Химмотология

1.5. Дизел ёқилғиси, цетан сони


Дизел двигателдари иш процесси карбюратор двигателларникидан кескин фарқ килади: уларда ёнилғи ҳаво билан бевосита ички ёниш камерасида аралашади.
Сиқилиш натижасида ўз-ўзидан алангаланадиган ички ёнув дизелли двигателларида тўрт тактли иш жараёни учқун билан ёқиладиган двигателларга нисбатан бошқачароқ бўлади. Дизел двигателларда биринчи икки тактда ҳаво сурилиб сиқилади. Ҳавонинг ҳарорати сиқишни охирида 550-650°С га, босим эса 4 МПА гача кўтарилади. Сиқиш жараёнини охирида сиқилган ва қизитилган ҳавога юқори босимда ёқилғи пуркалади (маълум вақт ичида). Ёқилғининг майда томчилари парчаланиб ҳавога тарқалади. Қисқа вақт ичида ўз-ўзидан алангаланади ва тўлиқ ёнади. Ёқилғини пуркаш ва ўз-ўзидан алангаланишини ушлаб туриш даври дейилади. Ҳозирги замон тезюрар двигателларда бу давр 0,002с. Ёқилғини ёниши натижасида газнинг босими 6-10МПА гача етади. Двигателни нормал ишлаши учун босим секин-аста ортиб бориши керак. Тажрибаданг маълумки бу тезлик тирсакли валнинг 1° бурчакка айланганда 0,5 МПА дан ошмаслиги керак. Аксинча двигател тақиллаб, подшипникларга оғирлик жуда ортиб кетади. Двигателда тақиллашни пайдо бўлиши ва уни қаттиқ ишлаши ўз-ўзидан алангаланиш даврини ушланиб қолиш даврига боғлиқ. Бу давр қанча кўп бўлса двигател цилиндрига шунча кўп ёқилғи тушади ва бунинг натижасида кўп ёқилғини бирданига алангаланиши ва ёниш жараёнини портлаш даражасига олиб келади. Газларнинг босими сакраб сакраб ўсади. Охирги икки тактда ишни бажариш газларни кенгайиши натижасида ва ёнганда ҳосил бўлган маҳсулотларни чиқариб ташлаш жараёни бўлади. Тезюрар дизеллар учун ёқилғи сифатида нефтнинг керосин газойль фракцияси қўлланилади. Секин юрувчи ва стационар (обороти кам бўлган) двигателларда мазут типидаги ёқилғилар қўлланилади. Дизел ёқилғиларни ишлатиш жараёнидаги энг муҳим хусусиятлардан бири уларнинг ўз-ўзидан газ алангаланиши ва тез ёнишидир, бундай шароитда двигател юмшоқ ишлайди. Ёқилғини алангаланиш хусусияти уни фракция таркибига боғлиқ. Бу биринчи навбатда ёқилғи компонентларининг ўз-ўзидан алангаланиш ҳарорати 500-600°С. Шунинг учун ароматикаси кўп бўлган маҳсулотларни ёқилғи сифатида ишлатиб бўлмайди. Бунинг аксича парафин углеводородларни ўз-ўзидан алангаланиш ҳарорати анча паст, шунинг учун парафинли нефтлардан олинган дизел ёқилғиси яхши эксплуатация хусусиятига эга. Углеводородларни ва ёқилғиларни алангаланиш хусусиятларини этолон ёқилғи билан таққослаш усули билан лаборатория синов қурилмаларида олиб борилади. Дизел ёқилғиларининг мотор хусусиятларини баҳолаш учун цетан сони тушунчаси киритилган.
Цетан сони деб цетанни a-метилнафталин билан аралашмасини (% ҳисобида) синалаётган ёқилғини ўз-ўзидан алангаланиш ҳароратига эквивалент бўлган сонга айтилади. Цетаннинг (гексадеканнинг С₁₆Н₃₄) цетан сони 100 га тенг деб олинган, метилнафталин эса 0 деб олинади.
