Как быстро сгорает топливо в двигателе
Mse-Online.Ru
Сгорание топлива в карбюраторном двигателе
Основной процесс, происходящий в двигателе, — сгорание топлива. От того, как он протекает, и зависят технико-экономические показатели. Правильность организации процесса сгорания определяется многими факторами: конструктивными особенностями двигателя, химическим составом сжигаемого бензина, количеством поступающего воздуха, давлением и температурой горючей смеси, моментом подачи искры и т. д. Для двигателя определяющим является химический состав топлива, т.е. в реальной эксплуатации — правильность выбора марки бензина.
В конце такта сжатия, когда через свечу подается искра, происходит реакция предпламенного окисления, и около запальной свечи начинается сгорание рабочей смеси, находящейся в камере сгорания двигателя. При нормальном горении скорость распространения фронта пламени составляет 25—35 м/с. Интенсивность сгорания возрастает при повышении температуры и давления, а также при небольшом обогащении рабочей смеси. Дальнейшее обогащение и обеднение смеси снижает скорость сгорания: в первом случае из-за недостаточного количества кислорода в смеси, а во втором вследствие его избытка и затраты части тепла на нагревание лишних кислорода и азота.
В некоторых случаях (особенно при неправильном выборе бензина для двигателей с высокой степенью сжатия) процесс горения может резко измениться. В форсированных двигателях может возрасти температура и давление горючей смеси, повыситься интенсивность сгорания. При этом резко ускоряются процессы окисления несгоревших углеводородов топлива, нормальный процесс сгорания нарушается и может перейти во взрывной, т. е. возникает детонационное горение. При детонации в конце фазы горения фронт пламени распространяется с очень высокой скоростью (1500—2000 м/с).
Поскольку пространство камеры сгорания невелико, упругие детонационные волны многократно ударяются и отражаются от стенок камеры, что вызывает характерный для детонации металлический стук (звон). Отражающиеся ударные волны нарушают нормальный процесс сгорания, вызывают вибрацию деталей двигателя, в результате чего значительно возрастает их износ. Выхлопные газы становятся темными, а иногда черными, так как при взрывном сгорании остаются неполностью сгоревшие частицы топлива. Горячие газы, ударяясь о стенки цилиндра, повышают коэффициент теплопередачи и вызывают перегрев двигателя. Температура и давление оставшейся, еще не сгоревшей части рабочей смеси, сильно повышаются, что также вызывает перегрев деталей двигателя. Мощность его заметно снижается. Обычно детонация возникает в каком-нибудь одном цилиндре, но может очень быстро передаваться на другие.
Основная причина, от которой зависит возможность детонационного сгорания — химический состав бензина. Согласно распространенной в настоящее время так называемой перекисной теории, детонация возникает в результате образования в топливе большого количества нестойких, легковзрывающихся кислородных соединений, которые разлагаются в последней фазе горения и выделяют атомарный кислород, вызывающий взрывное сгорание топлива. Если детонационная стойкость бензина низкая, т.е. в нем содержится много легкоокисляющихся углеводородов, то процесс образования продуктов окисления (перекиси, гидроперекиси) идет очень бурно и возникает детонация, особенно если такой бензин подавать в двигатель с повышенной степенью сжатия. При высокой детонационной стойкости, когда в бензине много устойчивых трудноокисляющихся углеводородов, кислородосодержащие вещества образуются медленно и в небольшом количестве. В результате к концу сгорания циклового заряда их недостаточно для возникновения детонации даже при высоких степенях сжатия. Следовательно, если марка бензина подобрана правильно, то детонации не будет при любом режиме работы двигателя.
Кроме химического состава топлива, конструктивных особенностей двигателя, главным образом степени сжатия, на возникновение детонации некоторое влияние оказывают условия эксплуатации. Так, сгорание топлива при значении а, близком единице, способствует возникновению детонации. В случае же обогащения горючей смеси концентрация кислорода снижается, его становится недостаточно для образования перекисных соединений. Обеднение смеси вызывает снижение температуры и скорости горения, тепло расходуется на нагревание избыточного воздуха, склонность к детонации уменьшается.
Распространенный прием снижения детонации — уменьшение угла опережения зажигания. При этом сокращается время на подготовку горючей смеси к воспламенению, а сгорание и образование кислородосодержащих веществ происходит быстрее. Увеличение частоты вращения коленчатого вала также снижает склонность к детонации, так как сокращается продолжительность цикла. Если прикрыть дроссельную заслонку, то уменьшится порция подаваемой горючей смеси, что также несколько снизит детонацию. Летом, особенно в южных районах, когда в двигатель поступает теплый воздух, склонность к детонации больше, поэтому двигатель необходимо хорошо охлаждать. В холодное время года склонность к детонации снижается. Если в двигатель поступает влажный воздух, то часть тепла затрачивается на испарение воды, и детонация уменьшается. Следовательно, все те причины, которые способствуют повышению давления и температуры в цилиндре двигателя, увеличивают склонность, к возникновению детонации и наоборот.
Изменяя условия эксплуатации двигателя, можно лишь незначительно снизить детонацию, но полностью ликвидировать ее нельзя. Избежать возникновения детонации можно только при правильном подборе бензина для каждого типа двигателя.
Компрессия
Более полное прояснение, что такое КомпрессияКомпрессия.
При снижении компрессии:
Расход масла и износ деталей обусловлен тремя причинами:
В 4-х цилиндровых двигателях объёмом 1,5-2 л. работающие на бензине А95 и А98 компрессия колеблется от 13 до 19 атм., и расход топлива составляет в среднем 7л./100 км. Если компрессия снизится хотя бы на пару атмосфер от нормы, то расход увеличится до 30% и может составить 9 л./100 км. Для снижения расхода топлива и токсичности выхлопных газов, необходимо полное сгорание горючей смеси. И компрессия в этом процессе играет существенную роль. В практике был такой случай, когда из-за небольшой щёлки в трубке от абсорбера* перед дроссельной заслонкой, расход увеличился на 50%. Машина ездила хорошо. Но и кушала тоже очень хорошо.
* Абсорбер (от лат. absorbeo — поглощаю) — аппарат для поглощения газов, паров, для разделения газовой смеси на составные части растворением одного или нескольких компонентов этой смеси в жидкости, называемой абсорбентом (поглотителем).
На резиновых трубках, которые используются для работы двигателя, со временем, образуются микротрещины. Особенно это касается отечественных автомобилей. Из-за этих микротрещин происходит снижение компрессии. Это введёт к тому, что топливо сгорает не полностью и вылетает в трубу. А так же это ведёт к образованию нагара и к преждевременному износу деталей двигателя.
Особенно влияние микротрещин на снижение компрессии проявляется после модификации дросселя. Так как после МД-тюнинга компрессия должна увеличиваться в 1,5 раза от нормы. Если компрессия падает из-за микротрещин, то МД-тюнинг не даёт полного эффекта.
* Что бы свести на нет выше перечисленные проблемы с компрессией, рекомендуем изучить стр. Присадка
Воздушный фильтр
В бензиновых двигателях горючая смесь образуется из бензина и воздуха. Согласно стехиометрии соотношение равно 1:14,7 (для справки смотрите таблицу на стр. Стендовые испытания). Такая смесь считается оптимальной. Если количество воздуха увеличить до 15,4 кг, горючая смесь станет экономичной. Правда при этом теряется мощность. Если количество воздуха снизится до 12,6-13 кг, горючая смесь станет богатой. Это когда бензина больше необходимого. Правда при этом увеличивается мощность. А вместе с Мощностью увеличивается расход топлива на 15-20%. Одна из причин снижения поступления воздуха является воздушный фильтр.
Совет. Засорённый воздушный фильтр делает горючую смесь богатой и увеличивает расходы на топлива. На вид относительно чистый фильтр обходится дороже, чем новый. Воздушный фильтр надо вовремя менять.
Проблема с фильтром тянет за собой следующую проблему. Но прежде чем коснёмся проблемы с нагаром, есть ещё один нюанс. Это датчик расхода топлива.
Датчики кислорода перестают работать правильно после 25 тыс. км. Иногда между от 25 до 50 тыс. (становятся как бы «вялыми»). Хотя может казаться, что кислородный датчик работает и все в порядке. ЭБУ перестает считать его данные правильными для коррекции смеси.
Нагар
Из выше сказанного видно взаимосвязи между количеством воздуха и бензина, и уровнем компрессии. Нагар – это уже последствия падения компрессии в двигателе и увеличение количество бензина в горючей смеси. Но не только! Большую роль играет и само топливо.
Топливо
Топливо после впрыска имеет две формы: газообразную и жидкую. Жидкая – это мелкие капельки бензина. После впрыска топлива сначала испаряются лёгкие фракции бензина. С увеличением компрессии большая часть жидкой формы переходит в топливный пар. А те капли, что не перешли в пар, должны перейти в топливный пар во время горения в камере сгорания.
Для полного сгорания горючей смеси в двигателе необходимо три условия:
Чем больше капель бензина испаряется, тем двигатель эффективней работает. Тем меньше образуется нагара. А чем меньше нагара, тем больше моторесурс двигателя.
Количество нагара зависит от качества топлива и от полноты сгорания горючей смеси.
Под действием кислорода в бензине образуются смолянистые соединения. Использование некачественного бензина усугубляет ситуацию. И первое что загрязняется, это топливные форсунки. Форсунки начинают плохо распрыскивать или начинают просто лить. Если же капли чрезмерно большие, то капли бензина не успевают вовремя испариться и сгореть. При наличии кислорода горение продолжается и на такте выпуска. Как в камере сгорания, также и в выпускной системе.
Процесс горения топлива
Горение горючей смеси происходит не сразу, а постепенно. Движение пламени начинается от свечи зажигания в стороны. Температура начинает повышаться в камере сгорания. Оставшиеся в горючей смеси жидкие капли бензина постепенно испаряются и переходят в топливный пар, увеличивая горение.
При пониженной компрессии и нехватке воздуха в горючей смеси происходит недогорание тяжёлых компонентов бензина. При не полном сгорании горючей смеси происходит прогорание жидких форм топлива, образуя нагар на рабочих поверхностях двигателя за счёт смолянистых форм. Часть нагара сгорает. Часть нагара вымывается маслом. А какая-то часть постепенно нарастает на рабочих поверхностях. Например, на свечах, клапанах и т.д., на всём пути движения горючей смеси. Так же накоплению нагара способствует использование низкооктанового топлива в двигателе с низкой компрессией. А то что не успело сгореть вылетает в трубу.
Всё выше сказанное приводит к нестабильной работе двигателя. Снижается мощность. Появляются провалы скорости при разгоне или обгоне. Увеличивается расход топлива. В выхлопных газах повышается содержание СО (угарный газ) и СН (бензин). И это ещё неполный перечень негативных последствий.
Совет. Для уменьшения нагара и его отрицательного влияния, необходимо использовать качественные моторные масла и применять жидкие и аэрозольные очистители. А так же поддерживать номинальную компрессию в цилиндрах. Чтобы увеличить моторесурс двигателя, необходимо не только менять вовремя машинное масло и воздушный фильтр, но и производить очистку двигателя от нагара в качестве профилактики. Для очистки можно использовать аэрозольные очистители. Эффект от применения наблюдаются сразу. И не требуется разбора двигателя. Профилактические меры не только сэкономят ваши деньги на ремонте, но и уменьшат расход топлива. Как правило на 1-2 л./100 км.
Реальная история
* Что бы улучшить сгорание топливно-воздушной смеси рекомендуем изучить стр. Свечи зажигания
Что даёт доработка дросселя?
Поэтому после доработки дросселя клиенты отмечают, что двигатель начинает работать тише.
Конечно, Pro МД-тюнинг не решит вопрос с забитыми форсунками, с грязным воздушным фильтром и т.д. Но на исправном автомобиле, модификация вам подарит не только новые эмоции и экономию денег на горючке, но и сэкономит деньги на ремонте двигателя, как следствие образование нагара.
