Тонкости настройки часть 2 – Мифы о бедной смеси — «Тюнинг» на DRIVE2
Первая часть — Тюнинг — тонкости настройки, АФР, зажигание, высокооктановое и гоночное топливо.
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.
Идеальное сгорание топлива, это когда продуктом на выходе является только углекислый газ CO2 и вода h3O, 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.
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.
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
www.drive2.ru
обедненная топливная смесь — DRIVE2
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.
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 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).
www.drive2.ru
Бедная или богатая смесь бензина и воздуха — Сообщество «Old Ford Club» на DRIVE2
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.
www.drive2.ru
Бедная или богатая смесь (Продолжение) — BMW 5 series, 3.0 л., 1988 года на DRIVE2
Добрый день, дамы и господа.
Провел диагностику, мягко выражаясь.
Делфи подключилась показало всего 7 параметров.
Лаунч подключился и показал много чего, кроме того, что было нужно мне. Расход воздуха в килограммах в настройках никто не нашел, поэтому я развернулся и уехал.
Из того, что было видно :
Итак, управление качеством топливной смеси показало 50%
Время впрыска 4,7мс.
Лямбда работает правильно. Показания не превышают 700-900мВ.
В сторону натяжения пружины параметры падает.
В сторону отпускания — растут.
Покурил интернет.
ТОПЛИВНЫЕ КОРРЕКЦИИ:
Давайте сначала разберемся, что такое топливные коррекции, для чего они нужны, какие они бывают и какую информацию они могут дать.
ТОПЛИВНЫЕ КОРРЕКЦИИ — это корректирование, (т. е. изменение), базового времени впрыска топлива, по сигналу датчика кислорода, которые производятся, если смесь отличается от стехиометрической. Соответственно, если смесь стехиометрическая, то топливные коррекции не производятся, т. е. будут равняться единице. (1 — означает 100%. Хотя, изредка, отсутствие коррекций может, также, обозначаться нулем). Например — если в памяти ЭБУ, записана заводская установка длительности впрыска на ХХ 4 мс, а ДК покажет обеднённую смесь, то ЭБУ увеличит длительность впрыска. Увеличение длительности впрыска, например, на 10% выглядит так — текущая топливная коррекция становится 1,1, а время впрыска было 4 мс, а стало 4 мс+0,4 мс = 4,4 мс. Если же ДК покажет обогащённую смесь, то ЭБУ уменьшит длительность впрыска, (скажем тоже на 10%). Тогда текущая топливная коррекция станет 0,9, а длительность впрыска 3,6 мс. Таким образом, величина топливной коррекции относится именно к топливу — увеличение коррекции увеличивает длительность впрыска, а уменьшение коррекции, соответственно, уменьшает длительность впрыска. Очень подробно процесс коррекции базового впрыска топлива описан в книге В.П. Лещенко «Кислородные датчики». Или, можно почитать только эту главу из этой книги на его сайте.
Прочитал и испытал когнитивный диссонанс.
Из теории получается, что у меня бедная смесь и нужно ее обогащать (отпускать пружину) и тем самым уменьшать коррекцию.
На практике получается наоборот — отпускаю пружину — смесь становится богаче (по мнению расходомера), а коррекция все равно увеличивается.
Вот как так?)
умная картинка
Умная картинка
Вот еще из выкуренного:
В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.
Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9. Контролируются следующие параметры:
1. при значении Лямбда=0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;
2. при значении лямбда=1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. время срабатывания при обедненной горючей смеси — не более 250 мс;
4. время срабатывания при обогащенной горючей смеси — не более 450 мс;
5. сопротивление при температуре 350 + 50 «С не более 10кОм.
При прогазовке вольтаж рос до ~1,1В. Значит лямбда была в районе 0,95.
По табличке и мировой логике смесь богатая бензином и бедная кислородом. Но вот как так, если я отпустил пружину до 1,25-1,27В по расходомеру.
Или больше воздуха — больше бензина? ппц.
Кошмаружасчтожеделать!
www.drive2.ru
Лада 2115 Гаджетмобиль «Сочи». › Бортжурнал › У кого какие мысли про богатую смесь. Часть 2. Решение.
Всем привет.
В продолжение вчерашней темы уже можно сделать кое какие выводы, кто виноват и как можно попытаться это выличить.
Входные данные: Возникаю провалы до 500 и ниже после отпускания педали газ, при чем постоянные, перегазовка в этот момент не помогает. Пример Холостой ход и Замена модуля зажигания, можно сказать плановая
В итоге имеем:
1) Провалы только при отпускании педали газа.
2) ХХ держит ровно, без провалов.
3) Динамика, разгон и т.п. в норме на всех оборотах.
4) Заводится с пол оборота.
5) Недавно мерял напругу на ДМРВ, была 0,99-1,00
6) Расход на ХХ и в движении такой же как обычно.
7) Ошибок НЕТ.
8) Наблюдения за ДК по БК выявили, что очень долго ДК показывает БОГАТУЮ смесь.
А теперь подумаем логически в чем может быть причина богатой смеси?
1) Самая первая причина на которую думает народ это ДМРВ. Но показания 14 кг на 900 оборотах это нормальная ситуация у меня. Плюс не забываем, на улице минусовая температура, а зная принцип расчета воздуха ДМРВ, то это вполне допустимые отклонения при минусовой температуре за бортом. Показания по мултиметру в норме 0,99-1,00. Таким образом ДМРВ отпадает как причина провалов.
2) Свечи+ высоковольтные провода или модуль зажигания. Если бы была проблема с зажиганием, то были бы и другие проблемы, а именно:
а) Не ровный ХХ.
б) Троение двигателя.
с) Трудный запуск двигателя.
Всего этого у меня не наблюдается, соответственно этот пункт не про нас.
3) Форсунки. Картина похожа как при проблеме с свечами и модулем зажигания, но при рабочих то возникали бы провалы при разгоне, при езде на высоких оборотах. Это не мой случай.
4) РХХ и ДПДЗ. С этим все в порядке, по БК показания в норме. Плюс делал профилактику и кстати думал что вылечил таким образом проблему, но лечение было в другом, об этом ниже.
5) ДПКВ и ДФ тоже отпадают, так как возникли бы дополнительные проблемы.
В итоге остается ДК, так как его показания странные, а именно практически постоянная БОГАТАЯ смесь (напряжение на ДК выше 0.5 вольта).
И вот вчера я решил проверить одну теорию, а именно самоочищение ДК. Для этого выехал на трассу и на 3 передачи проехался более 10 км при оборотах 3500-4000. При этом наблюдал по БК за реакцией ДК. Показания ДК стали нормальными для этого режима езды и решил проверить реакцию машины на сброс газа с переходом в нейтрал. Провалы пропали! у дома проверил показания ДК на ХХ. ДК относительно быстро выходил на выравнивание БОГАТАЯ/БЕДНАЯ смесь, чему я был безумно рад. Сегодня утром пред началом пробки тоже проехался на 3 передачи на высоких оборотах, а после в пробке как обычно ииииии…барабанная дробь…ПРОВАЛЫ ПРОПАЛИ!
Еще хочу сказать, про запись которую упомянул выше, человек ничего не делал, а у него тоже пропали провалы.
Для себя сделал вывод, если все в порядке с основными датчиками и узлами ДВС, но ДК показывает богатую смесь, то надо дать ПРОПЕРЬДЕТСЯ машине на повышенных оборотах. Если это не помогло, то имея сумму в кармане на покупку нового ДК попытается его почистить. Процедура на ваш страх и риск.
Теперь видео:
Вчерашнее
Сегодня утром, заметим, что основные показатели такие же как были с проблемой ДК.
Надеюсь мой опыт диагностики причины провалов при сбрасывании газа пригодится кому нибуть еще.
На этом все, всем благ. Обсуждаем, делимся своими мыслями.
UPD: Статистика
shalfey88 помогло. Начало тут Сделана инициализация ЭБУ, провалы пропали
UPDDD: Продолжение сериала…
www.drive2.ru
