Материал: 2482

-метилнафталина, добиваются равного периода задержки воспламенения (метод совпадения вспышек).

Цетановое число можно определить при помощи переносного портативного прибора октанометра (цетанометра) ПЭ-7300.

Между цетановым и октановым числом, определенным исследовательским методом, существует связь:

Бензин марки Аи-98 имеет низкое цетановое число (12) и не сможет самовоспламениться в камере сгорания дизеля. Для работы дизеля на бензине используются низкооктановые бензины.

На рис. 3.4 показано изменение жесткости процесса сгорания (С) и удельного расхода топлива (qe) от величины ЦЧ для дизеля.

Рис. 3.4. Зависимость жесткости процесса сгорания (кривая 2)

и удельного расхода топлива (кривая 1) от значения цетанового числа (ЦЧ)

При цетановом числе менее 40 ухудшаются пусковые качества дизеля, растет жесткость процесса сгорания, увеличивается расход топлива. Это связано с тем, что при малых значениях цетанового числа ухудшается самовоспламеняемость топлива. Вспышка распыленного топлива происходит с опозданием в момент, когда его часть в виде плёнки сконцентрировалась на стенке камеры сгорания. Процесс сгорания нераспыленного топлива ухудшается.

При цетановом числе более 60 улучшаются пусковые свойства дизеля, снижается жесткость процесса сгорания, но расход топлива увеличивается. Увеличение расхода топлива объясняется тем, что при больших цетановых числах скорость воспламенения топлива повышается. Топливо воспламеняется в зоне распылителя. В результате малого периода задержки воспламенения топ-

41

ливо не успевает распространиться по всему объему камеры сгорания. Воздух (кислород), поступивший в камеру сгорания, полностью не используется в процессе сгорания. Часть топлива не сгорает, образуется сажа. Топливо, смешанное с воздухом, должно воспламениться в момент, когда передний фронт факела коснется стенки камеры сгорания.

Оптимальное значение цетанового числа (47 – 55) зависит, главным образом, от способа смесеобразования.

Различают три основных способа смесеобразования.

1.Объёмный (КамАЗ) – распыливаемое топливо подаётся в объём камеры сгорания, жёсткость сгорания достигает 0,6 – 1 МПа/град.

2.Плёночный («Икарус») – топливо подаётся на горячую стенку, испаряется и плавно сгорает. Жёсткость снижается до 0,2 – 0,4 МПа/град. Двигатель работает мягко, но неэкономично с плохими пусковыми качествами.

3.Объёмно-плёночный (ЗИЛ 645) – часть топлива подаётся на стенку, а часть – в объём камеры сгорания. Жёсткость достигает 0,4 – 0,6 МПа/град.

Жёсткость процесса сгорания определяется по индикаторной диаграмме на участке резкого повышения давления (см. рис. 3.3). От жесткости сгорания зависят экономичность двигателя, вибрации и стуки. Жёсткость процесса сгорания представляет отношение приращения давления на участке резкого нарастания давления за один градус поворота коленчатого вала (МПа/град).

Считается, что при повышении давления на один градус поворота коленчатого вала на 0,2 – 0,5 МПа двигатель работает мягко, при повышении давления до 0,6 – 0,9 МПа – жестко, а при повышении давления более 0,9 МПа – очень жестко.

Контрольные вопросы

1.Маркировка дизельных топлив по ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 52368-2005.

2.Характеристики дизельных топлив (цетановое число, температура вспышки, помутнения и замерзания).

3.Цетановое число, методика определения.

4.Что представляют эталонные топлива цетан и α-метилнафталин?

5.Какая связь между цетановым и октановым числом?

6.Как влияет цетановое число на жесткость процесса сгорания и экономичность?

7.Что называется коэффициентом фильтруемости, предельной температурой фильтруемости и кислотным числом?

8.Почему высокооктановые бензины трудно самовоспламеняются и их нельзя использовать вместо дизельного топлива?

9.Почему зимнее дизельное топливо можно использовать летом, а летнее нельзя использовать зимой?

10.Индикаторная диаграмма (изменение давления в цилиндре) бензинового двигателя, фазы сгорания.

