Mieszanka paliwowo-powietrzna

Aby silnik spalinowy mógł pracować, w jego komorach spalania jest spalane paliwo. Proces spalania wymaga odpowiedniej ilości tlenu, a ten jest dostarczany do cylindrów z powietrzem albo wprost z atmosfery (za pośrednictwem filtrów), albo - w starszych rozwiązaniach pojazdów z zapłonem iskrowym - poprzez gaźnik.

Bez względu na sposób, w jaki potrzebna ilość tlenu znajdzie się w komorach spalania silnika, musi ono zostać zmieszane z odpowiednio rozdrobnionym i maksymalnie odparowanym paliwem, we właściwych proporcjach. Dopiero wówczas nastąpi zapłon. Taką mieszaninę paliwa i powietrza nazywamy mieszanką paliwowo-powietrzną. W przypadku współczesnych silników z zapłonem iskrowym z wtryskiem bezpośrednim, mieszanka powstaje dopiero wewnątrz cylindra, w jego komorze spalania. W silnikach z wtryskiem pośrednim miejsce jej powstania znajduje się wewnątrz kolektora dolotowego, zwykle tuż przed zaworem. W silnikach z zapłonem samoczynnym mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje zawsze w komorze spalania na niewielki ułamek sekundy przez zainicjowaniem procesu jej spalania.  

Z uwagi na to, że procesy w silniku spalinowym zachodzą bardzo szybko, zwykle w setnych częściach sekundy, wszelkie rozważania teoretyczne z nimi związane tylko częściowo odpowiadają rzeczywistości. Dotyczy to zwłaszcza składu i procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Tak więc teoretycznie można wyliczyć ilość powietrza, potrzebną do całkowitego spalenia jednostki masy danego paliwa. Ilość ta jest znana jako stała stechiometryczna paliwa. Wyraża się ją w kilogramach powietrza, koniecznego do spalenia kilograma paliwa. W przypadku silników benzynowych wynosi ona (w dużym przybliżeniu) około 14-16 kg powietrza na każdy kilogram benzyny. Znając tę wartość, jak również ciężar właściwy powietrza przy danym ciśnieniu atmosferycznym i w danej temperaturze, oraz ciężar właściwy benzyny, można pokusić się o obliczenie teoretycznego zużycia paliwa przez silnik w jednostce czasu, przy zachowaniu niezmiennej prędkości obrotowej wału korbowego. Wynik takich obliczeń nie ma praktycznie żadnego znaczenia dla użytkownika pojazdu, natomiast jest istotny dla konstruktorów, udoskonalających już istniejące rozwiązania techniczne lub pracujących nad rozwiązaniami całkiem nowymi.

Odwiedź nasz serwis Eksploatacja auta

Teoretyczna wiedza o prawidłowym składzie mieszanki paliwowo-powietrznej ma także niebagatelne znaczenie w przypadku sterowania nim za pomocą komputera, przetwarzającego dane o temperaturze silnika, jego chwilowej prędkości obrotowej i obciążeniu oraz o składzie chemicznym spalin. Wiadomo, że w przypadku silnika zimnego do komór spalania musi trafiać mieszanka znacznie bogatsza, a więc zawierająca znacznie więcej paliwa, niż wynika to z obliczenia opartego o stałą stechiometryczną. W zimnym silniku odparowaniu ulega tylko pewna, niewielka część paliwa z mieszanki, a więc jedynie ona zostanie spalona.

Zobacz też: Przewody paliwowe