Эксплуатационные требования и карбюраторные свойства автомобильных бензинов

Эксплуатационные требования.

Для обеспечения надежной работы бензиновых двигателей и достижения ими наивысших энергетических, экономических и экологических показателей топливо должно требованиями обеспечивать:

-бесперебойную подачу бензина в систему питания двигателя;

-образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

-нормальное и полное сгорание полученной смеси в двигателе (без возникновения детонации);

-отсутствие коррозии и коррозийных износов деталей двигателя и элементов системы питания;

-возможно меньшее образование отложений во впускном трубопроводе, камерах сгорания и в выпускной системе;

-сохранение качества при хранении, перекачках и транспортировке.

Данным требованиям в наибольшей степени отвечает смесь нефтяных дистиллятов, выкипающая в пределах от 30...40 до 190...210° и получившая название бензина.

Карбюраторные свойства автомобильных бензинов.

Внешнее смесеобразование включает следующие стадии приготовления топливо-воздушной смеси: распыливание топлива, его испарение и смешение с воздухом до образования однородной паровоздушной смеси. Все эти процессы протекают одновременно, начинаясь в карбюраторе (или форсунке впрыска) и заканчиваются в цилиндрах двигателя. Поэтому качество смесеобразования зависит от таких показателей топлива, как давление насыщенных паров, фракционный состав, теплота испарения, вязкость и плотность. В меньшей степени на процесс смесеобразования оказывает влияние поверхностное натяжение, теплоемкость и коэффициент диффузии паров топлива.

Плотность топлива. Под плотностью понимают массу вещества, отнесенную к единице его объема. В СИ плотность измеряется в кг/м³. Плотность топлива определяют ареометром.

Плотность бензина (как и его вязкость) влияет на расход топлива через калиброванные отверстия жиклеров карбюратора. С увеличением плотности увеличивается массовый расход топлива. Уровень бензина в поплавковой камере также зависит от плотности. При постоянной массе поплавка снижение плотности топлива приводит к увеличению времени открытого состояния игольчатого клапана, регулирующего подачу топлива в карбюратор. В результате чего происходит переполнение поплавковой камеры и свободное истечение топлива из нее. Поэтому величина плотности для автомобильных бензинов при +20°С должна находиться в пределах 690-750 кг/м³

Вязкость - свойство жидкостей, характеризующее сопротивление (внутреннее трение) действию внешних сил, вызывающих их течение.

Величина вязкости может быть выражена в абсолютных единицах динамической и кинематической вязкости. В СИ за единицу динамической вязкости принята вязкость такой жидкости, которая оказывает сопротивление силой в 1Н взаимному сдвигу двух слоев жидкости площадью 1 м², находящихся на расстоянии 1 м один от другого и перемещающихся с относительной скоростью 1м/с.

Кинематическая вязкость – это отношение динамической вязкости к плотности жидкости, определенных при одной и той же температуре.

За единицу кинематической вязкости в СИ принят квадратный метр в секунду (1 м²/с). Кинематическую вязкость определяют в капиллярном визкозиметре.

При снижении температуры бензина возрастает его плотность, что приводит к увеличению его массового расхода. Одновременно снижение температуры вызывает увеличение вязкости бензина, а это приводит к уменьшению его расхода.

Вязкость оказывает также превалирующее влияние на весовое количество топлива, протекающее через жиклер в единицу времени.

Поверхностное натяжение - влияет на степень распыливания бензина: чем меньше у бензина поверхностное натяжение, тем меньших размеров получаются капли. Величина поверхностного натяжения характеризуется работой, необходимой для образования 1м² поверхности жидкости и выражается в Н/м.

Поверхностное натяжение всех автомобильных бензинов одинаково и примерно в 3,5 раза меньше, чем у воды.

Испаряемость топлива. Под испаряемостью топлива понимают его способность переходить из жидкого состояния в парообразное.

Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя, его быстрый прогрев и полное сгорание бензина, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе.

Сгоранию жидкого топлива всегда предшествуют испарение и перемешивание его паров с воздухом с образованием в карбюраторе горючей смеси.

Полнота испарения топлива определяется скоростью испарения, обусловленной его физическими свойствами, а также эксплуатационными факторами и конструкцией двигателя и системы питания. К физическим свойствам топлива, от которых зависит испаряемость, относятся температурные пределы выкипания топлива, давление насыщенных паров, скрытая теплота испарения, коэф. диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение и теплоемкость.

Топливо испаряется в основном в карбюраторе. Однако в зависимости от режима работы двигателя и фракционного состава топлива не весь бензин переходит в парообразное состояние. Часть его оседает в виде жидкой пленки во всасывающем коллекторе, что крайне нежелательно. В результате образования жидкой пленки на стенках всасывающего коллектора горючая смесь распределяется по цилиндрам двигателя неравномерно и в них поступают пары различного фракционного состава (процесс холодного фракционирования). В цилиндрах, куда поступает паровоздушная смесь, концентрируются более низкокипящие фракции топлива, а в цилиндрах, в которые попадает жидкая пленка топлива, преобладают высококипящие фракции.

Различают статическое (с неподвижной поверхности в неподвижный воздух) и динамическое (топливо и воздух движутся относительно друг друга) испарения топлив.

Испаряемость топлив для двигателей оценивают, определяя их фракционный состав (для бензинов измеряют еще и давление насыщенных паров). Фракционным составом нефтепродуктов называют содержание в них тех или иных фракций, выраженное в объемных или массовых процентах. Бензин, представляя собой смесь углеводородов, не имеет фиксированной температуры кипения: он испаряется в интервале температур 35 195°С.

Температура начала кипения и выкипания 10 %, определяют пусковые свойства топлива.

Продолжительность прогрева (перехода с холостого хода на рабочий режим), приемистость (возможность быстрого перехода с одного режима на другой) нормируется температурой выкипания 50 % топлива. Температуру выкипания 90 % топлива, характеризующую его склонность к конденсации, обычно называют точкой росы.

Давление насыщенных паров. В системе питания двигателя, вследствие разряжения, создаваемого бензонасосом, и интенсивного испарения бензина возможно образование паровых пробок, что приводит к прекращению подачи топлива в карбюратор. Данный процесс зависит от давления насыщенных паров.

Чем выше давление насыщенных паров, тем интенсивнее процесс их конденсации. Давление паров испаряющегося бензина на стенки емкости называют упругостью паров и зависит от химического и фракционного состава бензина. Упругость (давление) паров возрастает при повышении температуры и снижении давления. Она тем выше, чем больше содержится в топливе легкокипящих углеводородов.

Дата добавления: 2015-07-10