 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Плотности бензина
|
|
В ГОСТах на нефтепродукты указывается кинематическая вязкость, которая равна отношению динамической вязкости вещества к его плотности ρ
Y = 
/ρ
Кинематическая вязкость измеряется в мм2/с. При температуре 20 °С вязкость бензина составляет от 0,5—0,7 мм2/с С понижением температуры вязкость бензина повышается.
Поверхностное натяжение равно работе образования единицы площади (1 м2) поверхности жидкости при постоянной температуре и измеряется в Н/м. Для всех бензинов поверхностное натяжение одинаково и при температуре 20 °С равно 20—24 Н/м.
Испаряемость — это способность вещества к переходу из жидкого состояния в газообразное. От испаряемости зависит надежность поступления бензина из топливного бака в карбюратор и скорость образования топливно-воздушной смеси. Поэтому бензины должны обладать определенной испаряемостью, обеспечивающей легкий пуск двигателя, быстрый его прогрев, полное сгорание после прогрева, невозможность образования паровых пробок в топливной системе Испаряемость бензина оценивается фракционным составом
Фракционный состав бензинов — это содержание в них тех или иных фракции, выраженное в объемных или массовых соотношениях
Фракционный состав топлив определяют на специальном приборе Отмечают температуру начала перегонки tнп, конца перегонки tкп, температуры t10, t50, t90, при которых перегоняется 10, 50 и 90% бензина соответственно. На рис.1.3.представлен график перегонки бензина, отражающий его фракционный состав, т. е. количество (g) перегоняемого топлива (в процентах) в зависимости от температуры перегонки (t).
В бензинах различают три основные фракции: пусковую, рабочую, концевую. Пусковая фракция представляет собой первые 10 % перегонки бензина. Чем ниже температура выкипания первых 10 % топлива, тем легче будет осуществлен пуск холодного двигателя. Однако при содержании особо низких фракций возникает опасность преждевременного испарения бензина и образование паровых пробок. По температуре t10 можно определить минимальную температуру окружающей среды, при которой возможен пуск двигателя:
toс = 0,5t10 - 50,5.
Температура выкипания 50 % бензина характеризует однородность состава смеси по отдельным цилиндрам, продолжительность прогрева двигателя и его приемистость.
При снижении t50 сокращается время прогрева, увеличивается приемистость автомобиля и срок службы двигателя. Повышение t50 приводит к сокращению ресурса двигателя, особенно при низких температурах окружающей среды. Действительно, если t50 оказывается слишком высокой, то испарение бензина происходит слишком медленно, топливовоздушная смесь образуется обедненной, поэтому прогрев двигателя затягивается, а его приемистость ухудшается.
Рис. 1.3. График перегонки бензина
Показатели t90 и tкп, определяют содержание в бензинах тяжелых трудно испаряемых фракций. Чем выше t90 и tкп, тем вероятнее неполное испарение бензина и неполное его сгорание в цилиндрах, а это увеличивает расход бензина. Кроме того, несгоревшие частицы оседают на стенках цилиндра и смывают с них масло.
Давление насыщенных паров бензина определяется на стандартных приборах при температуре 38 о С. Оно характеризует испаряемость пусковой и рабочей фракций бензина и нормируется для летних бензинов — 67,7 кПа, для зимних — 66,7—93,3 кПа.
1.2.3. Свойства и показатели бензинов,
влияющие на подачу топлива
К показателям бензинов, влияющим на подачу топлива кроме давления насыщенных паров относятся показатели содержания воды и механических примесей.
Механическими примесями являются твердые вещества, образующие осадок или находящиеся во взвешенном состоянии. Это может быть пыль, технологическая грязь, продукты коррозии, разрушения шлангов, прокладок, фильтров, окисления и разложения углеводородов, которые могут привести к засорению жиклеров в карбюраторе, распылителей форсунок и т. д., а также стать причиной повышенного износа деталей двигателя. Поэтому бензины и дизельные топлива не должны содержать механические примеси.
Наличие механических примесей определяется визуально путем осмотра пробы на свету в стеклянной емкости. В топливе не должно быть частиц, видимых невооруженным глазом.
Наличие воды в топливе вызывает коррозию деталей и осмоление непредельных углеводородов, содержащихся в бензине. Промышленное топливо практически не содержит воды. Однако зимой вода замерзает в топливных коммуникациях и может попасть в топливо при транспортировке, хранении и заправке. Поэтому топливо до заправки должно отстаиваться в складской таре, а при заправке фильтроваться. Наличие в топливе воды определяется также визуально.
|
1.2.4. Свойства и показатели бензинов,
влияющие на процесс сгорания
Различают нормальное, детонационное и калильное сгорание рабочей смеси.
Сгорание смеси считается нормальным, если воспламенение топлива происходит от свечи зажигания, при этом оно полностью сгорает со средней скоростью распространения фронта пламени 15—25 м/с Такое сгорание обеспечивает полное тепло выделение и плавное увеличение давления в цилиндрах.
Детонационным сгоранием называется такое сгорание pa6oчей смеси, при котором кроме воспламенения топлива от искры при определенных условиях происходит самовоспламенение отдельной его части При этом фронт пламени распространяется ее скоростью 1500—2500 м/с Детонационное сгорание сопровождается звонкими металлическими стуками в зоне камеры сгорания, неполнотой сгорания (черный дым в отработавших газах) перегревом и снижением мощности двигателя
Переход от нормального сгорания к детонационному обусловлен химическим составом топлива. Существует несколько теорий, объясняющих сущность детонационного сгорания, из них наиболее признанной является теория, по которой считается, что первыми продуктами взаимодействия углеводородов с кислородом являются перекиси и гидроперекиси Они обладают большой избыточной энергией и при определенных условиях могут накапливаться с выделением большого количества тепла и активных частиц При этом отмечено, что нормальные углеводороды легко образуют перекисные соединения, а разветвленные устойчивы к их образованию
Так как каждая молекула гидроперекиси дает начало нескольким цепям, то скорость окисления резко возрастает. Таким образом, в конце такта сжатия при воспламенении смеси от свечи зажигания около нее формируется очаг пламени (рис 1.4.)
Рис. 1.4. Этапы детонационного сгорания в рабочей смеси: а — зажигание смеси от свечи зажигания; б — формирование очага горения; в — нормальное движение фронт пламени; г — образование очагов холодно- пламенного окисления в несгоревшей смеси; д — образование детонационной волны; е — движение отраженных волн.
Образовавшийся фронт пламенного горения устремляется от свечи зажигания в противоположную часть камеры сгорания. Позади фронта пламени находятся продукты сгорания температурой 2000—2500 °С, а впереди — несгоревшая еще рабочая смесь. По мере нарастания давления в зоне сгоревших газов (3,5—5,0 МПа) сгоревшая часть смеси как бы поджимает несгоревшую, отчего температура последней повышается до 380—450 °С. Поэтому в несгоревшей части смеси ускоряются процессы окисления и повышается концентрация перекисей
Если концентрация перекисей в несгоревшей части рабочей смеси окажется ниже критической, то фронт пламени горения без существенного изменения скорости достигнет противоположных стенок камеры сгорания, и процесс сгорания смеси пройдет нормально. Если же концентрация перекисей и активных продуктов их распада в несгоревшей части рабочей смеси достигнет критической величины, то начнутся цепные реакции окисления с образованием множества очагов горения.
Так как рабочая смесь уже подготовлена к горению (много перекисей), то она сгорает с большой скоростью и резким повышением давления, в результате чего формируется ударная волна, двигающаяся по камере сгорания со сверхзвуковой скоростью. Мгновенно воспламеняются соседние слои рабочей смеси, а сама ударная волна оказывается совмещенной с фронтом пламени, при этом образуется детонационная волна. Избавиться от этого вредного явления можно подбором для каждой марки двигателя бензина с соответствующей детонационной стойкостью. С другой стороны, известно, что самый простой способ форсирования мощности двигателя путем увеличения степени сжатия ограничен именно детонационной стойкостью бензинов.
Удар детонационной волны о стенки камеры сгорания вызывает отраженные волны, вибрацию стенок и порождает звонкие металлические стуки, характерные для детонации. Слои рабочей смеси, прилегающие к стенкам цилиндра, подвергаются сильному сжатию детонационной волной, в результате чего увеличивается их теплопроводность и усиливается отдача тепла стенкам, двигатель перегревается и его работа становится жесткой.
Калильное сгорание — это воспламенение рабочей смеси от перегретых деталей и нагара в камере сгорания, когда при выключении зажигания сгорание смеси не прекращается, а она воспламеняется на такте очередного сжатия. При этом процесс сгорания и расширения смеси может наступить до завершения такта сжатия с последствиями, аналогичными для детонационного сгорания. Детонационная стойкость оценивается октановым числом. На рис. 1.5. представлена развернутая индикаторная диаграмма, т. е зависимость изменения давления Р в цилиндре двигателя от угла поворота коленчатого вала 
, при нормальном и детонационном сгорании смеси.
Рис. 1.5. Индикаторная диаграмма:
1- нормальное сгорание; 2 – детонационное сгорание;
ВТМ – верхняя мёртвая точка
Октановое число — условный показатель антидетонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию изооктана С8Н18, октановое число которого принято за 100, в его смеси с н-гептаном С7Н16, октановое число которого равно 0, эквивалентной по детонационной стойкости испытываемому бензину. Смеси изооктана и н-гептана различных соотношений будут иметь детонационную стойкость от 0 до 100. Например, октановое число бензина равно 80. Это значит, что данный бензин по детонационной стойкости эквивалентен смеси изооктана и н-гептана, в которой изооктана 80 %.
Существуют два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский.
Моторным методом определяют октановое число на установке УИТ-65 (рис. 1.6.), позволяющей изменять степень сжатия от 4 до 9, где сравнивают детонационную стойкость исследуемого бензина с эталонными образцами при температуре горючей смеси 150 °С и частоте вращения 900 мин -1.
Исследовательским способом детонационную стойкость определяют при температуре горючей смеси 25—35 0 С (смесь не подогревается) и частоте вращения 600 мин"'. В этом случае в марке бензина присутствует буква «И» Например, АИ-92 — автомобильный бензин с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 92
Так как определение детонационной стойкости по моторному методу проходит в более жестких условиях, то результат будет несколько ниже, чем он был бы получен при определении по исследовательскому методу (табл. 1.1). В обоих случаях после прогрева двигателя постепенно увеличивается степень сжатия до появления детонации определенной стандартной интенсивности, определяемой по шкале указателя детонации.
|
|
Рис. 1.6. Установка УИТ-65 для моторного определенияоктановых чисел бензина: 1 — пульт управления, 2 — аппаратура для измерения детонации, 3 — бак для подогрева всасываемого воздуха, 4 — конденсатор охлаждения, 5 — карбюратор, 6 — ресивер с водяным охлаждением, 7 — одноцилиндровый двигатель.
Таблица 1.1.
Дата публикования: 2014-11-03; Прочитано: 2169 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
