|
Испаряемость — это способность жидкого топлива переходить в парообразное состояние при данных условиях. Испаряемость обуславливает эффективность смесеобразования и подачи топлива при пуске и эксплуатации двигателя в условиях низких и высоких температур или низкого давления. Пуск двигателя, время его прогрева и приемистость, расход топлива и износ цилиндропоршневой группы в значительной степени зависят от испаряемости топлива. Процесс испарения не только предшествует воспламенению и горению, но в значительной мере определяет скорость этих процессов, а следовательно, надежность и эффективность работы двигателя. Испаряемость топлива оценивают по совокупности двух главных показателей: теплоте испарения и фракционному составу. Под фракционном составом топлива понимается содержание в нем различных фракций, выкипающих в определенных температурных пределах. Фракционный состав выражается в объемных % или массовых %. Фракция топлива — это часть топлива, характеризуемая определенными температурными пределами выкипания.
Фракционный состав бензина во многом определяет его важнейшие эксплуатационные свойства. Легкость пуска холодного двигателя, необходимая интенсивность подогрева впускного трубопровода, мощностные показатели, топливная экономичность, интенсивность изнашивания двигателя зависят от фракционного состава бензина.
В отличие от химически однородных веществ (например, вода, спирт, эфиры), имеющих постоянную температуру кипения, зависящую только от барометрического давления, бензин является сложной смесью ряда углеводородов, кипящих при различных температурах. Поэтому для оценки испаряемости бензина определяют зависимость количества испарившегося бензина от температуры.
Зависимость объема перегнанного топлива от температуры — кривая перегонки — дает наглядное представление о фракционном составе топлива (рис. 3). Для характеристики фракционного состава в стандартах указаны температуры, при которых перегоняется 10; 50 и 90 % бензина, а также температуры начала (tн.п.) и конца (tк.п.)его перегонки.
Рисунок 1.3 - Кривая перегонки бензина:
q — количество перегнанного топлива; t — температура разгонки
По характерным точкам на кривой фракционного состава можно приближенно судить о некоторых эксплуатационных качествах бензина.
Температуры начала перегонки (tнп) и перегонки 10 % (t10%) характеризуют пусковые качества бензина, т. е. способность обеспечивать запуск двигателя при низких температурах и склонность топлива к образованию паровоздушных пробок в топливной системе двигателя.
Чем ниже температура окружающего воздуха при пуске двигателя, тем больше должен иметь бензин легких фракций и тем ниже должна быть их температура кипения. Это качество бензина характеризуется температурами начала его перегонки и перегонки 10 %.
Однако чрезмерно низкая температура перегонки 10 % приводит к образованию в прогретом двигателе «паровых пробок» в топливопроводах и каналах карбюратора. При этом горючая смесь значительно обедняется. Практически это приводит к тому, что двигатель теряет мощность, начинает «чихать» и из-за перебоев подачи топлива может остановиться.
Температура перегонки 50 % бензина (t50%) характеризует его способность обеспечивать быстрый прогрев и приемистость (быстрый переход двигателя на большие обороты) двигателей, необходимую интенсивность прогрева впускного трубопровода, а также скорость прогрева двигателя и возможность более быстрого прекращения обогащения горючей смеси при пуске.
Чем ниже температура перегонки 50 % бензина, тем выше его испаряемость, лучше приемистость и устойчивость работы двигателя на этом бензине.
Температуры перегонки 90 % (t90%) и конца перегонки (tкп) характеризуют наличие в бензине тяжелых фракций, которые испаряются в последнюю очередь. С повышением этих температур увеличивается расход бензина, так как тяжелые фракции не успевают сгорать. Больше бензина проникает в картер, смывая масло со стенок цилиндра и разжижая масло в картере, что ведет к износу деталей и повышенному расходу масла.
Температуры перегонки 90% бензина (t90%)и конца перегонки (tкп) достаточно полно характеризуют противоизносные свойства бензина, так как с повышением этих температур увеличивается количество тяжелых трудноиспаряющихся фракций, попадающих в цилиндр в капельно-жидком состоянии и смывающих масляную пленку с зеркала цилиндров.
Схема прибора для определения фракционного состава бензина показана на рис. 4. В колбу 2 вместимостью 125 мл, помещенную в кожух 3, наливают 100 мл бензина. Колбу подогревают, регулируя пламя газовой горелки 7 так, чтобы первая капля бензина с момента начала перегонки попала в мерный цилиндр 9 не ранее чем через 5 мин и не позднее чем через 10 мин. По термометру 5, установленному при помощи уплотнительной пробки 4 в горловине колбы так, чтобы его ртутный шарик был на уровне отводной трубки 6, отмечают температуру падения в мерный цилиндр первой капли бензина, т. е. температуру начала перегонки бензина. В дальнейшем замеряют температуру после каждых 10 мл бензина, поступающего в мерный цилиндр. При этом интенсивность нагревания колбы должна обеспечивать перегонку 4...5 мл бензина в течение минуты (20 — 25 капель за 10 с). Для конденсации паров бензина трубка 7 расположена в холодильнике 8, заполненном водой со льдом или проточной водой.
Рисунок 1.4 - Прибор для определения фракционного состава бензина: 1 — горелка; 2 — колба; 3 — кожух; 4 — пробка; 5 — термометр; 6 — отводная трубка; 7 — трубка для конденсата; 8 — холодильник; 9 — стеклянный мерный цилиндр
Решение о применении всех бензинов (как стандартных, так и нестандартных) принимают после обязательной эксплуатационной оценки их фракционного состава с помощью номограммы (рис. 6).
