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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 1

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

 

 

 

Т а б л и ц а 42

 

 

 

Свойства

сжатых газов

 

 

Теплота

Октановое

Бензиновый

Наименование

число по мо­

сгорания,

торному

эквивалент1,

 

 

ккал/мэ

ме году

 

кг/мэ

Природные газы

 

7 400—8 700

94— 105

0 ,7 1—0,83

Нефтяные попутные газы

8 100— 10 000

91 — 102

0 ,7 8 -0 ,9 5

Газы нефтеперерабатывающих заводов

8 6 0 0 -10 500

95— 105

0,82— 1,0

Механизированный

коксовый газ

6 000—6 500

<80

 

0,62—0,70

Канализационные

газы

7 000—7 500

95—97

 

0,70—0,75

Коксовый

 

4 000—4 600

<80

 

0,39—0,41

Городской газ (светильный)

4 000—4 300

<80

 

0,38—0,40

1 Бензиновым эквивалентом называют

количество

бензина

в

килограммах,

равноценное 1 м3

газа но теплоте сгорания.

 

 

 

Сжатые газы размещают в автомобиле в баллонах из низколегиро­ ванных сталей емкостью 50 л, рассчитанных на рабочее давление 200 кгс/см2. Баллоны объединяют в батарею из пяти —восьми балло­ нов и помещают ее под грузовую платформу автомобиля.

Из баллонов сжатые газы подаются под давлением через подогре­ ватель ифильтр в редуктор идалее в дозатор и карбюратор-смеситель.

В

подогревателе

газ

подогревается

отработавшими

газами для

того,

чтобы в дальнейшем в редукторе

при расширении не про­

изошло охлаждения

до

отрицательных

температур.

В противном

случае пары воды, содержащиеся в газах, могут сконденсироваться и замерзнуть с образованием кристаллов и вызвать закупорку трубо­ проводов, отверстий дозатора и карбюратора-смесителя. Во избежание этого явления количество влаги в сжатых газах ограничивают. В зим­ нее время оно не должно быть выше 0,5, в летнее не более 7,0 г/м*.

Кроме ограниченного содержания воды, в сжатых газах

не допу­

скается присутствие даже небольших количеств

коррозионно-агрес­

сивных соединений. При давлении 200 кгс/см2 даже

небольшие коли­

чества примесей настолько концентрируются, что могут

вызывать

коррозию тары и топливной аппаратуры. В этой

связи в сжатых

газах ограничивают содержание сероводорода,

цианистоводородной

кислоты, аммиака и некоторых других соединений.

 

 

§

3.

СЖИЖЕННЫЕ ГАЗЫ

Наиболее широкое применение в качестве

топлива для

газобал­

лонных автомобилей получили сжиженные газы. К сжиженным га­

зам относят горючие газы, основными

углеводородами в которых

являются пропан или бутаны.

В таких

газах возможно присутствие

и олефиновых углеводородов

(пропилен и бутилены), однако коли­

чество их обычно невелико, так как олефиновые углеводороды предва­ рительно выделяют из горючих газов и используют в качестве сырья для нефтехимии.

141

Таким образом, свойства сжиженных газов определяются коли­ чеством и свойствами пропана и бутанов. Эти газы в отличие от ме­ тана тяжелее воздуха и поэтому при утечках скапливаются на полу, в смотровых канавах и т. д.

Пропан и бутаны имеют высокую детонационную стойкость. Их октановые числа равны 90—98 ед. Цетановые числа сжиженных га­ зов очень малы и составляют всего лишь 4—5 пунктов.

Пропан и бутан переходят в жидкое состояние при обычной тем­ пературе под действием небольшого из-быточного давления. Так, при +20° С для перевода пропана из газообразного состояния в жид­ кое необходимо давление 8, 5; для н-бутана — 2,1; а для изобутана — 3,2 кгс/см2. В связи с этим для хранения и транспортировки сжижен­ ных газов на автомобилях используют баллоны, рассчитанные на рабочее давление 16 кгс/см2. Такое давление обеспечивает содержа­ ние в жидком состоянии даже чистого пропана до температуры око­ ло + 50° С.

Автомобильная газобаллонная установка рассчитана на подачу топлива к двигателю под давлением паров газа в баллоне. В связи с этим величина давления насыщенных паров сжиженных газов имеет важное эксплуатационное значение.

При любой температуре окружающего воздуха в баллоне со сжи­

женным

газом

должно быть

избыточное

давление

не менее 0,35 —

 

 

 

 

 

0,5 кгс/см2, достаточное для на­

 

 

 

 

 

дежной подачи топлива к двига­

 

 

 

 

 

телю,

а также для

обеспечения

 

 

 

 

 

пуска и прогрева холодного дви­

 

 

 

 

 

гателя на газе из парового про­

 

 

 

 

 

странства баллона. Опыт экс­

 

 

 

 

 

плуатации показывает, что дав­

 

 

 

 

 

ление насыщенных

паров сжи­

 

 

 

 

 

женных газов

для

газобаллон­

 

 

 

 

 

ных

автомобилей

должно быть

 

 

 

 

 

не менее 2,7 при температуре

 

 

 

 

 

минус 20° С и не более 16 кгс/см2

 

 

 

 

 

при температуре плюс 45° С.

