Реферат: Одержання та переробка нафтопродуктів
-мати необхідну детонаційну стійкість, яка забезпечує нормальне згоряння палива без детонаційних стуків у двигуні. Ці вимоги є специфічними для бензинів;
-не утворювати нагаровідкладень, що призводять до перегріву та зниженню надійності двигуна;
-не викликати корозії деталей, як при безпосередньому контакті з ними, так і від продуктів згоряння;
-бути стабільним при транспортуванні і зберіганні, тобто не змінювати своїх початкових властивостей;
-не мати шкідливого впливу на людину та навколишнє середовище.
Випаровуваність бензинів
Випаровуваність автомобільних бензинів характеризує швидкість і повнота переходу бензину з рідкого в парообразний стан, обумовлює важливіші експлуатаційні властивості двигунів з примусовим запаленням – умови сумішоутворення і склад пальної суміші, схильність бензину до утворювання парових пробок у паливній системі автомобіля, а також повноту згоряння бензину і ступінь розрідження моторного масла бензиновими фракціями. Вона залежить від фізичних властивостей палива та факторів експлуатаційного порядку – швидкості повітряного потоку, температури і тиску повітря, часу й поверхні випаровування.
До фізичних властивостей бензину відносять: фракційний склад, тиск насичених парів, теплоту випаровування, коефіцієнт дифузії парів, в’язкість, поверхневий натяг, теплоємність і густину. Стандартом випаровуваність регламентована найбільш впливовими на неї показниками – фракційним складом і тиском насичених парів.
Фракційний склад є одним з найважливіших показників якості бензину. Фракційний склад встановлює залежність між кількісним вмістом фракцій палива (у відсотках за об'ємом) і температурою, при якій воно переганяється. Від фракційного складу бензину залежить пуск, час прогріву і прийомистість двигуна, спрацювання деталей циліндро-поршневої групи, витрата палива, масла, токсичність відпрацьованих газів та ін.
Бензини – складна суміш вуглеводнів, які мають різну випаровуваність та википають не при одній температурі, а у широкому інтервалі. Фракційний склад оцінюють за температурними межами його википання і по температурі його окремих фракцій.
Для характеристики фракційного складу у стандарті регламентовані: температура початку кипіння (tп.к. ), температури, при яких переганяється 10, 50 і 90% (t10% , t50% , t90% ) бензину, температура кінця його кипіння (tк.к. ), а також визначають залишок після перегонки і втрати. Усі ці показники у тій чи іншій мірі характеризують бензин у двигуні з іскровим запаленням.
На рис. 1.1 показана крива розгонки бензину та вказані його основні фракції – пускова , робоча і кінцева .
![]() |
Рис. 1.1 Крива фракційної розгонки бензину
В склад пускової фракції бензину входять легкокиплячі вуглеводні, які входять у перші 10% об'єму дистиляту (tп.к. – t10% ). Робочу фракцію складають дистиляти, які википають у межах від 10% до 90% об'єму (t10% – t90% ), і кінцеву фракцію – від 90% об'єму до кінця кипіння (t90% – tк.к. ).
Пускові властивості та схильність до утворення парових пробок визначається температурами початку кипіння tп.к. іперегонки 10% бензину t10% .По температурі t10% роблять висновок про наявність у бензині пускових фракцій, від яких залежить легкість пуску холодного двигуна. Чим нижче ця температура, тим легше і швидше можна запустити двигун, оскільки більша кількість бензину надходитиме в циліндр у вигляді пару.
Це стосується тих бензинів, які використовуються при низьких температурах повітря.
При високій температурі перегонки 10% бензину ускладнюється пуск холодного двигуна, тому що основна кількість бензину подається в циліндр у рідкому стані. Такий бензин розріджує масло, змиваючи його зі стінок циліндрів, і призводить до підвищеного спрацювання деталей двигуна.
Якщо бензин має дуже низькі температури tп.к. і t10% ,то на прогрітому двигуні, особливо у спеку, в системі живлення можуть утворюватися парові пробки, які порушують подачу палива з паливного бака до бензонасоса. Гранична температура пуску карбюраторного двигуна (найменша температура повітря tп , ºС) описується наступною емпіричною залежністю:
.
Після пуску прогрів та прийомистість двигуна(інтенсивність розгону автомобіля до певної швидкості після різкого відкриття дросельної заслінки) обумовлюється робочою фракцією. Чим крутіше підіймається у цій частині крива розгонки, тим одноманітніше паливо і склад горючої суміші по різним циліндрам двигуна, тим краще прийомистість автомобіля і тім стійкіше його робота (рис. 1.2). Якість робочої фракції визначається головним чином температурою перегонки 50% бензину t50% (рис. 1.3) . Чим нижче ця температура, тим легше випаровуються середні фракції бензину, забезпечуючи стійку роботу двигуна на режимі холостого ходу і його добру прийомистість. Із збільшенням часу прогріву підвищуються втрати палива на збагаченій суміші та наступним утворюванням токсичних продуктів у відпрацьованих газах.
Рис. 1.2 Залежність часу прогріву двигуна від фракційного складу бензину
![]() |
Рис. 1.3 Вплив температури t50 на швидкість автомобіля, що розвиває за 6 с розгону при різних температурах повітря
Проте, використання бензину з низькою температурою 50% може привести до зниження коефіцієнту наповнення і потужності двигуна.
Знос та економічність роботи двигуна оцінюєтьсятемпературою перегонки 90% (t90% ) і температурою кінця кипіння (tк.к. ), по яким роблять висновок щодо інтенсивності і повноти згорання робочої суміші, про наявність у бензині важких (хвостових) фракцій. При наявності важких фракцій, бензин випаровується не повністю, що призводить до нерівномірного розподілу пальної суміші між циліндрами, розрідження масла і змиву його зі стінок циліндрів, а також до підвищення спрацювання двигуна і витрат палива. Чим менший інтервал температур, від t90% до tк.к. тим якість палива вища (рис. 1.4).
![]() |
Рис. 1.4 Залежність загального зносу та витрати палива двигуна від температури кінця кипіння tк.к бензину
2. Експлуатаційні властивості та використання автомобільних бензинів (ІІ частина)
Суть нормального та детонаційного згоряння
У двигунах із запаленням від іскри робоча суміш займається в кінці такту стиску. У цей час температура суміші підвищується, але не досягає значень, відповідних температурі займання. Внаслідок іскрового розряду у запалювальній свічці суміш біля неї нагрівається до температури займання і утворюється полум’яне горіння. Згоряння робочої суміші розпадається на дві фази: фазу утворення полум’я горіння та фазу гаряче-полум’яного горіння.
В першій фазі, тривалість якої становить 12…15% від загального часу згоряння суміші, відбувається більш інтенсивне окислення молекул палива, ніж при стиску суміші, за рахунок підігріву від електричної іскри. У першій фазі горіння підвищення тиску практично не відрізняється від підвищення тиску, викликаного стисненням суміші.
У другій фазі реакція горіння прискорюється, і тепло, що виділяється при цьому, нагріває робочу суміш, яка знаходиться попереду полум'я; фронт полум'я переміщується до незгорілих шарів робочої суміші.