Топливо должно соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготовляться по утвержденной технологии. Топлива должны изготовляться по технологии и с присадками, которые применялись при изготовлении опытно-промышленных образцов и прошли испытания с положительными результатами. По физико-химическим и эксплуатационным показателям топливо должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 6.9.
|
Требования к топливу по ГОСТ 32513–2013 |
Таблица 6.9 |
|||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
|
Значения для марки топлива |
||||
|
Л |
|
Е |
|
З |
А |
|
1. |
Цетановое число, не менее |
|
|
|
45 |
|
|
2. |
Фракционный состав: |
|
|
|
|
|
|
50% перегоняется при температу- |
|
|
|
|
|
|
|
ре, оС, не выше |
280 |
|
280 |
|
280 |
255 |
|
95% перегоняется при температу- |
|
|
|
|
|
|
|
ре, оС, не выше |
360 |
|
360 |
|
360 |
360 |
|
3. |
Кинематическая вязкость при |
|
|
|
|
|
|
20 оС, мм2/с (сСт) |
3,0 – 6,0 |
|
3,0 – 6,0 |
|
1,8 – 5,0 |
1,5 – 4,0 |
|
4. |
Температура вспышки, опреде- |
|
|
|
|
|
|
ляемая в закрытом тигле, оС, не |
|
|
|
|
|
|
|
ниже: |
|
|
|
|
|
|
|
для тепловозных, судовых дизе- |
62/40 |
|
62/40 |
|
40/30 |
35/40 |
|
лей и общего назначения |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Массовая доля серы, мг/кг, не |
|
|
|
|
|
|
более |
|
2000 |
|
||||
6. |
Испытание на медной пластин- |
|
|
|
|
|
|
ке |
|
|
|
Выдерживает |
|
||
7. |
Кислотность, мг КОН на 100 |
|
|
|
|
|
|
см3 топлива, не более |
|
|
|
5 |
|
||
8. |
Зольность, %, не более |
|
|
|
0,01 |
|
|
9. |
Коксуемость, 10%-ного остатка, |
|
|
|
|
|
|
%, не более |
|
|
|
0,02 |
|
||
10. Общее загрязнение, мг/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
не более |
|
|
|
24 |
|
||
11. Содержание воды, мг/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
не более |
|
|
|
200 |
|
||
12. Плотность при 15 оС, кг/м3, |
|
|
|
|
|
|
|
не более |
863,4 |
|
863,4 |
|
863,4 |
833,5 |
|
13. Предельная температура |
|
|
|
|
|
|
|
фильтруемости, оС, не выше |
минус 5 |
|
минус 15 |
|
минус 25 |
минус 45 |
|
~61 ~
Контрольные вопросы
1.Что называют октановым числом бензинов?
2.Какова методика определения октанового числа по моторному и исследовательскому методам?
3.Назовите признаки детонационного (взрывного) сгорания топлива и к каким отрицательным последствиям оно приводит, способы устранения детонации.
4.Перечислите характеристики бензинов, их маркировку.
5.Испаряемость бензинов, связь с давлением насыщенных паров.
6.Что называют цетановым числом дизельного топлива, методика его определения?
7.Что представляют эталонные топлива цетан и α – метилнафталин?
8.Какая связь между цетановым и октановым числом?
9.Как влияет цетановое число на жесткость процесса сгорания и экономичность?
10.Каковы характеристики дизельных топлив (цетановое число, температура вспышки, помутнения и замерзания)?
11.Что называется коэффициентом фильтруемости и кислотным числом?
12.Перечислите маркировку дизельных топлив.
13.Почему зимнее дизельное топливо можно использовать летом, а летнее нельзя применять зимой?
14.В чем главное отличие маловязких и высоковязких топлив для судовых дизелей?
~62 ~
7. СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ
Широкое применение в двигателях внутреннего сгорания получили
два вида газообразного топлива – сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ).
В табл. 7.1 даны характеристики газов, применяемых в качестве топлив в двигателях внутреннего сгорания [1].
|
Характеристики газов |
|
Таблица 7.1 |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Параметры |
Метан |
Этан |
Пропан |
Бутан |
1. |
Молекулярная формула |
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
2. |
Молярная масса, кг / кмоль |
16 |
30 |
44 |
58 |
|
|
|
|
|
|
3. |
Относительная плотность га- |
0,55 |
1,05 |
1,56 |
2,1 |
зовой фазы по воздуху |
|
|
|
|
|
4. |
Теплотворная способность, |
|
|
|
|
МДж/кг, |
49,7 |
47,1 |
45,9 |
45,4 |
|
МДж/ м3 |
33,8 |
59,9 |
85,6 |
111,6 |
|
5. |
Необходимое количество воз- |
|
|
|
|
духа для сгорания 1 кг топлива |
17,2 |
16,8 |
15,7 |
15,6 |
|
6. |
Температура |
680 –750 |
650 –580 |
510 –580 |
475– 510 |
самовоспламенения, оС |
|||||
7. |
Октановое число по моторно- |
110 |
108 |
105 |
94 |
му методу |
|
|
|
|
|
7.1. Сжиженные газы
Автомобильная газобаллонная установка рассчитана на подачу топ-
лива в камеру сгорания под действием давления паров газа в баллоне. В этой связи величина давления насыщенных паров имеет важное эксплуатационное значение. Зависимость давления насыщенных паров пропана и бутана мало изменяется от температуры, что позволяет хранить сжиженные газы в баллонах при давлении 1,6 МПа. Для перевода в жидкое состояние пропана и бутана достаточно при 20 °C повысить давление соответственно на 0,8 и 0,2 МПа.
~63 ~
Главным преимуществом пропана и бутана является высокое октановое число, равное 98 единиц по моторному методу.
По ГОСТ Р 52087–2003. Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия на автомобилях применяют в качестве топлива пропан автомобильный (ПА), 85±10% пропана, остальное бутан (для зимних условий), пропан-бутан автомобильный (ПБА), 50 ±10% пропана, остальное бутан [5] (табл. 7.2).
Характеристики сжиженных газов |
Таблица 7.2 |
||
|
|||
|
|
|
|
Содержание газов, % |
ПА (зимний) |
|
ПБА |
Пропан |
90 |
|
40 |
Бутан |
5 |
|
55 |
Метан, этан, этилен |
5 (3,1,1) |
5 |
(3,1,1) |
При емкости баллонов 50 л их заполняют на 45 л, обеспечивая запас 10% в связи с расширением газа при повышении температуры.
Один 50-литровый баллон, заправленный сжиженной пропанбутановой смесью для автомобиля ВАЗ, рассчитан на 500 км пробега.
Баллон для сжиженного газа имеет две трубки: одна – для газовой фазы, другая – для жидкой фазы. Газовая фаза используется для пуска двигателя.
Пропан-бутановая жидкая смесь имеет теплотворную способность ниже, чем бензин, поэтому при переводе двигателя на газ его мощность снижается примерно на 20%.
Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха, и при ее утечках газ будет скапливаться внизу. Скопление газа может спровоцировать взрыв и пожар.
На рис. 7.1 показана принципиальная схема системы питания газобаллонного оборудования при работе двигателя на сжиженном газе
[15, 16].
При работе на сжиженных газах запуск холодного двигателя осуществляется на бензине, а после прогрева двигатель переводится на газовое топливо.
В баллон сжиженный газ заправляется через вентиль 13 (рис. 7.1). Наполнение баллона автоматически прекращается при всплытии поплавка 18, который связан с отсечным клапаном 17.
~64 ~
Рис. 7.1. Принципиальная схема питания двигателя на сжиженном газе: 1 – дроссельная заслонка; 2 – смеситель; 3 – воздушная заслонка;
4 – дозатор газа; 5 – мембрана 2-й ступени РНД; 6 – клапан 2-й ступени; 7 –рычаг клапана 2-й ступени; 8 – полость 2-й ступени;
9 – рычаг мембраны 1-й ступени; 10 – регулировочный винт рычага 1-й ступени; 11 – входной электромагнитный клапан;
12 – магистральный электромагнитный клапан; 13 – заправочное устройство; 14 – заправочный вентиль; 15 – предохранительный клапан; 16 – клапан обратный; 17 – отсечной клапан; 18 – поплавок; 19 – магистральный вентиль; 20 – баллон; 21 – мембрана с клапаном 1-й ступени; 22 – каналы для охлаждающей жидкости; 23 – полость 1-й ступени; 24 – винт регулировочный холостого хода;
25 – пружина; 26 – регулировочный винт клапана 2-й ступени
Через магистральный вентиль 19 газ поступает через электромагнитные клапаны 12, 11 и далее в редуктор. В смесителе 2 происходит снижение давления газа до атмосферного значения. Для испарения жидкой фазы газ подогревается жидкостью из системы охлаждения. Через дозатор газ поступает в смеситель, откуда смесь газа с воздухом поступает в цилиндры (одна часть газа и 16 частей воздуха).
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 поршневой группе.
Недостатки:
1.Мощность двигателя снижается примерно на 20%.
~65 ~