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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

соких температурах нагрева бензинов. Количество паров, образующих­ ся при испарении таких бензинов в топливной системе, настолько мало, что поступление жидкой фазы полностью обеспечивает расход топлива на данном режиме работы двигателя.

Прямолинейной является и зависимость температур образования паровых пробок от давления насыщенных паров бензинов (рис. 28).

Сезонные и зональные бензины

На основании зависимостей пусковых свойств бензинов и их склон­ ности к образованию паровых пробок от фракционного состава и давления насыщенных паров могут быть установлены температурные пределы работоспособности автомобильных двигателей (см. рис. 28).

Приведенные данные показывают, что для наиболее полного удов­ летворения требований двигателей, учитывая климатические особен­ ности территории Советского Союза, автомобильные бензины по фрак­ ционному составу должны подразделяться на два зональных и два се­ зонных сорта. Снабжение топливами отдаленных районов, особенно на севере нашей страны, сопряжено с известными трудностями, поэтому бензины для северных и южных районов должны быть всесезонными.

Технически оправдана следующая классификация бензинов по фрак­ ционному составу.

Всесезонный северный бензин предназначен для использования в районах, расположенных севернее и северо-восточнее изотермы ян­ варя — 20° С. Бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя при температуре воздуха — 30° С и в то же время не вызывать обра­ зования паровых пробок в условиях летней эксплуатации автомоби­ лей при температуре воздуха до +30° С.

Рис. 28. Температурные пределы работоспособности автомобильных двигателей

в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров приме­ няемых бензинов

Всесезонный южный бензин предназначен для применения в юж­ ных районах страны, расположенных южнее изотермы июля +25° С. Основным требованием к бензину является отсутствие паровых про­ бок в системе питания при температуре воздуха до +55° С. Бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя в зимнее время года при температуре воздуха до — 10° С.

Летний и зимний бензины рассчитаны на использование в средней полосе страны. Зимний бензин должен обеспечивать пуск холодного двигателя при температуре воздуха до —25° С и отсутствие паровых пробок при температуре воздуха +35° С, летний бензин— соответст­ венно пуск до —15° С и отсутствие паровых пробок до +50° С.

Указанные выше сорта автомобильных бензинов должны иметь фракционный состав, указанный в табл. 21.

Т а б л и ц а 21

Требования к фракционному составу сезонных и зональных автомобильных бензинов

 

Температура

Температура

Давление

Сорт

перегонки

насы щ ен н ы х

начала кипе­

б е н з и н а

10% бензина,

п а р о в ,

ния,

°С

 

°С

мм рт. СР.

 

 

 

Температурные пределы работоспособности двигате­

лей на бензине каждого сорта, °С

Максималь­

Минимальная ная темпера­ температура тура воздуха, пуска холод­ при которой ного двигателя не образуются

паровые

пробки

Северный

Зимний

Летний

Южный

Не выше 35 Не выше

55

Не менее 600

»

» 40

»

»

Не более 700

Не менее 500

Не ниже 45

Не ниже

70

Не более 600

Не менее 300

 

сл

Не

выше 80

Не более 400

 

Не ниже 75

Не менее 250

 

о

 

 

Не

выше 85

Не более 350

—30

+30

-2 5

+35

-1 5

+ 50

-1 0

+55

Автомобильные бензины указанного в табл. 21 фракционного сос­ тава будут в наиболее полной мере удовлетворять требованиям двига­ телей в различных климатических условиях эксплуатации, и примене­ ние их должно дать значительную экономию денежных средств. Одна­ ко, учитывая неизбежные трудности с производством и отгрузкой бен­ зинов различного фракционного состава, особенно на тех нефтеперера­ батывающих заводах, которые вырабатывают бензины для использо­ вания в различных климатических зонах, возможен постепенный пе­ реход на выпуск зональных и сезонных автомобильных бензинов. На первой стадии в течение определенного времени можно предусмотреть выработку двух бензинов, различающихся по фракционному составу — зимнего и летнего. В этот период зимний бензин можно использовать одновременно в качестве всесезонного северного, а летний бензин—в ка­ честве всесезонного южного. Именно так и указано в ГОСТ 2084—67, которым предусмотрен выпуск автомобильных бензинов зимнего и лет­ него видов.

