Как влияет фракционный состав на экономичность двигателя

Как качество топлива влияет на экономичность двигателя.

Вы наверно обратили внимание, что в последнее время все авто любители жалуются на очень большой перерасход Бензина? Причем жалуются даже владельцы новых автомобилей, которые только выехав из автосалона начинают потреблять бензина больше указанных заводом изготовителем значений. Давайте разбираться почему это происходит.

Топливо воспламеняется и горит в камере сгорания неравномерно: быстрее всего горит топливо, находящееся ближе к поверхности раскалённого металла камеры сгорания. Скорость горения топлива по металлу в камере сгорания в 3 раза быстрее, чем в остальном объёме. Поэтому, часть топлива в объёме сгорать не успевает (до 25%) и на такте выпуска с выхлопными газами выходит в атмосферу. А это и есть перерасход топлива (до 25%) из-за того, что топливная смесь сгорает не полностью.

Из-за неравномерности горения возникают следующие проблемы:

— повышенное нагарообразование, коксовые и смольные отложения на деталях цилиндропоршневой группы.

— закоксовка поршневых колец

— повышенная детонация; прогар выпускных клапанов;

— низкий КПД двигателя и повышенный расход топлива;

— повышенный температурный режим, ведущий к перегреву металла камеры сгорания и, как следствие, ускоренный износ.

Что влияет на полноту сгорания топлива ?

Различие химического состава топлива оказывает существенное влияние на процессы смесеобразования и сгорания бензовоздушных смесей в двигателе и тем самым определяет параметры мощности, топливной экономичности и токсичности отработавших газов.

Исследования проведенные кафедрой ДВС СПбГПУ показали, что для топлив с одинаковыми октановым числами, изменение химического состава топлив может дать весьма значительную разницу в выходных показателях бензинового ДВС. По мощности различие может составить до 6 % , а по эффективному КПД до 9%.

Особенно велико различие в показателях токсичности. Так, по компонентам СН и NОx оно может составлять до 20…25 % .

Влияние химического состава топлива на параметры работы двигателя внутреннего сгорания проявляется через изменение следующих показателей топлива:

Во-первых, с изменением состава топлива изменяется его теплотворная способность. Особенно заметно понижение теплотворной способности топлив на бензинах с высоким содержанием таких октаноповышающих присадок как МТБЭ. Сейчас Технологический Регламент (ТР ТС 013/ 2011) разрешает содержание МТБЭ в бензинах до 15%.. но при превышении его содержания более 7% значительно снижается теплотворная способность бензина. Изменение теплотворной способности наиболее значимо влияет на параметры мощности и топливной экономичности бензинового двигателя.

В-вторых, состав топлива существенно меняет скорость и полноту сгорания топлива. Наименьшими скоростями сгорания обладают топлива с высоким содержанием полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Наличие в бензинах связанного кислорода повышает скорость и полноту сгорания. Эти параметры определяют изменение как экономических характеристик двигателя, так и содержания токсичных компонент, особенно остаточных углеводородов СН и оксидов азота NOx при использовании различных бензинов. К сожалению, сейчас Технологический Регламент (ТР ТС 013/ 2011) не нормирует содержание в бензинах полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).

В-третьих, бензины различного химического состава могут существенно отличаться по плотности. Этот параметр ранее действующими ГОСТами нормировался и должен был находиться в диапазоне 720…775 кг/м3. Однако в новом Техническом регламенте эта норма отсутствует. А ведь плотность топлива для реального двигателя имеет принципиальное значение. Все дозирующие элементы системы топливоподачи настроены на объемные расходы топлива. Значит масса топлива поданного в камеру сгорания на одних и тех же режимах для разных бензинов будет отличаться в зависимости от плотности топлива. Это в свою очередь меняет состав топливовоздушной смеси, причем в достаточно широком диапазоне, чтобы оказать существенное влияние на работу двигателя, особенно на высоких нагрузках.

В-четвертых, от химического состава топлива существенно зависит его фракционный состав, что в свою очередь влияет на его испаряемость, что в свою очередь влияет на легкость запуска двигателя, особенно в холода..

Читайте также:  Какое масло лучше заливать в двигатель санг енг кайрон дизель

В-пятых, химический состав топлив оказывает значительное влияние на фактическую детонационную стойкость бензинов. Проведенные исследования показывают, что даже при весьма близких значениях октановых чисел, пределы детонации в реальных условиях сильно зависят от состава топлив, метода получения заданного октанового числа, наличия или отсутствия оксигенатов.

Так, при испытаниях разных бензинов имеющих одинаковое октановое число-92 было отмечено различие в нагрузке на двигатель, при которой фиксировались детонационные стуки, на 12…17 % в зависимости от состава бензина и скоростного режима работы двигателя. Этот эффект особенно влияет на характеристики впрысковых ДВС, где фактор детонации является одним из сигналов для системы управления, которая меняет алгоритм работы системы зажигания.

Из основных параметров состава бензинов влияние на выходные показатели двигателя в большей степени оказывают содержание ароматических углеводородов и оксигенатов, а также наличие или отсутствие моющих присадок.

Максимальную мощность и экономичность получают при содержания ароматических углеводородов порядка 40 %, т. е. в зоне бензинов класса К-3 (“Евро-3”). Минимум токсичности отработавших газов наблюдается при уменьшении содержания ароматики до уровня 30…32 %, т. е. в зоне бензинов класса К-4 (“Евро-4”). Дальнейшее снижение содержания ароматических углеводородов не приводит к существенному улучшению экологических показателей двигателя, но значительно ухудшает мощностные.

Кроме того, топлива с низким содержанием ароматических углеводородов (менее 30 %) и оксигенатов чаще всего характеризуются низкой плотностью, что существенно меняет состав топливовоздушной смеси, уводя его в зону неэффективных регулировок. Повышенные же концентрации ароматических углеводородов (более 45 %) существенно снижают скорость и полноту сгорания топлива.

Что поможет экономить топливо?

Активатор Топлива «Моторесурс» повышает полноту сгорания топлива, что приводит к его экономии (до 15%).

Активатор Топлива «Моторесурс» — это препарат новейшего поколения, относящийся к классу катализаторов горения.

Попадая в топливо Активатор Топлива «Моторесурс» связывает воду, которая находится в топливе (напр. конденсатная вода) и превращает молекулу воды в активного участника процесса горения топлива. Это позволяет обеспечить плавно нарастающее давление на поршень, исключая ударные нагрузки, что увеличивает ресурс двигателя. Образованные радикалы Н+, Н-, ОН-, О -, О+, и т.д. «заряжают» топливо и способствуют его предокислению (повышается октановое, цетановое число). В самом топливе катализаторы Активатора Топлива «Моторесурс» разрушают бензольные кольца ароматических углеводородов – происходит более полное сгорание топлива, что повышает мощность и КПД двигателя, снижает расход топлива и токсичность выхлопных газов. Сера, находящаяся в топливе, полностью сгорает, не создавая соединений, которые откладывались бы на стенках камеры сгорания. При применении Активатора Топлива «Моторесурс» повышается мощность, двигатель становится менее чувствительным к качеству топлива, увеличивается ресурс топливной аппаратуры и двигателя в целом.

С целью экономии топлива и снижения нагарообразования в двигателе мы рекомендует использовать Активатор Топлива «Моторесурс» при каждой заправке

.Используя Активатор Топлива «Моторесурс» Вы не тратите деньги, Вы их экономите, ведь экономия топлива существенно превышает цену самого Активатора Топлива. А если учесть, что Активатор Топлива защищает двигатель от суррогатного топлива, то польза от его применения несомненна!

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Влияние — фракционный состав — топливо

Влияние фракционного состава топлива на его лакообразование ясно видно на примере продуктов прямой перегонки нефти: наименьшее количество лака дают бензины, керосины больше склонны к ла-кообразованию, а дизельные топлива образуют наибольшее ( в мг на 10 мл топлива) количество лака. [2]

Влияние фракционного состава топлива для двигателей различных типов неодинаково. Двигатели с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием вследствие наличия разогретых до высокой температуры стенок предкамеры и более благоприятных условий сгорания менее чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигатели с непосредственным впрыском. Наддув двигателя, создающий повышенный термический режим камеры сгорания, обеспечивает возможность нормальной работы на топливах утяжеленного фракционного состава. [4]

Степень влияния фракционного состава топлива на работу двигателя в значительной мере зависит от режима его работы и температуры окружающего воздуха. При работе в зимнее время без подогрева рабочей смеси на прикрытом дросселе или на часто меняющемся режиме влияние фракционного состава топлива сказывается особенно сильно. [5]

Естественно, что влияние фракционного состава топлива на время прогрева двигателя и расход топлива на прогрев в большей море проявляется зимой. Так, при испытании ряда автомобилей выпуска 1954 г., в том числе с автоматической дроссельной заслонкой, в летнее время на двух топливах различного фракционного состава был получен одинаковый расход топлива за время прогрева двигателя. [6]

Читайте также:  Как изменить время прогрева двигателя на сигнализации шерхан

На рис. 164 показано влияние фракционного состава топлива на изменение удельных расходов топлива и скорость нарастания давлений в двигателях, отличающихся по конструкции камеры сгорания. Приведенные данные показывают, что в выбранном диапазоне температур выкипания топлив ( от керосина до солярового масла) для двигателей, имеющих предкамеру и вихревую горячую камеру, фракционный состав топлива практически на удельный расход влияния не оказывает. Двигатель с вихревой камерой, не имеющей подогрева, более чувствителен к фракционному составу топлива. [7]

В то же время заметно влияние фракционного состава топлива на; скорость сгорания. Средняя скорость сгорания увеличивается с уменьшением средней температуры кипения топлива. Особенно ясно это выражено для газойля и тяжелого топлива, дающих примерно одинаковые периоды задержки самовоспламенения и заметно отличающихся по своему фракционному составу. [9]

В табл. 15 приведены данные по влиянию фракционного состава топлива на мощность автомобильного двигателя. [11]

Двигатели с нераздельной камерой или с непосредственным впрыском более чувствительны к влиянию фракционного состава топлива , чем двигатели с предкамерным или вихрекамерным смесеобразованием. [13]

Несмотря на то, что более тяжелые топлива имели более высокие цетано-вые числа ( указаны на кривой), влияние фракционного состава топлива на его пусковые свойства оказалось очень большим. [14]

Источник

Фракционный состав бензина

Бензин – это смесь углеводородов, которые обладают различной испаряемостью.

Испаряемость бензина обуславливается его химическим составом и характеризуется скоростью и полнотой перехода бензина из жидкого в газообразное состояние. Температура кипения бензина, как и всех сложных смесей различных углеводородов, не всегда постоянна – её диапазон составляет от 30 до 205 °С. Испаряемость бензина оценивают на основе температурных пределов его выкипания и выкипания его отдельных частей, называемых фракциями.

Фракционный состав бензина – это главный показатель его испаряемости, важнейшая характеристика качества топлива. Состав фракций влияет на то, насколько простым будет пуск мотора, на время, за которое он прогреется, приёмистость и другие показатели.

К основным фракциям автомобильного бензина относят пусковую, рабочую и концевую. Пусковая фракция состоит из низкокипящих углеводородов – это первые 10% всего дистиллята, рабочая фракция включает дистилляты от 10 до 90% объёма, а концевая – от 90%. ГОСТ устанавливает, что фракционный состав бензина нормируется пятью температурными характеристиками: началом перегонки, перегонкой 10%, 50%, 90% объёма и концом кипения.

Состав фракций бензина важен для качественного пуска двигателя и быстрого разгона машины, небольшого расхода топлива, равномерного качественного и количественного распределения топливной смеси по цилиндрам двигателя, а также минимального износа поршней и цилиндров.

Смежные материалы

Характеристики бензина

Как выбрать качественный бензин

Требования к бензину

Бензин – это вид топлива, получаемого при переработке нефти, которое обладает низкими детонационными свойствами. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания при принудительном воспламенении от искры. Существует два вида бензина – автомобильный и авиационный, которые по своим свойствам очень похожи.

