Лесная техника

Топливом для карбюраторных двигателей служат бензины. Теоретически подсчитано, что для полного сгорания  1 кг бензина требуется около 15 кг воздуха (точнее кислорода, содержащегося в этом количестве воздуха).

Состав смеси характеризуют коэффициентом избытка воздуха

α= Gв / Gт lо ,

где Gв – расход воздуха, кг/с;Gт – расход топлива, кг/с; lо – стехиометрическое количество воздуха.

Если в составе горючей смеси масса воздуха соответствует теоретически необходимой для полного сгорания 1 кг бензина, т.е. примерно 15 кг, то α =1 и такая смесь называется нормальной. При избытке воздуха (α>1) смесь называется бедной, а при недостатке (α<1) – богатой. Чрезмерное переобеднение или переобогащение смеси приводит к тому, что горючая смесь  теряет способность к воспламенению электрической искрой.  При α =0,8 – 0,9 двигатель развивает максимальную мощность, что объясняется наибольшей скоростью сгорания горючей смеси. Работа на смесях с α <0,8 – 0,9 сопровождается снижением мощности и увеличением удельного расхода топлива. При α =1,1 в двигателе происходит наиболее полное сгорание топлива и экономичность работы получается наивысшей (экономичная смесь).  Работа на смесях при α >1,1 сопровождается значительным падением мощности двигателя и возрастанием удельного расхода топлива.

Горючая смесь, поступая в цилиндры, смешивается с остаточными отработавшими газами и образуется рабочая смесь. Чем больше процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси, тем медленнее она горит. Если содержание отработавших газов в цилиндрах довести до 50% по массе, то воспламенение рабочей смеси становится невозможным.

Очевидно, когда необходима максимальная мощность, горючая смесь должна иметь мощностной состав. Однако большую часть времени автомобильный двигатель работает в режиме частичных нагрузок, когда мощность, развиваемая двигателем, меньше максимальной. При таком режиме основное значение имеет минимальный расход топлива, который достигается при экономичном составе горючей смеси. Так как по мере уменьшения мощности содержание в цилиндрах отработавших газов возрастает, то приготавливаемая горючая  смесь  должна  немного  обогащаться.

Если мощность Ne и экономичность  ge двигателя выразить графически в зависимости от изменения коэффициента α, то оказывается на режиме полной нагрузки (про 100% открытии дросселя) и номинальной частоте вращения вала эти главные показатели для всех двигателей с внешним смесеобразованием изменяются по идентичной закономерности, показанной на рис. 18.

Экономичность двигателя, соответствующая максимальной мощности, по сравнению с ge_min  всегда бывает хуже из-за неизбежности потерь на химическую неполноту сгорания при α <1. Поэтому величины коэффициентов избытка воздуха α_эк и α_м, соответствующие экономичным и мощностным расходом топлива, для заданного режима никогда не совпадают по своему абсолютному значению. Составы горючей смеси с коэффициентами избытка воздуха, меньшими α_эк и большими α_м, обеспечивают устойчивую работу двигателя.

 

Рис.18. Влияние состава горючей смеси на работу двигателя:

а) зависимость мощности Ne и удельного расхода топлива ge от коэффициента расхода воздуха α; б) закономерность изменения состава горючей смеси (коэффициента α) при дросселировании двигателя на заданном скоростном режиме (n=const)

One Response to “Горючая смесь”