Всё о технологии
Спец. технологии
Стоимость услуг
Контакты
Прочее
Марки, модели авто,
на которые делался
мд-тюнинг
Ниже приведён список городов, где есть автомобили сделанные мной лично. Некоторые приезжали сами за 1000 км. Кто-то привозил узел и за 2000 км. Кто-то присылал по почте. Если вы живёте в этих городах или поблизости, вы можете попросить телефон бывшего клиента, которой делал мд-тюнинг. Я не могу обещать, что телефон клиента не изменился. Если дозвонитесь, вы можете пообщаться по телефону и договориться о встрече. Возможно, вас прокатят или дадут прокатиться, чтобы вы почувствовали разницу. Это как сами договоритесь.
География городов
Города перечислены в алфавитном порядке.
Алматы (Казахстан), Астрахань, Брянск, Великий Новгород, Владивосток, Волгоград, Вологда, Воронеж, Иваново, Ижевск, Калининград, Киров, Кострома, Липецк, Минск (Беларусь), Новосибирск, Пенза, Саранск, Смоленск, Тамбов, Ульяновск, Чебоксары, Ярославль
Алтайский край
Барнаул, Бийск
Архангельская обл.
Коряжма
Башкирия
Бирск, Ишимбай, Павловка, Салават, Стерлитамак, Уфа
Владимирская обл.
Вязники
Калужская обл.
Калуга, Обнинск
Краснодарский край
Адлер, Выселки, Кореновск, Краснодар, Тимашевск, Сочи
Крым
Севастополь, Ялта
Ленинградская обл.
Московская обл.
Нижегородская обл.
Бор, Дзержинск, Нижний Новгород, Сергач
Иркутская область
Братск, Новая Игирма
Мурманская область
Снежногорск
Омская область
Москаленки, Омск
Оренбурская область
Бузулук, Оренбург, Орск
Пермская область
Звездный, Пермь
Псковская обл.
Лудони, Псков
Ростовская обл.
Новошахтинск, Ростов-на-Дону
Самарская обл.
Новокуйбышевск, Самара, Сызрань, Тольятти
Саратовская обл.
Аркадак, Вольск, Петровск, Саратов, Татищево
Свердловска обл.
Асбест, Богданович, Екатеринбург, Нижний Тагил, Первоуральск, Полевской, Ревда, Рефтинский, Шаля
Татарстан
Агрыз, Альметьевск, Арск, Заинск, Зеленодольск, Казань, Лениногорск, Менделеевск, Набережные Челны, Нижнекамск, Черемшан, Шемордан
Тульская обл.
Донской, Тула
Тюменская обл.
Тобольск, Тюмень
Челябинска обл.
Златоуст, Магнитогорск, Чебаркуль, Челябинск
Ямало-Ненецкий автономный округ
Губкинский
Температура горения газа и бензина в двигателе
Физико-химические свойства бензина
Какие физические и химические свойства топлива нужно знать автолюбителю? Жидкости в составе бензина называются фракциями и различаются температурой кипения, плотностью, вязкостью, скоростью вступления в реакцию с воздухом и так далее. Помимо углеводородных фракций, в нем содержатся природные соединения серы, водорода, кислорода, со своими свойствами. Какой окажется доля разных фракций в конкретном бензине чаще всего определить нельзя. Есть и разные прибавки, которые нужны для улучшения качества топлива, его хранения, устойчивости к детонации. Большую часть этих характеристик важно знать скорее инженерам, которые проверяют качество бензина перед тем, как он попадет на заправку.
Для обывателя важно понимать, на что влияет температура кипения бензина и октановое число. Для разных марок бензина это будут разные показатели.
Октановое число входит в название марки бензина. Так, название АИ-92 означает, что бензин тестировался исследовательским способом (АИ), который показал, что его октановое число 92. Эта цифра показывает, насколько бензин устойчив к детонации, или взрыву. За точку отчета, то есть 100, принят изооктан – очень устойчивый к детонации углеводород; октановое число показывает, каков процент изооктана в смеси с гептаном, у которого детонационные свойства низкие. Фактически октановое число 92 означает, что бензин этой марки устойчив к детонации так же, как смесь изооктана и гептана 92:8; в бензине АИ-95 эта пропорция 95:5, то есть детонационная устойчивость выше, и так далее. Число может быть и выше 100, если свойства топлива выше, чем у изооктана.
