ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Важнейшие качественные показатели дизельных топлив и их влияние на работу двигателя из "Химия технология и расчет процессов синтеза моторных топлив" Как уже говорилось выше, горение в цилиндре двигателя начинается не сразу после впрыска топлива, а спустя некоторый промежуток времени. Величина задержки воспламенения определяется длительностью ряда физических и химических процессов, которым подвергается топливо перед воспламенением. [c.47] К физическим процессам относятся а) нагрев и испарение жидкого топлива на этот процесс влияет качество распыления, создаваемая турбулентность, тепловые свойства топлива (теплоемкость, теплота испарения), температура и давление в цилиндре двигателя б) нагрев образовавшихся паров топлива до температуры самовоспламенения. К химическим процессам относятся а) окисление компонентов топлива кислородом воздуха этот процесс самоускоряется из-за повышения температуры но мере выделения теплоты реакции б) газификация, состоящая в химическом расщеплении компонентов топлива с образованием более простых частиц. Последние в дальнейшем также подвергаются окислению. Вскоре после того, как скорость выделения тепла при реакции окисления превысит скорость теплоотдачи в окружающую среду, в цилиндре двигателя начинается горение. [c.47] Качество дизельного топлива в значительной мере определяется температурой его самовоспламенения. Поскольку топливо в цилиндре воспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха (порядка 600—700°), то для надежной работы температура самовоспламенения дизельного топлива должна быть не выше 550°. [c.47] При заданных условиях испытания температура самовоспламенения топлива определяется его химическим составом и строением углеводородов топлива. С точки зрения легкости самовоспламенения наилучшими компонентами дизельных топлив являются нормальные алканы и цикланы, имеющие наиболее низкие температуры самовоспламенения, а наихудшими — ароматические углеводороды (бензол и его производные с короткими алкильными цепями), обладающие высокими температурами самовоспламенения. [c.47] Температура самовоспламенения топлива сильно влияет на длительность задержки воспламенения. Как правило, при понижении температуры самовоспламенения сокращается период задержки воспламенения и спокойнее протекает горение. Если температура самовоспламенения высока, то период задержки воспламенения оказывается большим в камере сгорания накапливается топливо, а затем горение принимает взрывной характер, вызывая жесткую работу двигателя со стуками, напоминающими детонацию в двигателях с зажиганием. В этом режиме резко возрастает нагрузка на подшипники, что приводит к их быстрому износу. [c.47] Следует отметить, что природа стуков в дизеле ничего общего не имеет с детонацией в карбюраторных двигателях. Причины, вызывающие стуки в дизеле, противоположны тем, но которым происходит детонация в двигателях с зажиганием. Почти все свойства топлива, благоприятствующие возникновению детонации в двигателях с зажиганием, способг ствуют нормальному сгоранию топлива в дизеле и наоборот. Общее между детонацией в двигателях с зажиганием и стуками в дизелях заключается лишь в том, что в обоих этих явлениях резкое нарастание давления в цилиндре возникает в результате сгорания топлива с большой скоростью (взрыва). Основное различие между этими явлениями заключается в следующем. Детонация в двигателях с зажиганием возникает в конце цикла сгорания, когда в результате накопления большого количества перекисей в горючей смеси развивается бурная реакция нанротив, в дизельном двигателе стук появляется при большой длительности задержки воспламенения в этом случае детонационная волна отсутствует и сгорание сразу принимает взрывной характер. [c.48] Совершенно противоположные требования, предъявляемые к топливам для дизельных двигателей и двигателей с зажиганием, являются следствием глубокого различия в природе явления детонации в двигателе с зажиганием и стука в дизеле. [c.48] В качестве компонентов дизельных топлив применяются соединения, легко окисляющиеся и имеющие соответственно короткий период задержки воспламенения. Подобное топливо в двигателях с зажиганием, как известно, содействует быстрому переходу нормального сгорания в детонационное. [c.48] Следует отметить, что период задержки воспламенения определяется не только величиной температуры самовоспламенения, поскольку процесс воспламенения зависит также от качества топливо-воздушной смеси, которое в свою очередь определяется физическими свойствами топлива и его фракционным составом. [c.48] До последнего времени считалось, что фракционный состав дизельного топлива не имеет особого значения для его качества. Недооценка роли фракционного состава являлась следствием представлений, согласно которым топливо в цилиндре двигателя не успевает испариться и сгорает в жидкой фазе. Однако в настоящее время установлено, что в дизелях топливо воспламеняется и сгорает в паровой фазе. По этой причине для нормальной работы дизеля большое значение имеет образование. однородной топливо-воздушной смеси. Степень однородности смеси зависит не только от качества распыления топлива форсункой, но и от скорости его испарения и диффузии паров в среду сжатого воздуха. Эти качества топлива определяются его фракционным составом. [c.48] Особенно важен фракционный состав топлив для быстроходных дизелей, так как в этих двигателях на цикл полного сгорания топливо-воздушной смеси отводится чрезвычайно малое время. Как правило, чем больше число оборотов дизеля, том более легкое топливо требуется для него. Предел выкипания тоилива ограничивается условиями нормального сгорания чрезмерно большое количество легких или тяжелых фракций в дизельном топливе отрицательно сказывается на процессе сгорания. Если в топливе содержится слишком много легких фракций, то в цилиндре двигателя сильно повышается давление это вызывает появление резких стуков в цилиндре, и работа дизеля становится жесткой . Повышение содержания тян елых фракций приводит к неполному сгоранию топлива (вследствие кратковременности цикла сгорания), и двигатель загрязняется продуктами неполного сгорания. [c.48] Для быстроходных дизелей с числом оборотов больше 1000 с точки зрения фракционного состава наиболее подходяш им является дестиллат-ноо топливо, кипяш ее в пределах 200—330°. Для дизелей с числом оборотов менее 1000 конец кипения топлива может быть выше 350°, поскольку на цикл сгорания в этих двигателях отводится больше времени за это время успевают сгореть как сравнительно легкие, так и более тяжелые фракции топлива. [c.49] В стационарных тихоходных дизелях с числом оборотов от 200 до 500 могут применяться маловязкие мазуты или их смеси с дестиллатными продуктами. [c.49] Моторные качества дизельного топлива характеризуются так называемым цетановым числом. [c.49] Как видно из табл. 9 [19], в определенной связи с цетановым числом находится удельный расход топлива. [c.49] Из приведенных данных видно, что при изменении цетапового числа в пределах 39—63 расход топлива меняется более чем на 3%. [c.49] Исследования, проведенные различными авторами, указывают на то, что цета-иовые числа дизельных топлив характеризуют эксплуатационные качества топлива легкость запуска двигателей, равномерность сгорания, образование отложений в цилиндрах, дымность и занах выхлопа. [c.49] Влияние цетанового числа на эксплуатационные качества тоилива видно из кривых на рис. 23. Ири составлении этих кривых за 100% приняты эксплуатационные качества дизельного топлива с цетановым числом, равным 55. [c.49] Вернуться к основной статье