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

Т а б л и ц а 31

приготовления однородной топливо-воздушной смеси. Часть воздуха не участвует в процессе смесеобразования, что вызывает избыток топ­ лива и неполное сгорание в той части камеры сгорания, которая рас­ положена вблизи форсунки.

При впрыскивании топлива в плотную воздушную струю вязкость его будет отличаться от вязкости, определяемой в лабораторных усло­ виях при атмосферном давлении. С повышением давления вязкость дизельного топлива увеличивается (рис. 43). Это обстоятельство имеет

и плунжер являются прецизионной парой с диаметральным зазором не больше 0,002—0,003 мм. Для нормальной работы трущихся пар со столь малым зазором необходимо применять топливо с определен­ ной вязкостью. Требования к вязкости топлива обусловливаются дву­ мя причинами.

Во-первых, вязкость топлива должна быть такой, чтобы обеспечить минимальное подтекание его через зазоры в плунжерных парах. Работа топливного насоса харак­ теризуется так называемым коэф­ фициентом подачи (рис. 44):

113

предел вязкости дизельных топлив был уменьшен до 2 сСт при 20°С. Исследование топлив широкого фракционного состава и выявление особенностей работы мкоготопливных дизельных двигателей показали, что и эта величина может быть уменьшена. Очевидно, единой нормы на минимальную вязкость дизельного топлива вообще не следует искать, так как для каждого двигателя этот предел может быть свой в зависи­

топлива может увеличиваться в 6—10 раз (см. рис. 43). Известно, что с увеличением молекулярного веса топлива, т. е. с утяжелением его фракционного состава, степень повышения его вязкости с ростом дав­ ления возрастает. Иными словами, с увеличением давления вязкость дизельных топлив растет быстрее, чем вязкость бензинов. При этом чем выше давление, тем сильнее увеличивается вязкость топлив.

Повышение вязкости дизельных топлив с ростом давления учиты­ вают и при расчете гидравлических потерь в нагнетательных трубо­ проводах системы впрыска.

Таким образом, применение высоких давлений в ‘современных на­ сосах (до 1500 кгс/см2 и более) позволяет изменить требования к мини­ мально допустимому уровню исходной вязкости топлива, так как при этих давлениях плунжерные пары значительную часть времени сопри­ касаются с топливом, имеющим вязкость, во много раз превосходящую ее первоначальное значение.

На основании исследований и эксплуатационных испытаний уста­ новлено, что для летней эксплуатации дизельных двигателей вяз­ кость топлива при 20е С не должна быть менее 3,0 и более 8,0 сСт; для зимней — не менее 2,2 и не более 6,0, а для сурового климата арктиче­

114

В интервале температур, достаточно удаленном от критической точ­ ки, изменение поверхностного натяжения с температурой можно при­ нять линейным и пользоваться следующей формулой:

Поверхностное натяжение топлив зависит от их химического со­ става. Ароматические углеводороды имеют значительно большую величину поверхностного натяжения, чем парафиновые и нафтеновые. Для дизельных топлив существенную роль имеет содержание в них поверхностно-активных примесей, таких, как смолистые вещества, сернистые и другие соединения. Чем выше содержание этих веществ в топливе, тем больше его поверхностное натяжение на границе с воз­ духом. Хорошо очищенные малосернистые топлива имеют минимальные значения величины поверхностного натяжения и обеспечивают хорошее распиливание и смесеобразование.

Фракционный состав и давление насыщенных паров дизельных топлив оказывают большее влияние на процесс смесеобразования в дви­ гателях с неразделенной камерой, чем в двигателях с разделенной камерой. Топлива легкого фракционного состава испаряются быстрее (табл. 33), вследствие чего уменьшается время, необходимое для обра­ зования однородной топливо-воздушной смеси. Однако чрезмерное облегчение фракционного состава ведет к нарушениям в работе двига­ теля. Из-за повышенной испаряемости топлива к моменту самовоспла­ менения рабочей смеси в цилиндре двигателя накапливается большое количество паров, воспламенение которых приводит к резкому возра­ станию давления. Появляется так называемая жесткая работа дви­ гателя.

Кроме того, на испарение топлива затрачивается большое коли­ чество тепла, вследствие чего резко понижается температура в отдель­ ных зонах камеры сгорания, что затрудняет течение предпламенных

116

форсунок и т. д. Кроме того, часть несгоревшего топлива стекает в картер по стенкам цилиндра, смывая с них смазку. В этом случае происходит повышенный износ цилиндро-поршневой группы и уско­ ренное загрязнение смазочного масла.

Таким образом, для быстроходных автомобильных дизельных двигателей необходимо применять топлива оптимального фракцион­ ного состава.

Фракционный состав дизельных топлив оценивается так же, как

идля бензинов, температурами выкипания 10%, 50% и 90% топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96% топлива. Однако значение отдельных точек фракционного состава для оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив и бензинов существенно различается. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50% топлива. Высокая температура выкипания 90% и 96% топлива свидетельствует о нали­ чии в топливе тяжелых фракций, которые вызывают ухудшение смесе­ образования, снижение экономичности, повышенное нагарообразование

идымность отработавших газов.

Наиболее подходящими для эксплуатации двигателей в арктиче­ ских условиях являются топлива с концом кипения не выше 330, в зимних условиях — не выше 340 и в летнее время — не выше 360° С. Начало кипения всех топлив должно быть в пределах 180—200° С.

С целью увеличения ресурсов проводятся работы по расширению фракционного состава топлив для быстроходных дизельных двигателей. Эти работы ведутся в двух направлениях.

Первое направление связано с применением дизельных топлив ши­ рокого фракционного состава ( топлива ШФС). Топлива ШФС пред­ ставляют собой смесь 60—65% летнего дизельного топлива с 35—40% бензина прямой перегонки. Такая смесь имеет пределы выкипания от

117