Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бедная смесь и температура двигателя

Бедная смесь на инжекторе и ошибка P0171: причины

Любой двигатель внутреннего сгорания, а именно такой установлен под капотом вашего автомобиля, работает не на бензине, газу или дизельном топливе, а их смеси с обычным воздухом. Ведь ещё из курса физики средней школы многие помнят, что их горение без доступа кислорода мгновенно прекращается. Тогда как если одного из этих компонентов будет много или, наоборот, мало, мотор будет работать неустойчиво, с перебоями, не обеспечивая достаточные мощность/тягу или даже глохнуть.

Что такое бедная смесь

Всё очень просто, бедная смесь это топливно-воздушная смесь, в которой недостаточно топлива. Как правило, классической, правильной цифрой соотношения бензина к воздуху считается 1 к 14, обеднённая смесь – это уже 15-17л воздуха на литр топлива, а бедная смесь – это 17 и более литров воздуха. Но это только для эксплуатации на дорогах, расположенных на равнине: в горах, где разряженный воздух, эти цифры будут другими.

Признаки и причины образования бедной смеси

При этом диагностировать её очень просто:

  • Самый простой и наиболее явный – машина при движении глохнет. Причём не только при движении в горку, когда это можно списать на неправильно выбранную передачу, а при езде по прямым, ровным дорогам. Однако это только когда смесь реально бедная.
  • Другая ситуация, когда авто при езде дёргается. Особенно, если едете не на полностью загруженной, а пустой машине по ровной дороге. Хотя в данной ситуации нельзя однозначно сказать, что бедная воздушно-топливная смесь – непременная причина. Возможно, что придётся проверить другие системы автомобиля, например выхлопную систему.
  • Ещё один признак – при езде машина «стреляет». Хотя всё чаще у новых машин это связано не с бедной смесью, а с неполадками в выхлопной системе, данный симптом очевиден. Особенно, когда нестабильный выхлоп появляется не от раза к разу, а постоянно, так как при одиночных хлопках ситуация обратная: смесь чересчур богатая, и остатки бензина, не сгоревшие в моторе, догорают в глушителе, поджигаемые горячей трубой.
  • Цвет нагара на свечах зажигания также может многое сказать о составе смеси. Если он:
    • коричневый, то всё нормально, в смеси оптимальное количество воздуха-бензина;
    • белый, или как вариант, светлый, то в смеси много воздуха, и она бедная;
    • чёрные свечи – избыток бензина, который не сгорает полностью;

Если обнаружились признаки бедной смеси, то этот диагноз можно подтвердить несколькими способами:

  • Если машина оснащена бортовым компьютером, то на приборной панели загорится индикатор «Check Engine», а в списке ошибок появится P0171.
  • Обратившись на специализированную станцию техобслуживания можно протестировать работу мотора с помощью датчика газоанализатора, который устанавливается в выхлопную трубу.
  • Наконец, можно использовать простейший проводной или Bluetooth OBD-сканнер, стоящий на Алиэкспрессе всего несколько долларов, смартфон и соответствующий софт.

Искать причину образования бедной смеси нужно исходя из результатов диагностики и ошибок, который появляются вместе с P0171. Стандартными причинами являются:

  • Проблемы с датчиками (ДМРВ, ДПДЗ, ДАД, датчик кислорода). Неправильная информация с датчиков обычно приводит к образованию неправильной смеси топлива с воздухом.
  • Проблемы с клапаном EGR. Клапан может пропускать в двигатель больше отработанных газов чем это необходимо.
  • Проблемы с ГРМ. Неправильно выставленные метки или проблемы с натяжителями также могут приводить к данной проблеме.
  • Проблемы с подачей топлива (неисправный топливный насос, забитый топливный фильтр или форсунки).
  • Подача лишнего воздуха через трещину в шланге или не затянутое соединение в системе подаче воздуха.

Читайте также: Признаки неисправности свечей зажигания .

