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
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 |
» |
» |
6С |
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