Температура кипения бензина
Какое значение имеет кипение бензина в двигателе? Производители отдельно отслеживают температуру начала кипения бензина, а также точки, когда перегоняются 10, 50 и 90% объема, а потом температуру конца кипения.
Точка начала кипения и сгорание первых 10% горючего – это зона ответственности легких фракций. От нее зависят пусковые характеристики, испаряемость и, что особенно важно, вероятность образования паровых пробок в двигателе. Конечно, паровые пробки образуются не только за счет легких фракций, но и вообще из-за состава бензина, доли и свойств тех его фракций, которые способны переходить из жидкого в газообразное состояние. Чтобы бензин запускал холодный двигатель, температура кипения первых 10% топлива должна быть не выше 55°С зимой, и 70°С летом. Зимние сорта бензина содержат больше легких фракций, чем летние.
Половина объема топлива кипит при температуре легких фракций бензина. Эти 50% называют рабочей фракцией бензина. От нее зависит продолжительность прогрева, переход на разные режимы двигателя.
Точки конца кипения и перегонки 90% бензина – это показатель тяжелых фракций. При высоких температурах конца кипения тяжелых фракций бензина он распределяется по двигателю неравномерно. Часть бензина вообще не успевает сгореть, конденсируется на стенках цилиндра, смывает с них масло, отчего образуется нагар и снижается срок эксплуатации цилиндров и поршневых колец. Потом эти остатки сползают в картер и там смывают масляную пленку, разжижая масло и ухудшая его качество. Увеличивается расход бензина, падает экономичность двигателя и его ресурс. Оптимальная температура, при которой неравномерность распределения бензиновой смеси по цилиндрам двигателя самая низкая, составляет 110-115°С. Такой показатель нужен в авиации, а для обычных автомобилей госстандарт конца выкипания бензина – 180°С.
В целом снижение температуры конца кипения бензина и перегонки 90% повышает его качество, но снижает ресурс, потому что чем она ниже, тем выше детонационная стойкость и склонность к конденсации, и тем ниже химическая стойкость, то есть тем больше вероятность, что по ходу хранения и использования бензин поменяет свои свойства. Температуру кипения 90% топлива называют также точкой росы.
Давление паров дизельного топлива, температура вспышки и возможность взрыва паров
Давление насыщенных паров определяет летучесть нефти нефтепродуктов, оказывающую влияние на условия их применения. Давление насыщенных паров с повышением температуры растет. Образование насыщенных паров приводит к тому, что давление на свободной поверхности не может быть ниже давления насыщенных паров. Как и во всех нефтепродуктах, в дизельном топливе давление паров (равновесная устойчивая концентрация паров над поверхностью жидкости) зависит от температуры, оно увеличивается с повышением температуры и сравнивается с атмосферным в начале кипения.
Температура вспышки (не путать с температурой самовоспламенения) — это температура, при которой давление (концентрация) паров жидкости настолько высоки, что они вспыхивают при наличии провоцирующего источника. Данная концентрация находится между нижним и верхним пределами взрываемости. Можно сказать, что температура вспышки при наличии провоцирующего источника — это значение, которое связывает давление и концентрацию насыщенных паров, находящихся в пределах НКПР и ВКПР.
Пары дизельного топлива опасны только при температурах выше 55°С. Дизельное топливо загорается только тогда, когда происходит испарение и нагрев паров, от поднесенного огня возникновение взрыва паров дизельного топлива в открытом пространстве практически исключено. Пары дизельного топлива практически безопасны при температурах окружающей среды, т.е. концентрация их всегда ниже нижнего концентрационного предела.
При операциях с нефтепродуктами несложно проследить возникновение ситуаций, при которых происходит превращение паров высокой невзрывоопасной концентрации в низкую взрывоопасную концентрацию. Существуют приборы для определения давления насыщенных паров дизельного топлива. Определение давления насыщенных паров происходит при температуре 380°С и при отношении объема, занимаемого пробой топлива, к объему, занимаемому парами топлива, равном 1:4.
Температура испарения бензина
Какая температура нужна, чтобы превратить бензин в пар? Процесс этот начинается, когда теплее 30°С, а для тяжелых фракций достигает 205°С. Тут бензин начинает смешиваться с воздухом и попадает в камеру сгорания, запуская движение автомобиля. Чем холоднее на улице, тем больше энергии затрачивается на испарение, и тем сложнее запустить двигатель и продолжать движение. Поэтому зимние сорта бензина включают фракции, которые легко испаряются при низких температурах.
Современные автомобили имеют систему прямого впрыска, поэтому температура испарения бензина уже не так важна, но до сих пор только она определяет, насколько быстро и равномерно бензиновые пары смешиваются с воздухом в цилиндре, а значит, насколько эффективно будет работать мотор. Эту величину занижают с помощью присадок или с помощью повышения доли высоких фракций.
температура горения газа и бензина — Карбид или бензин, в чем разница? — 22 ответа
В разделе Техника на вопрос Карбид или бензин, в чем разница? заданный автором Дмитрий Ростовский лучший ответ это Температура пропановой сварочной горелки составляет приблизительно 2300 градусов, тогда как ацетиленовая сварочная горелка выдает 3150 градусов.
По личному опыту скажу, керосинорез ничуть не хуже той же ацетиленовой, только потребление кислорода несколько больше.
Ответ от Инна Михайлюк[активный]На zzu.ru много полезной информации Посмотрите, может найдете именно то, что Вас интересует
Пламя на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про Пламя
Температура горения бензина
Температура сгорания бензина не зависит от октанового числа: оно влияет на стойкость к возникновению детонационных процессов. У автомобильных бензинов А-72, А-76, АИ-92, АИ-95 фракционный состав и все характеристики кипения, испаряемости и горения почти одинаковы. Современные бензины с высоким октановым числом даже менее экологически безопасны, чем устаревшие, потому что в них добавляют множество присадок, например тетраэтилсвинец, который ядовит и разрушают каталитический нейтрализатор автомобиля.
Сгорание бензина зависит от того, где он горит. В двигателе бензин горит в среднем при температуре 900-1100 градусов, может гореть и при более низких температурах. Она зависит в том числе от давления в цилиндрах. Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах – 800-900 градусов.
Октановое число газа.
Газ превосходит бензин не только по показателю экологичности, но своей энергоэффективностью. В двигателе внутреннего сгорания применяется классический принцип, который основан на использовании четырех циклов. В конечном счете, мощность двигателя зависит от степени сжатия топливной смеси (ее верхний предел ограничивается возможностью детонации, при которой происходит взрыв). Способность топлива противостоять детонации называется октановым числом. Для природного газа этот показатель в среднем равняется 108. О подобном результате любым маркам бензина остается только мечтать.
Еще одно преимущество природного газа перед бензином заключается в том, что его концентрация, необходимая для горения, оказывается более низкой, чем у конкурента. Иными словами, газовый двигатель может обходиться более бедными горючими смесями. Регулируя концентрацию газа в смеси, мы тем самым получаем уникальную возможность управлять мощностью двигателя, который становится заметно более «послушным» по сравнению с бензиновым.
Газовые двигатели примерно в 1,5-2 дольше, чем конкуренты, способны обходиться без ремонта. Это связано с тем, что при сгорании природного газа образуется намного меньше твердых частиц, которые ускоряют процесс износа поршней и цилиндра. Химические свойства газа таковы, что он практически не способствует коррозии металла и не смывает защитную масляную пленку, покрывающую металлические поверхности (в отличие от жидкого топлива).
Добавим также, что это вещество абсолютно безвредно, поскольку при его сгорании образуется лишь углекислый газ и вода.
Альтернативой метану является пропан-бутан – синтетическое топливо, получаемой путем переработки нефти, а также конденсации попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась в жидком состоянии, при ее перевозке и хранении необходимо постоянно поддерживать давление в 16 атмосфер.
Конструкция газобаллонного оборудования, работающего на пропан-бутане в целом проще, а заправка такого автомобиля со стороны мало чем отличается от заправки бензином.