Что такое бедная и богатая смесь

Богатая, бедная и нормальная топливовоздушная смесь

Каждый водитель наверняка хотя бы раз слышал определение “топливовоздушная смесь”. Особенно часто об этом говорят, когда выясняют причины проблем с пуском двигателя. Например, если мотор глохнет сразу после старта, это может указывать на бедную топливовоздушную смесь. А возникновение ошибки P0172 в бортовой системе компьютера, напротив, может указывать на слишком богатую топливовоздушную смесь. В этой статье рассмотрим, что в целом представляет собой такая смесь, когда ее называют бедной, а когда богатой.

Что такое топливовоздушная смесь

Для работы автомобильного двигателя в камеру сгорания должна быть подана топливовоздушная смесь. Для ее формирования в двигателе используется система впрыска, которая отвечает за создание правильного соотношения подаваемого воздуха с топливом.

Нормальная, богатая и бедная топливовоздушная смесь

В ходе многолетних испытаний установлено, что оптимальное соотношение топлива и воздуха для работы автомобильного двигателя — 1:14,7. Такая топливовоздушная смесь называется нормальной или стехиометрической.

Богатой топливовоздушной смесью принято называть такую, которая формируется с соотношением 1:13 или менее.

Обогащенной называют топливовоздушную смесь, которая формируется с соотношением топлива к воздуху от 1:13 до 1:14,7.

Бедной топливовоздушной смесью называется состав, в котором воздуха больше 17 кг на 1 кг топлива, то есть в соотношении 1:15 и выше.

Тогда как обедненной топливовоздушной смесью называют состав с соотношением от 1:14,7 (или 1:15) до 1:17 топлива к воздуху.

Разобравшись с соотношениями, отдельно рассмотрим каждый из вариантов, который отличается от нормы.

Богатая и обогащенная топливовоздушная смесь

Выше мы дали информацию о том, в каких соотношениях должна быть сформирована смесь, чтобы ее считали богатой или обогащенной. Теперь расскажем о ситуациях, когда в двигателе (при нормальной его работе) может формировать такая смесь.

Обогащенную смесь система впрыска топлива может формировать на этапе разгона автомобиля, когда требуется увеличение мощности.

Чем меньше воздуха на 1 кг топлива, тем быстрее сгорает топливовоздушная смесь. Соответственно, создается на поршни двигателя максимальное давление, что приводит к увеличению мощности мотора.

Но здесь важно знать несколько нюансов, которые связаны с использованием более богатой смеси, чем нормальная:

• Чем более богатой является смесь, тем больше расход топлива на 100 км пробега.
• Богатая смесь, за счет более быстрого сгорания, оказывает большее давление на компоненты двигателя. Из-за этого мотор, который постоянно эксплуатируется на мощностной смеси, может быстрее выйти из строя.
• Нельзя обогащать смесь бесконечно. Когда соотношение топлива к воздуху начнет приближаться к 1:5,5, воспламенение смеси заметно ухудшится.

Бедная и обедненная топливовоздушная смесь

Если обогащенная топливовоздушная смесь может применяться для повышения мощности двигателя. То обедненная топливовоздушная смесь применяется для снижения расхода топлива двигателем.

Важно отметить одну деталь, которая касается экономичности при обедненной топливовоздушной смеси. Если сильно обеднить смесь, доведя соотношение топлива к воздуху до 1:20, то эффективность воспламенения такой смеси снизится. Есть риск того, что автомобиль просто “заглохнет”.

Современные автомобили самостоятельно следят за формированием нужной смеси под конкретные задачи водителя.

Бедная смесь: признаки и причины появления

Пришлось лично столкнуться с такой проблемой, как обедненная смесь, выяснить все причины. Поэтому хочу рассказать по личному опыту, на что обращать внимание в первую очередь. Сегодня узнаем в начале, что вообще собой представляет обедненная смесь, как она влияет на двигатель. А также, узнаем, какими признаками и причинами она сопровождается.

Ошибка P0171 — бедная смесь

Что это такое?

