ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испаряемость, воспламенение и сгорание горючего из "Автомобиль и экология " Испаряемость характеризует способность горючего к образованию паровой фазы над поверхностью жидкости и перемещению паров в окружающей среде. [c.40] Нормальная работа современного двигателя обеспечивается при сгорании топлива в короткий срок, исчисляемый 0,002...0,004 с. Для столь малого времени сгорания топливо должно быть подготовлено во-первых, полностью переведено из жидкого состояния в парообразное и, во-вторых, должно быть определенное соотношение паров горючего и воздуха. Если в рабочей смеси, поступающей в цилиндр двигателя, часть бензина к моменту воспламенения остается в жидком состоянии (в виде капель), сгорание затягивается, так как оно происходит только с поверхности капли. В результате рабочая смесь догорает уже в конце такта расширения или даже в такте выхлопа, вследствие этого увеличивается отдача тепла стенкам цилиндров, двигатель перегревается, а мощность и экономичность снижаются. При наличии к моменту сгорания большого количества неиспарившегося бензина состав рабочей смеси не соответствует оптимальному значению, которое обеспечивает нормальную. работу двигателя на данном режиме. [c.40] Полнота испарения бензина определяется скоростью испарения, обусловленной его физическими свойствами, а также конструкционными и эксплуатационными факторами. [c.40] Кроме этого, испаряемость бензинов влияет на легкость запуска, продолжительность прогрева, приемистость и устойчивость двигателя. Испаряемость бензинов характеризуют такие его физические показатели, как фракционный состав, давление насьпценных паров, теплопроводимость, теплоемкость, поверхностное натяжение и теплота испарения. [c.40] Эти зависимости могут быть представлены и графически. [c.41] Следует, однако, указать на большую условность этих зависимостей, так как здесь мало учтены факторы конструкции камеры сгорания и впускной системы двигателя, вязкости применяемого моторного масла и др. У бензинов летнего вида температура кипения 10% нормируется не выше 70 С, а зимнего вида - ЗЗ С. Используя приведенные зависимости, можно считать, что бензины зимнего вида мохуг обеспечить запуск холодного двигателя без предварительного подогрева в условиях температур до -30°С. Продолжительность прогрева определяется интервалом времени от пуска двигателя до выхода на тепловой режим, обеспечивающий дальнейшую эксплуатацию. Прогрев считают законченным и двигатель готовым к работе под нагрузкой, когда на режиме холостого хода достигнуто практически полное испарение бензина во впускном трубопроводе. При этом температура горючей смеси повышается за счет начавшегося обогрева впускного коллектора и достигает около впускных клапанов 30...35°С. [c.42] На продолжительность прогрева наряду с конструктивными факторами особенно сильное влияние оказывает средняя температура перегонки бензина, которая условно оценивается температурой перегонки 50% фракции. Чем ниже эта температура, тем легче и полнее происходит испарение бензина при низких температурах, тем быстрее прогревается двигатель (таблица 3.1). [c.42] Поэтому для экономии горючего и сокращения продолжительности прогрева двигателей в зимнее время необходимо утеплять капоты и прикрывать жалюзийные решетки радиаторов. [c.42] Наряду с продолжительностью прогрева температура перегонки 50% фракции сильно влияет и на приемистость двигателя, т.е. быстроту перехода двигателя на режим максимальной мощности. При резком открьггии дроссельной заслонки тепловой режим двигателя нарушается за счет поступления во впускной трубопровод большого количества горячего и холодного воздуха, вследствие чего температура во впускном трубопроводе снижается, и испарение бензина ухудшается. Горючая смесь оказывается обедненной. При чрезмерном обеднении смеси двигатель вообще может заглохнуть. Для восстановления теплового равновесия требуется некоторое время. Чем ниже средняя температура перегонки бензина, тем быстрее (при прочих равных условиях) восстановится тепловое равновесие и необходимый состав горючей смеси, а двигатель выйдет на режим максимальной мощности. [c.43] Неиспарившийся бензин способствует повышенному износу двигателя за счет смывания масла с зеркала цилиндра и снижения вязкости моторного масла в картере (таблица 3.2). [c.43] что наибольшее разбавление масла в картере, а следовательно, и максимальный износ наблюдается у непрогретого двигателя. [c.43] Следует иметь в виду, что по мере износа двигателя, особенно цилиндропоршневой группы, расход топлива сильно увеличивается. [c.44] Давление насыщенных паров. В некоторых случаях подача топлива может быть затруднена или вообще прекратиться из-за образования в топливной системе паровых или паровоздушных пробок. О склонности топлива к образованию паровых и паровоздушных пробок судят по давлению его насыщенных паров. Чем выше давление насыщенных паров, тем ингенсивнее испаряется топливо. В случае, если давление насыщенных паров сравнивается с внешним давлением, топливо вскипает. [c.44] Поскольку величина давления насьпценных паров зависит от температуры, с повышением температуры увеличивается опасность возникновения паровых и паровоздушных пробок. По этой причине в автомобильных бензинах летнего вида, предназначенных для применения в условиях повышенных температур, давление насыщенных паров ограничено 500 мм рт.ст., в то время как зимнего вида - 700 мм рт.ст. При эксплуатации автомобилей в горных условиях и особенно самолетов при больших высотах полета опасность образования паровых и паровоздушных пробок еще больше увеличивается. [c.44] Теплота испаренш. Количество тепла, необходимое для перевода жидкости в пар, называют теплотой испарения (иногда теплотой парообразования). Теплота испарения жидкостей изменяется с температурой, незначительно убывая при средних температурах и очень сильно вблизи критической температуры, при которой она становится равной нулю. [c.45] Удельная теплота испарения, т.е. отнесенная к единице массы жидкости, для углеводородов и их смесей уменьшается с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. При одной и той же молекулярной массе углеводородов наибольшие значения теплоты парообразования имеют ароматические и ацетиленовые углеводороды, наименьшие - алканы и олефины нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Углеводороды изомерного строения каждого класса имеют более низкую теплоту испарения, чем углеводороды нормального строения. Высокое значение теплот испарения имеют такие ассоциированные жидкости, как спирты, молекулы которых обладают полярностью. [c.45] В процессах смесеобразования испаряющееся топливо и газовая среда движутся относительно друг друга, при этом достаточно небольшого движения воздуха, чтобы количество испаряющейся в него жидкости резко возросло. Установлено, например, что коэффициент диффузии паров бензина в воздух увеличивается, почти в 5 раз при изменении скорости потока воздуха от нуля до 80 м/с. [c.45] При испарении в неподвижный воздух скорость испарения определяется скоростью диффузии паров в окружающее пространство. При высоких скоростях воздушного потока и турбулентном режиме его течения скорость диффузии уже не имеет решающего значения в таких условиях скорость испарения зависит от скорости движения вихрей. Испарение при этом идет в условиях вынужденной конвекции. [c.45] В соответствии с законом Дальтона скорость испарения жидкости прямо пропорциональна поверхности испарения. Чтобы ускорить процесс смесеобразования, жидкое топливо в двигателях распыливают на мельчайшие капли. Поверхность испарения, а следовательно, и скорость испарения в этом случае резко возрастают. [c.45] Поверхностное натяжение углеводородов зависит от их строения. Наименьшее поверхностное натяжение имеют алканы, наибольшее - ароматические углеводороды. С повьппением температуры поверхностное натяжение углеводородов и их смесей уменьшается. На границе двух фаз поверхностное натяжение зависит от свойств обеих фаз. Для углеводородов поверхностное натяжение на границе с воздухом примерно в 2 раза меньше, чем на границе с водой. [c.46] Вернуться к основной статье