Взаимосвязь между крутящим моментом, мощностью, удельным расходом топлива и коэффициентом избытка воздуха

График показывает, как обстоят дела, а я расскажу, почему так происходит.

Причина, по которой обедненная топливно-воздушная смесь (по сравнению со стехиометрической) более эффективна, заключается в том, что она сгорает при более высокой температуре. (но медленнее) Так происходит при любом сгорании. Сравните это с костром: он будет гореть жарче, если вы начнете дуть на него. Воздуха будет больше, чем нужно, поэтому у топлива не возникнет проблем со сгоранием, если избыток воздуха не слишком велик.

Более интенсивное сгорание имеет два преимущества:

• Более высокая температура обеспечивает более полное сгорание, поэтому меньше топлива расходуется в виде несгоревших или частично сгоревших частиц. Это означает, что из топлива извлекается больше энергии.


• Более высокая температура также означает, что в цилиндре создаётся большее давление, благодаря чему поршень совершает больше работы. Это, в свою очередь, позволяет эффективнее использовать энергию топлива.

Но почему более высокое соотношение лучше для увеличения крутящего момента? (и, следовательно, мощности)

Это происходит потому, что богатая топливно-воздушная смесь сгорает быстрее. (до определённого уровня обогащения) Это означает, что после верхней мёртвой точки давление создаётся быстрее. А значит, создаётся больший крутящий момент. Крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, — это мощность. При обедненной смеси давление создаётся позже, что не позволяет двигателю вырабатывать столько же мощности. Богатая смесь также означает, что при том же количестве воздуха можно использовать больше топлива. Это означает, что можно выработать больше тепла. NB: тепло отличается от температуры.

Кроме того, поскольку более богатые смеси сгорают при более низкой температуре, они бережнее относятся к двигателю и позволяют ему вырабатывать больше мощности без разрушения или плавления деталей.

Недостаток в том, что это не пропорционально, поэтому для получения большей мощности требуется пропорционально больше топлива. Вот почему более бедная топливная смесь эффективнее. Удельный расход топлива показывает, какая мощность вырабатывается на единицу расхода топлива. По сути, это то же самое, что и количество энергии, получаемой из определённого количества топлива.

Это ещё не всё, но здесь изложены основы, и это должно ответить на все ваши вопросы. Если вы оставите комментарий, я могу отправить вам PDF-файл, в котором объясняется всё, что нужно знать о процессе сгорания топлива в двигателях. Не забудьте отметить ответ на свой вопрос ;)

Этот график говорит сам за себя:

• Самый высокий уровень NOx при максимальной экономии :)




• самый высокий CO при максимальной мощности

CO почти на самом низком уровне в целевом диапазоне A/F...

Вот несколько ссылок, которые могут оказаться полезными:

1. Судья, высокоскоростные двигатели внутреннего сгорания https://archive.org/details/cu31924003632191




2. https://www.amazon.com/Высокоскоростной-двигатель-внутреннего-сгорания-Ricardo-F-R-S/dp/0216890268

И то, и другое поможет вам «дополнить» то, что вам нужно знать.

Также см. схему в ответе здесь:

https://mechanics.stackexchange.com/a/58191/10976