Цетан сонларини аниқлаш дизел головкали бир цилиндрли стандарт қурилмасида алангаланишлари бир бирига мос келиш усули билан олиб борилади. Дизел ёқилғиларни цетан сони 40-50 бирлик оралиғида нормаллаштирилган. Цетан сони ёқилғини алангаланиш хусусиятларини кўрсатибгина қолмай балки бошқа хоссаларини ҳам ҳарактерлайди: чунончи: цетан сони қанча юқори бўлса моторни ишга тушириш сифати ортади. Ўз-ўзидан алангаланиш даври кам бўлади. Ароматик углеводородларни цетан сони жуда кам бўлади. Цетан сони энг кўп бўлган углеводородларни нормал тузилишга эга бўлган алканлардир. Алканлар молекулаларининг тармоқланиши цетан сонини пасайишига олиб келади. Углеводород молекуласига қўш боғли углеводород киргизиш ҳам цетан сонини пасайтиради. Тез юрадиган дизеллар учун дизел ёқилғисини фракция таркиби қовушқоқлиги, қотиш ҳарорати, коксланиш, олтингугуртни миқдори, кислоталилиги, таркибидаги сувнинг миқдори асосий хусусиятларига киради.
Дизел ёқилғисининг қотиш ҳарорати катта аҳамиятга эга. Дизел ёқилғисининг ёзги сорти (-10 да) қотади, қишки сорти эса -60⁰С да. Олтингугурт миқдори 0,2-0,5% дан ошмаслиги керак.
Дизел двигателлари - қуввати, поршен ҳаракат тезлиги, тирсакли валлар айланиш частотаси, аралашш ҳосил бўлиш шароитига қараб ҳар хил конструкцияли бўлади.
Тезюрар дизеллар сиқиш даражаси юқори ε=16-20. Уларда цилиндрда 3,0-5,0 МПа га сиқилган ва сиқилиш ҳисобига 600-800°Сгача исиган ҳавога юқори босим насоси остида ишлайдиган форсунка орқали ёнилғи порцияси пуркалади. Цилиндрда ёнилғи иссиқ хаво билан аралашади. Қисқа вақт ичида (тирсакли вал 20-25° бурилгунча) 0,001-0,004 секунд аралашма ҳосил бўлиб ўз-ўзидан алангаланади. Шундай қилиб, дизел двигателларида қиска вакт ичида ёнилғи яхшилаб тўзитилиши, ёниш камерасига берилиши, нссиқ ҳаво билан аралашиши, буғланиши, оксидланиши ва ёниши керак. Двигателлар ишончли ва тежамли ишлаши учун ёнилғи тўғри танланиши, ёнилғи пуркалишини илгарилатиш бурчаги оптимал бўлиши, ёнганда тўлиқ ва батамом ёниши керак.
Дизел двигателли автомобиллар халқ хўжалигининг турли соҳаларида кенг қўлланилмоқда ва ҳозир кўп ишлаб чиқариляпти. Дизеллар карбюраторли двигателларга нисбатан қатор афзалликларга эга бўлгани, яъни тежамлироқ, демак арзонроқ ёнилғида ишлаши, ёнилғи чиқиш хавфи камлиги, (қабул қилувчанлиги юқорироқ) ишончли ва узоқроқ ишлаши туфайли кенг тарқалган.
Дизел ёнилғилари нисбатан қовушқоқ ва нисбатан қийин буғланадиган ёнувчан суюқликдир. Уларнинг таркибида массаси бўйича тахминаи 87% углерод, 15% водород; 0,5% гача олтингугурт, жуда оз миқдорда кислород ва азот бор. Дизел ёнилғисининг зичлиги 0,78-0,86 % г/см³, ёнганда чиқадиган иссиқлиги ўртага 42,5 Мж/кг. Дизел ёнилғиси бензин билан ишлайдиган двигателли автомобилларга қараганда 25-30% тежамли. Дизел двигагелларда ёнганда чиққан иссиқлик катта бўлиб, автомобилларга 600 км ва ундан ортиқ запас йўл юришга имкон беради.
Белгиланган қувват ва тежамкорлик кўрсаткичларида ҳамда ишлатилган газларни тутун билан кам чиқариб двигателнинг ишончли ва узоқ муддат ишлашини таъминлаш учун дизел ёнилғисининг сифати давлат стандартлари талабларига жавоб бериши лозим.