Показатели качества топлива

Качественное автомобильное топливо должно иметь высокие следующие показатели: достаточную испаряемость, обладать хорошими пусковыми свойствами, высокой теплотой сгорания, как можно меньше влиять на износ цилиндропоршневой группы, давать малые отложения в двигателе, обеспечивать плавное нарастание давления в цилиндрах на всех режимах работы двигателя, выделять по возможности меньше токсичных и канцерогенных веществ.

Важными эксплуатационными свойствами бензинов являются карбюрационные свойства (фракционный состав), оказывающие непосредственное влияние на процесс образования горючей смеси. Эти свойства влияют на запуск двигателя, образование паровых пробок и обледенение, состав отработавших газов, износ двигателя, экономичность работы на частичных нагрузках и т. д.

Если в бензине содержится большое количество легкокипящих фракций, то при высоких температурах в системе питания могут возникнуть паровые пробки, приводящие к остановке двигателя. При нормальном барометрическом давлении и при определенных температурных условиях из 1 л бензина образуется около 200 л паров. Закипание бензина на участке трубопровода от бензонасоса до карбюратора увеличивает давление до 0,1 МПа. В карбюратор поступает дополнительная порция топлива.

Это повышает уровень топлива в поплавковой камере и вызывает его истечение через распылитель во впускной трубопровод двигателя.

В зависимости от химического состава топлива меняется высшая и низшая теплота сгорания. Высшая теплота сгорания — сумма тепла, включая тепло, которое выделяется при конденсации воды, образовавшейся за счет сгорания водорода топлива. Низшая теплота сгорания не учитывает это тепло. Так как температура выхлопных газов больше температуры водяного пара, поэтому при расчетах принимается низшая теплота сгорания. Низшая теплота сгорания для бензинов примерно на 2500 кДж/кг меньше высшей. Обычно она принимается примерно 44 000 кДж/кг для бензина и 43 000 кДж/кг для дизельного топлива.

Теплоту сгорания можно подсчитать, зная элементарный состав топлива. При сгорании 1 кг углерода в СO2 выделяется 34 025 кДж теплоты, а при превращении 1 кг водорода в водяной пар — 117 040 кДж.

Для практических целей высшую Нв и низшую Нн теплоту сгорания топлива, кДж/кг, можно определять по эмпирическим формулам Д. И. Менделеева:

Нв = 338,6С + 1254Н - 108,7(О - S);
Нн = 338,6С + 1028,3Н - 108,7(О - S) - 25Н2О,

где С, Н, О, S, Н20 — содержание в топливе соответственно углерода, водорода, кислорода, серы и воды, %.

Например, для бутана (С4Н10) молекулярная масса равна 58,1 (12*4 + 10*1,01). Процентное содержание С = 82,6 %, Н = 17,4%. Низшая теплота сгорания будет Нн = 338,6*82,6 + 1028,3*17,4 = 45 860 кДж/кг.

Бензины, содержащие парафиновые углеводороды, имеют более высокую теплоту сгорания, чем бензины, содержащие ароматические углеводороды.

Топливозаправочные станции и автопредприятня получают топливо с нефтебаз в массовых единицах, а при заправке автомобилей замер производится в объемных. Зная плотность, можно пересчитать весовые единицы в объеме. С понижением температуры плотность возрастает и увеличивается весовое количество одного и того же объема топлива. Плотность топлива (г/см3) в зависимости от температуры окружающего воздуха может изменяться в пределах ±5 % и вычисляется по формуле:
ρт = ρтo + 0,83*10-3 (20 - t), где ρтo — плотность топлива при 20 °С.

Плотность дизельного топлива колеблется в пределах 0,82...0,86 кг/м3, а кинематическая вязкость — в пределах (1,5...6,0) 10-6 м2/с.

Массовый расход топлива зависит от плотности топлива и коэффициента расхода жиклера. Объемный расход зависит только от вязкости топлива. Чем больше плотность бензина, тем больше его расход через жиклеры за определенный период времени. От плотности топлива зависит также уровень бензина в: поплавковой камере. Чем выше вязкость, тем меньше скорость прохождения через жиклеры и меньше расход. При уменьшении температуры топлива расход его увеличивается за счет увеличения плотности, а с другой стороны, уменьшается за счет увеличения вязкости.

В общем при низких температурах происходит снижение массового расхода бензина через жиклер, так как изменение вязкости оказывает большое влияние, чем изменение плотности.

При изменении температуры от +20 до -20°С массовый расход бензина через жиклер уменьшается примерно на 10%.

В формуле расхода топлива коэффициенты А, В и С в знаменателях содержат общее произведение Ннρт, кДж/л. С увеличением этого произведения расход топлива снижается по закону гиперболы. Для дизельного топлива это произведение на 9...10 % выше, чем для бензина. Это является одной из причин более высокой топливной экономичности дизельных автомобилей. При этом необходимо отметить, что коврики автомобильные ворсовые никак не влияют на показатели качества топлива.

Статистика и каталоги



Рейтинг@Mail.ru