Рабочая смесь
Процесс сгорания требует предварительной подготовки вводимого в двигатель топлива: распыления и испарения при смешении с воздухом, кислород которого необходим для сгорания (окисления) топлива. Таким образом, в цилиндры двигателя топливо вводится в виде паров, перемешанных с воздухом, т.е. в виде рабочей смеси.
Состав рабочей смеси определяется соотношением между парами топлива и воздухом. Состав должен быть подобран так, чтобы он обеспечил наилучшее использование тепла топлива. Тепло-использование определяется степенью полноты сгорания топлива. В соответствии с химическим составом для полного сгорания 1 кг автотракторного топлива необходимо около 15 кг воздуха; смесь такого состава называется нормальной.
Качество смеси определяется не только весовым соотношением ее элементов, но и качеством смешения частиц воздуха с частицами топлива: близкое соприкосновение их облегчает сгорание и делает его более полным. При полном сгорании топлива весь углерод соединяется с кислородом, образуя углекислый газ, а водород переходит в пары воды.
Наличие крупных частиц (капель) топлива приводит к обгоранию их только с поверхности, внутренние же элементы теряются. При недостатке воздуха или в избытке топлива смесь называется богатой, при избытке воздуха или недостатке топлива — бедной.
Обогащенной рабочей смесью называется смесь, в которой содержится па 15% меньше воздуха, чем в нормальной (на 1 кг бензина — от 15 до 12,75 кг воздуха); в богатой смеси недостаток воздуха превышает 15%. В обедненной смеси избыток воздуха составляет до 15° 0, в бедной — свыше 15°/0.
При недостатке кислорода, т. е. при богатой смеси, часть углерода окисляется не полностью и дает окись углерода, часть остается совсем не окислившейся в виде копоти и образует нагар.
С обогащением.рабочей смеси растет мощность двигателя и увеличивается расход топлива. Максимальная мощность развивается при 20—15°/0 избытка воздуха. Обеднение смеси вызывает снижение расхода топлива и уменьшение мощности.
Минимальный расход топлива имеет место при 10—15% недостатка воздуха. Отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка — а. Для нормальной смеси а=1, для обогащенной — 0,85 -: - 1; богатой < 0,85; обедненной ; бедной >1,15. Для получения смеси большей мощности применяют а =0,9, для получения экономичной смеси.
Крайние значения коэффициентом избытка воздуха устанавливаются пределами воспламеняемости рабочей смеси. Рабочая смесь из частиц автотракторных топлива и воздуха воспламеняется только в пределах а от 0,5 до 1,5. Эти значения и являются пределами воспламеняемости смесей.
Рабочая смесь, помимо прочих параметров, характеризуется, теплотворной способностью: количеством калорий тепла, выделяющимся при сгорании рабочей смеси. Для нормальных рабочих смесей автотракторных топлива теплотворная способность составляет от 816 до 820 калорий.