 

 

 

 

 

Углеводороды,

входящие в

 

 

 

 

 

состав сжиженных газов, значи­

 

 

 

 

 

тельно различаются по давле­

 

 

 

 

 

нию насыщенных паров (рис. 63),

 

 

 

 

 

что позволяет производить сжи­

 

 

 

 

 

женные газы,

соответствующие

 

 

 

 

 

времени года

и климатическим

 

 

 

 

 

условиям применения. Так, сжи­

Рис. 63.

Зависимость давления

насы­

женный газ, состоящий в основ­

ном (более 70%) из пропана, хо­

щенных

паров

углеводородов,

входя­

рошо отвечает требованиям зим­

щих в состав сжиженных газов, от тем­

 

 

 

пературы:

ней эксплуатации. Для примене­

/ — этилен;

2 —этан;

3 — пропилен;

4 — про­

ния при особо

низких темпера­

пан; 5 —

изобутан;

б^н-бутан; 7 — бутилен;

 

 

 

8 — пентан

турах

в сжиженный газ может

142

быть добавлено небольшое

количество

 

 

 

этана или этилена. Для

летней эксплу­

 

 

 

атации в районах с жарким климатом

 

 

 

рекомендуется пользоваться смесью, со­

 

 

 

стоящей из 70—80% бутана и 20—30%

 

 

 

пропана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автомобильный баллон для сжижен­

 

 

 

ного газа имеет две трубки с расход­

 

 

 

ными вентилями—одна для газовой фа­

 

 

 

зы, другая для жидкой.

Пуск

и прогрев

 

 

 

двигателя

осуществляют на

газообраз­

 

 

 

ном топливе,

которое отбирают из верх­

 

 

 

ней части баллона. Затем

переключают

 

 

 

вентиль на питание карбюратора-смеси­

 

 

 

теля жидкой фазой топлива из баллона.

 

 

 

Все время питать двигатель паро­

 

 

 

вой фазой

из

баллона

нельзя

по сле­

 

 

 

дующим причинам. Во-первых, большой

 

 

 

расход

паровой фазы

сопровождается

 

 

 

интенсивным испарением и охлаждением

 

 

 

жидкой фазы. Жидкая фаза может ох­

 

 

 

ладиться

настолько, что давление в бал­

 

 

 

лоне не будет обеспечивать подачу топ­

 

 

 

лива, а снижение температуры

топлива

Рис. 64.

Изменение плотности

ниже 0° С может привести

к

вымерза­

углеводородов

парафинового

нию влаги и забивке топливоподающих

ряда в сжиженном виде в за­

каналов.

Во-вторых, при

питании дви­

висимости от

температуры:

/ — нормальный пентан; 2 — изо­

гателя

парами из смеси пропана с бу-

пентан; <? —нормальный бутилен и

изобутилен; 4 — нормальный Су­

танами, в первую очередь, расходуется

тан; 5 —

изобутан; 6 — пропилен;

пропан

как

наиболее

легко испаряю­

 

 

7 — пропан

щийся

компонент. При этом жидкость

 

паров снижается.

обогащается бутанами и давление ее насыщенных

Так, если из паровой фазы сжиженных газов, состоящих из 30% про­ пана и 70 бутана и имеющих давление насыщенных паров при 20° С равное 3,96 кгс/см2, израсходовать 50% общего содержания газов в баллоне, то содержание пропана в жидкой фазе уже составит только 12%, а давление насыщенных паров оставшейся смеси уменьшится до 2,8 кгс/см2. После израсходования 70% смеси содержание пропана становится равным 5%, что влечет понижение давления насыщенных паров до 2,37 кгс/см2. При определенных условиях снижение давле­ ния газа в баллоне может быть столь резким, что вызовет нарушения в подаче топлива в карбюратор-смеситель.

Существенной особенностью сжиженных газов является большой коэффициент объемного расширения жидкой фазы (рис. 64). Плот­ ность жидкого пропана при 0° С равна 0,53, а при +50° С она сни­ жается до 0,46 кг/л, при этом удельный объем возрастает на 15,4% (объем 1 кг жидкого пропана увеличивается с 1,88 до 2,17 л). Эта особенность сжиженных газов учитывается при заполнении баллонов. Часть емкости баллона отводится на паровую фазу. Например, газо­

143

баллонный автомобиль ЗИЛ-138 (газовый вариант двигателя ЗИЛ-130) имеет один баллон емкостью 250 л, в который рекомендуется заправлять не более 225 л сжиженного газа при ожидаемом увели­ чении температуры газа в баллоне не более чем на 20—30° С.