Для начала нужно понимать, в чем отличие между богатой и бедной смесью. Итак, все прекрасно понимают, что топливо состоит не только из «горючки», но и определенной доли воздуха. В зависимости от режима, типа работы ДВС и ещё массы факторов, смешивание перечисленных компонентов может производиться в разных пропорциях. Если взять средние порции, то это в пределах 1 кг. бензина на 14-15 кг. воздуха. То есть это средние показатели, при которых мотор работает стабильно.

Но, если, к примеру, уменьшить количество воздуха, скажем до 12 кг., то соответственно часть бензина возрастает. Но, при этом увеличивается мощность, расход топлива. Если сократить еще количество воздуха, то смесь становится обогащенной, то есть богатой.

В случае, когда количество воздуха возрастает, наблюдаем обратный эффект, когда топливная смесь становится обедненной. Соответственно уменьшается мощность, и при этом сокращается потребление топлива.

Богатая и бедная смеси

То есть, бедная смесь это когда:

Признаки обедненной смеси

Признаков на самом деле много, причем они могут даже напоминать проблемы связанные с другими узлами. Итак, можно выделить:

• Не стабильная работа на холостом ходу. Тут стоит также обратить внимание на регулятор холостого хода, возможно, забился и т.д.

• При попытке тронуться с места ДВС глохнет.

• При нажатии на педаль акселератора, нет реакции или она очень слабая.

• Мотор не тянет даже без нагрузки.

К примеру, если взять карбюраторные машины, то автомобиль не редко начинает «чихать», если смесь бедная. На инжекторах происходят хлопки, взрывы в выхлопной системе.

Кроме того, определить, какая смесь, нормальная, обедненная или наоборот богатая, поможет цвет свечей. Но, тут нюанс, определяется это только на инжекторных моторах. Например, если цвет свечей коричневатый, то ДВС в порядке. Но, если оттенок светлый, белый, свидетельствует о том, что в топливной смеси слишком много воздуха, значит смесь обедненная.

Свеча с белым налетом — бедная смесь

Если цвет свечей темный, но наоборот недостаток воздуха.

Черные свечи — богатая смесь

Но, точную причину сложно определить только по нагару. Кроме того, нагар может свидетельствовать о неправильно выставленном зажигании, это уже другой вопрос. Вообще среди автомобилистов уже давно замечена закономерность, если хлопки в выпускном коллекторе короткие и как бы одиночные, то это свидетельствует о богатой смеси. А вот, взрывы, хлопки протяженные, частые, то уже точно, смесь бедная. Если последнее, то машина и вовсе начнет глохнуть, дергаться, может вообще не завестись.

Причины и диагностика

При компьютерной проверке автомобиля, сканер зачастую фиксирует такую ошибку, как обедненная смесь, под кодом Р0171. Коды ошибок различных датчиков, тоже могут свидетельствовать о проблемах с топливообразованием. Итак, какие же причины поступления большего воздуха или малого количества топлива?

1. Датчик воздуха, он же ДМРВ.

ДМРВ Лада Калина 2007. Фото — drive2.ru

В первую очередь обращать внимание нужно на всевозможные датчики. Наиболее чаще проблемы с бедной смесью появляются тогда, когда ДМРВ попросту засорен или «умер». К примеру, если он загрязненный, то «мозги» реагируют на показания с замедлением, отчего подается неверная «команда» на форсунки, на поставку воздуха в увеличенном объёме. На неисправности с ДМРВ, как правило, реагирует ЭБУ, если в течение определенного времени, была замечена поставка большего количества воздуха. К примеру, код ошибка на отечественных Lada — Р0103.

2. Проблемы с клапаном EGR.

