0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое фракционный состав бензина на работу двигателя

Что такое фракционный состав бензина на работу двигателя

1.1 Эксплуатационные свойства бензинов.

Автомобильные бензины являются основным материалом, который расходуется при использовании автомобилей с карбюраторными двигателями. От качества бензина зависит надежность работы двигателя и, следовательно, расходы на его обслуживание и ремонт. Знание свойств бензина и умение правильно его применять является одним из звеньев, определяющих эффективность использования автомобилей.

Автомобильный бензин – смесь углеводородов, имеющих температуры кипения в пределах от 40 до 200оС. По внешнему виду он представляет собой прозрачную маловязкую бесцветную или окрашенную жидкость, обладающую специфическим запахом и быстро испаряющуюся в нормальных условиях. Бензин легче воды, практически в ней не растворяется и при соответствующих условиях сгорает без остатка.

теплота сгорания топлива;

коррозионное воздействие на металлы;

наличие механических примесей и воды.

Теплота сгорания топлива — количество тепла, которое выделяется при полном сгорании топлива.

Теплоту сгорания топлива измеряют в джоулях (Дж). Для автомобильного бензина теплота сгорания составляет 43,5 – 44,5 МДж/кг.

От теплоты сгорания топлива зависят удельный расход горючего в двигателе, следовательно, дальность пробега машины.

Испаряемость бензинов характеризуется способностью их переходить из жидкого состояния в парообразное. При плохой испаряемости бензина наблюдается неравномерное распределение рабочей смеси по цилиндрам двигателя, неполное испарение бензина, что влечет к повышенным износам цилиндропоршневой группы и повышенному расходу горючего. Затрудняется запуск двигателя. Однако и высокая испаряемость вредна, так как она вызывает образование паровых пробок, увеличивает потери горючего и делает его более опасным в пожарном отношении. Испаряемость бензина оценивается по двум показателям: фракционному составу и давлению насыщенных паров.

Фракционный состав бензина влияет на пуск и длительность прогрева двигателя после пуска, приемистость двигателя и динамичность автомобиля в целом, полнота сгорания горючего и другие эксплуатационные показатели. Эти свойства бензина оценивают по пяти характерным точкам кривой фракционного состава, используя прибор для фракционной разгонки топлива:

Рис.1. Прибор для фракционной разгонки топлива.

tн.п.- температура начала перегонки, в градусах С;

t 10%, t 50%, t 90%, — температура перегонки 10, 50 и 90%, в градусах С;

tк- температура конца кипения, в градусах С;

Температура начала перегонки характеризует наличие в горючем наиболее легких фракций углеводородов, обуславливающих его летучесть, огнеопасность и склонность к образованию паро-воздушных пробок в топливной системе машины. Температура начала перегонки должна быть не ниже 35оС.

Температура перегонки 10% горючего характеризует пусковые качества бензина и его склонность к образованию паро-воздушных пробок в системе питания двигателя и льда в карбюраторе. Чем ниже температура перегонки 10% бензина, тем лучше его пусковые свойства, но тем больше опасность появления паровых пробок в системе питания и обледенения карбюратора.

Температура перегонки 50% бензина характеризует его среднюю испаряемость, прогрев, устойчивость работы двигателя и на обледенение карбюратора. Чем ниже температура перегонки 50% бензина, тем выше его испаряемость, лучше приемистость и устойчивость работы двигателя на этом бензине, но тем больше опасность обледенения карбюратора.

Температура перегонки 90% бензина характеризует наличие в бензине тяжелых, трудно испаряющихся фракций. С повышением данной температуры увеличивается расход бензина, так как тяжелые фракции не успевают испариться и сгореть, больше бензина проникает в картер, смывая масло со стенок цилиндра и разжижая масло в картере, что ведет к износу деталей и повышенному расходу масла.

