Есть ли химическое ограничение смеси, которую может поддерживать двигатель?

Я знаю, что вопрос/название немного двусмысленны, но я не смог уместить его в одно предложение, поэтому, пожалуйста, дайте мне пояснить. Вы можете изменить смесь двигателя по любой причине. По многим причинам неразумно становиться либо слишком худым, либо слишком богатым. Слишком бедная смесь сожжет ваши клапаны и свечи зажигания, расплавит вашу голову и т. д. Слишком богатая смесь смоет масляную пленку, вызовет расход и загрязнение масла, сажу в выхлопных газах, загрязнение свечей зажигания и т. д. Не говоря уже о высоком расходе топлива.

Но это не настоящие ограничения, а просто причины не становиться такими богатыми или бедными. Мне любопытно, насколько богатым или бедным вы сможете стать, прежде чем бензоколонка не загорится. Я знаю, что это зависит (сильно) от конструкции двигателя, но давайте предположим, что у нас есть идеальный двигатель, оптимизированный либо для работы на максимально богатой, либо на обедненной смеси.

Однажды я читал, что, по мнению большинства тюнеров, 1,2 лямбда (или 17,6 AFR) — это самое малое количество топлива, которое вы можете использовать, прежде чем двигатель заглохнет. Чуть выше 1 дает наилучшую экономичность, 0,88 — наибольшую мощность, а 0,82 — наибольшее количество тепла при прогреве. Но я не видел, чтобы кто-то действительно это доказывал, и Google мне не поможет. Поэтому мне интересно, знает ли кто-нибудь из вас об этом больше или можете подтвердить это.

В качестве справочной информации: у меня здесь есть авиационный двигатель, на котором я провожу испытания. В рамках этого мне нужно измерить AFR с помощью кислородного датчика Bosch LSU4.9. Двигатель представляет собой обычный 4-цилиндровый 16-клапанный оппозитный двигатель с многоточечным впрыском. Из-за применения двигателя он рассчитан на работу в диапазоне от 0,82 до 1,12 лямбда, в соответствии со спецификациями.

Я использую контроллер Innovate LM-2 и контроллер собственной разработки для измерения смеси. В первом используется датчик Bosch LSU4.2, во втором — датчик LSU4.9. Оба они всегда дают один и тот же результат. Странно то, что смесь колеблется от 0,7 лямбда на низких оборотах до 1,6 на высоких оборотах. Я не считал это возможным, но поскольку оба датчика дают одинаковые результаты, это почти должно быть правдой. Бедная смесь может быть вызвана утечкой кислорода в выхлопных газах, но тогда лямбда 0,7 никогда не будет достигнута. Так что я пытаюсь выяснить, то ли мои датчики дают хреновые результаты, то ли двигатель действительно работает на таких нелепых смесях. При этом двигатель никогда не глохнет и не работает плохо.

На каком топливе работает двигатель самолета? Обычное неэтилированное октановое число или авиационное топливо?
@Zaid Это обычный двигатель, работающий на 95RON, но он оптимизирован для долговечности и экономии топлива при высоких оборотах.
Из-за своей природы и применения его степень сжатия, угол опережения зажигания и т. д. не похожи на автомобильные двигатели.
Да, CR должен быть довольно низким, чтобы выдержать такое обедненное горение без самовоспламенения, и момент зажигания также должен быть достаточно опережающим по сравнению с ним. AFR 1.6 делает его похожим на работу дизеля.
@ Zaid Да, серьезно, все в этом двигателе отличается от стандартного автомобильного. Для начала, будучи авиационным двигателем, он имеет две форсунки и две свечи зажигания на цилиндр, 4 катушки, по две на каждый датчик, два ECU, две сети CAN. Это сводит меня с ума, правда.

Ответы (2)

Вы не можете стать беднее, чем вообще не впрыскивая топливо. Это может показаться глупым, но на самом деле двигатель будет продолжать вращаться в течение нескольких циклов зажигания без топлива. Некоторые двигатели способны фактически отключать цилиндры в определенных режимах работы. Я согласен, что технически это не «скудно», потому что не происходит воспламенения.

Что касается слишком богатой смеси, ключом к сжиганию топлива является то, что оно хорошо распыляется, то есть туман топлива висит в воздухе, который хлюпает в цилиндре. Когда вы едете очень богато, топливо может «выпадать». То есть он больше не висит в воздухе в виде распыленного тумана, а скапливается на дне камеры сгорания (то есть на головке поршня), и вы не получаете чистого сгорания; несгоревшее топливо попадает в выхлоп. Момент, когда это произойдет, во многом зависит от вашей топливной системы. Традиционный карбюратор был бы худшим для этого. Современные форсунки сверхвысокого давления, такие как те, что используются в двигателях VW TSI, могут удерживать больший объем распыленного топлива, хотя обычно это делается в тандеме с турбокомпрессором, поэтому у вас есть больше воздуха, чем при атмосферном давлении, поэтому смесь не

Я не уверен, что это отвечает на ваш вопрос. Я полагаю, вы могли бы заполнить весь цилиндр бензином, но он точно не сгорел бы.

Я понимаю вашу точку зрения, что в определенный момент воздух насыщается парами бензина, так же как и водой. Вы можете только «растворить» столько бензина в воздухе. Но вы можете растворить в геометрической прогрессии больше пара, чем горячее вы сделаете воздух, тем вы сможете продвинуться очень далеко. Я полагаю, что вы уже далеко за пределами воспламенения тогда. С другой стороны, бедные смеси просто не сгорят, если их концентрация будет слишком низкой. Если он все еще горит, это, вероятно, горит местная богатая смесь, а не настоящая обедненная смесь. Точно так же, как дизельные смеси, которые в целом обеднены, но есть локальное обогащение в инжекторе.
Это противоречит здравому смыслу, потому что на самом деле вам нужен холодный воздух для оптимальной мощности, поэтому в высокопроизводительных автомобилях с турбонаддувом используются промежуточные охладители. Холодный воздух более плотный, поэтому содержит больше кислорода на кубический сантиметр.
Правда, если ваша цель — получить максимальную производительность. Но вопрос здесь в том, насколько богатым или скудным вы можете стать физически/химически. Очевидно, что вы никогда не превысите 0,88 или 1,05 или что-то в этом роде, если вашей целью является производительность в любой области.

Хорошей отправной точкой являются публикации о двигателях таких людей, как Рикардо, который спроектировал и построил испытательные двигатели, которые использовались для проверки предельных значений степени сжатия, состава смеси, синхронизации и т. д. Одним из двигателей был E6T.

Интересный совет. Посмотрел его работы, очень интересно.