На фото: клапаны EGR Opel Astra H

Данный клапан отвечает за возвращение в цилиндр определенного количества отработанного газа. На клапан подаются сигналы от ЭБУ, который, в свою очередь получает и анализирует показания от датчика температуры «охлаждайки», давления масла, датчика дросселя, датчика температуры во впускном коллекторе и т.д. То, есть если какой-то из перечисленных выше датчиков, подает неправильные данные, ЭБУ это может растолковать неправильно и направить на клапан EGR, сигнал, по которому последний откроется на большее время и добавит отработанных газов, больше чем нужно. Но, зачастую причина банальней, клапан сломан, засорен, отчего и работает не правильно. Код ошибки РО404.

3. Проблемы с впускной системой, неисправности датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ).

На фото: ДПДЗ Volvo 740

Проведите диагностику дроссельной заслонки, возможно, она загрязнена или работает не правильно. Помните, что положение заслонки должно отвечать температуре мотора (если заслонка автоматическая) либо положению педали газа. На горячем ДВС заслонка должна быть открыта, на холодном повернутой под определенным углом, зависит от модели машины. Соответственно, если заслонка работает не правильно, значит и воздушная заслонка формирует неверное количество воздуха. Проверьте ДПДЗ, код ошибки — Р2135.

4. Датчик абсолютного давления (ДАД) во впускном коллекторе. Он отвечает за определение плотности воздуха и формирование топливной смеси. Если на ЭБУ подаются неверные значения, то соответственно смесь может быть, как бедной, так и богатой. Коды в зависимости от машины отличаются, Р0107, Р0108, Р0106 и т. д.

Датчик абсолютного давления УМЗ 4216

5. Регулятор холостого хода. Не редко воздух подсасывается в местах установки ДХХ, если не герметичное соединение, загрязненный датчик и тому подобное. Выход, проверить герметичная ли посадка, прочистить РХХ, по необходимости заменить. При сканировании могут появляться такие коды ошибки — Р1509, Р1513, Р1514 и т.д., относящиеся к этому датчику.

6. Проблемы с ГРМ. Обратите внимание, как выставлены метки, в каком состоянии ролики и т.д. Проверьте в целом систему натяжителей.

7. Датчик кислорода он же лямбда-зонд. Сбои в работе данного датчика зачастую и становятся причиной появления бедной смеси. Прогоревший катализатор, так же и фиксируется сканером, как бедная смесь катализатор. Проверьте и его, диагностика выдает, как правило, коды — Р0135, Р0134, Р0136, РО133.

8. Проверьте работоспособность топливного насоса, может он качает не достаточное количество топлива. Заодно проверьте регулятор давления в рампе на герметичность. Не лишним будет проверить топливные фильтры.

9. Почистите форсунки, не редко из-за некачественного топлива они просто загрязняются, отчего подается обедненная смесь.

10. Отдельное внимание уделите проверке карбюратора, если тип ДВС таковой. Проверьте, правильно ли выставлен «поплавок», не загрязнены ли жиклеры, игла и т.д. Проверьте на герметичность соединения впускного топливопровода к карбюратору, топливный насос, воздушный клапан, фильтр и т.д.

Заключение

В итоге, хотелось бы подчеркнуть основное, что узнать точную причину появления бедной смеси, поможет компьютерная диагностика, если визуально все проблемы были исправлены. Нужно понимать, что на современных автомобилях, практически любая неисправность фиксируется в виде кода ошибки. Поэтому сканирование специальным оборудованием, позволяет точно установить причину неполадки и не привести к более серьезным неисправностям.