К


Влияние фракционного состава на прогрев и приемистость двигателя

Прогрев двигателя охватывает время от момента его пуска до до стижения плавной устойчивой работы. Чем быстрее прогревается дви­ гатель, тем меньше непроизводительные затраты времени и бензина, меньше износ деталей двигателя.

Скорость прогрева двигателя в значительной мере зависит от фрак­ ционного состава применяемого бензина.

Если бензин по фракционному составу не отвечает требованиям двигателя, то увеличивается время разогрева, при этом работа двига­ теля в период разогрева сопровождается рывками. В некоторыл случаях возможны остановки двигателя в период прогрева.

На прогрев двигателя оказывает влияние температура перегонки 10, 50 и 90% бензина, преобладающее влияние имеет температура пе­ регонки 50% бензина. В связи с этим стремление обеспечить минималь­ ное время прогрева двигателя приводит к лимитированию только тем­ пературы перегонки 50% бензина. Температуры перегонки 10 и 90% бензина обусловлены другими требованиями двигателей, на которые эти показатели оказывают решающее влияние. Оптимальное значе­ ние температуры перегонки 50% бензина зависит от температуры воз­ духа, при которой происходит прогрев двигателя. С понижением тем­ пературы воздуха необходима более низкая температура перегоню: 50% бензина. Результаты исследований позволяют рекомендовать для отечественных автомобильных бензинов следующие требования к тем­ пературе выкипания 50% сезонных и зональных бензинов:, северный не выше 90, зимний не выше 100, летний не выше 110 и южный не выше

120° С.

Весьма близкие требования к фракционному составу бензинов предъявляются для обеспечения хорошей приемистости двигателя. По/; приемистостью двигателя принято понимать его способность обеспечить быстрый разгон автомобиля до нужной скорости после резкого откры­ тия дросселя.

Приемистость автомобильного двигателя зависит от фракционного состава бензина (главным образом, температуры перегонки 50% бен­ зина) и конструктивных особенностей карбюратора и впускной си­ стемы двигателя.

Оптимальный разгон достигается в том случае, если испаряемость топлива обеспечивает создание смеси воздуха с парами топлива в со­ отношении 12 : 1. При таком соотношении двигатель развивает наиболь­ шую мощность.

Если бензин имеет худшую испаряемость, то образуются более бед­ ные смеси состава 16 : 1, 18 : 1 и 20 : 1, при этом, как показали экс­ перименты, длительность разгона увеличивается на 9, 37 и 170% со­

ответственно.

Результаты испытаний двигателей на различных бензинах показы­ вают, что те требования к температуре перегонки 50% бензина, кото­ рые обусловлены прогревом двигателя, обеспечат и высокую приеми­ стость двигателя.

77


Влияние фракционного состава на износ

двигателя

и экономичность

его работы

Полное испарение бензина в двигателе характеризуется темпера­ турами перегонки 90% бензина и конца его кипения. При высоких зна­ чениях этих температур тяжелые фракции бензина не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и поступают в цилиндры в жидком виде. Жидкая часть бензина испаряется в камере сгорания не полно­ стью, а неиспарившаяся часть протекает через замки поршневых ко­ лец в картер двигателя. При этом масло смывается со стенок цилин­ дров, а картерное масло разжижается.

Н. В. Брусянцев установил, что в картерное масло попадают глав­ ным образом фракции бензина, выкипающие при температуре выше 180° С, и вязкость смазочного масла несколько снижается. Однако основной причиной быстрого изнашивания автомобильных двигате­ лей при использовании топлив с плохой испаряемостью является не разжижение масла, а его смывание с трущихся деталей неиспарившимся топливом. В местах смывания масла происходит полусухое трение деталей, сопровождающееся повышенным износом. Разжиже­ ние масла в картере лишь свидетельствует о том, что в двигателе происходит смывание масла, вызывающее повышенные износы. Сам бензин, попавший в масло, довольно быстро испаряется при работе двигателя, и вязкость масла восстанавливается (табл. 22).

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

22

 

Изменение

вязкости масла, разбавленного бензином, при работе двигателя

 

 

 

 

Наименование пробы

Содержание

Вязкость

 

 

 

 

бензина

масла при

 

 

 

 

 

в масле,

%

50°,

сст

Свежее масло

 

 

0,0

 

41,0

Масло, разбавленное бензином

10,0

 

17,5

»

через

5 мин

работы

7,5

 

19,0

»

»

10

»

»

6,4

 

20.6

»

»

30

»

»

3,5

 

25,9

»

»

60

»

»

.1,9

 

32,0

»

»

сутки

работы

0,8

 

35,7

Отработавшие масла (по эксплуатационным данным)

 

 

35-38

 

Зависимость

между температурой конца

кипения

применяемого

бензина и общими износами двигателя показана на рис. 29. Весьма рез­ кое увеличение износов происходит при использовании бензина с по­ вышенной температурой конца кипения.

При использовании бензинов с высокой температурой конца кипе­ ния наряду с повышенными износами наблюдается увеличение расхо­ да топлива (рис. 30), усиливается неравномерность распределения го­ рючей смеси по цилиндрам двигателя и повышается склонность бен­ зина к нагарообразованию.

Таким образом, снижение температуры конца кипения бензина и соответственно температуры перегонки 90% бензина улучшает многие эксплуатационные свойства, но при этом значительно сокращаются ре-

78


сурсы автомобильных бензинов. В на­

шей стране систематически улучшает­

ся качество товарных автомобильных

бензинов

путем

снижения

их конца

кипения.

Во время Великой

Отечест­

венной войны выпускался автомобиль­

ный бензин с температурой конца ки­

пения 235° С, затем заводы нефтяной

промышленности перешли на выра­

ботку

бензина

с концом

кипения

225° С. С

1946 г. температура конца

кнпейия бензинов была понижена до

205, а

с

1967 г. для бензинов А-72,

А-76,

АИ-93 и АИ-98 — до 195 для

летних сортов и до 185° С для зимних

 

iso

iso

m

220z w ZOO

сортов.

 

 

 

 

 

 

Тепператцрц конца, ки п е­

 

 

 

 

 

 

 

ни я

бензи на , “О

Выбор оптимальных значений тем­

Рис.

29.

Влияние

температуры

ператур конца

кипения

и перегонки

90% товарных бензинов

приобретает

конца кипения

бензина на износ

 

 

 

 

двигателя

особенно актуальное значение в связи

 

 

 

 

 

с широким внедрением

бензинов

ка­

 

 

 

 

 

талитического риформинга.

При

ка­

 

 

 

 

 

талитическом риформировании бензи­

 

 

 

 

 

новых фракций

за счет ароматизации

 

 

 

 

 

возрастает температура

конца

кипе­

 

 

 

 

 

ния бензина. При этом

в отличие от

 

 

 

 

 

бензинов прямой перегонки и терми­

 

 

 

 

 

ческого крекинга именно в высококи-

 

 

 

 

 

пящих фракциях бензинов

риформин­

 

 

 

 

 

га находятся наиболее высокооктано­

 

Тепператцра конца кипения

вые углеводороды. Снижение конца

 

 

' бензина,

°С

кипения бензинов риформинга

ведет

Рис.

30.

Влияние

температуры

к ухудшению их детонационной стой­

кости.

 

 

 

 

 

конца кипения бензина на его рас­

 

 

 

 

 

ход

при эксплуатации автомобиля

Таким образом, для отечествен­

 

 

 

 

 

ных товарных

бензинов,

содержа­

 

 

 

 

 

щих компоненты каталитического риформинга, должны быть вновь найдены оптимальные значения температур конца кипения и перегонки 90%. Для решения этого вопроса необходимо проведение исследова­ тельских работ и экономических расчетов. Следует отметить, что в за­ рубежной практике в ряде стран вырабатывают и применяют автомо­ бильные бензины с температурой конца кипения 215—220° С.

Влияние фракционного состава на горячий пуск и работу двигателя на холостом ходу

При повторном пуске двигателя, остановленного после длительной работы на большой мощности, могут возникать трудности. При оста­ новке двигателя вентиляция подкапотного пространства прекращает-

79