Топливо для карбюраторных двигателей
Категория:
Ремонт топливной аппаратуры автомобилей
Публикация:
Топливо для карбюраторных двигателей
Читать далее:
Топливо для карбюраторных двигателей
Требования, предъявляемые к бензинам. Топливом для карбюраторных двигателей являются автомобильные бензины. Требования, предъявляемые к качеству применяемого бензина, следующие: быстрое образование бензино-воздушной (горючей) смеси необходимого состава; сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации), минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя; небольшие отложения смолистых веществ в системе питания в двигателе; наименьшее отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду; сохранность первоначальных свойств в длительном интервале времени.
Показатели качества бензинов. Качество бензинов определяет ГОСТ 2084—77.
Все марки автомобильных бензинов имеют буквенно-цифровое обозначение: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А обозначает «Автомобильный бензин», следующие за ней цифры — октановое число бензина в безразмерных единицах.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Октановое число является показателем, определяющим детонационные свойства бензина. Детонацией называется сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью, превышающей скорость звука. Это явление сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя.
При детонации в двигателе возникают ударные нагрузки, которые могут стать причиной его разрушения. Детонация является результатом образования в рабочей смеси углеводородных перекисей, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью. Чем выше октановое число бензина, тем меньше возможность появления детонации.
Кроме октанового числа бензина на возникновение детонации при работе двигателя влияют следующие эксплуатационные факторы: перегрев двигателя свыше нормы, большая нагрузка при малой частоте вращения коленчатого вала, неправильная (ранняя) установка зажигания. Следовательно, для устранения детонации в двигателе необходимо изменить режим его работы: снять нагрузку и повысить частоту вращения, выдерживать нормальный тепловой режим, а также следить за правильной установкой зажигания.
Из конструктивных факторов, влияющих на возникновение детонации, нужно отметить такие, как форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания, диаметр цилиндра, и такой важнейший конструктивный параметр двигателя, как степень сжатия.
Для каждого типа карбюраторного двигателя допускается применение бензина со строго определенным октановым числом. Величина октанового числа применяемого бензина определяется степенью сжатия двигателя. Чем выше степень сжатия, тем более высокое октановое число должен иметь бензин. Например, при степени сжатия 7—7,2 применяют бензин А-76, а при 8,5—8,8 — бензин АИ-93.
Октановое число бензинов в нашей стране определяют по моторному и исследовательскому методам, сущность которых заключается в сравнении работы одноцилиндрового двигателя на испытуемом бензине и на эталонном топливе. В качестве эталонного топлива используют смесь двух углеводородов — изооктана и нормального гептана. Октановое число первого принимают за 100 единиц, а второго — за 0. Если составлять смесь из этих углеводородов в определенном процентном отношении, то оно и будет характеризовать октановое число. Так, смесь из 76% изооктана и 24% гептана будет равноценна бензину с октановым числом 76.
Испытание бензина по моторному методу проводят следующим образом: вначале запускают двигатель на испытуемом бензине и доводят его при повышении нагрузки до возникновения детонации, которая фиксируется по шкале указателя детонации. Затем переводят питание двигателя на эталонную смесь, имеющую предполагаемое октановое число на две единицы больше, чем у бензина. Если в фиксированном режиме нагрузки детонация не наступит, то двигатель переводят на другую смесь с октановым числом, меньшим на две единицы, и опять наблюдают за возникновением детонации. Если детонация будет наблюдаться, то подсчитывают величину октанового числа как среднее арифметическое октановых чисел двух взятых эталонных смесей. С целью большей достоверности указанное испытание проводят три раза.
Исследовательский метод испытания бензина по схеме проведения не отличается от моторного. Разница заключается лишь в режиме нагрузки на двигатель в момент испытания. Величина нагрузки устанавливается несколько меньше, чем при моторном методе. В результате детонация будет возникать при эталонных смесях с большим содержанием изооктана. Поэтому октановое число, получаемое по исследовательскому методу, будет на несколько единиц выше, чем по моторному.
Метод определения октанового числа отражается в марке бензина. Буква А обозначает, что октановое число определено моторным методом, буква И — свидетельствует о величине октанового числа, определенного по исследовательскому методу.
Для повышения октанового числа в некоторые бензины добавляют специальные присадки. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором ТЭС (тетраэтилсвинец). Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и для отличия от обычных бензинов окрашивается. При этом каждой марке бензина соответствует определенный цвет окраски. Например, этилированный бензин А-76 окрашивают в желтый цвет. Применение этилированных бензинов ограничивается из-за повышенной токсичности их продуктов сгорания.
Фракционный состав бензина определяет способность образовывать в карбюраторе однородную топливовоздушную смесь нужного состава и является показателем испаряемости бензина в процессе карбюрации. В ГОСТ 2084—77 указаны температуры, при которых перегоняются 10, 50, 90% бензина. Эти температуры свидетельствуют о наличии в бензине определенных фракций.
По температуре перегонки 10% бензина можно судить о наличии в нем пусковых фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя. Чем ниже температура tю, тем легче и быстрее можно пустить холодный двигатель.
Устойчивость работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала зависит от температуры испарения 50% бензина Чем ниже эта температура, тем лучше испаряются средние рабочие фракции бензина, обеспечивая поступление горючей смеси в двигатель. Эти же фракции определяют приемистость двигателя, т. е. его способность переходить с малой частоты вращения коленчатого вала на большую.
Температура испарения 90% бензина (t90) и температура конца перегонки свидетельствуют об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси при работе двигателя на полной мощности. Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу двигателя и перерасходу бензина.
Остаток и потери, определяемые при перегонке, характеризуют свойство бензина давать отложения при сгорании в двигателе, а также его физическую стабильность (испаряемость при хранении).
Давление насыщенных паров характеризует так же, как и фракционный состав, испаряемость бензина. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и быстрее происходит пуск холодного двигателя. Если давление насыщенных паров слишком велико, то бензин может испариться до поступления в смесительную камеру карбюратора, что приведет к образованию паровых пробок в системе питания и к остановке или перебоям в работе двигателя. В высокогорных районах, на юге применяют бензин с низким давлением насыщенных паров. Зимой, наоборот, желательно применять бензины с несколько повышенным давлением насыщенных паров.
Коррозионные свойства бензинов определяются содержанием в них органических и минеральных кислот, щелочей, серы и других соединений. При попадании воды в бензин могут образоваться активные разрушители черных и цветных металлов. Наличие в бензине кислот и щелочей проверяют пробой на нейтральность с помощью индикаторов метилоранжа и фенолфталеина, а содержание активной серы — испытанием на медной пластинке (опусканием пластинки в бензин).
Присутствие перечисленных веществ в бензинах ГОСТом не допускается, а общее содержание серы может быть в пределах 0,12—0,01%, причем значения, меньшие на порядок, относятся к бензинам, аттестованным государственным Знаком качества.
Автомобильные бензины содержат в своем составе непредельные углеводороды, которые, окисляясь при хранении, образуют смолистые отложения. Оседая на деталях топливной аппаратуры, впускном трубопроводе двигателя и на клапанах, смолы нарушают рабочий режим и снижают мощность двигателя. Содержание фактических смол в бензине допускается в пределах от 2 до 10 мг/100 мл.
Индукционный период характеризует склонность бензина к окислению (химическую стабильность) и смолообразование в процессе хранения и потребления. Индукционный период измеряется временем в минутах, в течение которого испытуемый бензин не окисляется под давлением в среде чистого кислорода при температуре 100°С. Началом окисления считается момент изменения давления в специальном приборе, где определяется этот показатель. Индукционный период для бензинов массового потребления составляет 600—990 мин.
Гарантированный срок хранения бензинов на складах и нефтебазах составляет 5 лет. В период этого срока допускается изменение фракционного состава на 1—3 °С. Новый Государственный стандарт на автомобильные бензины (ГОСТ 2084—77) предусматривает повышение требований к бензинам массового потребления и особенно к бензинам с государственным Знаком качества.
По сравнению с бензинами массового потребления в бензинах А-76, АИ-93 и АИ-98 со Знаком качества значительно снижены: кислотность в 3—3,7 раза, содержание фактических смол в 1,3— 3,5 раза, содержание серы в 5—10 раз.
Бензины марок А-76 и АИ-98 со Знаком качества выпускают только летнего вида, а остальные бензины — летнего и зимнего видов. Летние бензины применяют с 1 апреля по 1 октября, а зимние— с 1 октября по 1 апреля, причем в северных и северо-восточных районах круглогодично. Летние бензины также можно применять в течение всего года в южных районах.