§ 4. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ТОПЛИВ

Газообразные топлива имеют ряд существенных преимуществ перед жидкими углеводородными топливами.

1. Газообразные топлива являются наиболее дешевыми видами топлива, так как могут использоваться непосредственно после полу­ чения с газовых, нефтяных месторождений или других источников без дополнительной переработки, иногда лишь после неглубокой очи­ стки. Огромные ресурсы газообразных топлив, строительство мощных

газопроводов,

открытие новых газоносных площадей — все

это сви­

детельствует

о несомненной

перспективности

газообразных

топлив.

2. Газообразные топлива

имеют высокую

детонационную стой­

кость, что позволяет использовать их в двигателях с большой сте­ пенью сжатия и соответственно высокими технико-экономическими показателями.

3. При использовании газообразных топлив в результате лучшего смесеобразования и более совершенного протекания процесса сго­ рания образуется меньшее количество отложений в двигателе, а в от­ работавших газах уменьшается содержание токсичного компонен­ та — окиси углерода.

4. Применение газообразных топлив повышает долговечность дви­ гателя. Отсутствие жидкой фазы топлива предотвращает смывание масляной пленки со стенок цилиндра и колец и тем самым значительно снижает износ цилиндро-поршневой группы.

Исследования показали, что перевод двигателя с бензина на газ снижает износ цилиндро-поршневой группы примерно в 2 раза. Кроме этих основных преимуществ, применение газообразных топлив поз­ воляет улучшить работу свечей, снизить расход масла за счет уве­ личения сроков его работы, повысить надежность работы системы пи­ тания и т. д. Однако, несмотря на явные преимущества газообразных топлив, их внедрение на автомобили в нашей стране происходит до­ вольно медленно.

До недавних пор производство газобаллонных автомобилей огра­ ничивалось только приспособлением карбюраторных двигателей для работы на газообразном топливе. Устанавливалась дополнительная система питания, и двигатель мог работать как на газе, так и на бен­ зине. Это направление в выпуске газобаллонных автомобилей учи­

тывало

крайне ограниченную сеть газонаполнительных станций

в нашей

стране.

Однако применение газообразных топлив в двигателях, рассчи­ танных на использование бензина, приводит к снижению их эффек­

тивной мощности (табл. 43).

использовании сжиженных и

Это снижение достигает 20% при

сжатых газов. Мощность двигателей

падает, прежде всего, из-за

Ш

 

Т а б л и ц а 43

Мощностные показатели двигателей при работе на

бензине

и на газе

 

Степень

 

 

Максималь пая эффек­

Двигатель

Виц топлива

тивная

мотность

сжатия

 

%

 

 

 

 

л. с.

ЗИЛ-164

6,2

Бензин

 

107,0

100

 

6,2

Сжатый газ

 

96,2

90

ГАЗ-51 с двухкамерным карбю-

6,2

Сжиженный газ

88,8

83

6,2

Бензин

газ

79,5

100

ратором-смесителем

6,2

Сжиженный

69,1

87

ЗИЛ-130

6,7

То же

 

75,4

95

6,5

Бензин

газ

156,8

100

 

6,5

Сжиженный

144,3

92

 

7,4

То же

 

151,0

97

 

8,1

»

 

162,0

104

снижения коэффициента наполнения, затем из-за меньшей теплоты сгорания газо-воздушной смеси, снижения механического к. п. д. цикла и некоторых других причин.

В двигателях, рассчитанных на применение бензинов с октановым числом 66—76, высокая детонационная стойкость газообразных топ­ лив не используется. Эффективность применения газообразных топ­ лив на специальных двигателях с повышенной степенью сжатия зна­ чительно возрастает.

Развитие газобаллонного автомобилестроения должно сопровож­ даться быстрым ростом числа газонаполнительных станций, особенно в районах, богатых горючими газами. Одновременно с ростом сети газонаполнительных станций будут создавать и совершенствовать га­ зовые двигатели с оптимальной степенью сжатия и рационально раз­

работанными системами впуска и регулирования.

автобусах

и

Применение газообразного топлива на городских

грузовых

автомобилях, осуществляющих внутригородские перевоз­

ки, уже

в ближайшее время позволит значительно оздоровить атмо­

сферу больших городов.

 

 

 

 

Г л а в а

V

 

МАСЛА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

 

§ I. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МАСЛА

Качество масла—один из решающих факторов,

определяющих

работоспособность двигателя. В современных автомобильных двига­ телях условия работы масла стали более жесткими. Это связано с из­ менением конструкции двигателей, повышением их мощности, увели­ чением сроков смены масла и усложнением условий эксплуатации автомобилей. Все это привело к повышению требований к качеству масла. Основные требования к качеству масла следующие.

145

Смотрите также файлы