Легкость пуска карбюраторного двигателя непосредственно связана с наличием в бензине легких фракций. Очевидно, что чем больше в бензине низкокипящих углеводородов, тем лучше его пусковые свойства. Поэтому возможность легкого или затрудненного пуска двигателя связывают с испарением при перегонке первых 10 % бензина или с температурой перегонки 10 % бензина (t10%).
Для оценки пусковых свойств бензинов необходимо найти по номограмме два значения температуры наружного воздуха, являющиеся нижними границами легкого и затрудненного пуска двигателя. Практически этот вопрос решают следующим образом: на оси абсцисс отмечают точку, соответствующую t10% испытуемого бензина (для иллюстрации на номограмме t10 % взята равной 70 °С); из нее восстанавливают перпендикуляр (вертикальная пунктирная прямая); из точки его пересечения с наклонными сплошными линиями (нижними границами областей, представленных на номограмме) проводят горизонтальную линию до пересечения с осью ординат и на ней читают ответ. В рассматриваемом примере легкий пуск холодного двигателя возможен при минимальной температуре наружного воздуха -5°С, а затрудненный пуск — при -15 °С.
Оборудование:
— колба на 100 мл;
— холодильник;
— мерный цилиндр на 100 мл;
— мерный цилиндр на 10 мл воронка;
— штатив;
— колбонагреватель;
— термометр;
— образец топлива.
Порядок выполнения работы
1. Анализируемый образец бензина сначала с целью обезвоживания подвергается осушке. Осушку бензина производят взбалтыванием его в течение 10—15 минут с зерненным хлористым кальцием и фильтрацией после отстоя через бумажный фильтр.
2. Чистым сухим цилиндром отметить 100 мл испытуемого топлива и залить его в колбу.
3. Установить в колбу термометр. (Термометр устанавливается при помощи пробки так, чтобы верхний край шарика термометра был на уровне нижнего края отводной трубки.)
4. Установить колбу в колбонагреватель и соединить с холодильником. Колба помещена в жестяной кожух, в нижней части которого укреплена асбестовая прокладка с отверстием для дна колбы. При перегонке бензина и других легких топлив диаметр отверстия должен быть 30 мм, а при перегонке керосина и дизельного топлива — 50 мм.
5. Установить мерный цилиндр под нижний конец трубки холодильника. Цилиндр устанавливается так, чтобы трубка холодильника входила в него не менее чем на 25 мм, но не ниже отметки 100 мл и не касалась его стенок. Цилиндр на время перегонки закрыть ватой для уменьшения потерь на испарение. При перегонке бензина цилиндр поставить в стеклянный сосуд с водой, температуру которой поддерживают в пределах 20±3 °С.
6. Включить колбонагреватель. Горелку для нагрева колбы зажигают вдали от прибора, устанавливают высоту пламени 50—60 мм и помещают в специальный держатель так, чтобы верхушка пламени едва касалась колбы (рис.4). Нагрев вести так, чтобы первая капля топлива упала с конца трубки холодильника не ранее 5 и не позже 10 минут от начало нагрева. В противном случае вести регулирование высоты пламени горелки.
7. Отметить температуру, при которой упадает первая капля топлива, как температуру начала перегонки.
8. При появлении на конце отводной трубки первой капли конденсата фиксируют температуру начала разгонки. После падения первой капли топлива перегонку ведут с равномерной скоростью — 4—5 мл в минуту, что соответствует 20—25 каплям за 10 с. Нарушение установленного режима перегонки ведет к искажению результата испытания. Так, при повышении скорости выше установленной четкость разделения топлива на фракции ухудшается и наряду с легкими фракциями перегоняются более тяжелые. В результате этого фракционный состав топлива будет казаться более легким. При малой скорости перегонки фракционный состав топлива будет казаться более тяжелым.
9. Отметить температуру после отгона каждых 10 мл топлива. Для облегчения замеров необходимо, чтобы перегоняемое топливо с нижнего конца трубки холодильника стекало по стенке приемного цилиндра. Для этого после падения первой капли мерный цилиндр сдвинуть так, чтобы конец трубки холодильника коснулся внутренней стенки цилиндра. Для проверки скорости перегонки по отсчету капель цилиндр на короткое время отставляют от конца трубки холодильника с тем, чтобы капли топлива падали по центру цилиндра. По мере повышения температуры усиливать подогрев колбы, чтобы скорость перегонки была постоянной.
10. После отгона 90 мл топлива нагрев колбы усилить до появления синих язычков пламени из окошек нижней части кожуха так, чтобы до конца перегонки прошло от 3 до 5 минут.
11. Не уменьшая размера пламени, следить за термометром и при снижении температуры на 5—10 "С от максимального значения горелку погасить и дать стечь конденсату в течение 5 мин.
12. Максимальную температуру, достигнутую при разгонке, отметить как температуру конца разгонки.
13. После прекращения разгонки верхнюю часть кожуха снять и охладить прибор в течение 5 мин.
14. Горячий остаток из колбы слить в мерный цилиндр емкостью 10 мл, охладить его до комнатной температуры и определить оставшееся количество. Затем вычислить потери, которые составляют разность между 100 % бензина, залитого в колбу, и суммой процентов собранного конденсата и остатка.
15. Результаты разгонки занести в отчет.
16. Построить график фракционного состава топлива. Для этого по горизонтальной оси откладывают значения температур перегонки, а по вертикальной — соответствующие им значения объемов испарившегося топлива. На пересечении перпендикуляров, восстановленных из отложенных на осях значений, получатся точки кривой графика разгонки бензина или графика его фракционного состава
17. Вычитая из количества бензина, залитого в колбу, количество бензина, находящегося в мерном цилиндре, и остаток в колбе, получают потери при перегонке.
18. Результаты проведенного исследования необходимо занести в таблицу 4 и, используя их, построить кривую перегонки (рис. 5) и заполнить итоговую табл. 5.
Таблица 1.4
Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 103 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |