Влияние топлива на показатели работы двигателя

Влияние топлива на показатели работы двигателя

§ 3. Влияние топлива на техническое состояние двигателей

Износ двигателя в значительной степени зависит от состава горючей смеси и от протекания процессов сгорания. При работе на низкосортном топливе износ двигателя возрастает в 1,5 — 2 раза. Это объясняется тем, что трудно испаряющиеся фракции поступают в цилиндры двигателя в жидком состоянии и смывают масляную пленку со стенок. При содержании в топливе смол и серы резко повышается нагарообразование и возрастает коррозия деталей двигателя. При недостатке воздуха (работа на переобогащенной смеси) излишнее топливо конденсируется в цилиндрах двигателя и смывает смазку. При избытке воздуха (работа на бедной смеси) излишний кислород воздуха окисляет смазку цилиндров. В результате работы двигателя на богатой и бедной смесях возникает перегрев двигателя, образуется нагар и возрастает износ двигателя.

При низком качестве топлива, раннем зажигании и обедненной горючей смеси, при перегреве двигателя и нагарообразовании возникает детонационное сгорание, которое начинается в несгоревших слоях смеси, волне горения при этом предшествует волна давления, процессы окисления интенсифицируются и происходит детонационный взрыв, который сопровождается мгновенным выделением большого количества энергии в малом объеме, что вызывает резкое местное повышение давления и возникновение детонационной упругой волны, распространяющейся со скоростью в 1500-2500 м/сек. Детонационная волна, воздействуя на стенки цилиндра и днище поршня, вызывает вибрацию деталей (детонационные стуки). Она смывает слой смазки на стенках цилиндра, вследствие чего увеличивается их износ, а возникающие при детонации активные продукты окисления резко повышают коррозию.

Работа двигателя с детонацией вызывает пригорание поршневых колец, прогар клапанов и разрушение днищ поршней, вкла-дышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

Основным топливом (для карбюраторных двигателей) являются автомобильные бензины. По ГОСТ 2084 — 67 предусмотрен выпуск автомобильных бензинов: А — 66, А — 72, А — 76, АИ — 93 и АИ — 98. Качество бензинов в основном определяется их октановым числом, фракционным составом, склонностью к образованию отложений и коррозионными свойствами.

Для повышения детонационной стойкости автомобильных топ-лив, обладающих низким октановым числом, к ним добавляются этиловые жидкости марок 1-ТС и Р-9. Основным компонентом этиловой жидкости является татраэтилсвинец (ТЭС), который в жидкостях соответственно составляет 58 и 54%.

В этиловых жидкостях имеются выносители, предназначенные для образования со свинцом летучих соединений, выходящих из двигателя вместе с отработавшими газами, что уменьшает свинцовые отложения в нагаре на стенках камер сгорания, клапанах и электродах свечей.

Тетраэтилсвинец чрезвычайно ядовит, поэтому этиловая жидкость добавляется в бензин только в заводских условиях и в небольших количествах.

Этилированные бензины нельзя применять для мытья рук и деталей, для заправки паяльных и осветительных ламп, в качестве растворителя для красок и как средство для чистки одежды. При длительном хранении этилированного бензина в осадках, отлагающихся в бензобаках, топливопроводах и приборах питания, содержится до 15% окислившегося тетраэтилсвинца, а при работе на этих бензинах тетраэтилсвинец попадает в нагар и масло. Поэтому при промывке систем питания автомобиля и смазки двигателя, а также при очистке нагара и замене двигателя необходимо соблюдать меры предосторожности.

С увеличением степени сжатия в двигателе необходимо повышать октановое число топлива.

Для нормальной работы новых двухрядных 8-ми цилиндровых двигателей типов ЗМЗ — 66 и ЗИЛ — 130 необходимо применять бензины с октановым числом (по моторному методу) не ниже 76.

Читайте также:  Дополнительная масса на двигатель что дает

Бензин АИ — 93 предназначен для двигателей со степенью сжатия 7,0 — 7,5, АИ — 98 со степенью сжатия 8,0 — 9,5.

