобедненной, содержащей более 19 кг воздуха на 1 кг топлива, работа двигателя невозможна, так как смесь не воспламеняется от искры. Небольшой недостаток воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с нормальным (от 15 до 13 кг) способствует образованию обогащенной смеси. Такая смесь позволяет двигателю развивать максимальную мощность при несколько повышенном расходе топлива.

Если воздуха в смеси меньше 13 кг на 1 кг топлива, смесь богатая. Из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель на богатой смеси работает в неэкономичном режиме, с перебоями и при этом не развивает полной мощности. Переобогащенная смесь, содержащая менее 5 кг воздуха на 1 кг топлива, не воспламеняется — работа двигателя на ней невозможна.

Пуск двигателя

При пуске холодного двигателя часть распыляемого топлива оседает на стенках впускного трубопровода, а часть испарившегося топлива, попав в цилиндры, конденсируется на стенках. К тому же при низкой температуре воздуха смесеобразование ухудшается, т. к. замедляется испарение бензина. Поэтому для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы карбюратор приготовил переобогащенную топливовоздушную смесь.

Работа на холостом ходу

На холостом ходу частота вращения коленчатого вала двигателя не велика, а дроссельные заслонки карбюратора почти полностью закрыты. Из-за этого вентиляция цилиндров не столь эффективна, по сравнению с работой на средней и высокой частотах вращения коленчатого вала и мало количество горючей смеси, поступающей в двигатель. В рабочей смеси содержится большое количество отработавших (остаточных) газов. Поэтому для устойчивой работы двигателя на холостом ходу необходима обогащенная смесь.

Режим частичных нагрузок

На режиме частичных нагрузок от двигателя не требуется полная мощность. Дроссельные заслонки открыты не полностью, но вентиляция цилиндров хорошая. Поэтому на этом режиме достаточно обедненной горючей смеси. Соотношение развиваемой двигателем мощности к количеству потребляемого топлива позволяет считать режим частичных нагрузок самым экономичным.

Режим полной нагрузки

На режиме полной нагрузки от двигателя требуется максимальная или близкая к максимальной мощность. Двигатель при этом работает на высоких оборотах, а дроссельные заслонки полностью (или почти полностью) открыты. Для этого режима требуется обогащенная смесь, обладающая повышенной скоростью сгорания.

Режим резкого увеличения нагрузки

При работе двигателя в режиме резкого увеличения нагрузки, например при разгоне автомобиля, необходима обогащенная смесь. Но поскольку процесс смесеобразования обладает некоторой инертностью, чтобы предотвратить возникновение«провала» при наборе скорости, требуется дополни тельное кратковременное обогащение горючей смеси. Для этого дополнительное топливо впрыскивается непосредственно в смесительную камеру карбюратора.

Топливная или рабочая смесь. Основные режимы работы бензинового двигателя

Как известно, бензин, являющийся топливом для бензиновых двигателей, сам по себе гореть не может и для обеспечения его максимально полного сгорания необходимо присутствие воздуха, точнее кислорода, содержащегося в нем. Такая смесь бензина и воздуха называется рабочей смесью, а готовит, и обеспечивает подачу рабочей смеси в цилиндры двигателя, карбюратор.

От состава смеси в огромной степени зависят такие важные показатели двигателя, как мощность, экономичность, токсичность выхлопа.

Двигатель автомобиля во время эксплуатации, вынужден работать на разных режимах и при разных условиях, поэтому карбюратор, в зависимости от этого должен быть способен обеспечивать разный состав топливной смеси, с большим или меньшим процентом топлива, то есть, соответственно, обогащенную или обедненную рабочую смесь.

Основные режимы работы бензинового двигателя

Принято выделять следующие основные режимы работы бензинового двигателя, требующие разного состава смеси: запуск, работа на малых оборотах холостого хода, малая нагрузка, средняя, полная нагрузка, а также резкое увеличение нагрузки.

1. Так, во время пуска холодного двигателя бензин плохо испаряется, что может затруднить запуск. Чтобы решить эту проблему, в карбюраторах имеется специальная пусковая система, приготавливающая в момент пуска обогащенную топливную смесь, содержащую примерно 6-8 кг воздуха на 1 кг бензина, вместо нормальных 15 кг воздуха на 1л бензина. При этом даже холодный двигатель легко запускается.

2. Во время работы мотора на малых оборотах холостого хода в цилиндры поступает сравнительно небольшой объем топливной смеси, также ввиду плохой вентиляции цилиндров на малых оборотах там остается некоторое количество отработанных газов. Из-за этого уменьшается скорость горения топлива, и двигатель может начать работать с перебоями.

Чтобы обеспечить устойчивую работу двигателя на этом режиме нужно обогатить топливную смесь, то есть увеличить в ней процент топлива, тем самым увеличив скорость её горения. В карбюраторе эту задачу решает специальная система холостого хода.

3. В режиме работы мотора на малых и средних нагрузках, а на таких режимах двигатель работает больше всего времени, желательно добиться от него максимальной экономичности, для чего в цилиндры подается несколько обедненная топливная смесь, содержащая примерно 1 кг бензина на 16-17 кг воздуха. Это приводит к некоторому падению мощности двигателя, но зато обеспечивается максимальная экономичность. Приготовление такой смеси обеспечивает так называемая главная дозирующая система карбюратора.

4. В тех случаях, когда от двигателя требуется полная мощность, то есть при полной нагрузке, когда дроссельная заслонка полностью открыта, требуется обогащенная рабочая смесь, содержащая до 13 кг воздуха на 1 кг бензина. При таком составе смесь обладает максимальной скоростью сгорания, а следовательно, это позволяет получить от мотора максимальную мощность.

Чтобы обеспечить такой состав рабочей смеси, при работе двигателя с полной нагрузкой, в дополнение к главной дозирующей системе включается в работу экономайзерное устройство карбюратора.

5. Если требуется резко повысить мощность двигателя, например, в случае, если водитель резко нажал на педаль газа, то необходимо кратковременное обогащение топливной смеси, иначе в работе мотора возникнут «провалы». Это связано с тем, что при резком нажатии на педаль газа, воздух поступает в смесеобразующую систему быстрее, чем топливо и рабочая смесь обедняется.

Читайте также  Запчасти для техники МЗКТ

Чтобы такого не случилось, в карбюраторе имеется специальный насос-ускоритель, подающий в диффузор карбюратора дополнительную порцию бензина при резком открытии дроссельной заслонки.

Видео: регулировка рабочей смеси на карбюраторных маторах.

Современные автомобильные двигатели имеют не карбюраторные, а впрысковые системы подачи топлива. На таких двигателях состав рабочей смеси регулируется с помощью электроники, хотя принцип её обогащения или обеднения, в зависимости от режима работы мотора остается таким же, как и в карбюраторных системах подачи топлива.

Правильная горючая смесь

С вопросом — что же такое горючая смесь в двигателе внутреннего сгорания мы с вами будем разбираться ниже. По сути, она является основной рабочей смесью двигателя; образование ее очень важно для увеличения скорости сгорания топлива в двигателе. Попадая в него, топливо распыляется и перемешивается с воздухом — так и образуется горючая смесь, а в соединении с отработанными газами такого же предыдущего цикла, эта смесь становится готовой к работе.

История создания двигателей внутреннего сгорания и использования горючей смеси в них уходит своими корнями на зарю 19 века — тогда человечество стало создавать первые прототипы сегодняшних, повсеместно использующихся двигателей; этот факт стал, своего рода, толчком для технической революции и модернизации человечества. Но, основная суть, например, рабочий момент искры зажигания, несмотря на прохождение всевозможной модернизации и усовершенствования до современного уровня, остался похожим на процесс в двигателе времен технической революции.

Несмотря на этот древний уровень работы искры, очень и очень многое изменилось в индустрии машиностроения: гиганты автомобильной промышленности прирастили скорость воспламенения горючей смеси путем установки на одном цилиндре двух свечек — этой системе зажигания дали название Twin Spark. Свойства двигателя в таком случае улучшаются, но этот способ ограничивает сам себя — неограниченное количество свеч на один цилиндр не поставишь, как ни крути.
В карбюраторных двигателях модернизация поджига горючей смеси произошла в блоках зажигания Power Adder : в процессе эксплуатации и тестирования этой системы на большом числе автотранспортных средств, полностью подтвердили высокую эффективность данного метода.

Состав смеси для двигателя зависит от характеристик топлива, на котором мотор работает; в пределах нормы горючая смесь состоит из бензина в частично испаренном и распыленном виде, а также из остаточных газов, которые образуются из предыдущего рабочего цикла двигателя. Эта смесь и образует основной рабочий процесс, который превращается в работу двигателя.
Имеющиеся в составе смеси водород и углевод вступают в реакцию с кислородом. Если кислорода довольно достаточное количество, то горючая смесь будет отрабатываться и сгорать полностью, оставляя после себя отработанные продукты горения(водные пары, углекислота, лишний кислород и азот).Если же кислорода, поступающего в двигатель, недостаточное количество — то углерод в топливе сгорает лишь частично, преобразуясь в окись углерода.

Мощностные и топливные характеристики двигателя напрямую зависят от количества кислорода в составе горючей смеси. Экономичность двигателя достигается путем увеличения процентного соотношения воздуха и топлива(16:1), но в данном случае, мощность двигателя несколько снижается.

Самое популярное в мире топливо для горючих смесей двигателей — бензин изготавливают из нефти и продуктов ее переработки; это углеводороды в легком и смешанном состоянии. Кроме того, в бензиновое топливо для повышения октанового числа добавляются специфические вещества, которые называются антидетонаторы. Они, в свою очередь, представляют из себя этиловую жидкость, которая вводится в топливо в сравнительно небольших количествах, но, поскольку такой вид бензина достаточно ядовит и требует строгого соблюдения техники безопасности при обращении с ним, в нашей стране такой вид топлива запрещен.

Воспламенение горючих смесей в двигателях внутреннего сгорания происходит следующим образом: искровой разряд, возникающий в электродах, находящихся один на головной части цилиндра, а другой в выступе наружной поверхности поршневого дна; оба электрода связаны посредством электричества, в результате чего и возникает искра, дающая начало процессу воспламенения рабочей горючей смеси. Эту искру, как физическое явление, в большей степени исследовали наши советские ученые, внесшие огромный вклад в это направление технической революции человечества.
Этот искровой заряд, имея минимальные объёмные характеристики, реализует в себе достаточно интенсивный в пределах мощности начальный пучок реакции, который, в своем роде, является толчком для механизма молниеносного распространения пламени. Такой стартовый очаг пламени несет в себе воздействие на топливную смесь в виде мультичастотного излучения, оно и ведет к расщеплению молекул топлива; эти условия гарантированно ведут к дальнейшему распространению зоновых участков пламени.
Воспламенение топливной смеси дает толчок для рабочего функционирования двигателя и всего транспортного средства в целом, а также переводит его в ровный, устойчивый режим работы. Основными положениями определения воспламенения горючей смеси являются верхние пределы воспламенения паров горючего в воздухе, временными рамками задержки возгорания, а также минимальный порог предела давления горючей жидкости, летучестью, температурными режимами. Кроме этого, воспламенение определяется низшими и высшими пределами воспламенения топливной жидкости — чем больше и шире эти пределы, тем лучшими, физическими и техническими, а самое главное, пусковыми свойствами обладает горючая смесь.