Топливная смесь

Современная система управления двигателем следит за тем, чтобы в его цилиндрах сгорала экологически чистая топливовоздушная смесь. Но некоторые автомобилисты, меняя прошивки, в том числе, влияющие на состав смеси, хотят добиться еще большей мощности или меньшего расхода топлива.
Законы физики едины для любой техники. Но то, что в поршневом двигателе скрыто от наших глаз, в реактивном порой видно снаружи. Особенно ярко — на самолетных газотурбинных двигателях. У отлично настроенного двигателя АЛ-31 пламя форсажа не желтоватое, как на двигателях многих других фирм, а прозрачно-синее, что говорит о высокой чистоте сгорания, меньшем расходе топлива. Вот только добиться такого результата, не ухудшая устойчивости работы двигателя, далеко не просто.
Вот так горит топливо и в первоклассном автомобильном двигателе. Современный автомобильный двигатель, получив подобную «идеологию», основательно поумнел. Избавляя человека от забот, машина сама себя диагностирует, сообщает о «болячках», подсказывает, когда ехать к мастерам.
В России любое горючее вещество – бензин, керосин, солярку, спирт, газ – народ называет топливом, хотя ничто не может гореть без окислителя. Чаще всего это кислород воздуха. Что же и как полыхает в цилиндрах широко распространенных бензиновых двигателей?
Распыленное форсунками горючее испаряется в каналах перед впускными клапанами. В цилиндрах же сгорает газообразная рабочая смесь горючего и воздуха. Она «гомогенная» (одного состава по всему объему), – такую электронной системе управления двигателем (ЭСУД) проще контролировать. Но если у кого-то еще трудится карбюраторный автомобиль, то многое справедливо и для него, – разница лишь в способах регулирования режимов работы.
В частности, для надежного воспламенения важно, как соотносятся в рабочей смеси массы воздуха и горючего. Смесь из 14,7 г воздуха и 1 г бензина называют стехиометрической. Воздуха ровно столько, сколько нужно для полного сгорания бензина. Отклонения от этого идеала для удобства оценивают так называемым коэффициентом избытка воздуха λ. В нашем примере. Если λ больше единицы, смесь называют бедной, меньше – богатой. При λ = 1 возможна полноценная окислительная реакция, не оставляющая неиспользованных компонентов. В отработавших газах (до первого датчика кислорода в системе выпуска) два основных продукта сгорания – углекислый газ СО2 (13,7 % по объему) и водяной пар H2O (13,1 %). Азот воздуха не горюч, – этот балласт занимает 71,5%. Правда, в реальном двигателе не все так гладко, как в теории. Даже при сжигании стехиометрической смеси в отработавших газах присутствуют СО (до 0,7 %) и СН (до 0,2 %). А на режимах с высокими температурами могут появиться и токсичные оксиды азота NOx – около 0,1 %.
С этими дозами ядов трехкомпонентный каталитический нейтрализатор справляется практически стопроцентно, это его штатный режим работы. Первые два он «доокислит» (дожжет), а оксиды NOx восстановит до безвредного азота N₂.
Карбюратор и при самой грамотной регулировке не может гарантировать стехиометрии даже на основных режимах работы, не говоря уже о переходных. Отсюда экологические проблемы. Это основная причина того, что о карбюраторах (при всей их простоте и привлекательности для кого-то) автомобильный мир постепенно забывает.
Но убавим немного воздуха. При λ = 0,8. 0,9 получается смесь для режимов высокой мощности, ибо скорость ее сгорания самая высокая. Но некоторая часть «заряда» в цилиндре не успевает прореагировать, доли СО и СН, как и расход топлива, несколько выше, чем при стехиометрии.
Еще меньше воздуха? Слишком богатая смесь горит неэффективно. Расход топлива велик, мощность снижена, в отработавших газах много токсичных продуктов – СО, СН и С. Первый из них – окись углерода, «угарный газ без цвета и запаха». Из-за дефицита кислорода он «недоокислился» до СО₂. Второй – «углеводороды», пары горючего, не успевшие воспламениться и выброшенные в трубу. Третий – появившиеся в ходе реакций частицы углерода (черная копоть), которым тоже не хватило воздуха, чтобы догореть.
Копоть нарушает работу свечей – угольные «мостики» прерывают искрообразование – и в нейтрализаторе дожигается слишком много топлива, он перегревается, а при температурах свыше 1000 о С ему приходит конец. Поэтому система самодиагностики, обнаружив, что в каком-то цилиндре слишком много пропусков воспламенения, отключает его форсунку – и сигнализирует: «проверь двигатель!»