По фракционному составу бензина можно определить его влияние на работу двигателя.

По температуре перегонки (испарения) 10% бензина можно определить «пусковые» его качества и склонность к образованию паровых пробок. Обычно для запуска двигателя при температуре воздуха минус 15 — 20° С необходимо применять бензины с температурой перегонки 10% — не более 75 — 79° С. В случае значительного понижения этой температуры возникают перебои в подаче топлива, и обедняется смесь из-за образования паровых пробок, при ее повышении затрудняется запуск двигателя и увеличивается пусковой износ.

Температура перегонки 50% бензина (испаряются рабочие фракции) характеризует его способность обеспечивать устойчивую работу на малых оборотах, быстрый прогрев и приемистость двигателя.

Температуры перегонки 90% бензина и конца его разгонки характеризуют наличие в нем тяжелых фракций и определяют влияние бензина на мощность, экономичность и износ двигателя. Зависимость износа двигателя от температуры конца перегонки бензина, характеризующей его фракционный состав, показана на рис. 3.

Одной из причин утяжеления фракционного состава является наличие в нем смолистых веществ.

Смолы, содержащиеся в топливе, отлагаются на стенках бензобаков, бензопроводов, в топливном фильтре, бензонасосе и карбюраторе в виде липкого осадка, нарушая подачу топлива. Попадая с топливом во впускной трубопровод и цилиндры, смолы оседают на горячих стенках трубопровода, стержнях, тарелках и седлах клапанов, в камере сгорания, на днище поршня, свечах и под действием высоких температур образуют нагар.

Отложения смол и нагара на стержнях и тарелках клапанов нарушают их посадку и вызывают зависание клапанов. Отложения смол в цилиндрах способствуют возникновению детонации и самовоспламенения смеси. Отложение смол во впускном трубопроводе затрудняет подачу горючей смеси.

Содержание фактических смол в топливе допускается в пределах 2 — 20 мг на 100 мл бензина. Склонность топлива к смолообразованию зависит от его химической стабильности. Чем больше индукционный период окисления, тем более стоек бензин и тем дольше он может храниться без смолообразования. Интенсивность смолоотложения в топливе увеличивается в процессе его хранения при повышенных температурах, в грязной, влажной, ржавой, полностью незаполненной и незакупоренной таре.


Рис. 3. Зависимость износа двигателя от фракционного состава бензина

Коррозионные свойства топлива определяются наличием в нем серы и сернистых соединений, кислот, щелочей и воды. С понижением теплового состояния двигателя, работа на сернистых бензинах сопровождается значительным износом. Наличие серы в топливе увеличивает нагарообразование и снижает антидетонационные качества топлива.

Для транспортных и быстроходных дизелей выпускается высококачественное топливо марок ДА, ДЗ и ДЛ (ГОСТ 4749 — 49) и марок А, 3 и Л (ГОСТ 305 — 62).

Качество дизельного топлива в основном определяется его цетановым числом, фракционным составом, вязкостью, температурой застывания, склонностью к нагарообразованию и коррозионностью.

Цетановое число характеризует самовоспламеняемость топлива. Время от начала подачи топлива в. цилиндр до момента воспламенения смеси называется периодом задержки воспламенения. Чем больше этот период, тем более жестко работает двигатель. С повышением цетанового числа уменьшается жесткость работы двигателя, в то же время увеличивается склонность топлива к застыванию. Поэтому у арктического (А) и зимнего (3) дизельных топлив цетановое число разно 40, а у летнего (Л) оно повышено до 45.

Читайте также:  Что такое контрактный дизельный двигатель

Фракционный состав топлива характеризует его общую испаряемость, а температура выкипания 50% — его пусковые качества. При чрезмерном облегчении фракционного состава ухудшается самовоспламеняемость топлива. При работе на топливе, имеющем тяжелый фракционный состав и содержащем смолы, увеличивается нагарообразование в двигателе.

Вязкость дизельного топлива характеризует его текучесть и смазывающие качества.

Коррозионные свойства дизельного топлива определяют по наличию в нем сернистых соединений, кислот и щелочей. В целях снижения коррозионного износа двигателей, работающих на сернистом топливе по ГОСТ 305 — 62, нужно применять специальные дизельные масла.

Источник

Влияние качества топлива на работу двигателя внутреннего сгорания

В связи с ужесточением требований к качеству дизельных топлив по содержанию серы и переходом на выработку экологически чистых топлив,

Влияние качества топлива на работу двигателя внутреннего сгорания

Другие курсовые по предмету

1.1Современные и перспективные требования и технологии к качеству тяжелых моторных и судового маловязкого топлива. 4-7

2.1Влияние асфальтенов на работу ДВС. 8-11

2.2Влияние присадок на ДВС . 11-16 2.3Противоизносные свойства топлив. 16-19

2.4Влияния качество топлива на противоизносные

свойства топлив. 19-24

Список литературы. 25

Тяжелые моторные и судовые топлива используют в судовых энергетических установках. К котельным топливам относят топочные мазуты марок 40 и 100, вырабатываемые по ГОСТ 10585 75, к тяжелым моторным топливам флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 по ГОСТ 10585-75, моторные топлива ДТ и ДМ по ГОСТ 1667-68. К судовым топливам относят дистиллятное топливо ТМС по ТУ 38.101567 87 и остаточные топлива СВТ, СВЛ, СВС по ТУ 38.1011314-90.

В общем балансе перечисленных топлив основное место занимают мазуты нефтяного происхождения. Жидкие котельные топлива из сланцев, получаемые на установках полукоксования горючих сланцев и угля, продукты коксохимической промышленности составляют лишь небольшую долю общего объема производства топлив. [3]

Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжелых моторных и судовых топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как вязкость, содержание серы, теплота сгорания, температуры застывания и вспышки, содержание воды, механических примесей и зольность.

Отсюда следует, что от качества топлива зависит надежная работа двигателя. Поэтому при выборе топлива рассматриваются его качество и как оно будет влиять на работу ДВС.

1.1Современные и перспективные требования и технологии к качеству тяжелых моторных и судового маловязкого топлива

Настоящие технические условия распространяются на топливо маловязкое судовое получаемое из дистиллятных фракций прямой перегонки и вторичной переработки нефти.

Топливо маловязкое судовое должно изготавливаться в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологии, согласованной с разработчиком и утвержденной в установленное порядке.

Топливо маловязкое судовое вырабатывается трех видов в зависимости от массовой доли серы: [6]

I вид — с массовой долей серы не более 0,5 %; код ОКП 02 5195 0301

II вид — с массовой долей серы не более 1,0 %; код ОКП 02 5195 0302

III вид — с массовой долей серы не более 1,5 %; код ОКП 02 5195 0303

При производстве топлива маловязкого судового разрешаемся использование присадок, допущенных к применению в установленном порядке.

Топливо маловязкое судовое соответствует марке ДМА MS IPO — 8217.

На предприятиях, впервые осваивающих производство топлива маловязкого судового, осуществляется постановка его на промышленное производство по ГОСТ 15.001.

Производство топлива маловязкого судового допускается только на предприятиях, согласовавших настоящие технические условия и внесенных, как производитель, в каталожный лист продукции, зарегистрированный в установленном порядке.