11.Индикаторная диаграмма дизельного двигателя, жесткость процесса сгорания, фазы сгорания.

42

При емкости баллонов 50 л их заполняют на 45 л, обеспечивая запас 10 % в связи с расширением газа при повышении температуры.

Пропан-бутановая жидкая смесь имеет теплотворную способность ниже, чем бензин, поэтому при переводе двигателя на газ его мощность снижается на

10÷20 %.

Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха, и при ее утечках газ будет скапливаться внизу. Скопление газа может спровоцировать взрыв и пожар.

В качестве топлива используют и сжатый метан (СН4). Теплота сгорания 1 кг метана – 49,7 МДж, а 1 м3 – 33,8 МДж. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг газа – 17,2 кг. Температура самовоспламенения – 680–720 °С. Плотность при 20 °С – 0,717 кг/м3. Октановое число, определенное по моторному методу – 110.

Сжатый газ под давлением 20 МПа хранится в баллонах, масса которых в незаполненном состоянии составляет около 100 кг. Использование тяжелых баллонов на легковых автомобилях не рационально. Их используют на грузовых автомобилях и автобусах.

Преимущества работы двигателя на газе.

1.Срок службы моторного масла увеличивается в 2 – 3 раза.

2.Токсичность отработанных газов снижается в 3 – 4 раза.

3.Уменьшается образование нагара в цилиндропоршневой группе. Недостатки.

1.Мощность двигателя снижается на 10 – 20 %.

2.Работа автомобиля на газе требует герметичной системы. Для определения утечек газа (по запаху) в него добавляется этилмеркаптан С2Н5SH с неприятным запахом.

3.Плохие пусковые качества и пожароопасность.

4.Сложность конструкции системы питания.

Контрольные вопросы

1.Какова причина необходимости замены бензина и дизельного топлива на газ?

2.Преимущества и недостатки применения газа в качестве топлива. Дайте характеристику пропану, бутану и метану.

3.Почему в газовой смеси СПБТЗ больше пропана, чем в СПБТЛ?

4.Как расшифровывается газ СНГ и СПГ?

5.Почему запрещено полное заполнение баллонов сжиженным газом?

44

4.МАСЛА И СМАЗКИ

4.1.Моторные масла

От качества моторного масла зависят долговечность двигателя, его износ, время запуска. Основная функция, которую выполняют моторные масла, – это снижение трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки.

Основной характеристикой моторного масла является вязкость. Вязкость масла указывается при 100 0С, так как такой температуры (и выше) оно достигает в процессе работы двигателя. Например, М-10 – моторное масло (М) классом вязкости 10 (вязкость 9,5 – 11,5 сСт при 100 0С) [3, 5].

Затем указывается область применения и условия эксплуатации: А – для нефорсированных бензиновых и дизельных двигателей; Б – малофорсированных двигателей; В – среднефорсированных двигателей; Г – высокофорсированных двигателей;

Д – высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжёлых условиях.

Если масло предназначено для бензиновых двигателей, указывается цифра 1, если для дизелей – 2. Например, М-10Г1 – моторное масло летнее классом вязкости 10 для высокофорсированных бензиновых двигателей, М-З3Г1 – зимнее, М-З3/10Г1 – всесезонное.

В отечественной маркировке масел указывается 4 зимних масла (основных), 5 летних и 4 всесезонных (табл. 4.1).

По системе SAE (Общество американских инженеров автомобилистов) применяют зимние, летние и всесезонные масла (табл. 4.1).

Область применения моторных масел по американской системе указывает API (Американский институт нефти):

S – для легковых бензиновых двигателей (сервис); С – для дизельных двигателей (коммерция);

CF – для дизелей с разделенными камерами сгорания; CF-4 – для четырехтактных дизелей;

CF-2 – для двухтактных дизелей транспортных средств;

CG-4 – для четырехтактных дизелей, работающих на топливе с содержанием серы до 0,05 %;

CН-4 – для четырехтактных дизельных двигателей, длительно работающих без замены масла;

СD – высокофорсированные двигатели с наддувом;

45