Разгонка бензинов как метод оценки их испаряемости имеет один серьезный недостаток: на стандартном аппарате невозможно сконденсировать и поэтому точно оценить особо легкие фракции, наиболее опасные с точки зрения образования паровых пробок в топливо проводах. По этой причине в стандарты на бензины введен дополнительный показатель испаряемости – давление насыщенных паров, определяемых при температуре 380С в стандартных герметически закрывающихся приборах (лабораторная бомба).

Рис.2. Лабораторная бомба для определения давления насыщенных паров бензина.

Лабораторная бомба (Рис.2) состоит из двух камер, соединенных трубкой. Верхняя камера по объему в четыре раза больше нижней, снабжена манометром для измерения давления. В нижнюю камеру заливают бензин, верхнюю – заполняют воздухом, затем бомбу помещают в нагретую воду (водяную баню). По манометру замеряют давление паров бензина в бомбе в миллиметрах ртутного столба. Получается, что с одной стороны, высокое давление паров бензина вредно, так как ведет к образованию паровых пробок и повышенным потерям при хранении, а с другой – полезно, поскольку от него зависят легкость пуска и быстрый прогрев двигателя. Примирить между собой столь противоречивые свойства невозможно. Нельзя создать бензин, который не образовывал бы паровых пробок и в то же время обеспечивал легкий пуск двигателя летом и зимой. Поэтому промышленность выпускает бензин с таким давлением насыщенных паров, чтобы склонность к образованию паровых пробок была минимальна летом, но чтобы он обладал необходимыми пусковыми свойствами зимой.

Детонационная стойкость — способность бензинов обеспечивать работу двигателей без детонации.

Детонацией называется ненормальная работа двигателя с воспламенением от искрового разряда свечи, вызванная взрывным детонационным сгоранием части горючей смеси и сопровождающаяся резким металлическими стуками, дымным выхлопом, падением мощности, перегревом двигателя, вплоть до механического повреждения отдельных деталей двигателя. Скорость распространения пламени в очагах детонации достигает 1500-2500 м/с, а при нормальном процессе сгорания она составляет всего несколько десятков метров в секунду.

Детонационная стойкость бензинов оценивается октановым числом.

Октановое число — это показатель детонационной стойкости бензина, численно равный объемной доле изооктана в смеси с н-гептаном, эквивалентной по своей детонационной стойкости бензину, испытываемому в стандартных условиях (например бензин А76 смесь 76% изооктана и 24% н-гептана ).

Октановые числа автомобильных бензинов определяют по двум методам: по исследовательскому (ОЧИМ) и моторному (ОЧММ). Определение октанового числа проводится на специальной установке (Рис.3.)

Рис.3. Специальная установка для определения октанового числа бензинов.

Определение октанового числа по моторному методу ведется при 15 с-1 и подогреве рабочей смеси до 1500 С, а по исследовательскому – при 10 с-1, но без какого-либо ее подогрева. Условия испытания по исследовательскому методу оказываются более легкими, чем по моторному, поэтому октановое число одного и того же бензина, определенное по первому методу, оказывается выше, чем по второму. Например, у бензина марки АИ-93 должно быть октановое число определенное по ОЧИМ не менее 93, а по ОЧММ – не менее 85.

Большая часть бензинов, получаемых перегонкой нефти и крекингом, не обладает необходимыми октановыми числами, обеспечивающими бездетонационную работу современных автомобильных двигателей. В связи с этим возникает необходимость в применении специальных методов облагораживания, благодаря которым достигается требующаяся детонационная стойкость.

Повышение октанового числа бензина в основном достигается двумя способами, а именно воздействием на их химический состав и введением в них специальных присадок – антидетонаторов.

Самый распространённый способ повышения октанового числа бензинов – использование антидетонаторов.

Наиболее эффективными антидетонаторами, являются тетраэтилсвинец (ТЭС) и тетрометилсвинец. Другой способ повышения октанового числа состоит в добавлении к бензину высокооктановых компонентов. Высокооктановыми компонентами называют индивидуальные углеводороды или смеси углеводородов, добавление которых к бензину повышает его антидетонационные свойства. Обычно высокооктановые компоненты имеют октановое число от 90 и выше. В отличие от антидетонатора, массовое содержание которого в бензине не превышает 0,3%, высокооктановые компоненты добавляют к бензину в количестве 10-40%.

Читать еще:  W211 самый хороший двигатель

Известны различные высокооктановые компоненты: изооктан, изопентан, алкилат (смесь изопарафиновых углеводородов), алкилбензол (смесь ароматических углеводородов), толуол.

Третий способ повышения октановых чисел основан на одновременном добавлении к бензину антидетонатора и одного или нескольких высокооктановых компонентов.

Стабильность. Под стабильностью горючего понимают способность сохранять эксплуатационные свойства, определяющие их качества в процессе транспортирования, хранения и применения.

Физическая стабильность бензинов – это способность их противостоять физическим изменениям.

При хранении, транспортировании и применении бензинов улетучиваются легкие фракции. В результате испарения легких фракций снижается давление насыщенных паров бензина, что приводит к ухудшению свойств бензина.

Так, от испарения 3-4% бензина давление насыщенных паров снижается в 2,0-2,5 раза.

Следовательно, давление насыщенных паров является чувствительным показателем физической стабильности бензинов.

Химическая стабильность – это склонность бензина изменять свои свойства в результате химических превращений.

В процессе хранения и транспортирования под воздействием температуры, кислорода воздуха в бензинах происходят сложные химические превращения. В качестве конечных продуктов образуются органические кислоты и смолы, которые нерастворимы в бензинах.

Склонность бензинов к окислению и смолообразованию при длительном хранении оценивается индукционным периодом (время, выраженное в минутах, в течении которого бензин в среде чистого кислорода под давлением 7 кг/см2 и при температуре +1000 С практически не подвергается окислению). Чем больше индукционный период, тем стабильнее бензин и тем дольше можно его хранить до появления опасной концентрации смол. Допустимые сроки хранения автомобильных бензинов (в годах) для северного, среднего и южного климатических поясов:

Свойства дизельного топлива

Дизельное топливо — это жидкий нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них керосиново-газойлевых фракций.

В производстве дизельного топлива используются десятки параметров и характеристик этого продукта нефтепереработки. Мы остановимся на ключевых показателях, тех, что влияют на главные потребительские свойства дизельного топлива.

* Цетановое число – определяет мощностные и экономические показатели двигателя;

* Фракционный состав – влияет на полноту сгорания топлива, дымность, и токсичность выхлопных газов двигателя;

* Вязкость и плотность – обеспечивают нормальную подачу топлива, распыливания в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

* Низкотемпературные свойства – характеризуют подвижность топлива при отрицательной температуре;

* Степень чистоты (коксуемость топлива) – характеризует надежность и долговечность двигателя и топливоподающей аппаратуры;

* Температура вспышки – определяет условия безопасного применения топлива в двигателях, чем она выше, тем меньше вероятность случайного возгорания топлива;

* Массовая доля серы – определяет образование нагара, коррозию и износ дизельного двигателя.

ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Цетановое число – характеризует воспламеняемость дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси. Чем выше цетановое число, тем меньше задержка, и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Оптимальную работу современных дизельных двигателей, обеспечивают дизельные топлива с цетановым числом от 45 до 55. При цетановом числе меньше 40, резко возрастает задержка горения (время между началом впрыскивания и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания, увеличивается износ двигателя. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 48-51, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 51-55.

Наша цетаноповышающая присадка LAWRUN CETANE разработана для увеличения цетанового числа дизельного топлива и снижения периода задержки его воспламенения. При дозировке 100 гр/тонну повышает ЦЧ на 1 ед, при 500 гр на 5 ед.

Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 48 единиц.

Кроме того, технические условия для зимних сортов с депрессорными присадками, разрешают выпуск арктического топлива с цетановым числом не менее 40.

Хотим представить вам, нашу новую установку компаундирования автомобильного топлива FUELAND CS-37, которая предназначена для подготовки зимнего и арктического дизельного топлива, для быстроходных дизельных двигателей наземной техники.

Ознакомьтесь с нашим видео, в котором вы узнаете, как производится высококачественное дизельное топливо арктических и зимних сортов, путем добавления присадок торговой марки LAWRUN различного назначения, позволяющих улучшить низкотемпературные, экологические свойства, повысить цетановое число и смазывающую способность.

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ

Два основных показателя, характеризующих процесс горения в двигателе – это фракционный состав и цетановое число. В процессе сгорания топлива легких фракций расходуется меньше воздуха, а также более полно протекают процессы смесеобразования.

Фракционный состав топлива по-разному влияет на различные типы двигателей. Двигатели с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием, менее чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигателя с непосредственным впрыском.

ВЯЗКОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ

Вязкость и плотность определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле. Вязкость влияет также на смазывающие характеристики. Низкая вязкость топлива приводит к быстрому износу топливного насоса и форсунок. Напротив, высокая вязкость топлива усложняет холодный запуск, а также неблагоприятно сказывается на топливоподводящей системе, приводя к трещинам головок форсунок и подтеканию топлива, также может быть затруднен процесс регулировки подачи топлива.

Плотность – определяет энергоемкость топлива. Чем выше плотность топлива, тем больше энергии вырабатывается в процессе его сгорания и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности.

СТЕПЕНЬ ЧИСТОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

От чистоты дизельного топлива напрямую зависит надежность, эффективность работы и долговечность топливной аппаратуры. Наличие в дизтопливе механических частиц, размер которых превышает 4 мкм, приводит к ускоренному износу плунжерных пар и деталей поршневой системы.

Степень чистоты дизельного топлива определяется коэффициентом фильтруемости. Этот показатель равен отношению времени прохождения через фильтрующий элемент десятой порции проверяемого топлива, к времени прохождения первой порции при атмосферном давлении.

На коэффициент фильтруемости влияет наличие в топливе воды, смолистых фракций, механических примесей, мыл нафтеновых кислот. В зимнее время также оказывают влияние кристаллы льда и парафины, находящиеся во взвешенном состоянии, из-за малой разницы между их плотностью и плотностью дизельного топлива.

ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ

Непредельные углеводороды, как правило, не полностью разлагаются в камере сгорания, что приводит к коксообразованию, и на свечах и цилиндрах образуется нагар. В результате этого падает мощность и увеличивается износ деталей двигателя.

Для решения данной проблемы, в нашем портфеле присадок есть катализатор горения LAWRUN C100 D для дизельного топлива. Благодаря присадки прекращаются выхлопы сажи, нагара и запаха выхлопных газов. Снижается расход топлива до 20%, расход масла до 30%, а также снижается вероятность поломок двигателя, выхлопных и топливных систем.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА

Благодаря введению в топливо депрессорных присадок, можно сократить потери при производстве зимнего дизельного топлива. Депрессорно-диспергирующие присадки LAWRUN, обеспечивают снижение температуры застывания дизельного топлива, и предотвращают выпадение парафинов при длительном хранении при низких температурах.

Иногда, чтобы снизить температуру застывания, летнее дизельное топливо мешают с керосином.

Применение депрессорных присадок, с целью улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив, намного экономичнее, получения зимних топлив по классической схеме на основе керосино-газойлевых дистиллятов, так как в последнем случае, снижается общий выход дизельных топлив на нефть, в среднем, с 30% до 16%, а в состав таких топлив приходится вовлекать до 70% дефицитных керосиновых фракций.

Читать еще:  601 двигатель датчик оборотов

В результате исследований установлено, что введение в летнее топливо депрессорной присадки обеспечивает более качественный пуск дизелей без средств подогрева при более низкой температуре воздуха. Применение депрессорной присадки позволяет значительно (до 15%) сократить эксплуатационный расход топлива, так как отпадает необходимость прогрева двигателей.

В процессе испытаний топлив с депрессорными присадками доказано, что после 12-15 дней эксплуатации техники на таком топливе заметно (на 10-15%) снижается часовой расход топлива, и уменьшается дымность отработавших газов двигателей, вследствие раскоксовывания распылителей форсунок, и как результат — улучшается тонкость распыла топлива.

Фракционный состав дизельного топлива и его характеристики

Фракции продуктов переработки нефти, выкипающие до 390 °С, используются в качестве моторно­го топлива в двигателях с внутренним смесеобразованием и воспламенением го­рючей смеси от нагретого сильным сжати­ем воздуха (дизелях).

Процесс смесеобразования в дизелях в значительной степени предопределяет ход рабочего процесса в целом, его эффективность и экономичность. Большое влияние на прохождение процесса смесе­образования оказывают вязкость и фрак­ционный состав дизельного топлива.

Отклонение вязкости дизельного топли­ва от установленной для данного двигате­ля вызывает изменение цикловой подачи топлива и фаз впрыскивания (начала, конца и продолжительности подачи топли­ва). При увеличении вязкости (при том же положении регулирующего органа) повы­шается расход впрыскиваемого топлива вследствие уменьшения утечек его через зазоры плунжерной пары в ходе нагнета­ния. Одновременно возрастает угол опере­жения впрыскивания топлива. Кроме того, с повышением вязкости ухудшается ка­чество распыливания топлива, увеличива­ются неоднородность размеров и средний диаметр капель, а также глубина проник­новения факела распылённого топлива в воздушный заряд цилиндра; угол конуса топливного факела уменьшается. Особен­но чувствительны к изменению вязкости топлива двигатели с неразделёнными ка­мерами сгорания, форма и размеры кото­рых согласованы с формой и направлени­ем факелов топлива.

Фракционный состав дизельных топлив оценивают теми же характерными темпе­ратурами перегонки фракций, что и бензи­нов (табл.).

Температура перегонки 10 % топлива характеризует содержание углеводородов, легко испаряющихся в условиях цилиндра двигателя. Чрезмерное содержание легко­испаряющихся углеводородов увеличивает интенсивность испарения распылённого топлива и массы подготовленной к вос­пламенению горючей смеси, что вызывает повышение скорости нарастания давления газов в цилиндре. Работа двигателя при этом сопровождается повышенным меха­ническим шумом, вибрациями и интенсив­ным износом деталей.

Для повышения детонационной стойкости бензинов в них вводят в качестве компонентов высокооктановые кислородосодержашие соединений (спирты и эфиры. воду).Дизельные топлива являются одновременно смазочным матери­алом для движущихся деталей топливной аппаратуры высокого давления. Для предотвращения чрезмерного износа трущихся пар необходимо применять топливо с определённой минимальной вязкостью.

Температура перегонки 50 % топлива характеризует равномерность распределения углеводородов, полностью испаряющихся в процессе смесеобразова­ния.Температура перегонки 90 % топлива характеризует содержание трудноиспаряющихся углеводоро­дов, при чрезмерном содержании в которых уменьшается скорость испарения распы­лённого топлива, что может привести к не­полному испарению отдельных капель топлива и неполноте их сгорания; при этом мощность и экономичность двига­теля понижаются, увеличиваются отложе­ние нагара в камере сгорания, дымность и токсичность отработавших газов.

Фракционный состав топлива особенно большое значение имеет для высокообо­ротных дизельных двигателей с неразделенными ка­мерами сгорания. Малооборотные двигатели менее чувствительны к фракционному составу топлива вследствие большого времени, отводимого на процессы смесеобразования.

С целью увеличения ресурсов топлив, используемых в автотракторных дизелях, разработаны топлива расширенного фракционного состава. Эти топлива состоят из бензиновых фракций, выкипающих при 62-180 °С, и дизельных фракций, конец кипения которых ограничивается в зависимости от климатических условий и времени года применения топлив.

Склонность к воспламенению является одним из важнейших показателей качест­ва топлив для дизелей. От неё зависит длительность периода от начала впрыски­вания топлива в цилиндр до момента на­чала подъема давления в нём в результате выделения теплоты и расширения газов при горении топли­ва — период задержки воспламенения. Топлива с большой склонностью к вос­пламенению обеспечивают более благоп­риятное протекание процесса сгорания без резкого повышения давления и появления в связи с этим стуков в цилиндре. Вос­пламеняемость дизельных топлив зависит от группового химического состава. Наи­большей склонностью к воспламенению обладают углеводороды нормального па­рафинового ряда (воспламеняемость цетана принимается за 100 единиц), наимень­шей — углеводороды ароматического ряда (воспламеняемость альфа-метилнафталина — 0 единиц); нафтеновые углеводоро­ды по этому свойству занимают промежу­точное положение.

Склонность к воспламенению дизельных топлив оценивают цетановым числом, ко­торое определяют на специальном двига­теле при стандартных условиях испыта­ния. Цетановым числом называется про­центное (по объёму) содержание цетана в смеси с альфа-метилнафталином, кото­рая имеет такую же склонность к вос­пламенению, как данное топливо. Напри­мер, если исследуемое топливо имеет та­кую же склонность к воспламенению, как смесь, содержащая 45 % цетана и

55 % a-метилнафталина, то его цетановое число равно 45. При недостаточном цетановом числе топлива возрастает период задержки воспламенения, в течение кото­рого происходит подготовка топлива к сго­ранию. Увеличение периуда задержки воспламенения подготовленной к сго­ранию рабочей смеси может вызвать, так же как и наличие более лёгких фракций, нежелательное повышение скорости на­растания давления в цилиндре и шума при работе двигателя.

Чрезмерное уменьшение периода задер­жки воспламенения топлива вследствие увеличе­ния цетанового числа также не­целесообразно, так как в этом случае вос­пламенение топлива происходит до рас­пределения капель топлива в воздушном заряде, что приводит к росту неполноты сгорания. В связи с этим цетановые числа дизельных топлив составляют 40-55 единиц.

Возможность применения дизельных топлив в различных климатических усло­виях характеризуется либо температурой кристаллизации,(при которой выделяющиеся из топлива кристаллы растворённых пара­финовых углеводородов, имеющих высо­кую температуру кипения, затрудняют его подачу из бака через фильтры к форсунке), либо температурой застывания, (при кото­рой во всем объёме топлива образуется кристаллический каркас, препятствующий движению жидких углеводородов).

Свойства топлива при низкой температуре зависят в основном от содержания в нём растворённых углеводородов нормального парафинового ряда, имеющих высокую температуру кипения. При низкой температуре происходит кристаллизация этих углеводородов.

Топливо для дизелей, эксплуатирую­щихся при температуре окружающего воз­духа от 0 °С и выше, обозначают буквой Л (летнее), от ® 20 °С и выше – буквой З (зимнее), от ®50 °С и выше – буквой А (арктическое). В маркировке дизельного топлива указывают также допустимую массовую долю серы, (в %). В обозначение дополни­тельно вводят для летнего дизельного топлива темпе­ратуру вспышки, характеризующую его пожарную безопасность, а для зимнего дизельного топлива — температуру застывания. На­пример, марка Л-0,2-40 означает, что топ­ливо летнее, с массовой долей серы до 0,2 % и температурой вспышки 40 °С, а марка 3-0,2-35 – что дизельное топливо зимнее, с массовой долей серы — до 0,2 % и темпера­турой застывания –35 °С. Для арктиче­ского дизельного топлива указывают только допусти­мую массовую долю серы А-0,4.

Температура застывания различных дизельных топлив находится в пределах от -60 (ДА — арктическое дизельное топливо для быстроходных дизелей) до 10 °С (моторное топливо для судовых малооборотных дизелей).

Фракционный состав дизельного топлива наряду с цетановым числом яв­ляется одним из наиболее важных показателей качества топлива. Он оказывает влияние на расход топлива, дымность выпуска, легкость пуска дизе­ля, износ трущихся деталей, нагарообразование и -закоксование форсунок, пригорание поршневых колец. Чувст­вительность рабочего процесса дизеля к фракционному составу топлива во многом зависит от типа смесеобразо­вания. Чем выше давление, температура и интенсивность вихревого движения заряда топлива, тем меньше сказывается влияние его фракционного состава на процессе сгорания. Для быстроходных дизелей требует­ся топливо более лёгкого фракционного состава, чем для тихоходных.

Читать еще:  Шелестит двигатель что это

О фракционном составе дизельных топлив судят так же, как и о фракционном составе бензинов: по результа­там перегонки топлива, осуществляемой в лабораторных условиях в стандартной аппаратуре.

Для дизельных топлив не установлена ко­личественная зависимость между показателями фракци­онного состава и их эксплуатационными свойствами, хо­тя в ряде случаев наблюдаются определённые законо­мерности. Так, например, применение дизельного топлива с более тяжёлым фракционным составом, чем требу­ется, может привести к увеличению расхода топлива, ухудшению пуска двигателя, повышению нагарообразования и закоксовыванию форсунок, к повышенному износу деталей и увеличению дымности отработавших газов (рис. 3-5).

Рис. 3. С утяжелением фракционного состава топлива уве­личивается его удельный расход

50°/о топлива выкипает при температуре

Увеличение зазора в замке кольца

Рис. 4. С утяжелением фракционного состава дизельного топлива увеличивается износ верхних компрессионных порш­невых колец

Рис. 5. Чем тяжелее топливо по фракционному составу, тем сильнее будет дымить дизель

Чрезмерное облегчение фракционного состава топли­ва оказывается не менее вредным, чем чрезмерное утя­желение. С облегчением фракционного состава топ­лива, изготавливаемого из одного и того же сырья:

· снижается цетановое число;

· уменьшается вязкость топлива, а при низкой вязкости резко возрастает износ топливоподающей аппаратуры и увеличивается утечка топлива из системы;

· увеличивается жёсткость работы дизеля, так как в ка­мере сгорания увеличивается количество подготовлен­ной к воспламенению смеси; одновременно ухудшаются и пу­сковые свойства топлива.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)

Определение фракционного состава бензина

Автомобильный бензин является сложной смесью ряда индивидуальных углеводородов, кипящих при различных температурах. Поэтому бензин не имеет фиксированной температуры кипения.

Испаряемость бензина, т.е. способность переходить из жидкого состояния в газообразное, лежит в интервале температур от 35 0 С до 195 0 С. Многие из требований к испаряемости и полноте сгорания автомобильного бензина определяются фракционным составом. В тоже время фракционный состав бензина во многом определяет его важнейшие эксплуатационные свойства. Легкость пуска холодного двигателя, необходимая интенсивность подогрева впускного трубопровода, мощностные показатели, топливная экономичность, интенсивность изнашивания двигателя зависят от фракционного состава бензина.

Рис. 1.3. Кривая перегонки бензина (образец): V– количество перегнанного топлива; t– температура перегонки

В отличие от химически однородных веществ (например, вода, спирт, эфиры), имеющих постоянную температуру кипения, зависящую только от барометрического давления, бензин является сложной смесью ряда углеводородов, кипящих при различных температурах. Поэтому для оценки испаряемости бензина определяют зависимость количества испарившегося бензина от температуры. Определение фракционного состава производится по ГОСТ 2177-82.

Зависимость объема перегнанного топлива от температуры (кривая перегонки) дает наглядное представление о фракционном составе топлива (рис. 1.3). Для характеристики фракционного состава в стандартах указаны температуры, при которых перегоняется 10, 50 и 90 % бензина, а также температуры начала ( ) и конца ( ) его перегонки.

По характерным точкам на кривой фракционного состава можно приближенно судить о некоторых эксплуатационных качествах бензина.

Например, температура перегонки 10 % бензина ( ) характеризует его пусковые свойства, в частности, возможность пуска двигателя при низких температурах воздуха. По температуре выкипания 10 % объема бензина ( ) можно приблизительно определить минимальную температуру окружающего воздуха, при которой возможен пуск двигателя, по формуле

.

Температура перегонки 50 % бензина ( ) характеризует необходимую интенсивность прогрева впускного трубопровода, а также скорость прогрева двигателя и возможность более быстрого прекращения обогащения горючей смеси при пуске.

Температуры перегонки 90 % бензина ( )и конца перегонки ( ) достаточно полно характеризуют противоизносные свойства бензина, так как с повышением этих температур увеличивается количество тяжелых трудно испаряющихся фракций, попадающих в цилиндр в капельно-жидком состоянии и смывающих масляную пленку с зеркала цилиндров. Схема прибора для определения фракционного состава бензина показана на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Схема установки для определения фракционного состава бензина:

1 – электронагревательный прибор; 2 – колба с бензином; 3 – термометр;

4 – защитный кожух; 5 – холодильник; 6 – стеклянный мерный цилиндр

В колбу 2 вместимостью 125 мл, помещенную в защитный кожух 4, наливают 100 мл бензина. Колбу подогревают, регулируя пламя газовой горелки или электронагревателя 1 так, чтобы первая капля бензина с момента начала перегонки попала в мерный цилиндр 6 не ранее чем через 5 мин и не позднее чем через 10 мин. По термометру 3, установленному при помощи уплотнительной пробки в горловине колбы так, чтобы его ртутный шарик был на уровне отводной трубки отмечают температуру падения первой капли бензина в мерный цилиндр 6, т.е. температуру начала перегонки бензина. В дальнейшем замеряют температуру после налива каждых 10 мл бензина, поступающего в мерный цилиндр. При этом интенсивность нагревания колбы должна обеспечивать перегонку 4. 5 мл бензина в течение минуты (20–25 капель за 10 с). Фиксируют показания термометра 3 после отгона каждых 10 мл дистиллята. После отгона 90 % дистиллята устанавливают такой нагрев колбы, чтобы до конца перегонки прошло 3-5 мин. Когда ртутный столбик остановится, заканчивают перегонку и фиксируют температуру её конца. Выключают прибор и дают колбе охладиться в течение 5 мин. После остывания колбы сливают остаток бензина в измерительный цилиндр и измеряют полученный объем с точностью до 0,1 мл. Величина остатка в колбе и потерь при перегонке не должна быть более 2-3 %.

Для конденсации паров бензина отводная трубка расположена в холодильнике 5, заполненном водой со льдом или проточной водой.

Вычитая из количества бензина, залитого в колбу, количество бензина, находящегося в мерном цилиндре, и остаток в колбе, получают потери при перегонке.

Результаты проведенного исследования необходимо занести в табл. 1.7 и, используя их данные, построить кривую перегонки (см. образец на рис. 1.3), используя шаблон (рис. 1.5), и заполнить заключительную табл. 1.8.

Фракционный состав, 0 С

Давление насыщенных паров характеризует испаряемость головных (пусковых) фракций бензинов и, прежде всего, их пусковые качества.

Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и тем быстрее происходит пуск и прогрев двигателя. Однако если бензин имеет слишком высокое давление насыщенных паров, то он может испаряться до смесительной камеры карбюратора. Это приведет к ухудшению наполнения цилиндров, возможному образованию «паровых пробок» в системе питания и снижению мощности, перебоям в работе двигателя и даже его остановке. Давление насыщенных паров бензина составляет величины от 35-70 кПа (АИ-80) до 60-90 кПа (АИ-98).

Рис. 1.5. Шаблон для построения кривой перегонки бензина по его фракционному составу

Индекс испаряемости (ИИ) характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определенном сочетании давления насыщенных паров и объема испарившегося бензина при температуре 70 0 С.

ИИ рассчитывают по формуле ИИ =10 ДНП +7V 70,

где ДНП – давление насыщенных паров, кПа;

V 70 – объем испарившегося бензина при температуре 70 0 С, %.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector