Reja: Dvigatel yoqilg'isi haqida umumiy ma'lumot

1-Mavzu. Zamonaviy avtoulovlar uchun motor yoqilg'isi

Reja:

1. Dvigatel yoqilg'isi haqida umumiy ma'lumot

2. Avtomobil benzinlari

3. Dizel yoqilg'isi
1. Dvigatel yoqilg'isi haqida umumiy ma'lumot Dunyo kuniga o'rtacha 94-95 million barrel neftdan foydalanadi. Dvigatel yoqilg'isining asosiy tarkibiy qismi uglerod (yonish issiqligi - 33,65 MJ / kg) va vodorod (yonish issiqligi - 142 MJ / kg). Sof kalorifik qiymatini taqqoslash ekvivalent yonilg'i uchun (29,3 MJ / kg va 29,3 MJ / Nm3) amalga oshiriladi. Ma'lumki, dvigatelga har xil turdagi yoqilg'ini etkazib berish masalasini tahlil qilish va ularning quyidagi xususiyatlarini hisobga olmasdan hal qilish mumkin emas:

- Ic qoida tariqasida dvigatelning ishlashini, shuningdek yoqilg'i ta'minoti yoki elektr ta'minoti tizimining xususiyatlarini aniqlaydigan fizik-kimyoviy;

-Yonish jarayonining sifati va tabiatini va umuman dvigatelning ish jarayonini aniqlaydigan energiya (issiqlik muhandisligi);

- Fuel yoqilg'i olish, tashish, yoqilg'i quyish, saqlash sharoitlari bilan bog'liq bo'lgan gaz-dinamik va texnologik-ishlab chiqarish xususiyatlari;

- zaharli, atrof muhitga ta'sir etuvchi (OS).

Yoqilg'i turiga bo'lgan asosiy talablar:

Bug'lanish - fraksiya tarkibi va to'yingan bug 'bosimi bilan baholanadi.

Yonuvchanlik va yonuvchanlik - ateşleme harorati va konsentratsiyasi chegaralari, avtoulovning harorati, yonish issiqligi, detonatsiyaga qarshilik, qattiq ishlashning etishmasligi, ko'rsatkich xususiyatlari.

Yonish jarayonida preflame oksidlanish va yonish reaktsiyalarining turli bosqichlari bir vaqtning o'zida sodir bo'lishi mumkin, ularni batafsil o'rganish qiyin. Masalan, suyuq yoqilg'ining bug'lanishi, bug'larini havo bilan aralashtirish, bug'lanish uchun zarur bo'lgan issiqlik yonish zonasidan olinadi. Yonishning to'liq nazariyasi hali yaratilmagan.

Uglevodorodlarni va ularning aralashmalarini yoqish kimyosi etarlicha o'rganilmagan. Shu bilan birga, katta miqdordagi eksperimental materiallar to'plangan, bu mavjud nazariyalar bilan bir qatorda ko'p hollarda yonish jarayonini boshqarish, issiqlik dvigatellarining muhandislik hisob-kitoblarini amalga oshirish va yoqilg'idan foydalanish samaradorligini oshirish choralarini ishlab chiqish imkonini beradi. Yoqilg'i yonishini o'rganayotganda ikkita jarayon ajralib turadi: otish jarayoni (yonishning boshlanishi) va olov tarqalishi jarayoni.

Yonuvchan aralashmani yoqish uchun aralashmaning ma'lum bir hajmidagi kimyoviy reaktsiyalarning boshlang'ich tezligini ta'minlash uchun etarli miqdordagi energiya etkazib berish kerak, bunda issiqlik chiqishi reaktsion aralashmaning devorlarga yoki atrofdagi sovuq aralashmaga issiqlik chiqarish tezligidan oshib keta boshlaydi. Ateşleme o'z-o'zidan (o'z-o'zidan yonish) yoki majburiy ravishda ateşleme mumkin. Ikkala usul ham pistonli dvigatellarda qo'llaniladi.

Olov tarqalishining pastki (yuqori) kontsentratsiyasi chegarasi yonuvchan moddaning (gaz, yonuvchi suyuqlik bug'lari) oksidlovchi (havo, kislorod va boshqalar) bilan bir hil aralashmada olov har qanday aralashma orqali tarqalishi mumkin (ochiq olov, uchqun chiqishi).

Nasos qobiliyati - yopishqoqlik-harorat xususiyatlari, tozalik ko'rsatkichlari, filtrlanuvchanlik, sirt faol moddalarning tarkibi;

Konlarni shakllantirish tendentsiyasi - uglerod, qatronlar va laklarning shakllanishi ehtimoli va intensivligi, issiqlik va kimyoviy barqarorlik;

Korozyon faolligi va metall bo'lmagan materiallar bilan muvofiqligi - kislotalilik, oltingugurt miqdori, vodorod sulfidi, suvda eriydigan kislotalar, rezina, mastiklar, qistirmalar va diafragmalarga ta'sir qilish;

Himoya qobiliyati - bu yoqilg'i mavjud bo'lganda agressiv vosita bilan aloqa qilganda materialni korroziyadan himoya qilish va birinchi navbatda suv kirganda metallarni elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish qobiliyati;

Kiyimlarga qarshi xususiyatlar - yopishqoqlik va moylash;

Sovutish xususiyatlari - issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligi;

Atrof-muhit xususiyatlari yoqilg'ining va uning yonish mahsulotlarining odamlarga va atrof-muhitga ta'sirini tavsiflaydi. Ushbu mulkni baholash yoqilg'i va uning yonish mahsulotlarining toksikligi va yong'in xavfi ko'rsatkichlariga asoslanadi.

Yoqilg'ining kimyoviy barqarorligi - bu ularning oksidlanishga chidamliligini va foydalanish sharoitida - dvigatel yonilg'i tizimida saqlash, saqlash vaqtida ularning xususiyatlarini saqlab qolish qobiliyatini tavsiflaydi.

Qoida tariqasida, yoqilg'ini ishlab chiqarishdan dvigatelda uni ishlatishga qadar kamida bir necha oy davom etadi va yoqilg'i zaxiralarini ko'paytirish kerakligini hisobga olgan holda, hatto bir necha yil kerak bo'ladi. Bu vaqt ichida yoqilg'ida kimyoviy o'zgarishlar muqarrar ravishda yuz beradi, ammo ular dvigatelning ishlashida aks etmasligi kerak. Yoqilg'ining kimyoviy barqarorligi haqiqiy qatron miqdori (100 ml boshiga mg) yoki indüksiyon davri davomiyligi (minutda) bo'yicha baholanadi.

Tashqi omillar ta'siri ostida yoqilg'ilarni tashish, saqlash va ulardan foydalanish jarayonida ularning ishlash xususiyatlari o'zgaradi. Yoqilg'i yoqilg'isining asl holatini saqlab turish yoki foydalanish xususiyatlarini ruxsat etilgan chegaralar ichida o'zgartirish qobiliyati yoqilg'ining barqarorligi yoki qat'iyatliligi deb nomlanadi. Tashqi omillar jismoniy yoki kimyoviy bo'lishi mumkin. Bunga qarab, yoqilg'ining fizik va kimyoviy barqarorligi ajralib turadi, ba'zi hollarda biologik barqarorlikni ham hisobga olish kerak.

Yoqilg'ining jismoniy barqarorligi - yoki saqlash vaqtida kam qaynashga ega bo'lgan fraktsiyalarni ushlab turish qobiliyati asosan uning to'yingan bug'larining egiluvchanligi bilan belgilanadi. O'z navbatida, bug 'bosimi yonilg'ining tarkibiga bog'liq bo'lib, uning tarkibidagi ba'zi uglevodorodlarning miqdori aniqlanadi. Bu massaning yo'qolishi, bir xillikning buzilishi va yonilg'ida alohida fazalarning shakllanishi bilan tavsiflanadi.

Shu bilan birga, kristallanish, qotish, bug'lanish, namlikni yutish va bo'shatish jarayonlari sodir bo'ladi. Bug 'bosimi yoqilg'ining jismoniy barqarorligini tavsiflaydi, bu bosim qanchalik yuqori bo'lsa, yonilg'ining tashish va saqlash paytida yo'qotishlarni bug'lanish tendentsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi. Yuqori bug 'bosimi, shuningdek 10% yoqilg'ining past qaynashi yonilg'i tizimida bug' qulflari paydo bo'lishiga va dvigatel karbüratörünün muzlanishiga olib kelishi mumkin.

Yoqilg'ining energiya xususiyatlari. Dvigatelning kuchi ko'plab omillarga bog'liq, shu jumladan yoqilg'ining kalorifik qiymati:

bu erda pe - o'rtacha samarali bosim;

τ - dvigatelning aylanish tezligi;

i - silindrlarning soni;

R - gaz doimiysi;

Xu - bu yonilg'i yonishining eng past issiqligi;

a - ortiqcha havo koeffitsienti;

ηi - ko'rsatkichlar samaradorligi;

pk - kirish joyidagi bosim (kuchaytirish);

Tk - kirish joyidagi harorat;

ην - mexanik samaradorlik;

bu 1 kg yoqilg'ini yoqish uchun nazariy jihatdan talab qilinadigan havo miqdori.

2. Avtomobil benzinlari Benzinlar - bu 35-200 ° S harorat oralig'ida qaynab turadigan va ichki yonish dvigatellarida ishlatishga mo'ljallangan yoqilg'i (suyuq uglevodorod guruhlari). Maqsadiga qarab benzinlar avtomobil va aviatsiya turlariga bo'linadi.

Benzinning asosiy ko'rsatkichlari taqillatishga qarshilik, to'yingan bug 'bosimi, fraksiyonel tarkibi, kimyoviy barqarorlik va boshqalar. So'nggi yillarda neft yoqilg'isi sifatiga ekologik talablarning kuchayishi benzin tarkibidagi aromatik uglevodorodlar va oltingugurt birikmalarining tarkibini cheklab qo'ydi.

Avtomobil benzini neft fraktsiyasi deb ataladi, bu uglevodorodlar aralashmasi bo'lib, u 40 dan 200 ° S gacha bo'lgan haroratda qaynaydi.


Benzinga quyidagi talablar qo'yiladi: - hosil bo'lgan aralashmaning dvigatellarda normal va to'liq yonishini ta'minlash (portlashsiz); - kerakli kompozitsiyaning yonuvchan aralashmasini shakllantirish; - elektr ta'minoti tizimiga uzluksiz etkazib berishni ta'minlash; - dvigatel qismlariga korroziv ta'sir etishmasligi; - dvigatelda cho'kmalarning engil shakllanishi; - saqlash va tashish paytida fazilatlarni saqlash.
1.1 taqillatishga qarshilik Oktan raqami Knock - bu g'ayritabiiy yonish, bu ko'pincha havo / yoqilg'i aralashmasining o'z-o'zidan yonishi natijasida eshitiladigan ovoz chiqaradi. Ishchi aralashmaning normal, portlashi va issiq yonishini farqlang. Benzinning normal yonishi bilan olov tarqalish tezligi 25 ... 35 m / s ni tashkil qiladi. Ma'lum bir sharoitda yonish portlashi, portlashi mumkin, bunda olov 1500 ... 2500 m / s tezlikda tarqaladi. Natijada paydo bo'lgan portlash to'lqinlari silindr devorlaridan bir necha bor aks etib, o'tkir qo'ng'iroqli metall tovushlarni, dvigatel tebranishini keltirib chiqaradi, vaqti-vaqti bilan chiqindi gazlarda qora tutun va sariq alanga paydo bo'ladi.
Dvigatelning kuchi pasayadi va uning qismlari qizib ketadi. Haddan tashqari issiqlik natijasida qismlarning aşınması kuchayadi, yoriqlar paydo bo'ladi, pistonlar va valflar yonadi.

Portlashsiz yonish uchta asosiy usulda amalga oshiriladi: neftni qayta ishlashning eng yuqori oktanli ikkinchi darajali mahsulotlaridan asos sifatida foydalanish yoki ularning tijorat benzinlarida ularning ulushini oshirish; tijorat benzinlarida yuqori oktanli komponentlardan foydalanish; taqillatishga qarshi qo'shimchalardan foydalanish.

Oktan raqami ([iso] oktan dan) yonilg'i dvigatellari uchun yonilg'ining portlash qarshiligini (yoqilg'ining siqilish paytida o'z-o'zidan yonishiga qarshi turish qobiliyatini) tavsiflovchi ko'rsatkichdir. Raqam n-heptan bilan aralashmasidagi izooktan (2,2,4-trimetilpentan) tarkibiga (hajmi bo'yicha foizda) tengdir, bunda ushbu aralash standart sinov sharoitida tekshirilayotgan yoqilg'iga detonatsiyaga chidamliligi bilan tengdir. Aniqlash uslubiga qarab tadqiqot oktan soni (RON) va dvigatel oktan raqami (RON) o'rtasida farq bor, RON va RON o'rtasidagi farq yoqilg'iga sezgirlik deb ataladi.

Haqiqiy ish sharoitida yoqilg'ining taqillatishga chidamliligini tavsiflash uchun haqiqiy oktan raqami (skameykada dvigatel sinovlarida) va yo'l oktan raqami (to'g'ridan-to'g'ri mashinada yo'lda sinovlarda) ishlatiladi.


Tadqiqot oktan raqami (RON) - bu xalqaro standartda belgilangan sharoitda ishlaydigan standartlashtirilgan CFR dvigatelida sinovdan o'tkazilganda, urish tezligini ma'lum tadqiqot oktan raqamining dastlabki mos yozuvlar yoqilg'ilarining urish tezligi bilan taqqoslash natijasida olingan yoqilg'i uchun taqillatishga qarshilikning sonli darajasi. UIT-65 yoki UIT-85 deb nomlanadigan o'zgaruvchan siqilish koeffitsientiga ega bo'lgan bitta silindrli birlikda 600 aylanish / min tezlikda krank mili, qabul qilish havosining harorati 52 ° C va tutashuv vaqti 13 ° da aniqlanadi. Bu benzinning past va o'rta yuklarda o'zini qanday tutishini ko'rsatadi.

Dvigatel Oktan raqami (MON) krank mili tezligi 900 rpm, qabul qilish harorati 149 ° C va o'zgaruvchan ateşleme muddati bo'lgan bir silindrli birlikda ham aniqlanadi. RHM RHM ga qaraganda pastroq qiymatlarga ega. OCHM yuqori yuklarda benzinning harakatini tavsiflaydi. Dvigatelning qisman tezlashishi va dvigatelning yuk ostida ishlashi, tepalikka haydash va hk. Yuqori tezlikka va portlashga ta'sir qiladi.

Avtomobil dvigatelining ishlatilgan OCHM benzinlarining portlash qarshiligiga bo'lgan talablari uning konstruktiv xususiyatlari kompleksi bilan belgilanadi, ular orasida siqilish nisbati (ε) va silindr diametri (D) eng katta ahamiyatga ega. Ushbu uchta ko'rsatkich o'rtasida quyidagi empirik munosabatlar o'rnatildi

TBM = 125,4 - 413 / ε + 0,183D

Fraksiyonel tarkibi Benzinlarning boshlang'ich xususiyatlari ularning fraksiyonel tarkibi va to'yingan bug 'bosimi bilan tavsiflanadi. Benzinning boshqa fizik xususiyatlari aralashmaning paydo bo'lishiga ma'lum ta'sir ko'rsatadi:

• bug'lanishning yashirin issiqligi (o'zgaruvchanlik)

• bug 'tarqalish koeffitsienti

• yopishqoqlik

• sirt tarangligi

• issiqlik quvvati

• zichlik

Yoqilg'ilarning eng muhim ishlash xususiyatlari ularning fraksiyonel tarkibi bilan bog'liq. Benzinning fraksiyonel tarkibi dvigatelning boshlanishiga va uni isitish vaqtiga ta'sir qiladi; bug 'vilkalarining paydo bo'lishi yoki karbüratörün muzlashidan kelib chiqqan dvigatelning ishlashidagi uzilishlar; dvigatelning gazga javob berishi; yoqilg'i va moy iste'moli; dvigatel kuchi; uglerodli qatlamlarning hosil bo'lishi, shuningdek, ma'lum darajada, ishqalanadigan qismlarning aşınması. Fraksiyonel tarkibiga qarab, motor benzinlari qish va yozga bo'linadi: qish uchun barcha qaynash nuqtalari yozga qaraganda pastroq. Bu qishda past haroratlarda dvigatellarni ishga tushirishni ancha osonlashtiradi va yozda issiq mavsumda bug 'qulflanishi xavfini kamaytiradi.

3. Dizel yoqilg'ilari

Fizik-kimyoviy va termofizik xususiyatlari Dizel yoqilg'isi - bu siqilgan ateşlemeli pistonlu motorlar uchun yoqilg'i. Ushbu dvigatellarda purkash va purkash 7000 C dan yuqori qizigan havoda sodir bo'ladi. Dizel yoqilg'isi - bu harorat oralig'ida qaynaydigan neft fraktsiyasi - 180 ... 3600 C va tarkibida asosan parafinli va naftenik uglevodorodlar va ozgina miqdorda aromatik uglevodorodlar mavjud.

Dizel yoqilg'isi kerosin-gaz moyi fraktsiyalaridan moyni distillash orqali olinadi.

Dizel yoqilg'isi:

a) har qanday haroratda doimiy ravishda dvigatel tsilindrlariga oqadi, ya'ni. yaxshi nasosga ega bo'ling, aralashmaning yaxshi hosil bo'lishini va dvigatelning oson ishga tushirilishini ta'minlang (nozik purkagich bilan ta'minlang);

b) osongina yonadi va silliq yonadi, dvigatelning yumshoq va tutunsiz ishlashini ta'minlaydi, ya'ni. bilvosita setan raqami (CN) bilan belgilanadigan qisqa tutashuv kechikish davriga ega bo'ling;

v) minimal miqdordagi uglerod qatlamlari, konlari hosil bo'lishi va korroziyaga olib kelmasligi;

d) minimal toksik bo'lishi.

Dizel yoqilg'isi arzonroq, dizel dvigatellarda o'rtacha yoqilg'i sarfi karbürator dvigatellariga qaraganda 25-30% kam. Dizel dvigatellarning yuqori ishonchliligi va samaradorligi ularning keng qo'llanilishini oqlaydi va bu dunyo bozorida yiliga million tonnani tashkil etadigan dizel yoqilg'isiga bo'lgan talabni keltirib chiqaradi. Bunday hajmlar nafaqat dizel yoqilg'isi - neft uchun asosiy xom ashyo ishlab chiqarishni ko'payishini rag'batlantiradi, balki uni qayta ishlash jarayonining texnologik bazasini rivojlantirishni tezlashtiradi.

Dizel yoqilg'isining asosiy ko'rsatkichlari:

- dvigatelning yuqori quvvatini va iqtisodiy ko'rsatkichlarini aniqlaydigan setan raqami;

- dvigatel chiqindi gazlarining yonishini, tutunini va toksikligini to'liqligini aniqlaydigan fraksiyonel tarkibi;

- yopishqoqligi va zichligi, yoqilg'ining normal ta'minlanishini, yonish kamerasida atomizatsiya va filtrlash tizimining ishlashini ta'minlaydi;

- salbiy muhit haroratida elektr ta'minoti tizimining ishlashini va yoqilg'ini saqlash sharoitlarini aniqlaydigan past haroratli xususiyatlar;

- dvigatelning qo'pol va mayda filtrlari va silindr-piston guruhining ishonchliligini tavsiflaydigan tozaligi darajasi;

- dizel dvigatellarida yoqilg'idan foydalanish xavfsizligi shartlarini belgilaydigan yonish nuqtasi; - uglerod hosil bo'lishini, korroziyasini va aşınmasını xarakterlovchi oltingugurt birikmalari, to'yinmagan uglevodorodlar va metallarning mavjudligi.

Yonuvchanlik. Setan raqami Dizel yoqilg'isining asosiy xarakteristikasi uglevodorod tarkibiga qarab o'z-o'zini yoqish qobiliyatidir va setan raqami (CN) bilan belgilanadi. Setan (C16H34) maksimal setan soni 100 ga teng bo'lgan mos yozuvlar yoqilg'isi sifatida qabul qilindi. Minimal, nol setan raqamiga ega ma'lumot a metilnaftalin (C16H7CH). Bunda setan setan soni 100 ga teng, a-metilnaftalin esa 0 ga teng.

Yuqori CN bo'lgan uglevodorodlarning portlash qarshiligi past. Shundan kelib chiqqan holda, yoqilg'ining markaziy chastotasining uning umumiy chastotasiga empirik bog'liqligi kelib chiqdi

CN = 60 - OCH / 2.

Setan soni benzinlarning oktan soniga o'xshash tarzda aniqlanadi. Dvigatel usuli bo'yicha sinov yoqilg'isi dizel boshli bitta silindrli dvigatelda sinovdan o'tkaziladi, tegishli yonilg'i aralashmasi tanlanadi va setan raqami avtoulov haroratining tasodifiyligi bilan aniqlanadi. Odatda 45-55 gacha.