Возможные последствия бедной смеси

Длительная работа двигателя автомобиля на бедной смеси может стать причиной:

  • Прогара клапанной крышки/самих клапанов. На холостых оборотах двигатель глохнет, и водитель вынужден постоянно поддерживать повышенные. Эффект от этого предсказуем: ремонт, который выльется в копеечку.
  • Чрезмерной нагрузки на систему охлаждения. Из-за бедной смеси температура двигателя всегда будет выше нормы, поэтому износ элементов системы охлаждения будет преждевременным.
  • Повышенного расхода топлива. Особенно, если привыкли ездить на всю катушку, то при движении придётся постоянно переключать одну-две передачи вниз, что точно скажется на частом посещении АЗС.

Поэтому если обнаружили, что ваш автомобиль работает на бедной воздушно-топливной смеси, то не затягивайте с ремонтом, а отправляйтесь на сервис как можно быстрее. Тем более что ремонт может быть и вовсе копеечный, например, не редко можно обойтись простой чисткой дроссельной заслонки.

Читайте также: Почему машина заводится и глохнет через несколько секунд.

Возможные причины перегрева поршневой

попытаюсь сформулировать ‘теорию перегрева’ и вытекающие из нее вопросы. ответы приветствуются. указания на ошибки и лакуны в теории тоже

что ведет к нагреву поршневой? трение и горение смеси. что влияет на трение (кроме состояния поршневой, зазоров, хонинга, которые мы ‘отрегулировать’ не можем, поэтому отбросим)? количество и свойства масла. количество зависит от доли масла в бензине и от богатости/бедности смеси, в бедной смеси меньше не только бензина но и масла. возникшие вопросы.

1. идеального масла не бывает, иначе только оно бы и продавалось. посему вопрос — какой именно тип масла лучше всего смазыает цилиндр, уменьшая трение и температуру (в ущерб каким-то другим характеристикам — мощности, нагару, неэкологичности, загаживанию выхлопной, стоимости) — синтетика/полусинтетика/минералка/какие-там-еще-бывают?
2. вопрос о количестве. может ли избыток масла так же плохо повлиять на нагрев как и недостаток? или можно сделать изначально избыток, а потом уменьшать пока не начнет греться?

далее, горение смеси. бедная смесь — большая температура горения, перегрев, богатая смесь — дольше горение, догорание на выпуске, перегрев (не сам придумал, вычитал, не знал что с богатой может перегреваться), раннее зажигание — перегрев, позднее зажигание — непонятно, степень сжатия (объема камеры сгорания) — непонятно, не справляется выхлопная — непонятно. вопросы

Читать еще:  Чем заглушить шум двигателя

3. насколько сильно богатость/бедность смеси должна влиять на температуру? почему-то у меня винт качества и поднятие/опускание иглы на режим работы двигателя влияет, а на температуру почти не влияет. странно. возможно ли, что у меня слишком маленький жиклер и поднятием иглы качество смеси регулируется в слишком небольших пределах и поэтому и на температуру не слишком влияет? попробовать увеличить сопротивление воздуху в фильтре?
4. действительно ли угол опережения зажигания сильно влияет на температуру?
5. может ли влиять на температуру пропускная способность выхлопной? ну типа горячие газы дольше выходят и больше температуры отдают цилиндру?
6. можно ли повлиять на температуру увеличением камеры сгорания? как помню из школьной физики больше давление = больше температура
7. что еще пропустил из возможных факторов?

еще есть момент, под который не могу подогнать теорию. сначала перегрев у меня происходил на 50 км/ч при определенных оборотах. я утяжелил грузики, теперь на 50 км/ч он выходит при тех оборотах, на которых раньше ехал 40 км/ч, но перегрев опять начинается при 50. при езде в затяжную гору перегревается при 40 км/ч. то есть температура зависит не от оборотов, а от нагрузки на вал. трение вроде только от оборотов зависит. непонятно как от нагрузки зависит горение, вроде тоже не должно. так что призовой вопрос

8. почему температура зависит больше от скорости чем от оборотов? трение зависит от оборотов, обдув зависит от оборотов, режим горения зависит от оборотов (какая разница впуску, зажиганию и выпуску до нагрузки на валу?), а температура почему-то от скорости

Бедная — богатая смесь бензина и воздуха

Смесеобразование в двигателях

В двигателях внутреннего сгорания горючая смесь требуемого состава приготавливается из топлива и воздуха в специальном устройстве (карбюратор, система впрыска), а затем подается в нужном количестве внутрь мотора. Смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием кислорода), принято называть нормальной . Если быть точным, смесь бензина и воздуха в соотношении 1:14,7 называют стехиометрической. Это основные пропорции для любого двигателя, но бывают варианты.