Время сгорания в двигателе рабочей топливной смеси достаточно небольшое, но за этот небольшой отрезок времени температура достигает огромной величины в 2,5 тыс. градусов — это объясняется тем, что в цилиндре двигателя происходит стабильно высокое перемещение газов, которые, в свою очередь, интенсивно отдают тепло. Плюс, происходит высокий рост давления и развивается стабильный процесс горения. Около 6 % тепла, имеющегося в горючей смеси уходит в процессе физической передачи тепла в стенки цилиндра и рабочей камеры. В пределах половины от общего количества тепла, которое образовалось в период сгорания рабочей смеси, выпускается с большим давлением отработанных газов, имеющих, тем самым, высокую температуру.15% теплоты, которую содержит топливо теряется во время прохождения газов в систему охлаждения. Температура рабочей горючей смеси топлива, которая теряется с отработанными газами, используется с помощью масла или незамерзайки для обогрева машины.
Двигатель, как таковой, является основной рабочей составляющей — «сердцем» любого транспортного средства, либо любого рабочего механизма, и нарушения в его работе тесно связаны с потерей прибыли, времени, нервов и, конечно же, со снижением работоспособности машины. Одной из самых распространённых причин этого является нарушение или снижение качества состава рабочей топливной смеси.

При использовании топливной смеси ненадлежащего качества горючая смесь начинает свое возгорание с предельно высоких температур, переваливающих за 2 тыс. метров в сек.: в результате этого патологического процесса в топливном цилиндре возникает детонация и уровень давления в некоторых отсеках цилиндра сильно возрастает. Видимыми признаками этого неправильного процесса могут стать — появление дыма черного цвета из системы глушителя машины, а также, характерный для процесса детонации, металлический стук, ощутимое снижение показателей мощности двигателя. Следствием этого явления является нарушения в работе кривошипно — шатунного механизма, а также его повреждение и , как следствие, разрушение.

Читайте также  Заказываем быструю доставку цветов

Склонность горючей смеси к детонации характеризуется октановым числом самого топлива — чем его показатели выше, тем ниже вероятность детонирования горючей смеси. Также нарушение состава горючей смеси может происходить в результате нескольких факторов: наиболее часто возникающая проблема в двигателях внутреннего сгорания — это неисправная работа системы питания, заключающаяся в образовании бедной, либо богатой горючей смеси. Бедная рабочая горючая смесь характеризуется появлением проблемы перерасхода топлива из — за падения мощности двигателя и работы его на пониженных передачах. Бедная смесь чаще всего, образуется в результате падения количества топлива, поступающего в двигатель или в результате чрезмерного поступления воздуха. Богатая смесь образуется в результате неполного прогорания горючей смеси; в основном это явление возникает из-за нехватки кислорода, а также из-за повышения показателя поступающего в двигатель топлива. Это нарушение может привести к существенному перерасходу бензина и отложению нагаров на стенках топливной системы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Рабочая смесь — топливо

Рабочая смесь топлива с воздухом может быть приготовлена до подачи в камеру сгорания или в самой камере сгорания. Первый способ приготовления рабочей смеси называется внешним и осуществляется в специальном устройстве — карбюраторе, а двигатели такого типа называются карбюраторными. При втором способе горючая смесь образуется в камере сгорания и такое смесеобразование называется внутренним. Двигатели с внутренним смесеобразованием называются дизельными. [1]

При наличии в рабочей смеси неиспаренного топлива сгорание задерживается, двигатель перегревается и его мощность и экономичность уменьшаются. [2]

В дизельных двигателях приготовление рабочей смеси топлива с воздухом происходит непосредственно в цилиндре двигателя, куда топливо впрыскивается в жидком состоянии. [3]

В отличие от карбюраторных двигателей в дизельных двигателях зажигание рабочей смеси топлива с воздухом отсутствует. В цилиндре дизельного двигателя сжимается поршнем не рабочая смесь, а воздух, который нагревается в результате сжатия до высокой температуры. В такой сжатый воздух впрыскивается топливо. Оно испаряется, нагревается до температуры самовоспламенения и воспламеняется. Самовоспламеняемость дизельного топлива оценивается цетановым числом ( см. стр. [4]

Чтобы при отрицательной температуре воздуха не допустить замерзания воды в системе охлаждения, изменения качества рабочей смеси топлива и смазки, затрудняющего пуск двигателя, машины необходимо хранить в отапливаемых гаражах. [5]

Испаряемость дизельных топлив значительно меньше, чем бензинов, но процесс испарения в дизеле и образование рабочей смеси топлива с воздухом происходит в камере сгорания, где температура воздуха перед впрыском в него топлива достигает 500 — 600 С за счет адиабатического сжатия поршнем. Такая температура обеспечивает быстрый нагрев и испарение распыленного топливе. В дальнейшем горение топлива повышает температуру в камере сгорания. [6]

Процессы в двигателе внутреннего сгорания в действительности не составляют замкнутого цикла, так как продукты сгорания после их выхлопа и охлаждения не являются, конечно, тождественными с исходной рабочей смесью топлива и воздуха. [8]

Основные элементы схемы: воздушный компрессор 1, в котором происходит сжатие воздуха от давления р0 до давления pi — одноступенчатое или многоступенчатое с промежуточным охлаждением между ступенями; регенератор 2, в котором сжатый воздух при pi idem лодогревается за счет тепла газообразных продуктов сгорания, покидающих турбину; камера сгорания 3, в которой рабочая смесь топлива и сжатого воздуха сгорает при неизменном давлении pi; газовая турбина 4, в которой совершается расширение газообразных продуктов сгорания от pi до рг ( одноступенчатое или многоступенчатое с промежуточным подводом — тепла в камеры сгорания); электрический генератор 5, приводимый во вращение газовой турбиной. [9]

В двигателе Дизеля топливо впрыскивается непосредственна в цилиндр двигателя, где оно самовоспламеняется без постороннего источника зажигания под действием высокой температуры и давления сжатого в цилиндре воздуха. Рабочая смесь топлива с воздухом в дизельном двигателе приготовляется непосредственно в его цилиндре, куда топливо поступает в жидком виде. [10]

Считают, что в реактивном двигателе источником радиирую-щего пламени, повышающего температуру стенки камеры сгорания, является горение не непосредственно углеводородов, а продуктов их глубокой деструкции — микрочастиц углерода. Степень радиации пламени углеводородов определяется их химической структурой и отношением в рабочей смеси топлива к воздуху. [11]

Имеющееся на тракторе К-702 устройство предпускового обогрева двигателя предназначено для подогрева двигателя и коробки передач трактора при низких температурах и обогрева кабины. Система подогрева включает в себя котел для нагрева воды; горелку, предназначенную для приготовления рабочей смеси топлива и воздуха и сжигания ее; нагнетатель, предназначенный для подачи воздуха и топлива в камеры сгорания и прокачки воды в обогреваемых узлах, и отопитель кабины. [12]

Этот вид топлива предназначен для дизельных двигателей, не имеющих карбюратора. Воспламенение топлива в этих двигателях происходит не от электрической искры, а за счет его самовоспламенения. Газообразная рабочая смесь топлива и воздуха, попадающая в цилиндры, подвергается сильному сжатию ( до 40 — 50 атм и выше), что приводит к ее интенсивному разогреванию и самовоспламенению. [13]

Даже при столь высоком процентном содержании отработавших газов влияние рециркуляции на концентрацию окислов азота меньше, чем это можно было бы предположить, хотя абсолютный уровень этой концентрации и удовлетворяет нормативным документам, упомянутым выше. Таким образом, рециркуляция отработавших газов выполняет свое назначение, однако нельзя считать этот метод идеальным с точки зрения его-эффективности. Из других методов в настоящее время разработана и подкреплена проведенными испытаниями только рециркуляция продуктов сгорания. В системе РПС горячие продукты сгорания не проходят через нагнетатель и подогреватель воздуха, а направляются по кратчайшему пути обратно в камеру сгорания. Регулирование процентного содержания рециркулирующего газа при РПС осуществляется так же, как и при РОГ, с помощью встроенного в систему перепускного клапана. Поскольку нагнетатель исключен из контура рециркуляции, продукты сгорания подаются в выходной патрубок нагнетателя посредством эжектора и горячие газы эффективно1 впрыскиваются в рабочую смесь топлива с воздухом. [14]

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.

Читайте также  Назначение и виды лакокрасочных материалов

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.