ВУЗ:
Составители:
2.2. СВОЙСТВА БЕНЗИНОВ, ИХ ВЛИЯНИЕ
НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЕЙ
Многообразие свойств светлых нефтепродуктов требует их классификации по наиболее важным признакам. В соответст-
вии с общей классификацией, предложенной профессором А.А. Гуреевым, всю совокупность свойств топлив, определяющих
их качество, можно разделить на три группы: физико-химические, эксплуатационные и технические.
К первой группе
относят свойства, характеризующие состав топлива и его состояние (элементный, фракционный и
групповой углеводородный составы, давление паров, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоёмкость, тепло-
проводность, диэлектрическая проницаемость и др.).
Вторую группу
объединяют свойства топлива, обеспечивающие надёжность и экономичность работы двигателей внут-
реннего сгорания (прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость и горючесть, склонность к образованию отложений,
коррозионная агрессивность и совместимость с неметаллическими материалами, противоизносные и охлаждающие свойст-
ва). Эти свойства характеризуют полезный эффект от использования топлива по назначению и определяют область его при-
менения.
Третью группу
составляют свойства топлив, которые не связаны с их применением, а проявляются в процессе хранения
и транспортирования. Эта группа разделяется на две подгруппы: свойства, характеризующие сохранность качества топлива в
процессе его транспортирования и хранения (химическая и физическая стабильность, биологическая стойкость) и свойства,
обеспечивающие безопасность транспортирования, хранения и использования топлив (токсичность, пожароопасность и
склонность к электризации).
Химическая стабильность – способность топлива (углеводородов, неуглеводородных примесей и присадок) противо-
стоять окисляющему воздействию кислорода воздуха, физическая стабильность характеризует склонность топлива к поте-
рям от испарения, к расслаиванию, гигроскопичность, загрязнённость и т.д., биологическая стойкость
– это защищённость
топлива от воздействия плесени, грибков и бактерий. Под
токсичностью
подразумевается степень вредности топлива для
потребителя и окружающей среды, влияние качества топлива на состав отработанных газов двигателя и т.п., пожароопас-
ность объединяет пределы воспламеняемости смеси паров топлива с воздухом, температуры вспышки, самовоспламенения и
т.д.
Оценка взаимного влияния отдельных свойств на общий уровень качества топлива – одна из наименее изученных об-
ластей химмотологии. Некоторые свойства находятся в противоречии между собой: улучшение одного из них может привес-
ти к ухудшению другого. Например, добавление низкокипящих компонентов в бензин улучшает его пусковые свойства, но
увеличивает склонность бензина к образованию паровых пробок в топливопроводе двигателя.
Требуется устанавливать оптимальные соотношения между различными свойствами. В некоторых случаях трудно отде-
лить хранение и транспортирование топлива от его применения, поэтому высказывается мнение, что к эксплуатационным
свойствам можно отнести и свойства, проявляющиеся при хранении и транспортировании.
Остановимся более подробно на наиболее важных характеристиках топлива, сгруппировав их в своеобразные комплек-
сы основных эксплуатационных свойств.
Важнейшим свойством топлива является его способность выделять при полном сгорании максимальное количество те-
пла. Это – энергетический потенциал топлива.
Выделяемое количество тепла зависит от свойств самого топлива и от состава топливно-воздушной смеси, а эффектив-
ность рабочего процесса в цилиндре двигателя определяется полнотой сгорания и скоростью этого процесса.
Полнота и скорость сгорания бензина зависят от соотношения количества бензина и воздуха, определяемого коэффици-
ентом избытка воздуха. Это обусловлено следующим. Не любая смесь паров бензина с воздухом может воспламеняться и
сгорать. Количество воздуха в горючей смеси, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг бензина, называют сте-
хиометрическим. Для бензина оно составляет 14,8 кг.
Полного сгорания топлива с теоретически необходимым количеством воздуха можно достигнуть только при идеальном
смесеобразовании, при котором каждая молекула подаваемого кислорода вступает в реакцию с каждой молекулой сжигаемо-
го бензина. В действительности количество потребляемого воздуха отличается от стехиометрического. Отношение действи-
тельного количества воздуха к стехиометрическому называют коэффициентом избытка воздуха. Различают нижний и
верхний пределы воспламеняемости топливовоздушных смесей.
Нижний предел определяется недостатком топлива в воздухе, т.е. таким состоянием смеси, при котором продолжение
обеднения делает её невоспламеняемой. При этом коэффициент избытка воздуха α = 1,35 – 1,4 (т.е. α > 1). За верхний пре-
дел воспламеняемости бензиновоздушной смеси принимают такое содержание топлива в воздухе, при котором дальнейшее
обогащение смеси делает её невоспламеняемой. Обычно при этом величина α = 0,45…0,5 (т.е. α < 1).
Если величина α < 1, то смесь называют богатой, если α > 1, то бедной. Поэтому в случае уменьшения α происходит
обогащение, а при увеличении α − обеднение смеси. Если α = 1, то смесь называют нормальной рабочей смесью (она со-
держит теоретически необходимое количество воздуха).
На практике работа двигателя осуществляется на слегка обедненной топливовоздушной смеси (α = 1,05 – 1,15). Это по-
зволяет работать на наиболее экономичном режиме. Иногда требуется за малое время развить большую мощность двигателя
(режимы форсированной работы). Это становится возможным при использовании переобогащенной топливовоздушной сме-
си (α = 0,9 – 0,95). Однако при этом воздуха для полного сгорания топлива не хватает, из-за неполноты сгорания бензин рас-
ходуется весьма неэкономно, увеличиваются вредные выбросы в атмосферу.
Устойчивая работа двигателя внутреннего сгорания на различных режимах возможна при условии, если используемое
топливо будет иметь более широкий диапазон воспламеняемости. При этом стремятся увеличить нижний предел воспламе-
няемости, поскольку от этого зависит возможность работы на обедненной горючей смеси (т.е. увеличив полноту сгорания
бензина, добиваются снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов двигателя).
Регулирование процесса горения топлива осуществляется с помощью модификаторов горения. Эти присадки предназна-
чены для активизации процесса горения топлива, повышения экономичности двигателя.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
