Файл: Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник.pdf

ных бензинов отмечают температуру перегонки, 10, 50 и 90% бензина и конца его кипения. При перегонке бензина принято записывать тем­ пературу перегонки каждых 10% бензина. Затем на основании полу­ ченных данных строят кривую перегонки бензина в координатах — количество бензина — температура.

Все требования современных карбюраторных двигателей к фрак­ ционному составу применяемых топлив можно разделить на требова­ ния, связанные с климатическими особенностями эксплуатации авто­ мобилей, и на требования, обусловленные конструктивными особен­ ностями двигателей.

Фракционный состав бензинов должен быть таким, чтобы обеспе­ чить быстрый разгон автомобиля, минимальный расход топлива, рав­ номерное качественное и количественное распределение смеси по ци­ линдрам двигателя, минимальный износ цилиндро-поршневой груп­ пы — вот далеко не полный перечень требований, связанных глав­ ным образом с конструктивными особенностями двигателей. Удовле­ творение этих требований достигается как улучшением физико-хими­ ческих показателей бензинов, так и совершенствованием конструкции карбюраторов, впускных систем и камер сгорания.

Климатические особенности эксплуатации автомобилей в различ­ ных районах страны в разное время года выдвигают два основных тре­ бования к фракционному составу бензинов — обеспечение надежного пуска двигателя при низких температурах воздуха и предотвращение

6 — нижний кожух; 7 — газовая горелка; 4 = кожух холодильника; 9 — трубка холодильника;

10 — мерный цилиндр

70

нарушений в работе систем питания двигателей, связанных с частич­ ным испарением бензина при высоких температурах воздуха. Сюда же следует отнести проблему борьбы с обледенением деталей карбюра­ тора путем изменения фракционного состава бензинов.

Многие из перечисленных выше требований к фракционному сос­ таву бензинов по своему характеру противоположны, и удовлетворе­ ние их может быть найдено только путем компромиссного решения.

Влияние фракционного состава на пусковые свойства

Трудности пуска холодного карбюраторного двигателя в зимнее время при низких температурах окружающего воздуха обусловлива­ ются тремя основными причинами: ухудшением испаряемости бен­ зина, возрастанием вязкости смазочного масла и понижением емко­ сти и напряжения аккумуляторных батарей.

Кроме этих основных причин, пуск холодного двигателя затруднен вследствие увеличения утечек горючей смеси через неплотности, более интенсивной теплоотдачи в стенки камеры сгорания, низкой темпе­ ратуры нагрева смеси после сжатия.

При пуске двигателя испаряемость бензина во впускной системе ухудшается как за счет низкой температуры бензина, так и за счет пло­ хого распыливания его при малых скоростях воздуха в диффузоре.

Для улучшения пусковых свойств двигателей разработан ряд кон­ структивных мероприятий. Пусковые регулировки карбюраторов, улучшение конструкции камер сгорания и впускных трубопроводов и ряд других мер безусловно способствуют хорошему испарению бен­ зина, но решающим фактором является наличие в бензине достаточного количества низкокипящих углеводородов. Именно эти углеводороды, испаряясь во впускном трубопроводе, создают топливовоздушную смесь, способную к воспламенению от искры.

С точки зрения пуска холодного двигателя количество низкокипя­ щих фракций в бензине ограничивать не следует. Однако чрезмерное содержание таких фракций в бензине вызывает неполадки при работе прогретого двигателя и повышенные потери бензина при хранении и применении.

Содержание низкокипящих фракций в современных товарных бен­ зинах контролируется величиной давления насыщеннных паров и тем­ пературами начала перегонки и перегонки 10% бензина.

Предельные температуры пуска двигателя на бензинах различного фракционного состава прямо пропорциональны значению температур

71

фракционного состава бензинов. Но применение очень легких бензинов вызывает другие эксплуата­ ционные затруднения — образование паровых пробок в топливопро­ водах.

Влияние фракционного состава на образование паровых пробок

При эксплуатации отечественных автомобилей в южных районах страны в особо жаркие дни довольно часто наблюдаются случаи само­ произвольной остановки двигателей вследствие образования паровых пробок в системе питания. Это явление принимает иногда массовый характер в условиях тропического климата.

Появление паровых пробок и связанные с ними неполадки в работе двигателя объясняются следующим образом. При нагревании бензи­ на в системе питания наиболее низкокипящие углеводороды испаряют­ ся, образуя пары, объем которых в 150—200 раз больше объема испа­ рившегося жидкого бензина. В этих условиях через систему питания идет смесь жидкости и паров бензина с небольшим количеством воз­ духа, который ранее находился в бензине и выделился из него при нагревании. Весовая производительность бензонасоса снижается. Го­ рючая смесь, поступающая в двигатель, обедняется и двигатель ос­ танавливается. При этом все внешние проявления остановки двигате­ ля такие же, как при засорении топливопроводов, в связи с чем это яв­ ление и получило название «паровой пробки».

Образование паровых пробок в системе питания зависит от испаря­ емости бензина, температуры и давления бензина в системе, пропуск­ ной способности топливной системы и расхода бензина (режима рабо­ ты двигателя).

Однако решающим фактором, обусловливающим образование паро­ вых пробок, является температура нагрева бензина.

Температура нагрева бензина в топливной системе автомобиля за­ висит от конструктивных особенностей системы и температуры окру­

72

жающего воздуха. Температура воздуха в подкапотном простран­ стве обычно намного выше, чем температура окружающего воздуха. Так, по данным испытаний при температуре окружающего воздуха око­ ло 40° С температура воздуха под капотом поднимается до 90—95°, а бензин при этом нагревается до 70—75°. Особенно высокие температу­ ры нагрева бензина отмечены у автомобилей, эксплуатирующихся в условиях бездорожья, при езде в колоннах и с прицепами, при экс­ плуатации автомобилей в гористой местности.

Испытания автомобилей в тропических камерах и замеры в эксплу­ атационных условиях в Средней Азии показали, что наивысшая тем­ пература нагрева бензина (до 80—85°) наблюдается после остановки автомобиля и двигателя. При этом вентиляция подкапотного простран­ ства прекращается, бензин в системе питания останавливается и про­ гревается за счет тепла, излучаемого двигателем. Пуск двигателя пос­ ле кратковременной стоянки может быть сильно затруднен.

В условиях жаркого климата во время работы двигателя темпера­ тура бензина повышается в среднем на 20—30° С выше температуры окружающего воздуха, а через 7—10 мин после остановки автомобиля и двигателя — на 30—40° С.

Анализ отечественных и зарубежных материалов показывает, что наиболее «удобным» местом образования паровых пробок является топливный насос. Здесь бензин приобретает достаточно высокую тем­ пературу и в момент всасывания находится под минимальным давле­ нием. При движении к карбюратору температура бензина несколько повышается, однако образование паровых пробок в этой магистрали менее вероятно вследствие наличия небольшого избыточного дав­ ления.

Следует отметить, что топливный насос является и наиболее «узким» местом в системе питания, ограничивающим ее пропускную способ­ ность. При оценке склонности к образованию паровых пробок бензи­ нов различного фракционного состава на двигателе с тремя топливны­ ми насосами различной производительности (насос Б-6 производитель­ ностью 60—90, насос Б-9 —150—175 и насос Б-10— 182—210 л/ч)

было установлено (табл. 20), что с увеличением производительности топливных насосов довольно значительно повышается температура бензина, при которой останавливается двигатель вследствие образова­ ния паровых пробок. Насос повышенной производительности способен прокачать большее количество паров, и поэтому двигатель продолжает нормально работать при более высокой температуре бензина. Очевидно, повышение производительности топливного насоса является одним из возможных и эффективных способов борьбы с образованием паровых пробок при повышенных температурах окружающего воздуха.

Установлена зависимость предельных температур нагрева бензина, при которых двигатель останавливается вследствие образования паро­ вых пробок, от температур начала кипения и перегонки 10% и давле­ ния насыщенных паров бензина (рис. 27). С увеличением темпера­ туры начала перегонки бензина прямолинейно увеличивается и тем­ пература предельно допустимого нагрева бензина.

73