Бензины массового потребления А-76, АИ-93 и АИ-98 выпускают этилированными. Но в целях снижения их токсичности и отложений на деталях двигателей содержание свинца в антидетонационной присадке снижено до 0,24 г вместо 0,41 г на 1 кг бензина А-76 и до 0,50 г вместо 0,82 г на 1 кг бензина АИ-93 или АИ-98.
Бензин А-72 должен выпускаться неэтилированным, но до 1982 г. некоторым нефтеперерабатывающим заводам разрешен выпуск этилированного бензина А-72, который окрашен в розовый цвет.
При использовании товарных бензинов на автотранспортных предприятиях необходимо контролировать их качество по паспорту. Паспорт содержит важнейшие показатели бензина: октановое число, фракционный состав, содержание ТЭС, фактических смол и давление насыщенных паров.
Бензин считается удовлетворяющим ГОСТу, если основные показатели имеют отклонения в допустимых пределах, и тогда его можно использовать по прямому назначению. Если отклонения показателей превышают норму, то бензин исправляют смешением с другим бензином более высокого качества, пользуясь правилом среднеарифметического смешения
Исправление качества топлив путем смешения по какому-либо показателю ведут таким образом, чтобы не испортить другие показатели.
—-
В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяются бензины и газы. Выпускаемые бензины должны удовлетворять следующим требованиям.
1. Иметь высокую теплоту сгорания. Теплота сгорания различных топлив зависит от их химического состава и измеряется в килокалориях на один килограмм (ккал/кг или кДж/кг). У топлив, применяемых в двигателях внутреннего сгорания, учитывается низшая теплота сгорания, исключающая теплоту, которая расходуется на испарение содержащейся в топливе влаги. Высшая теплота сгорания жидких топлив примерно на 600 ккал/кг больше низшей теплоты сгорания. Так, теплота сгорания бензина, плотность которого в среднем 0,745 г/см3 (при 20 °С), должна находиться в пределах 10500— 11000 ккал/кг.
2. Обладать хорошей испаряемостью. Быстрый запуск карбюраторных двигателей и нормальная их работа зависят от испаряемости бензина. Об испаряемости бензина судят по его фракционному составу и упругости паров, которые определяются лабораторным путем. По фракционному составу (ГОСТ 2084—73) определяются свойства бензина, влияющие на работу двигателя. Температура выкипания 10% бензина должна быть не выше 80 °С, что соответствует испарению легких фракций и характеризует пусковые свойства бензина. Температура выкипания 50% бензина не должна превышать 145 °С и характеризует быстроту прогрева двигателя после запуска и устойчивую работу. Температура выкипания 90% бензина должна быть не выше 195 °С и характеризует общую испаряемость бензина и полноту его сгорания в двигателях.
3. Иметь хорошую детонационную стойкость. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Скорость сгорания рабочей смеси при нормальной работе двигателя составляет 25—35 м/с. При детонации скорость сгорания рабочей смеси достигает 2000—2500 м/с и сопровождается появлением ударной волны и резким повышением давления газов. Для повышения детонационной стойкости в бензин добавляют этиловую жидкость, содержащую тетраэтилсвинец РЬ (С2Н6)4 в количестве 0,41—0,82 г на 1 кг бензина.
4. Обладать хорошей физико-химической стабильностью. При хранении, транспортировке, использовании бензин не должен изменять свои физико-химические качества. При длительном хранении в бензине образуются смолы и другие продукты окисления. Содержание фактических смол в бензинах А-72, А-76, АИ-93, АИ-98 в соответствии с ГОСТ 2084—73 допускается 5—10 мг на 100 мл на месте потребления бензина. В автомобильные бензины с примесью продуктов термического и каталитического крекинга добавляется антиокислитель в количестве 0,007—0,010% параоксидифениламина и 0,05—0,15% древесно-смоляного антиокислителя прямой гонки или пиролиза-та (ГОСТ 2084—73).
5. Не содержать механических примесей, воды, водорастворимых кислот и щелочей. При транспортировке и заправке в бензин попадают вода, пыль и другие загрязняющие примеси. Бензин способен растворять в себе небольшое количество (до 0,04%) воды, которая при понижении температуры превращается в кристаллы льда. Кристаллы льда покрывают фильтрующие элементы топливных фильтров, что приводит к прекращению подачи топлива в двигатель. Наличие твердых механических примесей вызывает засорение топливопроводов, жиклеров и каналов системы питания двигателя. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей является причиной коррозии деталей системы питания двигателя.
Указанные автомобильные бензины, кроме бензина АИ-98, подразделяются на виды: летний и зимний. Летний вид бензина применяется во всех областях страны, за исключением северных и северо-восточных, с 1-го апреля по 1-е октября. В южных областях этот бензин применяется всесезонно. Зимний вид* бензина применяется в северных и северо-восточных областях всесезонно, а в остальных областях с 1-го октября по 1-е апреля.
В паспортах на бензины указывается марка и вид бензина.
Марки бензинов А-66, А-72, А-76 обозначают следующее: А – автомобильный; 66; 72; 76 — октановые числа, определенные моторным методом. Марки бензинов АИ-93, АИ-98 расшифровываются так: А — автомобильный; И — исследовательский метод; 93; 98 — октановые числа, определенные нсследователь-ским методом. Выпускаемые бензины, кроме А-72, этилированные. При транспортировке, хранении и заправке в топливные баки автомобилей необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. В Москве, Ленинграде и других городах запрещено использование этилированных бензинов. Детонационная стойкость неэтилированных бензинов обеспечивается введением нужного количества высокооктановых компонентов.
—
Основными физико-химическими константами бензина, влияющими на износ двигателя, являются его фракционный состав и особенно температура конца разгонки, антидетонационная стойкость (определяемая октановым числом), содержание серы, сернистых соединений, водорастворимых и органических кислот и щелочей.
Повышенный износ двигателя при применении бензинов с высокой температурой конца разгонки является следствием смывания масляной пленки с зеркала цилиндров и разжижения картерного масла неиспа-рившейся частью топлива (рис. 19).
При повышении температуры конца разгонки бензина повышается также расход топлива. Это объясняется тем, что неиспарившиеся частицы топлива, имеющиеся в смеси к началу ее воспламенения, сгорают на линии расширения при значительных потерях тепла в охлаждающую воду.
Влияние октанового числа бензина на износ двигателя обусловливается тем, что при работе его с детонацией возникают высокие динамические нагрузки в деталях кривошипно-шатунного механизма,. повышается температура деталей, выгорает смазка в зазорах и др. Испытания, проведенные в НАМИ, показали, что детонация вызывает повышенный износ цилиндров двигателя во всех поясах, особенно в верхнем.
Рис. 1. График зависимости общего износа двигателя и расхода бензина от температуры конца кипения бензина: 1 — расход бензина; 2 — общий износ двигателя.
Радиальные износы цилиндров при детонации распределяются неравномерно. Наибольший износ будет в местах, наиболее удаленных от запальной свечи и связанных с возникновением детонации.
Кроме октанового числа топлива и конструктивных особенностей двигателя, на развитие и протекание детонационного сгорания влияют температура и состав смеси, тепловой и нагрузочный режимы двигателя, наличие нагара в камерах сгорания, угол опережения зажигания, скорость вращения коленчатого вала и другие факторы.
Большое влияние на износ двигателя оказывает содержание серы в бензине. Так, если при содержании серы в бензине 0,003% износ двигателя принять за 1, то при увеличении содержания серы до 0,1 % износ увеличивается в 2,7 раза, а при содержании серы 0,2% — в 3,9.
Повышенное содержание серы в бензине не только ускоряет износ цилиндров, поршневых колец и клапанов, шеек коленчатого вала, подшипников и других деталей, но и увеличивает нагарообразование в камерах сгорания. При этом интенсивно протекает процесс старения картерного масла (вследствие образования железных мыл, действующих как катализатор), увеличиваются диаметры жиклеров и, следовательно, повышается расход топлива двигателем.
Некоторое уменьшение вредного влияния серы на износ может быть достигнуто повышением теплового режима двигателя.
При повышенном содержании в бензине смолистых и легко-осмоляющихся веществ увеличивается количество смолистых отложений во впускном трубопроводе двигателя, а также стимулируется процесс образования нагара. Поэтому бензин проверяется на содержание так называемых фактических смол.
В зависимости от химической и физической стабильности бензина (способности осмоляться и окисляться, длительное время сохранять легкие фракции) определяются сроки и методы его хранения в автохозяйствах.
Рекламные предложения:
Читать далее: Топливо для дизельных двигателей
Категория: — Ремонт топливной аппаратуры автомобилей
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Топливо для карбюраторного двигателя
Категория:
Автомобильные материалы и шины
Публикация:
Топливо для карбюраторного двигателя
Читать далее:
Топливо для карбюраторного двигателя
1. Марки автомобильных бензинов
Автомобильный карбюраторный двигатель может развивать необходимую мощность и иметь нормальный износ деталей только при работе на бензине определенного качества.
Качество бензина характеризуется рядом показателей, каждый из которых определяет те или иные его свойства. В совокупности все показатели, или, как их называют, физико-химические свойства, характеризуют бесперебойность и надежность работы двигателя на данном бензине, необходимую мощность, нормальный износ его деталей, нормальный расход картерного масла и бензина.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Автомобильный бензин должен отвечать следующим требованиям:
1) обеспечивать образование в двигателе смеси бензина с воздухом необходимого состава и качества, т. е. бензин должен обладать необходимыми карбюрационными свойствами;
2) обеспечивать бездетонационное сгорание при работе двигателя на всех режимах, т. е. иметь определенные антидетонационные качества;
3) не вызывать коррозии деталей двигателя;
4) не ухудшать качества и состава при хранении и применении, т. е. обладать определенной стабильностью.
С усовершенствованием конструкции двигателей требования к качеству бензина возрастают.
В послевоенный период отечественной автомобильной промышленностью организован выпуск первоклассных автомобилей, требующих применения бензина повышенного качества. Параллельно с этим нефтяной промышленностью было организовано снабжение автомобильного транспорта соответствующими сортами бензина, отвечающими возросшим к нему требованиям.
Автомобильные бензины выпускаются трех марок: А-66, А-70 и А-74 В этом условном обозначении марок бензина буква А означает «автомобильный бензин», а число, стоящее за буквой, указывает октановое число данной марки бензина.
Бензин А-74 имеет облегченный фракционный состав и обладает более высокими качествами, чем бензины А-70 и А-66, и он предназначен только для легковых автомобилей типа ЗИС-110. Применять бензин А-74 для других марок отечественных легковых и грузовых автомобилей не рекомендуется. Учитывая небольшую потребность автотранспорта в бензине А-74 и нецелесообразность его смешивания с другими ‘бензинами, он, как правило, поставляется в отдельных бочках.
Основными марками бензина на автотранспорте являются бензины А-66 и А-70. В соответствии с существующим стандартом (ГОСТ 2084-51) к этим бензинам может добавляться этиловая жидкость Р-9 в количестве до 1,5 мл на 1 кг бензина. Такой бензин называется этилированным.
Этиловая жидкость добавляется для повышения октанового числа бензина, определяющего одно из основных свойств бензина — его детонационную стойкость. Вместе с тем этиловая жидкость является сильнейшим ядом, и добавка ее к бензину даже в таких незначительных количествах делает бензин ядовитым; поэтому при применении этилированного бензина необходимо соблюдать особые меры предосторожности.
Кроме автомобильных бензинов, промышленность выпускает авиационные бензины и бензины для специальных технических нужд, например, для использования в качестве растворителя сырой резины при изготовлении резинового клея, и др.
2. Физико-химические свойства бензинов
Октановое число характеризует детонационную стойкость бензина. Явление детонации, которое может наблюдаться при сгорании бензина, чрезвычайно нежелательно и отрицательно сказывается на работе двигателя.
Сгорание бензина с детонацией сопровождается появлением резких металлических стуков, черного дыма на выхлопе, увеличением расхода бензина, снижением мощности двигателя и другими отрицательными явлениями.
В результате работы с детонацией двигатель быстро изнашивается — прогорают днища поршней, появляются трещины в блоке, выкрашиваются шатунные подшипники и т. д.
Октановым числом называется показатель детонационной стойкости бензина, численно равный такому процентному содержанию изооктана в смеси с нормальным гептаном, при котором детонационная стойкость этой смеси и сравниваемого с ней бензина одинаковы.
Октановое число изооктана условно принято за 100, а нормального гептана — за 0 (изооктан и гептан — углеводороды).
Чем выше октановое число бензина, тем лучше его антидетонационные свойства.
Октановое число бензина определяется по моторному методу. Для этой цели производят испытание бензина на специаль-
ном одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия. При работе двигателя на испытуемом бензине изменяют степень сжатия и фиксируют момент начала появления детонации. После этого подбирают такой состав изооктано-гептановой смеси, работа на которой сопровождается появлением детонационных стуков такой же силы, как и при работе на испытуемом бензине.
Допустим, что такая смесь состоит из 70% изооктана и 30% нормального гептана. В этом случае октановое число испытуемого бензина будет равно 70. Помимо сорта бензина и степени сжатия двигателя, на появление детонации влияют: число оборотов коленчатого вала, состав и температура рабочей смеси, сте-пень охлаждения цилиндров и головки блока, наличие нагара в камере сгорания и конструкция двигателя.
Повышение числа оборотов уменьшает склонность к детонации, так как при этом уменьшается время пребывания рабочей смеси в сжатом состоянии до начала ее воспламенения при такте сжатия. Таким образом, сокращается время, в течение которого могут образовываться продукты разложения бензина, вызывающие детонацию. С обеднением рабочей смеси склонность к детонации также уменьшается. Значительное влияние на появление детонации оказывает недостаточность охлаждения двигателя. Чем выше температура в конце сжатия рабочей смеси, тем выше склонность бензина к детонации. Наличие накипи в блоке цилиндров и нагара в камере сгорания двигателя значительно повышают детонацию.
На детонацию влияют также конструктивные элементы двигателя: диаметр цилиндров, форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания и др.
Фракционный состав является одним из главнейших показателей, по которому судят о качестве бензина.
Бензин состоит из веществ, имеющих разные температуры кипения. Поэтому если бензин нагревать, то сперва будут закипать легкие частицы, имеющие низкую температуру кипения, а при дальнейшем повышении температуры начнут кипеть более тяжелые частицы и так далее, пока не выкипит весь бензин. Температура, при которой закипают первые, самые легкие частицы бензина, ниже температуры выкипания последних, самых тяжелых его частиц.
Известно, что кипение сопровождается испарением; поэтому если нагревать бензин и при определенных температурах отбирать в разную посуду выделяющиеся пары и охлаждать их до превращения снова в жидкий бензин, то мы получим части бензина, отделенные друг от друга, которые имеют разные темпера? туры кипения.
Так, например, если подогреть 100 см3 бензина, то может оказаться, что при нагреве до температуры 80° выкипит 10 смз его, при дальнейшем нагреве от 80 до 150° выкипит еще 40 смз и “при нагреве от 150 до 205° выкипит остальной бензин, за исключением незначительного количества (обычно 1—2 смз), которое остается в виде остатка, и, кроме того, 2—3 смз могут быть потеряны при разгонке бензина.
Отдельные части бензина, имеющие различные температуры кипения, носят название фракций, а количество тех или иных фракций в данном бензине определяет его фракционный состав.
Фракционный состав топлива часто изображается графически в виде кривых разгонок, показывающих, какой процент топлива отгоняется при той или иной температуре. На рис. 29 показаны две кривые разгонки: одна — бензинов А-66 и А-70, другая — бензина А-74.
Для характеристики фракционного состава указываются температура начала перегонки и температура, при которой перегоняется 10, 50 и 90% бензина, а также температура конца кипения, количество оставшегося бензина и сумма оставшегося и потерянного бензина.
Фракционный состав в основном определяет испаряемость бензина, т. е. способность переходить из жидкого состояния в парообразное. В свою очередь, от испаряемости зависят качество рабочей смеси, ее однородность и интенсивность распыла, т. е. карбюрационные свойства бензина.
От фракционного состава топлива зависят износ двигателя, развиваемая им мощность, устойчивость и бесперебойность работы, бездетонационная работа, легкость пуска двигателя в холодное и теплое время, расход бензина и наконец, величина потерь бензина от испарения во время хранения.
Легкость пуска двигателя характеризуется температурой выкипания 10% бензина. Бензин с низкой температурой выкипания 10% его, а также низкой температурой начала кипения значительно облегчает пуск двигателя в холодное время. Вместе с тем работа на таком бензине в жаркое время может вызвать перебои вследствие образования паровых пробок в системе питания и ухудшения наполнения двигателя. Для бензинов А-66 и А-70 температура выкипания не должна быть более 79°, а для бензинов А-74 — 70°, т. е. бензин А-74 имеет фракции, выкипающие при более низкой температуре.
Таким образом, требования двигателя к топливу изменяются в зависимости от внешних температурных условий. Это вызывает необходимость выпуска и применения так называемых сезонных бензинов — летних и зимних.
По температуре выкипания 50% бензина судят о скорости прогрева и надежности работы прогретого двигателя на данном
Рис. 29. Кривые разгонки автомобильных бензинов:
1 — А-66 и А-70: 2 — А-74
бензине. Чем выше эта температура, тем больше времени требуется для прогрева холодного двигателя. По температуре выкипания 90% и температуре конца разгонки бензина судят о полноте его испарения во всасывающей системе двигателя. От температуры выкипания 90% бензина зависит также приемистость двигателя и плавность перехода его с одного режима работы на другой.
Бензин с высокой температурой конца кипения, или, как его называют, утяжеленный или тяжелый бензин, ведет к преждевременному износу двигателей. При работе на бензине с концом кипения 225° износы двигателя на 30—40% больше по сравнению с износами, наблюдаемыми при эксплуатации на бензине с концом кипения 200°. Одной из причин такого увеличения из-носов является ухудшение испаряемости бензина утяжеленного фракционного состава и в связи с этим увеличение поступления в цилиндры двигателя топлива в жидком, неиспарившемся виде, что вызывает неравномерное распределение рабочей смеси по цилиндрам, разжижение и смывание смазки со стенок цилиндров и т. д. Вместе с тем утяжеление фракционного состава бензина ухудшает его антидетовационные качества. Так, например, фракции, выкипающие до 80°, имеют октановое число 80, а выкипающие при 220° имеют октановое число 30.
Потери при разгонке бензина характеризуют наличие в нем легких фракций, которые могут испаряться при транспортировке, хранении, заправке и непосредственном использовании на автомобиле.
При применении в жаркое время бензинов с повышенным процентом потерь, т. е. с большим количеством легких фракций, должно быть обращено особое внимание на мероприятия, уменьшающие потери от испарения бензина при его транспортировке и хранении.
Фактические смолы, т. е. вещества, способные вызывать смолообразование и нагарообразование в двигателе, представляют собой сложные по химическому строению продукты. Их содержание в бензине выражается количеством смол, остающихся после выпаривания топлива.
Добиться полного отсутствия в бензине фактических смол не удается, и поэтому для бензинов А-66 и А-70 допускается их содержание не свыше 10 мг на 100 мл бензина, а в бензине А-74 — не свыше 6 мг на 100 мл.
Сера в бензине еще более нежелательна, чем смолы. Однако полностью избежать ее присутствия также не удается, и она допускается в количестве не свыше 0,15% для А-66 и А-70 и 0,1% для А-74, а для бензинов, полученных из нефтей, в которых сера содержится в больших количествах, так называемых сернистых нефтей, ее содержание допускается до 0,4—0,6%. Отрицательное действие серы сказывается в том, что она увеличивает износ двигателя, вызывая коррозию металла, и ухудшает качество масла двигателя. Чем больше содержится серы в бензине, тем сильнее сказывается ее вредное действие. Так, например, повышение содержания серы в бензине с 0,05 до 0,6% снижает мощность и экономичность двигателя на 25—35”/о и уменьшает срок его службы не менее чем в четыре раза.
Проба на медную пластинку показывает коррозирующие свойства свободной серы и активных сернистых соединений, присутствующих в бензинах. Испытание заключается в наблюдении за изменением цвета пластинки из электролитической меди, которая должна находиться некоторое время при определенной температуре в испытуемом бензине. Чем сильнее коррозирующее действие, тем больше будет потемнение пластинки.
Водорастворимые кислоты и щелочи вызывают сильную коррозию, а следовательно, и износы металлических деталей двигателя. Поэтому стандартом на бензин не допускаются в нем водорастворимые кислоты и щелочи даже в самых незначительных количествах
Стандартом на бензин также не допускается присутствие в нем механических примесей и воды, содержание которых вызывает повышенный износ двигателя и увеличенное нагарообразо-вание.
Присутствие воды в бензине увеличивает износы цилиндров и поршней вследствие отложения на их стенках при испарении воды растворенных в ней солей. Отложившиеся соли действуют подобно наждаку, увеличивая износ трущихся деталей.
Упругостью паров бензина называется наибольшее давление его насыщенных паров при температуре 38°.
Испарение бензина тесно связано с упругостью паров. Чем меньше упругость паров, тем медленнее испаряется бензин, и наоборот. Вместе с этим в стандарте на бензин ограничивается наиболее допустимая упругость паров, которая не должна превышать 500 мм ртутного столба.
Применение бензинов с большей упругостью паров может вызвать образование в системе питания пробок паров бензина и перебои в работе двигателя. Бензин с высокой упругостью паров не применяется еще и потому, что он очень легко испаряется, вызывая потери при хранении.
Первоначальное качество бензина во время его хранения может изменяться. Объясняется это тем, что в результате соприкосновения бензина с кислородом воздуха он окисляется, отчего в нем образуются смолы. Склонность бензина к образованию смол в процессе хранения определяется так называемым индукционным периодом, выражаемым в минутах.
Индукционным периодом называется время, в течение которого бензин, находящийся при температуре 100° и давлении 7 кг/см2, не поглощает кислорода.
Для бензинов А-66 и А-70 индукционный период равен 240, а для А-74 — 800 мин. Чем больше индукционный период, тем более длительное время может храниться бензин без ухудшения его качества. Упругость паров и индукционный период характеризуют стабильность бензина, т. е. сохранение его свойств при хранении и транспортировке.
3. Способы оценки качества бензинов и плотности нефтепродуктов
Перечисленные выше основные физико-химические свойства бензинов достаточно полно характеризуют их качество. Однако для определения этих свойств требуются специальное лабораторное оборудование и известные навыки. В обычных автохозяйствах проводить такие химические анализы бензинов нет возможности. Нефтебазы, отпускающие бензин, выдают на него паспорт с подробным химическим анализом, с которым всегда можно ознакомиться.
Важность применения бензинов соответствующего качества очевидна. В тех случаях, когда качество бензина вызывает сомнение, должен быть произведен физико-химический анализ его в соответствующих лабораториях. Наличие в бензине посторонних примесей и воды может быть проверено простейшим способом. Для этой цели бензин наливается в мензурку диаметром 40—65 мм, в которой он отстаивается в течение суток. После отстоя доброкачественный бензин должен быть прозрачным и не содержать взвешенных и осевших на дно мензурки посторонних примесей и воды.
В связи с тем, что учет бензина и других нефтепродуктов осуществляется как в весовых, так и в объемных единицах, часто приходится пользоваться их плотностью или удельным весом, которые позволяют производить пересчет количества нефтепродуктов, замеренного в весовых единицах (кг, т), в объемные (л) и наоборот.
Плотностью (обозначается р) нефтепродукта считается его масса, заклю ченная в единице объема; ее размерность — г/см3.
Нефтепродукты при нагревании расширяются, их первоначальный объем увеличивается, и в результате этого плотность уменьшается. Поэтому, когда говорится о плотности, указывается, при какой температуре она замерялась. Для нефтепродуктов температура замера принята 20°. Если плотность замерялась при другой температуре, то путем пересчета можно определить плотность при 20°.
Существует несколько способов определения плотности, из которых самым доступным является способ определения плотности с помощью нефтеденси-метра (ареометра) (рис. 30). Верхняя шкала нефтеденсиметра указывает плотность, а нижняя — температуру, при которой она измерена.
Рис. 30. Нефте-денсиметр
Нефтеденсиметр опускают в сосуд с нефтепродуктом и по глубине его погружения, отсчитываемой по шкале, определяют плотность.
Записав плотность и температуру, при которой происходило ее определение, с помощью табл. 17 можно определить плотность при 20°.
Если температура, при которой определялась плотность, была больше 20°, то поправка прибавляется к плотности, указанной на шкале, если же меньше, то поправка вычитается.
4. Сведения о каменноугольном бензоле, пиробензоле и спирте
Каменноугольный бензол является продуктом переработки каменного угля и в смеси с бензином нашел применение в качестве топлива для автомобилей с карбюраторными двигателями. Применяется он в следующем соотношении с бензином: 25% бензола и 75% бензина. Такая смесь является удовлетворительной по испаряемости и другим карбюрационным свойствам, а также по возможности использования при низких температурах (выпадение кристаллов при температуре порядка минус 30°). Применять в качестве автомобильного топлива чистый бензол не представляется возможным, потому что он имеет очень высокую температуру застывания, равную плюс 5°, в то время как бензин не застывает при температуре минус 60° и ниже.
В сравнении с бензином бензол обладает значительно лучшими антидетонационными качествами, его октановое число равно 100.
При применении бензино-бензоловых смесей необходимо несколько понижать уровень топлива в карбюраторе путем соответствующей регулировки, так как плотность бензола выше бензина и равна около 0,88 г/слг3.
Фракционный состав бензола однороднее бензина (меньшая разница в температуре начала разгонки и конца кипения). Температура начала разгонки бензола 79,5° и конца кипения — 80,6°. Испаряемость бензола хуже, чем бензина, при его сгорании образуется большое количество нагара. Горение бензола, а также и бензино-бензоловых смесей происходит медленнее, чем бензина; поэтому при их применении нужно увеличивать угол опережения зажигания, чтобы избежать перегрева двигателя, снижения мощности и ухудшения экономичности.
Заметим, что бензол обладает некоторой ядовитостью, поэтому при его применении должны соблюдаться специальные санитарные правила.
Пиробензол является продуктом высокотемпературной переработки нефтяных дестиллатов и (так же, как и каменноугольный бензол) применяется в смеси с бензином в качестве автомобильного топлива. Эти два вида бензола сравнительно немного отличаются друг от друга по большинству показателей. Температура застывания пиробензола минус 12°.
В качестве топлива автомобильных карбюраторных двигате-телей могут применяться этиловый (винный) и метиловый спирты, а также смесь этилового спирта — ректификата и бутилового спирта. Этиловый спирт получают из злаков и корнеплодов, а технический этиловый и метиловый спирты вырабатывают из древесины. Бутиловый спирт получается как побочный продукт при производстве синтетического каучука.
Кроме повышенного октанового числа, которое у спиртов около 100, и небольшого нагарообразования и смолообразования, спирты почти по всем остальным показателям как топливо уступают бензинам. Они имеют более низкую испаряемость и поэтому почти исключается возможность пуска в ход на них холодных двигателей. Кроме этого, они вызывают большую коррозию. Применять один спирт можно лишь при условии пуска и прогрева двигателя на бензине с переключением на спирт только вполне прогретого двигателя. Двигатель, работающий на спирте, должен быть оборудован приспособлениями для усиленного подогрева. Спирты в смеси с бензином следует применять с содержанием спирта до 30%. Такая смесь обеспечивает вполне удовлетворительную работу двигателя.
Метиловый спирт ядовит и вдыхание его паров может вызвать отравление; поэтому при работе на нем кабина автомобиля должна хорошо вентилироваться.
Рекламные предложения:
Читать далее: Топливо для двигателей с воспламенением от сжатия
Категория: — Автомобильные материалы и шины
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Топливо для карбюраторных двигателей трактора
Категория:
Тракторы-2
Публикация:
Топливо для карбюраторных двигателей трактора
Читать далее:
Топливо для карбюраторных двигателей трактора
В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяют бензин и керосин.
Топливо для карбюраторных двигателей должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям: обладать хорошими карбюрационными свойствами; иметь высокую удельную теплоту сгорания; не вызывать детонации при работе двигателя на всех режимах; не приводить к отложениям смолы и нагара на деталях двигателя; иметь хорошие антикоррозийные свойства, то есть не вызывать коррозии металла при непосредственном контакте; сохранять свои свойства при длительном хранении.
Карбюрационные свойства топлива зависят от его испаряемости, упругости паров, скрытой теплоты парообразования, поверхностного натяжения и вязкости.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Хорошая испаряемость топлива позволяет в процессе смесеобразования в двигателе получать однородную паровоздушную смесь, способную к полному сгоранию. При недостаточной испаряемости топлива часть его остается в капельно-жидком или пленочном состоянии, смесь получается неоднородной и полностью не сгорает.
Испаряемость зависит от фракционного состава топлива, который и определяет способность топлива переходить из жидкого состояния в газообразное. При фракционной разгонке топлива (ГОСТ 2177-66) определяются следующие характерные точки: начало кипения, температура выкипания 10, 50 и 90% топлива и конец кипения. Начало кипения бензина должно быть не ниже 35 °С, иначе интенсивное испарение топлива приводит к образованию в топливопроводах паровых пузырьков и газовых пробок, что ухудшает наполнение цилиндров двигателя.
Пусковые свойства двигателя тем лучше, чем ниже температура выкипания 10% топлива. Для пуска холодного двигателя при температуре окружающего воздуха минус 20…25 °С необходимо, чтобы температура выкипания 10% топлива была в пределах от 55 до 80 °С.
Выкипание 50% топлива должно происходить для бензина при температуре не выше 145 °С и для керосина не выше 200 °С. Чем ниже температура выкипания 50% топлива, тем лучше испаряется оно, а следовательно, быстрее прогревается двигатель, имеет хорошую приемистость и устойчиво работает под нагрузкой.
От температуры выкипания 90% топлива до конечной температуры его кипения происходит испарение тяжелых углеводородов. Чем меньше содержится в топливе тяжелых, трудноиспаряющихся углеводородов, тем полнее сгорает топливо.
Упругость паров топлива представляет собой давление его насыщенных паров на стенки сосуда. При большом содержании легкокипящих углеводородов топливо имеет высокую упругость паров. В процессе смесеобразования такое топливо увеличивает паровую фазу и уменьшает жидкую. Размер паровых пузырьков при этом увеличивается, а наполнение цилиндров ухудшается.
Для летних автомобильных бензинов допускается давление насыщенных паров не более 66,6 кПа, для зимних — от 66,6 до 93,3 кПа.
Удельная теплота сгорания горючей смеси — это количество теплоты, выделяемой при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания. Она зависит от удельной теплоты сгорания топлива и объема воздуха, входящих в состав горючей смеси: чем выше концентрация топлива в составе горючей смеси, тем больше теплота сгорания этой смеси.
Однако концентрация топлива в воздухе ограничивается пределом воспламеняемости горючей смеси. Так, например, бензин воспламеняется, если его концентрация в воздухе находится в пределах 1,7…5,4% по объему, керосин — 2,4…6,0, этиловый спирт — 4…13,7, водород — 9,4…66,5%.
Детонационная стойкость топлива — это свойство, характеризующее способность топлива противостоять взрывоподобному сгоранию в цилиндрах двигателя.
Время сгорания топлива в цилиндре двигателя, например, при частоте вращения коленчатого вала 2000 мин-1 составляет всего 0,003…0,004 с. При этом фронт пламени распространяется со скоростью примерно 20…35 м/с. Однако при некоторых условиях (например, перегрев двигателя, повышенная степень сжатия и др.) сгорание в двигателе происходит в виде взрыва, при котором скорость распространения фронта пламени достигает 1500… 2500 м/с. Это приводит к резкому возрастанию ударных нагрузок на детали двигателя и к другим отрицательным явлениям.
В результате многократного отражения детонационных волн от стенок камеры сгорания и цилиндра возникают звуки вибрирующего металла.
Академики Н. А. Бах и Н. Н. Семенов разработали перекисную теорию возникновения детонации, согласно которой детонация возникает в результате образования и распада в последней фазе горения топлива нестойких кислородосодержащих веществ — пероксидов. В результате процессы окисления протекают активно и имеют цепной характер. При этом вместе с образованием конечных продуктов окисления (воды, углекислого газа) восстанавливаются нестойкие активные промежуточные соединения, которые затем распадаются, выделяют теп-лоту и становятся новыми очагами реакций окисления.
Детонационную стойкость топлива оценивают моторным методом. Сущность этого метода состоит в следую-» щем. Подбирают смесь эталонных топлив (нормальный гептан C7Hi6 — детонационная стойкость принята за 0| изооктан CsHig — детонационная стойкость 100) и испы«тыкают ее в одноцилиндровой установке типа ИТ9-2 при стандартных условиях. Если при этом испытуемое топливо и подобранная смесь гептана и изооктана имеют одинаковую интенсивность детонации, то октановое число испытуемого топлива будет равно процентному (по объему) содержанию изооктана в подобранной смеси,
Для повышения детонационной стойкости в топливо добавляют так называемые антидетонаторы — вещества, которые в процессе горения топлива задерживают накопление перекисей и тем самым предотвращают возникновение детонации.
В качестве антидетонаторов применяют этиловые жидкости, основным элементом которых является тетраэтилсвинец или марганцевый антидетонатор. Антидетонатор добавляют в бензин в небольших количествах (0,13… 0,79 г. на 1 л).
Бензин с добавкой этиловой жидкости называют этилированным; его окрашивают нейтральным красителем в красный или синий цвет, предупреждающий о ядовитости топлива.
При работе с этилированным бензином нельзя допускать попадания его на кожу, на слизистые оболочки или в легкие. Запрещается применять этилированный бензин для мытья деталей и рук, засасывать бензин через шланг ртом и т. п.
В топливе почти всегда имеются смолистые смолообразую-, щие вещества. Под действием кислорода воздуха, света и повышенной температуры количество смолистых веществ в топливе увеличивается; топливо приобретает темно-коричневую или желтую окраску; смолистые вещества осаждаются в виде густых темных соединений. Топливо с повышенным содержанием смол более склонно к детонации, не полностью сгорает, дает интенсивнее нагарообразо-вание, обладает повышенными коррозионными свойствами.
Корродирующие свойства топлива зависят от содержания в нем минеральных кислот или щелочей, органических кислот, сернистых соединений и воды. Корродирующее действие топлива снижают за счет тщательной его очистки от компонентов, вызывающих коррозию.
В соответствии с ГОСТ 2084-67 выпускается пять марок автомобильного бензина: А-66, А-72, А-76, АИ-93, АИ-98.
Буква А маркировки означает, что бензин автомобильный; И — октановое число бензина, определялось по исследовательскому методу, то есть при режимах работы двигателя, соответствующих работе автомобилей в городских условиях; цифры 66, 72 и др. означают октановое число бензина.
Все виды автомобильного бензина, кроме АИ-98, подразделяются на летние и зимние.
Низкооктановый автомобильный бензин применяется как топливо для пусковых карбюраторных двигателей на тракторах с основными дизельными двигателями.
Рекламные предложения:
Читать далее: Общие схемы питания двигателей трактора
Категория: — Тракторы-2
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Топливо для карбюраторных двигателей | Устройство автомобиля
Что может служить топливом для карбюраторных двигателей?
Топливом для карбюраторных двигателей могут служить: бензин, спирты, бензол, керосин. Наибольшее применение получил бензин.
Как и из чего получают бензин?
Бензин получают из нефти прямой перегонкой или применяя крекинг-процесс. Во время прямой перегонки нефть нагревают в специальных котлах до 210°С. При этом из нее выделяются пары бензина и других компонентов, которые направляются в колонну-охладитель. Там пары конденсируются и образуется бензин, состоящий из 84-86% углерода, 14-16% водорода и небольшого количества примесей. При крекинг-процессе нефть нагревают в специальных установках до 600°С и давлении до 5 МПа в присутствии катализаторов. Это обеспечивает расщепление тяжелых молекул нефти на более легкие, которые направляются в колонну-охладитель, где образуется бензин. При крекинг-процессе увеличивается количество бензина от исходного продукта, чем при прямой перегонке. Однако такой бензин нельзя длительное время хранить, он имеет меньшую теплотворную способность и меньшее октановое число. Для повышения октанового числа бензина к нему добавляют антидетонаторы (этиловую жидкость) массой не более 0,82 г на 1 кг бензина. Это повышает октановое число бензина до 12%. Этиловая жидкость содержит тетраэтилсвинец, являющийся токсической жидкостью. Поэтому этилированный бензин окрашивают в оранжево-красный, сине-зеленый или иной цвет, чтобы его можно было отличить от неэтилированного. Таким бензином запрещается мыть руки, детали, одежду.
В чем преимущества бензина с более высоким октановым числом?
Бензин с более высоким октановым числом позволяет повысить степень сжатия в цилиндрах двигателя, а следовательно, получить и более высокую мощность.
Что подразумевается под октановым числом топлива?
Под октановым числом топлива подразумевается количество стойких углеводородов изооктанов в смеси нестойких углеводородов гептанов. Детонационная стойкость изооктана принята за 100, гептана – 0 единиц. Октановое число бензина определяют на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия. Сравнивая антидетонационные свойства испытуемого бензина со свойствами эталонного, состоящего из изооктана и гептана, принимают октановое число испытываемого бензина, равным процентному содержанию изооктана в эквивалентной смеси.
Как обозначают бензин?
Бензин обозначают так: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А указывает, что бензин автомобильный; цифры – на октановое число; И – указывает, что октановое число определялось исследовательским методом. Для форсированных двигателей с высокой степенью сжатия применяют специальный высокооктановый бензин «Экстра».
Как влияет на работу двигателя соответствие его октанового числа?
При работе двигателя на бензине, соответствующем его степени сжатия (завод-изготовитель указывает, какой бензин следует применять для данного двигателя), сгорание горючей смеси в цилиндрах происходит со скоростью 20-30 м/с и давление газов на поршень достигает 3,5-5,0 МПа. Если применяется бензин, не соответствующий его степени сжатия, происходит детонационное (взрывное) сгорание горючей смеси со скоростью 2-3 тыс. м/с и давление газов на поршень повышается до 10 МПа. Это вызывает повышенный износ и даже поломку деталей кривошипно-шатунного механизма, разрушение подшипников, прогорание днищ поршней. Двигатель перегревается. Резкое нарастание давления газов в цилиндре вызывает вибрацию стенок цилиндров и поршней, создающих звонкие металлические стуки. При этом вследствие неполного сгорания горючей смеси из глушителя выходит черный дым с хлопками. Теряется мощность и экономичность двигателя. Такая работа двигателя недопустима, его необходимо остановить и заменить топливо.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания карбюраторных двигателей»
бензин, двигатель, октановый, смесь, топливо, число
Смотрите также:
https://auto-zap.com.ua/elektrika/plati-zadnih-fonarey платы задних фонарей ВАЗТопливо для карбюраторных двигателей. Смесеобразующие свойства карбюраторного топлива. Нормальное и детонационное сгорание. Виды и марки бензинов.
Билет 50
Бензины являются топливом для поршневых двигателей с принудительным воспламенением рабочей смеси. Смесь топлива с воздухом готовится при относительно низких температурах либо в специальном устройстве — карбюраторе, либо во впускном трубопроводе или камерах сгорания, куда бензин впрыскивается с помощью форсунки. Непосредственный впрыск бензина осуществляется в. авиационных поршневых двигателях и в моделях последнего поколения автомобильных двигателей.
Смесеобразующие свойства бензинаопределяются испарением бензина, которое начинается с момента выхода его из каналов карбюратора в поток воздуха в диффузоре. Под действием кинетической энергии движущегося воздуха вытекающая струя бензина дробится на отдельные капли. Мелкие капли успевают испариться в смесительной камере карбюратора. Более крупные капли увлекаются потоком воздуха и испаряются при движении смеси по впускному тракту и в цилиндрах двигателя. Наиболее крупные капли топлива оседают на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода, образуя жидкую топливную пленку. Паровоздушный поток увлекает пленку по стенкам впускного трубопровода в направлении камер сгорания. Во впускном трубопроводе продолжается испарение бензина с поверхности капель и жидкой пленки. Испарению пленки способствует подогрев впускного трубопровода, который обычно осуществляют отработавшими газами или охлаждающей жидкостью.
Наличие жидкой пленки вносит ряд осложнений в процессе приготовления однородной смеси, и одно из них — неравномерность распределения смеси по цилиндрам двигателя. Пульсирующий характер перемещения паровоздушной смеси и жидкой пленки, обусловленный цикличностью открытия впускного клапана двигателя, а также разная протяженность впускных каналов отдельных цилиндров двигателя являются причиной неравномерного распределения смеси по цилиндрам двигателя. В одни цилиндры попадает больше топлива и меньше воздуха, в другие, напротив, больше воздуха и меньше топлива. Эту неравномерность распределения называют количественной неравномерностью, и если она слишком велика, снижается экономичность двигателя, повышается токсичность выпускных газов и т. д.
Другая причина нарушений в работе двигателя связанна с наличием жидкой пленки на стенках впускного трубопровода. Она определяет качественную неравномерностью распределения топлива по цилиндрам двигателя. Подобная неравномерность вызвана в первую очередь тем, что бензины являются смесью различных углеводородов. В процессе смесеобразования вначале из бензина испаряются более низкокипящие углеводороды. При этом капли и пленка обогащаются высококипящими углеводородами, а паровоздушная смесь — низкокипящими. Происходит так называемое низкотемпературное фракционирование бензина. В связи с этим в цилиндрах, куда больше поступает паровоздушной смеси, образуется избыток низкокипящих фракций бензина, а в цилиндрах, куда попадает больше жидкой пленки, преобладают высококипящие фракции бензина.
В двигателях с принудительным воспламенением применяют также системы с впрыском топлива во впускной трубопровод, либо непосредственно в камеры сгорания. Такой способ подготовки топливовоздушной смеси имеет некоторые преимущества:
• отсутствие карбюратора снижает сопротивление впускной системы;
• впрыск бензина одинаковыми порциями в каждый цилиндр повышает количественную и качественную равномерность распределения топлива по цилиндрам двигателя и снижает токсичность продуктов сгорания.
Таким образом, в двигателях с принудительным воспламенением образование топливовоздушной смеси происходит при относительно низких температурах, поэтому использование этих двигателей выдвигает наиболее жесткие требования к испаряемости топлив. Под испаряемостью понимают способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. В свою очередь, испаряемость применяемых топлив обуславливает многие важнейшие эксплуатационные свойства двигателей с принудительным воспламенением.
Нормальное и детонационное сгорание:От совершенства процесса горения топлива в цилиндре зависят основные технико-экономические показатели двигателя. Главными факторами, влияющими на этот процесс являются: химический состав топлива, состав топливовоздушной смеси, давление, температура и время сгорания рабочей смеси.
При нормальном сгорании рабочей смеси отдельные ее части воспламеняются и фронт пламени перемещается за счет передачи теплоты посредством теплопроводности и лучеиспускания. В результате сгорания порции смеси давление повышается и перемещает несгоревшую часть смеси впереди фронта пламени (рис. 1.21). Скорость распространения фронта пламени при нормальном сгорании топлива составляет 25…40 м/с. Эта скорость увеличивается с повышением давления и температуры рабочей смеси. Максимальное значение скорости соответствует коэффициенту избытка воздуха α=0,93…0,95. Обогащение или обеднение смеси способствует снижению скорости. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает усиление вихревых движений рабочей смеси, что приводит к увеличению поверхности фронта пламени. Это обстоятельство очень важно для эксплуатации двигателей. В противном случае работа двигателя на переменных режимах была бы невозможна. При нормальном сгорании топлива в цилиндре двигателя давление нарастает плавно (рис. 1.22 — а), однако в результате повышения температуры и давления нормальное сгорание может нарушиться и перейти в детонационное или взрывное сгорание. На некоторых режимах работы двигателя при использовании бензина, качество которого не соответствует всем требованиям стандарта, можно наблюдать так называемое детонационное сгорание рабочей смеси (детонацию).
При детонационном сгорании рабочей смеси в двигателе происходит процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и образования ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью. На рис. 1.22 — б видны характерные пики повышения давления, которые являются следствием возникновения ударных волн. Внешние проявления детонации — это звонкие металлические стуки, образующиеся в результате многократного отражения ударных волн от стенок камер сгорания. При длительной работе с детонацией двигатель перегревается, увеличивается износ цилиндропоршневой группы (рис. 1.23), а отдельные детали камеры сгорания разрушаются. Например обгорают кромки поршней, прокладки между блоком цилиндров и головкой блока, электроды и изоляторы свечей. Возникновение детонации связывают с неодинаковыми температурами в разных точках рабочей смеси. В камере сгорания двигателя энергичное окисление углеводородов и накопление активных нестабильных промежуточных продуктов начинается в конце такта сжатия, в связи с резким повышением температуры. Эти процессы приобретают особенно большую скорость после воспламенения смеси и образования фронта пламени. По мере сгорания рабочей смеси температура и давление в камере сгорания быстро возрастают. Последние порции несгоревшего топлива, находящиеся в местах камеры сгорания, наиболее удаленные от свечи зажигания, подвергаются воздействию высоких температур самое длительное время. Они нагреваются до температур, превышающих температуру самовоспламенения практически всех углеводородов. При этом отсутствие самовоспламенения и детонации может быть обусловлено только тем, что период задержки самовоспламенения данной смеси превышает время сгорания последних порций смеси во фронте пламени. В противном случае в несгоревшей порции рабочей смеси могут возникнуть очаги самовоспламенения с образованием ударных волн.
Дополнительное сжатие и нагревание газа во фронте образовавшейся ударной волны стимулирует возникновение самовоспламенения смеси в других очагах. При этом ударная волна движется в рабочей смеси, в которой предпламенные реакции близки к своему завершению. Следом за ударной волной возникает самовоспламенение несгоревшей части смеси. Такое распространение самовоспламенения совместно с фронтом ударной волны и составляет сущность явления детонации в двигателе.
Скорость детонационного сгорания в десятки раз выше скорости обычного сгорания и может достигать сверхзвуковых величин 1500…2500 м/с. Многократное отражение ударных волн от стенок камер сгорания складывается в звенящий металлический стук, явно слышимый при детонации. Повышенный износ двигателя при детонации приводит к разрушению ударными волнами масляных пленок на трущихся поверхностях, в результате чего возникает сухое трение.
Детонацией в двигателеназывают процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и образования ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью.
Под детонационной стойкостьюбензина понимают его способность противостоять нарушению нормального протекания сгорания в двигателе, возникающему в результате взрывного сгорания и образования детонационных и ударных волн. Детонационная стойкость топлива — один из основных показателей пригодности топлива для применения в поршневых карбюраторных двигателях с искровым зажиганием.
Детонационная стойкость бензинов находится в следующей эмпирической зависимости от конструктивных параметров двигателя:
OЧ = 125,4-413/ε + 0,183Dгде 0Ч — необходимая для двигателя детонационная стойкость бензина, выражаемая октановым числом; ε — степень сжатия; D- диаметр цилиндра, мм.
Детонацию можно предотвратить, снижая температуру рабочей смеси при сгорании. Это возможно при хорошем охлаждении деталей двигателя и интенсивном отводе теплоты от стенок камеры сгорания. Увеличение влажности подаваемого в двигатель воздуха или впрыск воды в цилиндр также снижают температуру рабочей смеси за счет того, что вода отнимает часть теплоты на свое испарение. Кроме того, водяные пары в составе рабочей смеси действуют как инертные газы, препятствуя образованию перекисей.
Этому также способствует более совершенная конструктивная форма камеры сгорания, использование для деталей металла с большей теплопроводностью и т.д. Например, изготовление поршней из алюминия, с более высокой теплопроводностью в сравнении с чугуном, позволяет снизить температуру рабочей смеси и, как следствие этого, уменьшить детонацию.
Существует следующая классификация бензинов по климатическим условиям применения.
Всесезоипый северный бензин предназначен для использования в районах, расположенных севернее и северо-восточнее изотермы января -20°С. Бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя при температуре воздуха минус 30 °С и в то же время не вызывать образования паровых пробок в условиях летней эксплуатации автомобилей при температуре воздуха до плюс 30 °С.
Всесезонный южный бензин предназначен для применения в южных районах страны, расположенных южнее изотермы июля плюс 25 °С. Основным требованием к бензину является отсутствие паровых пробок в системе питания при температуре воздуха до плюс 55 °С. Бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя в зимнее время года при температуре воздуха до минус 10 °С.
Летний и зимний бензины рассчитаны на использование в средней полосе страны. Зимний бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя при температуре воздуха до минус 25 °С и отсутствие паровых пробок при температуре воздуха плюс 35 °С, летний бензин — соответственно пуск до минус 15 °С и отсутствие паровых пробок до плюс 50 «С.
Марки бензинов согласно: В соответствии с новым стандартом, вводимым с 1999 года на неэтилированный бензин, регламентируются четыре его марки: «Нормаль-80», «Регулятор-91», «Премиум-95» и «Супер-98». Первый из них заменит А-76 и АИ-80, остальные соответственно АИ-91, АИ-93 и АИ-98. Содержание свинца в них не должно превышать 0,01 г/л, ограничена концентрация железа и марганца соответственно до 0,37 и 0,5 г/л.; А- автомобильный; 95 – октановое число; И – по исследовательскому методу;
Октановое число (0Ч) Октановое число численно равно содержанию изооктана (Выраженного в % по объему) в эталонной смеси с гептаном, которая по детонационной стойкости в условиях стандартного одноцилиндрового двигателя эквивалентна испытуемому бензину. Если октановое число бензина равно 76, то это значит, что его детонационная стойкость такая же, как у смеси, состоящей из 76% изооктана и 24% гептана.
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
Топливо для карбюраторных двигателей
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Национальный минерально-сырьевой университет (Горный)
Кафедра ПТиПЭ
По дисциплине: «Технический и групповой анализ топлив»
На тему: «Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам»
Выполнила: студент гр. ТХ-11-2
Цакаева Л. В.
Проверила: Кондрашева Н.К.
Санкт-Петербург
2014 год
Введение
1. Требования к качеству автомобильных бензинов
1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов
1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки
1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов
2. Технология производства автомобильных бензинов
Заключение
Список литературы
Введение
Автомобильный транспорт является основным потребителем нефтяного топлива.
В настоящее время в мире эксплуатируется более 600 млн. единиц транспорта и суммарное мировое потребление моторных топлив составляет около 1,75 млрд т/год, в том числе на долю автомобильных бензинов приходится более 800 млн т/год. Еще недавно считалось, что моторное топливо нефтяного происхождения будет активно вытесняться альтернативными видами топлива: сжиженным нефтяным газом, сжатым и сжиженным природным газом, спиртами, водородом и др. Однако освоение альтернативных видов топлив встречает определенные технические и экономические трудности, поэтому есть уверенность, что жидкое топливо нефтяного происхождения останется на ближайшие десятилетия основным как для двигателей с искровым зажиганием, так и для дизельных двигателей. Ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых бензинов определяются структурой автомобильного парка страны, техническими возможностями отечественной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также экологическими требованиями, которые в последнее время стали определяющими показателями качества и технологии получения чистых бензинов. Отрицательное влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду приводит к необходимости ужесточать нормы на состав отработавших газов автомобилей.
Продукты сгорания бензинов, содержащиеся в отработавших газах автомобиля, поступают в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Особенно сильное загрязнение воздушного бассейна отработавшими газами наблюдается в крупных городах с большим числом эксплуатируемых автомобилей.
Так например в Санкт-Петербурге, где эксплуатируется около 2 млн 500 тыс. автомобилей, выброс в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами составляют около 1 млн т/год. Такое загрязнение окружающей среды автотранспортом отнимает у каждого жителя столицы от трех до пяти лет жизни.
С целью снижения вредных выбросов автомобилями их стали оборудовать каталитическими системами нейтрализации отработавших газов, что потребовало ужесточения требований к качеству применяемого бензина.
Целью данной работы является описание качества и технологии получения автомобильных бензинов.
Здесь изложены общие сведения о технологии производства автомобильных бензинов, их физико-химических свойствах и методах оценки их качества.
1. Требования к качеству автомобильных бензинов
Требования, предъявляемые к качеству современных автомобильных бензинов, подразделяют на четыре группы:
1. От производителей автомобилей для обеспечения нормальной работы двигателя;
2. От производителей бензинов, обусловленные возможностями нефтеперерабатывающей промышленности
3. Связанные с транспортированием и хранением автомобильных бензинов;
4. Экологические
1. 1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов
Сжигание бензина в смеси с воздухом в камере сгорания должно происходить с нормальной скоростью без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя в любых климатических условиях. Это требование устанавливает нормы на детонационную стойкость бензина.
Необходимо, чтобы бензин имел высокую теплоту сгорания, минимальную склонность к образованию отложений в топливной и впускной системах, а также нагара в камере сгорания. Продукты сгорания не должны быть токсичными и коррозионно-агрессивными.
Испаряемость бензинов должна обеспечивать приготовление горючей смеси при любых температурах эксплуатации двигателей.
Это требование регламентирует такие свойства и показатели качества бензина, как фракционный состав, давление насыщенных паров, склонность к образованию паровых пробок. Производство автомобильных бензинов осуществляется на сложном комплексе различных технологических процессов переработки нефти.
1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки
Эти требования накладывают ограничения на показатели фракционного и углеводородного состава, содержание серы и различных антидетонаторов.
Условия массового производства требуют обеспечения возможности использования нефтяного сырья с возможно более широким варьированием по углеводородному и фракционному составам, и содержанию различных сернистых соединений, определенным образом влияющих на установление норм в спецификациях на соответствующие показатели качества бензинов.
В целях увеличения выхода бензина из перерабатываемого нефтяного сырья производство заинтересовано в повышении температуры конца кипения, а эффективное использование бензина в двигателе возможно при определенном ограничении содержания высококипящих фракций.
Нормы на показатель детонационной стойкости устанавливаются на уровне, достижимом с использованием имеющихся технологических процессов, компонентов и присадок, допущенных к применению в составе бензинов.
Требования производителей автомобилей очень часто идут вразрез с требованиями нефтепереработчиков, и в этих случаях необходимо определить оптимальный экономически целесообразный уровень этих требований.
1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов
Такие требования обусловлены необходимостью сохранения их качества в течение нескольких лет. Автомобильный бензин с завода-изготовителя по существующим продуктопроводам, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом подается на крупные региональные перевалочные нефтебазы. С этих баз хранения бензин поступает на нефтебазы, снабжающие автозаправочные станции (АЗС), а далее автомобильными цистернами на АЗС.
Транспортирование, хранение и применение бензина непосредственно на автомобилях осуществляются в различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха от — 50 до + 45 , при этом необходимо обеспечить нормальную работу двигателя.
Требования, связанные с транспортированием и хранением, регламентируют такие свойства автобензина, как физическая и химическая стабильность, склонность к пот
Назначение, основные части системы питания. топливо для питания карбюраторных двигателей
Категория:
Устройство и работа двигателя
Публикация:
Назначение, основные части системы питания. топливо для питания карбюраторных двигателей
Читать далее:
Назначение, основные части системы питания. топливо для питания карбюраторных двигателей
Система питания карбюраторного двигателя служит для приготовления горючей смеси, при сгорании которой в цилиндрах двигателя выделяется тепловая энергия, преобразуемая затем в механическую. Горючая смесь состоит из топлива и воздуха, соединенных в определенной пропорции и тщательно перемешанных друг с другом.
Рис. 1. Основные части системы питания карбюраторного двигателя
В систему питания карбюраторного двигателя входят: топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, топливопроводы, карбюратор, воздухоочиститель, впускной трубопровод. Выпуск отработавших газов осуществляется через выпускной трубопровод и глушитель.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Топливо из бака насосом подается к карбюратору, где смешивается в определенной пропорции с воздухом, проходящим через воздухоочиститель. Полученная горючая смесь по впускному трубопроводу поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает. За счет давления образовавшихся при этом газов осуществляется работа двигателя. Отработавшие газы из цилиндров отводятся через выпускной трубопровод и глушитель.
Для карбюраторных автомобильных двигателей в качестве топлива применяют бензин. Бензин является легким жидким топливом и представляет собой светлую жидкость, быстро испаряющуюся на воздухе и хорошо воспламеняющуюся.
Бензин получают из нефти. По способу получения различают бензин прямой гонки и крекинг-бензин. Бензин прямой гонки получают путем нагревания сырой нефти и охлаждения (конденсации) выделяющихся из нее паров при определенной температуре. Крекинг-бензин получают путем разложения нефти или ее тяжелых погонов (мазута) под действием высокой температуры и давления (крекинг-процесс). При крекинг-процессе увеличивается количество бензина, получаемого из нефти.
Основными свойствами бензина являются испаряемость, теплотворность и антидетонационная стойкость.
Антидетонационная стойкость является очень важным свойством бензина и определяет возможную степень сжатия двигателя.
Детонация представляет особый вид сгорания рабочей смеси, протекающего с явлениями взрыва частичных объемов смеси при чрезвычайно высоких скоростях распространения фронта пламени в камере сгорания (2000 м!сек и выше против 20—40 м/сек при нормальном сгорании) и сопровождающегося возникновением волн высокого давления и значительным повышением давления в зоне детонации.
При детонационном сгорании смеси в двигателе слышны резкие металлические стуки и звон, объясняемые ударами волн высокого давления о стенки камер сгорания, цилиндров и днищ поршней и возникновением вибрации в деталях. Кроме того, наблюдается дымный выпуск с искрами вследствие неполного сгорания топлива и закипание воды в системе охлаждения из-за усиленной теплоотдачи стенкам камер сгорания и цилиндров. При этом в результате неполного сгорания топлива, усиленной теплоотдачи и увеличения механических потерь мощность и экономичность двигателя резко снижаются. Длительная работа при детонационном сгорании может привести не только к повышенному износу деталей двигателя, но даже и к их поломке или образованию крупных дефектов в виде трещин и изгиба деталей с последующим их разрушением.
Детонация обычно возникает в случае применения топлива несоответствующего сорта, а также при перегрузках и перегревах двигателя. Возникшая в двигателе детонация при работе автомобиля, не имеющая систематического характера, может быть устранена уменьшением нагрузки на двигатель (путем перехода на низшую передачу) и прикрытием дроссельной заслонки. Систематическая детонация при работе двигателя с правильно установленным зажиганием свидетельствует о недостаточно высоких антидетонационных свойствах применяемого топлива.
Показателем, характеризующим антидетонационные свойства бензина, является его октановое число. Чем больше октановое число бензина, тем меньше он детонирует и тем большая степень сжатия может быть принята для двигателя.
Для повышения октанового числа и уменьшения возможности детонации в двигателях, имеющих повышенные степени сжатия, к бензину подмешивают различные вещества — антидетонаторы. Наиболее сильным антидетонатором является этиловая жидкость, добавляемая к бензину в очень малых количествах. Такой бензин называется этилированным. Этилированный бензин ядовит, поэтому для отличия от простого бензина ему придают обычно специальную окраску. Обращаться с этилированным бензином следует очень осторожно, соблюдая правила техники безопасности.
Для автомобилей с карбюраторными двигателями выпускаются бензины А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98. Буква А означает «Автомобильный», а число — октановое число бензина. Для двигателя ЗИЛ-111 выпускается специальный бензин «Экстра».
Рекламные предложения:
Читать далее: Смесеобразование и составы горючей смеси
Категория: — Устройство и работа двигателя