ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики топлив для двигателей с воспламенением от сжатия из "Технология переработки нефти и газа Часть 3" Температура самовоспламенения. Этот показатель играет существенную роль в оценке качества дизельных топлив. Для воспламенения топлива без искусственного зажигания необходимо, чтобьь температура, при которой самовоспламеняется распыленное топливо, была ниже температуры, развивающейся при сжатии воздуха в цилиндре двигателя, т. е. ниже 500—550 °С. [c.25] Температура самовоспламенения топлива зависит от его состава и особенно от сгорания входящих в него углеводородов. Топлива, имеющие слишком высокую температуру самовоспламенения, не пригодны для дизельных двигателей. Чем более ароматизировано топливо, чем меньше боковых парафиновых цепей содержат ароматические углеводороды и чем короче эти цепи, тем выше температура его самовоспламенения. Поэтому на топливах, содержащих большое количество указанных углеводородов, трудно-или даже невозможно запустить двигатель. [c.25] Температура самовоспламенения понижается при увеличении концентрации кислорода в воздухе и повышении давления в цилиндре двигателя. В дизельных двигателях давление воздуха при сжатии достигает 35 ат. Но даже в этих условиях высокоарома-тизированные топлива могут не воспламеняться. [c.25] Индукционный период самовоспламенения. При впрыскивании топлива в камеру сгорания, содержащую сжатый горячий воздух, с момента подачи до его самовоспламенения проходит определенное время. Это время неодинаково для различных топлив. Некоторые топлива воспламеняются немедленно после начала впрыска, другие — через некоторое время. В первом случае по мере поступления в камеру сгорания топливо сразу воспламеняется и сгорает с постоянной скоростью, обусловливая этим равномерное нарастание давления над поршнем. Во втором случае вся масса поступившего в цилиндр топлива воспламеняется одновременно, вызывая этим мгновенное резкое повышение давления. Это явление в дизелях, по внешним признакам сходное с детонацией в двигателях с искровым зажиганием, называют жесткой работой . Оно характеризуется высоким значением максимального давления вспышки и быстрым нарастанием давления по углу поворота коленчатого вала. Чем выше число оборотов двигателя, тем сильнее может влиять на его работу запаздывание самовоспламенения топлива, которое в конечном итоге может привести к догоранию топлива на стадии расширения и резкому снижению мощности и экономичности двигателя. [c.25] ЧИСЛОМ коротких боковых цепей, обладают большим индукционным периодом самовоспламенения. Парафинистые топлива сгорают плавно, и при этом не наблюдается больших скоростей взрывной волны. Наоборот, ароматические топлива самовоспламеняются после длр тельного индукционного периода и сгорают мгновенно с образованием большого количества газов, вызывающих скачкообразные ударные нагрузки на поршень и разрушения деталей двигателя — поломку шатунов, выкрашивание подшипников. [c.26] Антидетонационные свойства топлив можно оценивать по их химическому составу. Кроме того, оценку можно производить путем сравнения сгорания данного топлива и эталонных смесей, составленных из индивидуальных углеводородов. [c.26] Эталонными топливами в этом случае могут быть углеводороды парафинового и ароматического рядов. Такими первичными эталонами служат цетан и а-метилнафталин. Сравнивая свойства данного топлива с поведением в двигателе смеси цетана и а-метил-нафталина, можно дать характеристику сгорания испытуемого топлива. В связи с тем, что для дизелей наилучшим является парафинистое топливо, показателем качества служит цетановое число, т. е. процентное содержание цетана в смеси его с а-метил-нафталином, равноценной по своим свойствам испытуемому топливу. [c.26] Цетановые числа топлив определяют на одноцилиндровом двигателе, оборудованном специальным приспособлением для испытания дизельных топлив. [c.26] Наименьшие цетановые числа (наихудшие показатели) имеют соляровые фракции из тяжелых нафтеновых смолистых нефтей, наибольшие — фракции из парафинистых нефтей. Минимальное