Ну а если окислителя так мало, что смесь невозможно зажечь, ее называют переобогащенной. Именно поэтому плотные бензиновые пары в баке не взрываются даже при неисправном, сильно искрящем электрическом указателе уровня топлива.
Начнем обеднять смесь, добавляя к стехиометрической воздуха. Смесь с λ = 1,05. 1,1 обеспечивает наилучшую экономичность, но с ощутимым недобором мощности. Такая смесь горит медленней, а лишний воздух равносилен балласту, уносящему в трубу часть полезной теплоты. При сильном обеднении смеси (в основном, у двигателей с непосредственным впрыском топлива в цилиндры) начинают так быстро расти выбросы NOx ,что обычный нейтрализатор с ними не справляется. Это сильно усложняет систему очистки отработавших газов. Но для двигателей, работающих преимущественно при стехиометрии (то есть обычных инжекторных) эта тема не актуальна. Наконец, смесь, в которой так много воздуха, что она не воспламеняется, называют переобедненной. Так, если при резком открытии дросселя мотор «проваливает», – значит, впрыск топлива не поспевает за поступлением воздуха. Хорошо известная причина – засорение топливного фильтра на входе в бензонасос!
Итак, сегодня для наиболее распространенных инжекторных двигателей оптимальной считается стехиометрическая смесь. Такова их основная настройка, прописанная в так называемых «заводских прошивках». Экономичность и мощность двигателя – на приемлемом уровне, вреда для экологии минимум. Ну а знать или не знать, как работает система, ваше личное дело. Немногие представляют себе устройство современного компьютера, а пользуются же! Важно вовремя замечать неполадки, – а устранить их обязан сервис.
Для простоты укрепления знаний можно обратиться к житейским примерам, – например, к газовой плите или деревенской печке. Если при работающем двигателе уменьшить подачу воздуха, закрыв дроссель, то ЭСУД синхронно снизит подачу топлива. А кухонная печка начнет выделять угарный газ СО.
О том, что угарного газа выделялось много, говорят черные, обугленные головешки. Почему уголь не сгорел? – Не хватило кислорода. Значит, оксида углерода СО было немало. Будь в печи пламя, как в кузнечном горне, – белое, ревущее – остался бы в ней только светлый (минеральный, не горючий) пепел.
Ну а с выстуженной печкой обращение иное. С поверхности холодных дров летучие углеводороды испаряются слабо. А цепная реакция горения устойчива и вообще возможна лишь при условии, что температура в очаге быстро достигнет градусов 800. Поэтому начинать растопку надо с мелкого топлива, но в большом количестве, чтобы поверхность горения была как можно большей. Это сухой хворост, стружки, щепки, береста, газеты. Налицо немало общего с двигателем.
Напомним, при пуске совсем холодного бензин слабо испаряется – и получить нужный состав смеси, не прибегая к каким-то дополнительным мерам, затруднительно. Поэтому контроллер прикажет форсункам настолько увеличить подачу бензина, чтобы смесь в цилиндрах смогла воспламеняться. А по мере прогрева двигателя расход топлива, в соответствии с «прошивкой мозгов», по определенному закону снижается.
Но печка – это пример «дикого», неорганизованного, горения. Гораздо показательнее экспериментировать с газовой горелкой. Бедную газо-воздушную смесь иной раз и не запалишь: хлопок – а огня нет! Если же загорится, то шумно, неустойчиво, временами даже отрываясь от горелки.
На снимках – опыты с портативной горелкой. При минимальном притоке воздуха богатая смесь от пьезо-искорки даже не загорается. От спички – неохотно. Пламя желтоватое, вялое – сразу закоптило наш стальной стержень. Затем прибавили воздуха – и получили смесь, которая отлично загорается от искры. Пламя голубое, ровное, горячее, копоти нет, стержень нагрелся докрасна. Вот эта регулировка – наилучшая.
Всякий двигатель, сжигающий топливо, неспроста называют тепловым – в нем есть та же «печка», только с лучше организованной работой. И задача, по большому счету, та же: максимум эффективности при минимуме вреда. Остается напомнить (см. график): невозможно при одном и том же составе смеси одновременно добиться максимума мощности и минимума расхода топлива. Посему оптимальной для наиболее распространенных инжекторных двигателей считается стехиометрическая смесь. С нею и мощность достаточная, и экономичность приемлемая, и вред природе – минимальный.

Подписи к фото:
1. Так горит богатая газово-воздушная смесь. Пламя горелки желтоватое и, в сравнении с правильной регулировкой, – «прохладное». Подопытный стержень закопчен.
2. Сжигаем газово-воздушную смесь оптимального состава. Пламя голубое, стержень нагрет докрасна. А позади него пламя уже не голубое – оно подсвечено частицами окалины и т. п., отрывающимися от поверхности металла.

Как определить бедная или богатая смесь топлива

Для работы автомобиля с ДВС необходимо топливо, чаще всего бензин. В камеру сгорания вещество попадает не в чистом виде, а с воздухом. Этот состав называют топливной смесью. Здесь определенное соотношение двух компонентов. В зависимости от количества ингредиентов бывает бедная и богатая смесь. Необходимо выяснить, насколько важен этот фактор для работы автомобиля.

Нормальное соотношение бензина к воздуху — 1 к 14,7 частей. При определении, на какой смеси работает мотор, за основу берут эти значения.

Бедная смесь

Когда больше воздуха, топлива поступает меньше. Мотор будет потреблять не много бензина, набирать обороты будет хуже.

Некоторые автомобилисты обедняют состав для экономии горючего, важно не перестараться. Оптимальным соотношением будет 1 к 16. Если количество воздуха увеличить, появятся проблемы:

1. Низкая мощность двигателя.
2. Запуск мотора с перебоями.
3. Плавающие обороты на ХХ.
4. Слабая искра, перебои в работе силового агрегата.
5. Звуки из выхлопа на инжекторе.

Понять, богатая и бедная смесь в системе топлива, поможет нагар на свечах зажигания. О нормальном соотношении свидетельствует оттенок коричневого цвета, белый говорит о большом количестве воздуха. Нагар не поможет с точностью определить количество бензина и топлива. Необходимо произвести диагностику.

Внимание! Смесь становится бедной после перепрошивки «мозгов» автомобиля у неопытных мастеров. Не стоит экономить на обслуживании машины.

Большое количество воздуха может быть вызвано неисправностью различных узлов, чаще из-за датчика ДМРВ. Прибор «умирает», отправляет неверные данные.

1. Клапан EGR засорен, неисправен, неправильно анализирует информацию с «мозгов», подает большее количество отработанных газов.
2. ДПДЗ отвечает за открытие и закрытие дроссельной заслонки.
3. ДАД — датчик абсолютного давления.

После замены ремня ГРМ топливо может стать обедненным из-за неправильно выставленных меток.

Богатая смесь

Бензина больше, воздуха меньше. Расход топлива увеличивается, мотор набирает обороты быстрее, ресурс уменьшается.

Обогатиться состав может из-за поломок или специально. Уменьшать количество воздуха можно до 12 единиц. Тогда чувствуется улучшение «тяги» автомобиля.

Если смесь будет богатой (1 к 6), ресурс мотора уменьшится, появится сильная детонация, двигатель не сможет работать исправно, возникнет падение мощности. Система охлаждения не в состоянии поддерживать нормальную температуру, которая станет подниматься. Когда количество бензина станет большим, мотор не запустится.

Определение чрезмерного обогащения — черный дым из выхлопной системы. Если появился после прошивки инжектора или настройки карбюратора, значит процедуру провели неправильно.

Внимание! Ездить с переобогащенной смесью не рекомендуется, ресурс мотора уменьшается. Проблему нужно устранять в кратчайшие сроки.

Причины подачи малого количества воздуха, чаще связаны с датчиками, забитым воздушным фильтром. Многие забывают менять деталь вовремя — каждые 30-40 тысяч км.

Заключение

Богатая и бедная смесь — негативные явления. За качеством топлива нужно следить, тогда двигатель будет работать исправно.