• Главная
• Воздушная смесь
• Система охлаждения
• Система зажигания
• Система смазки
• Система подачи топлива

Топливная смесь

Правильная подача топлива очень важна для атмосферных двигателей, а для турбированных это жизненно важно. Потому что если что-то пойдёт не так, вы можете потерять свой двигатель, так толком с ним и не познакомившись...

Применительно к атмосферникам можно говорить об ускоренном износе, к примеру поршневой, если смесь будет богатой или последствиях общего перегрева, если смесь бедная.

Двигатель с турбонаддувом на бедной смеси при хорошем бусте может умереть в любой момент. Несколько секунд на полном бусте с бедной смесью и перегрев с детонацией гарантированы. Если повезёт, то выйдет из строя ГБЦ и вам придётся притормозить, хотите вы того или нет. Если же удача не на вашей стороне, то один или два поршня расплавятся. Расплавленный алюминий может осесть где угодно: на стенках цилиндра, на клапанах, крыльчатке турбины, в общем, сами пофантазируйте.

Итак, давайте по порядку.

Двигатель сжигает смесь воздуха и топлива, но не любую. Если в ней 1 грамм воздуха и 1 грамм топлива, она не воспламенится, потому что эта смесь богатая, т.е. слишком много бензина, она богата бензином. Если в смеси 1 кг воздуха и 1 грамм бензина, она тем более не воспламенится, потому что она бедная, в ней мало бензина, она бедна бензином, это практически сплошной воздух.

Экспериментально было доказано, что идеальная пропорция смеси, где два этих элемента идеально сбалансированы - это 14,7:1 в весе, т.е. 14,7 грамма воздуха на 1 грамм топлива. Это называется "стехиометрия", что в переводе с греческого значит "мера элементов".

Знать, что это идеальная смесь хорошо, но вот идеальна она для чего? Идеальна с точки зрения мощности, экономичности или экологичности? Угадали... Дело в выхлопах. Ну типа сохраните китов, обнимите дерево и всё такое. Стехиометрийная смесь сгорая будет производить меньшее количество токсичных веществ, таких как углеводород и СО. Если она становится беднее, то производит меньше СО и больше углеводородов и наоборот. Стехиометрия - это идеальный баланс, где вырабатывается даже ещё больше всяких ужасных веществ разного происхождения, но с которыми справляется катализатор. Это точка, где весь кислород был израсходован и не осталось никаких излишков топлива.

Смесь беднее стехиометрической (15:1 ~ 18:1) обеспечивает лучшую экономию топлива (неудивительно, ведь в ней меньше топлива и иногда мы хотим, чтобы наша смесь была такой. Например при замедлении или неактивной езде по трассе. Но, если вы поставите свою ногу на педаль, а смесь у вас 18:1, то вы никуда не поедете. Ускорение требует богатую смесь - 14:1 ~ 13:1, иногда даже 12,5:1. Для “турбы” при маленьком давлении это должно быть минимум 13:1, а при полном давлении ещё богаче. НАСКОЛЬКО БОЛЬШЕ? Это зависит от работы интеркулера, системы зажигания и др.

Два прямо противоположных примера.

“Турба” со средненьким наддувом, огромным интеркулером, который охлаждает воздух до нужной температуры всегда, с идеально выставленным зажиганием и хорошим впускным коллектором, на 100 октановом бензине при полном бусте не потребует смеси богаче чем 13.5:1. Потому что если бензина будет больше, то мощности всё равно уже не прибавится. Тот же двигатель с наддувом в два раза больше заводского, на 95 бензине, с убогим интеркулером, сбитым зажиганием и забитой охлаждающей системой, будет потреблять топливную смесь в пропорции 11:1 или даже 10:1. Это на 20-30% больше топлива.

Приборы измерения состава топливной смеси

Есть два типа кислородных датчиков узко- и широкодиапазонные. Первые, как правило, имеют 2 или 3 провода и их можно найти на автомобилях с катализаторами - их называют лямбда-зонд. Вторые стоят подороже, проводов у них больше и найти их можно в магазинах автотюнинга. Сейчас их можно купить и по интернету, но будьте внимательны к дисплеям. Возможно им потребуется настройка, чтобы показывать в пределах 0-1 вольт и даже после этого надо проверить линейность. Со временем их надо регулярно калибровать, потому что они могут потерять точность. Большинство тюнинговых авто склонны к потреблению богатой. Это достаточно быстро выводит датчики из строя. Лямбда (или кислородные) датчики, на самом деле, воздушные батареи, создающие напряжение в зависимости от количества воздуха в среде их обитания (довольно загрязнённой). Поэтому они изнашиваются со временем и через несколько лет становятся медленными и неточными. Так что не стоит подсоединять датчик к мультиметру, чтобы измерить его сопротивление, - даже маленький постоянный ток от мультиметра может полностью вывести его из строя.

Приборы лишь отражают показания датчика, поэтому их трудно упрекнуть в абсурдности показаний. Исключением может стать ситуация, когда сопротивление датчика будет достаточно малым, чтобы отразиться на сигнале, идущем к центральному компьютеру. Дорогие приборы от известных компаний не имеют таких проблем.

Мы должны помнить, что задача кислородных датчиков не в том, чтобы устраивать неоновое светопредставление для водителя, а в том, чтобы снабжать информацией о состоянии выхлопных газов центральный. Это жизненно важно для катализатора, если мы хотим сохранить его в рабочем состоянии. Богатая смесь покроет его изнутри частицами углерода и уничтожит его. Бедная смесь приведёт к перегреву и также выходу из строя.

Надо отметить, что датчики кислорода точны в околостехиометрических пределах (14,7:1) и ужасно неточны за этой точкой. Например смесь 9:1 будет пониматься как ''очень богатая'', так же как и 10:1 и 12:1. Аналогично 16:1 будет ''очень бедной'', также как и 20:1. В общем, помимо того, что рабочий диапазон достаточно узок, точность за его пределами падает мгновенно. Он также очень чувствителен к температуре. Центральный компьютер отказывается принимать показания датчика до тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей температуры и для этого есть причина. Пока датчик холодный, богатая смесь ему кажется ещё богаче, а бедная ещё беднее.

Обратите внимание, что CO и NOx максимальны в промежутке стехиометрии (но катализатор позаботится о них). Также обратите внимание на линейное отношение CO в ''богатой'' секции. Поэтому выхлоп CO при полном газе является хорошим индикатором состояния смеси.

Мы проверили широкодиапазонный датчик. Этот прибор имел 6 зелёных диодов, обозначающих богатую смесь. Выход тока с датчика равный 750mV отражался как один зелёный диод. При полностью прогретом датчике это указывает на состав смеси равный 14,5:1. Два зелёных диода загораются при 800mv, равных составу смеси в 13,3:1, три зелёных диода – при составе смеси 12:1. Ну и конечно не хотелось бы, чтобы на этом приборе загорался четвёртый диод (900mV), уж точно не при рабочей температуре.

Эти показания были параллельно проверены с помощью широкодиапазонного прибора. Однако через 30 тыс. км точность пропала. Датчик не был точен даже при стехиометрическом составе смеси 14,7:1. Показания говорили, что смесь беднее, чем есть на самом деле, обманывая центральный компьютер и заставляя подавать в цилиндры больше топлива, чем надо. Нехорошо для чистого от углеродных налётов двигателя. Ряд красных диодов для индикации бедной смеси расположен ещё плотнее.

Для тюнинга и изменения характеристик центрального компьютера, узкодиапазонный датчик совсем не годится, но для поиска неисправности или регулировки после ремонта он идеален. Узкодиапазонный датчик не скажет вам, достаточно ли богата смесь, но он даст знать, если она слишком бедная. Тюнингованные турбы просто обязаны иметь его, потому что езда на бедной смеси с хорошим наддувом может влететь в копеечку.

График снизу наглядно демонстрирует ограниченность узкодиапазонных датчиков в сравнении с широкодиапазонными. Посмотрите как равномерно линия широкодиапазонного двигается от очень богатого (10:1) до очень бедного показателя (20:1) А теперь взгляните на линию узкодиапазонного датчика, как он скачет между показателями от 11,5 до 16,5, с полезным диапазоном между 13,5:1 и 15,5:1.

Кислородный датчик использует «Закон Нернста». Этот закон измеряет напряжение между двумя материями, одна из которых известная константа. Когда температура датчика достигает температуры в 300±25С, он генерирует ток, который по-своему интерпретируется центральным компьютером, который затем настраивает как надо горючую смесь.

Наружная сторона датчика покрыта диоксидом циркония, этот материал очень чувствителен к загрязнению. Представьте себе отполированный сплав, который легко впитает даже пот и жир с вашей кожи. Так вот диоксид циркония впитывает примеси из бензина. Они не очень сильно влияют на него, в отличие от различных октановых присадок, которые также содержат эти вредные для датчика примеси. И если их заливать слишком много или использовать регулярно (как например Optimax), то напряжение, передаваемое датчиком, будет неверным. Идеальным очистителем для диоксида циркония является лимонная кислота, которая проникает в налёт и уничтожает его.

Широкодиапазонные датчики

Раньше они были неудобными и дорогими. Теперь цены на них снижаются, а они становятся более надёжными (самокалибрующимися). Это происходит в основном потому что новое поколение двигателей требует большего внимания. Например, в новые Гольфы их ставят в стандартной комплектации.

В конце 2004 года появилось новое поколение широкодиапазонных датчиков, основанных на одном из вариантов этого датчика.

Сейчас можно купить широкодиапазонный датчик и установить его на место узкодиапазонного, по цене они уже практически сравнялись.

Стандартные размеры, идеально устанавливается на место родного лямбда-зонда. Раньше пришлось бы сверлить отверстие, нарезать резьбу, протягивать жгут проводов и подсоединять это всё к компьютеру. Сейчас всё проще простого.

Узкодиапазонный датчик слева, широкодиапазонный – справа.

Этот штекер надо провести через поперечную перегородку из подкапотного пространства в салон. Вообще, проводка кабелей через перегородку непростое занятие, а провести этот штекер – настоящее испытание.

Необходимо будет сделать отверстие минимального диаметра, иначе угарные газы могут попасть в салон.

Жёлтым кружком обозначено отверстие, в котором расположен переключатель выходящего сигнала на центральный компьютер. До него непросто добраться, поэтому вам понадобится фонарик и пара хороших глаз. Тонкой плоской отвёрткой поверните его по часовой стрелке до конца. И будет счастье центральному компьютеру!

Теперь, каждый раз когда включается зажигание, на дисплее ненадолго зажжётся “P04”, т.е. позиция 4.

Таким образом, если у датчика есть режим симуляции узкодиапазонного датчика и размеры с лямбда-зондом совпадают, вы можете просто установить его, и центральный компьютер будет получать информацию, которая ему нужна.