Источник

ХИМИЯ НЕФТИ

СВОЙСТВА ТОПЛИВ

Требования к топливам Свойства бензинов Нормируемые показатели бензинов Авиационный бензин
Реактивное топливо Дизельное топливо Жидкие топлива

— топлива, выкипающие в интервале температур 28-215°С и предназначенные для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением.

В зависимости от назначения бензины разделяются на автомобильные и авиационные.

Основными показателями бензина являются детонационная стойкость, давление насыщенных паров, фракционный состав, химическая стабильность и др. Ужесточение в последние годы экологических требований к качеству нефтяных топлив ограничило содержание в бензинах ароматических углеводородов и сернистых соединений.

Детонационная стойкость

Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500-2500 м/с, вместо обычных 20- 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.

Читайте также:  Список лучших двигателей тойота

Октановое число

— условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана.

Октановое число изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана — за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А-76) октановое число измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путем сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах:

  • жестком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149°С, переменный угол опережения зажигания);
  • мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52°С, угол опережения зажигания 13 град.).

При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые октановые числа смешения (ОЧС), которые отличаются от расчетных значений. Октановые числа смешения зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 единицы, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.

Фракционный состав

Фракционный состав бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90% (об.) выкипания фракций бензина.

В ГОСТ Р 51105-97, который действует с 01.01.99 г., фракционный состав бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180°С (по аналогии с требованиями к бензинам в США ).

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров дает дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость.

Бензины, предназначенные для применения в летних условиях, имеют более низкое давление паров. Чтобы обеспечить необходимые пусковые свойства товарного бензина, в его состав включают, как правило, до 30% (об.) легких компонентов (фракция НК — 62°С, изомеризата, алкилата и др.). Требуемое давление насыщенных паров обеспечивается также добавлением бутана. В летних бензинах обычно содержится 2- 3% (об.) бутана, в зимних — до 5-8% (об.).

Химическая стабильность

В процессе хранения, транспортирования и применения бензинов возможны изменения в их химическом составе, обусловленные реакциями окисления и полимеризации. Окисление приводит к понижению октанового числа бензина и повышению его склонности к нагарообразованию. Для оценки химической стабильности бензинов используют показатели содержания фактических смол, индукционного периода окисления. Высокой химической стабильностью обладают компоненты, не содержащие алкенов, — прямогонные бензины, бензины каталитического риформинга, алкилаты и изомеризаты. В бензинах коксования, термического и каталитического крекинга, напротив, содержатся в достаточном количестве алкены, которые легко окисляются с образованием смол. Для повышения химической стабильности к топливам, содержащим компоненты вторичного происхождения, добавляют антиокислительные присадки: n-оксидифениламин, ионол (2,6-ди-трет-бутил-n-крезол), антиокислитель ФЧ-16, древесносмоляной антиокислитель и др.

Содержание сернистых и ароматических соединений

Активные сернистые соединения, содержащиеся в бензинах (сероводород, низшие меркаптаны) вызывают сильную коррозию топливной системы и транспортных емкостей; полнота очистки бензинов от этих веществ контролируется анализом на медной пластинке. Неактивные сернистые соединения (тиофены, тетрагидротиофены, сульфиды, дисульфиды, высшие меркаптаны) коррозии не вызывают, однако при их сгорании образуются оксиды серы (SO2, SO3), под действием которых происходит быстрый коррозионный износ деталей двигателя, снижается мощность, ухудшается экологическая обстановка.

Наибольшую опасность для людей представляют ароматические углеводороды, особенно бензол и полициклические ароматические углеводороды. Токсическое действие бензола объясняется возможностью его окисления в организме. В связи с этим в последних нормативных документах ограничено допустимое содержание серы, бензола и ароматических соединений в бензинах.

Испаряемость

Индекс испаряемости (ИИ) бензина характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определенном сочетании давления насыщенных паров и объема испарившегося бензина при температуре 70°С. Индекс испаряемости рассчитывают по формуле:

В зависимости от климатического района применения автомобильные бензины подразделяют на пять классов. Наряду с определением температуры перегонки при заданном объеме предусмотрено и определение объема испарившегося бензина при заданной температуре.

Источник

Adblock
detector