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%. Если при сгорании на 1 кг бензина затрачивается от 13 до 15 кг воздуха смесь называют обогащенной, если менее 13 кг воздуха — 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. Если соотношение бензина и воздуха станет 1:5, то смесь не воспламеняется.

Если стремиться к экономичности, воздуха к смеси следует немного добавить — до 15-17 кг на 1 кг бензина. Такую смесь называют обедненной. Расход бензина становится минимальным, правда потеря мощности до 8-10% в сравнении с «мощностной». Если воздуха свыше 17 кг — смесь такого состава называют бедной. Смесь при соотношении бензина и воздуха 1:21 и более не воспламеняется.

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.

Для чего обедняют смесь

Смесь обеднять нужно в любом случае — это экономичность и токсичность при одинаковой мощности. Топливовоздушная смесь воспламеняется от искры в некотором диапазоне концентраций. Направленным движением воздуха в цилиндре и факелом впрыскиваемого топлива можно достичь локальной «богатой» смеси в районе свечи зажигания на всех режимах работы, что позволит ей надёжно воспламеняться. При этом суммарно смесь в цилиндре будет «бедной».

На некоторых режимах (х.х., низкая нагрузка) нет необходимости в большой дозе топлива. Соответственно, нет необходимости и в большом количестве воздуха. Для таких режимов могут уменьшить количество воздуха, например, не открывая один из двух впускных клапанов или сильно искажая фазы их открытия/закрытия, создавая дополнительное сопротивление на выпуске.

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.

Читать еще:  Гольф 3 турбодизель схема двигателя

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.

Для понимания необходимо вспомнить еще и о скорости горения смеси, после ее воспламенения от свечи зажигания ДВС. Чем выше плотность смеси, тем ближе молекулы друг к другу и соответственно выше скорость горения. Также соотношение топливно-воздушной смеси влияет на скорость горения. Где-то между 12.5-13 максимальная скорость горения. Смесь беднее 13 и богаче 12 начинает гореть медленнее . И как раз, поэтому, это соотношение выдает и максимальную мощность. После зажигания смеси температура и давление в цилиндрах увеличивается. Оптимальный пик давления, для максимальной мощности находится между 15-20 градусах, после верхней мертвой точки ATDC.

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.

Оптимальная смесь с более поздним зажиганием произведет больше мощности т.к. больше энергии будет получено в процессе сгорания топливно-воздушной смеси . А вот почему, давайте вспомним учебник химии за 8-9 класс.

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.

По этой же самой причине при настройке двигателя на обогащённых смесях (турбо мотор) лучше использовать газоанализатор, а не широкополосный датчик кислорода . И наоборот в случае с дизельными машинами т.к. они работают на очень бедных смесях. На ниже приведенном графике отчетливо видно, как с обогащением топлива увеличивается содержание угарного газа СО

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

Читать еще:  2000 оборотов при нагреве двигателя

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.

Бедная или богатая смесь бензина и воздуха

Бедная или богатая смесь бензина и воздуха

Смесь, в которой на 1 кг паров бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием в нем кислорода), принято называть нормальной. Если на ней работает двигатель вашего автомобиля, его мощность достаточно высока при неплохой экономичности.

Уменьшим поступление воздуха до 12,5-13 кг. Смесь обогатится (бензином) — станет так называемой мощностной, потому что, сгорая в цилиндрах наиболее быстро, создает максимальное давление на поршни, а значит, высокую мощность. Правда, экономичность ухудшается довольно ощутимо, на 15-20%.

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, ценой некоторых потерь мощности — до 8-10% в сравнении с ‘мощностной’. Смесь такого состава принято называть обедненной. Если при сгорании на 1 кг бензина затрачивается лишь 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 вообще может остановиться.