Читайте также:  Из за чего маленькое давление в двигателе камаз

Топливо маловязкое судовое должно соответствовать требованиям настоящие технических условий, указанным в таблице. [6]

Таблица 14 Технические требования на СМТ (ТУ 38.101567-2000)

Метод испытания1Вязкость при 20°С, не более:

ГОСТ 6258- соответствующая ей кинематическая, мм2/с 11,4ГОСТ 332Цетановое число, не менее 40ГОСТ 31223Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже62ГОСТ 6356 или

ASTM Д 934Температура застывания, °С, Минус 10ГОСТ 202875Массовая доля серы, %, не более

1,5ГОСТ I9I2I или

ГОСТ Р 50442 или ASTM Д 12 66 или ASTM Д 42946Массовая доля меркаптановой серы, %, не более 0,025ГОСТ 17323

7Содержание воды СледыГОСТ 24778Коксуемость, % не более 0,2ГОСТ 19932 или

ASTV Д 1899Содержание механические примесей, %, не более 0,02ГОСТ 637010Зольность, %, не более 0,01ГОСТ 1461 или

ASTM Д 48211 Содержание водорастворимых кислот и щелочейотсутствиеГОСТ 6307

Судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 это среднедистиллятное топливо, в отличие от моторного ДТ и судового высоковязкого топлива, получаемых смешением остаточных и среднедистиллятных фракций. Предназначено для применения в судовых энергетических установках вместо дизельного топлива. Компонентами маловязкого судового топлива являются негидроочищенные прямогонные атмосферные и вакуумные дистилляты, продукты вторичного происхождения легкие и тяжелые газойли каталитического и термического крекинга, коксования.

Таблица 15 Характеристики моторного топлива для среднеоборотных и малооборотных дизелей (ГОСТ 1667-68)

Показатели Марка топлива

ДТ ДМ Плотность при 20 °С, г/см3, не более 0,930 0,970 Фракционный состав:

до 250 °С перегоняется, %, не более 15 15 Вязкость при 50 °С:

кинематическая, мм2/с, не более

соответствующая ей условная, °ВУ, не более 36

17,4 Коксуемость, %, не более 3,0 9,0 Зольность, % не более 0,04 0,06 Массовая доля серы, %, не более:

в малосернистом топливе

в сернистом топливе 0,5

2,0 Массовая доля, %, не более:

0,01 Температура, °С:

вспышки в закрытом тигле, не ниже

застывания, не выше 65

10 Примечание. Для марок ДТ и ДМ содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей отсутствие.

Таблица 16 Характеристики маловязкого судового топлива (ТУ 38.101567-87)

Показатели Значение Вязкость:

условная при 20 ‘С, ‘ВУ, не более

соответствующая ей кинематическая, мм2/с, не более

Цетановое число, не менее

вспышки в закрытом тигле °С, не ниже

застывания, не выше

Массовая доля, %, не более:

Коксуемость, %, не более

Зольность, %, не более

Содержание водорастворимых кислот и щелочей

Плотность при 20 °С, г/м3, не более

Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более 2,0

Таблица 17 Характеристики мазутов (ГОСТ 10585-75)

Показатели Марка топлива Ф-5Ф-1240100Вязкость при 50 °С, не более: условная, °ВУ 5,012,0—соответствующая ей кинематическая, мм2/с 36,289,0—Вязкость при 80 °С, не более: условная, °ВУ —8,016,0соответствующая ей кинематическая, мм2/с —59,0118,0Динамическая вязкость при 0 °С, Па-с, не более 2,7—Зольность, %, не более, для мазута: малозольного —0,040,05зольного 0,050,100,120,14

Массовая доля, %, не более: механических примесей 0,100,120,51,0воды 0,30,31,01,0Массовая доля серы, %, не более, для мазута: низкосернистого —0,50,5малосернистого -0,61,01,0сернистого 2,02,02,0высокосернистого —3,53,5Коксуемость, %, не более 6,0—Температура вспышки, °С, не ниже: в закрытом тигле 8090—‘ в открытом тигле —90110Температура застывания, °С, не выше -5-810; 25*25; 42*Теплота сгорания (низшая) в пересчете на сухое топливо (не браковочная), кДж/кг, не менее, для мазута: низкосернистого, малосернистого 41454414544074040530и сернистого высокосернистого —3990039000Плотность при 20 °С, кг/м3, не более 955960—* Для мазута из высокопарафинистых нефтей

Примечание. Для всех марок топлива содержание водорастворимых кислот и щелочей, сероводорода отсутствие.

Источник

Adblock
detector