цетановое число легких дизельных топлив должно быть 45—50. [c.26] Дизельный индекс для различных топлив равен от 9 до 65. [c.27] Величины цетанового числа и дизельного индекса важны в основном для характеристики топлива, применяемого в быстроходных дизельных двигателях. Многие тихоходные двигатели хорошо работают на топливах с цетановым числом 40 и даже ниже. [c.27] Процесс сгорания дизельных топлив можно изменить и значительно улучшить путем добавления к ним специальных синтетических веществ. К числу этих веществ относятся органические перекиси (перекиси тетралина и ацетила), нитропродукты (динитробензол, нитропарафины), хлор и хлорпроизводные углеводородов, альдегиды, кетоны и др. Например, добавка к дизельному топливу 1% перекиси ацетила повышает цетановое число с 42 до 78, а добавка 1,5% перекиси тетралина — с 42 до 60. [c.27] Неполнота сгорания топлив в цилиндрах дизелей в ряде случаев приводит к образованию нагара. Способность топлив к образованию нагара зависит от системы распыливания в камере сгорания, качества смесеобразования, а также от наличия в топливе трудно сгораемых высокомолекулярных смолистых веществ и углеводородов. [c.27] Одним из основных показателей качества топлива, влияющих на полноту его сгорания и экономичность использования в дизелях, является фракционный состав. Быстроходность двигателя зависит от этого показателя и от пределов температур выкипания топлив. Чем большее число оборотов имеет дизель, тем более легкое топливо требуется для него. Совершенно очевидно, что при одних и тех же условиях время, в течение которого произойдет испарение и полное сгорание высокомолекулярных углеводородов, больше времени, необходимого для конечного превращения в продукты сгорания низкомолекулярных углеводородов. Поэтому для быстроходных дизелей с весьма кратковременным периодом, в течение которого должен закончиться цикл сгорания смеси топлива с воздухом, применяют топлива дистиллятного типа с ограниченными пределами температур кипения. [c.27] В тихоходных малооборотных двигателях можно использовать высококипящие тяжелые фракции нефти. Для тихоходных дизелей с числом оборотов от 200 до 500 в минуту применяют топлива, представляющие собой остатки от перегонки нефтей (мазут), получаемые после отбора бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Для стационарных двигателей со средним числом оборотов от 500 до 1000 в минуту требуются топлива дистиллятного типа. [c.27] Для некоторых сортов дизельного топлива принято определять коксуемость в 10%-ном остатке от перегонки топлива. Чем выше коксуемость топлива, тем большего образования нагара можно ожидать. [c.28] Тяжелые малооборотные стационарные дизели могут работать успешно, если коксуемость топлива не превышает 4%. Для двигателей с числом оборотов от 300 до 500 в минуту требуются топлива, коксуемость которых не выше 3%. Коксуемость топлив для быстроходных дизелей не должна превышать 0,05—0,1%. [c.28] Содержание сернистых соединений. При сгорании топлива, содержащего сернистые соединения, получаются ЗОг и 50д, образующие с водой, которая конденсируется на наиболее холодной части стенок гильз цилиндров, соответствующие кислоты в результате этого резко увеличивается коррозионный износ поршневых колец и гильз цилиндров. Этому способствует также повышение точки росы продуктов сгорания, в составе которых имеется ЗОд. Вступая в контакт с маслом, 50з вызывает полимеризацию наименее стабильных его компонентов, способствующую образованию на горячих деталях двигателя твердых отложений, которые могут явиться причиной пригорания поршневых колец. [c.28] Наличие в составе сернистых соединений агрессивных меркаптанов может явиться причиной зависания игл распылителей форсунок и, следовательно, ухудшения распыливания топлива. Причиной зависания. игл может быть также действие агрессивных сульфокислот, образующихся в результате окисления сульфидов при высоких температурах. [c.28] Содержание серы в дизельных топливах для быстроходных двигателей должно быть меньше, чем в топливах для двигателей с малым числом оборотов. [c.28] Вернуться к основной статье