Нельзя обеднять смесь беспредельно: когда воздуха больше 20 кг на 1 кг бензина, воспламенение от искры станет ненадежным и может вообще прекратиться. А пока он хоть как-то работает на бедной смеси, нечего ждать не только достаточной мощности, но и, как ни странно, экономичности. Ведь тяговые характеристики машины ухудшаются настолько, что водитель вынужден ее ‘подхлестывать’ — например, переходя на пониженную передачу там, где легко ехал на высшей.


Зависимость основных характеристик двигателя от состава топливно-воздушной смеси
Предположим, вы заметили: выхлопные газы отчетливо видны невооруженным глазом и имеют характерный цвет.

Основных причин две. Первая — износ деталей двигателя, о чем мы говорили неоднократно. В цилиндры проникает масло и, сгорев, создает красивый голубой шлейф за кормой и довольно неприятный запах гари в салоне. Подышав ею неделю-другую, вы поймете, что с мотором пора что-то делать: заменять детали, растачивать и т. п. Ситуация, действительно, неприятная, но никогда не путайте ее с другой — когда неполадки возникают в системе питания.

Двигатель, расходующий много масла, можно отрегулировать так, что окиси углерода (СО) в выхлопе почти не будет (хотя даже голубой дымок не пахнет французскими духами). Но серый или, еще хуже, черный дым из трубы — позор для настоящего автолюбителя! Как мы уже говорили, это признак богатой смеси. Ни на каких режимах его быть не должно, поскольку содержание ‘СО’ в выхлопе может превысить допустимое в несколько раз!

Но и это не все. На слишком богатой смеси, как было сказано, мощность мотора существенно снижается, а расход бензина увеличивается. А значит, тотчас и мнение о вас сложится как о беспомощном ‘чайнике’ — ну, кому это понравится?

Казалось бы, что проще: давайте регулировать карбюратор так, чтобы смесь на любых режимах оставалась бедной — не будет ни ‘СО’, ни черного дыма! На деле не все так просто. Карбюратор, даже простейший, должен позволять двигателю приемлемо работать на самых разнообразных режимах, согласовать которые иногда трудно. Зачастую, обеспечивая работу на одном режиме, жертвуют какими-то характеристиками на другой — тем самым оптимизируют работу машины как целого.

Например, холодный пуск (зимой) требует сильного обогащения смеси, при горячем же (когда двигатель достиг максимальной эксплуатационной температуры) такое обогащение, наоборот, недопустимо, — и карбюратор должен готовить смесь, соответствующую каждой из этих ситуаций.

Другой пример: когда мотор не связан с колесами (передача выключена), вы имеете дело с ‘нормальным’ холостым ходом двигателя. Но если сбросить газ на высокой скорости, не разъединяя связи мотора и колес, — это тоже холостой ход, ‘принудительный’. Понятно — режимы существенно различны!

Нагрузочных режимов — великое множество. Если максимальная мощность достигается при определенных условиях — скажем, полный газ при 5500 об/мин, то промежуточные значения мощности можно получить (и реализовать на ведущих колесах) по-разному: меняя обороты коленвала, степень открытия дросселей и передачу.

Не забудем и о всевозможных переходных режимах, когда меняются и скорость движения, и открытие дросселей карбюратора, наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью, ее состав, давление, температура.

Итак, богатая или, хуже, переобогащенная смесь — это всегда избыток бензина или недостаток воздуха. Кстати, для старого двигателя со сниженной компрессией и повышенным давлением картерных газов, что сопровождается выбросом в полость воздушного фильтра копоти и капель масла, засорение воздушных жиклеров — дело обычное!

С крайне бедными смесями мы сталкиваемся, когда по каким-либо причинам поступление бензина резко ухудшается, — мотор реагирует на это или провалами мощности (не тянет) или вообще глохнет при попытках дать ему даже небольшую нагрузку. Возможна такая картина: пуск и работа на холостом ходу — нормальные, но тронуться с места и проехать десяток метров машина отказывается!

Если подача бензина ослаблена, возможны другие ‘фокусы’: при низких и средних нагрузках мотор работает нормально, но при попытке интенсивно разогнаться на полной мощности он вдруг ‘проваливает’ — машина движется словно прыжками, пока не снизится нагрузка. В этом случае нужно искать помеху на пути бензина: забитый грязью бензофильтр, плохо работающий бензонасос, грязь в топливной магистрали.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector