Моторное топливо

Фракции продуктов переработки нефти, выкипающие до 390 °С, используются в качестве моторного топлива в двигателях с внутренним смесеобразованием и воспламенением горючей смеси от нагретого высоким сжатием воздуха (дизелях). Процесс смесеобразования в дизелях в значительной степени предопределяет протекание рабочего процесса в целом, его эффективность и экономичность. Большое влияние на протекание процесса смесеобразования оказывают вязкость и фракционный состав дизельного топлива. Отклонение вязкости дизельного топлива от установленной для данного двигателя вызывает изменение цикловой подачи топлива и фаз впрыскивания (начала, конца и продолжительности подачи топлива).

При увеличении вязкости (при том же положении регулирующего органа) повышается расход впрыскиваемого топлива вследствие уменьшения утечек его через зазоры плунжерной пары в ходе нагнетания. Одновременно возрастает угол опережения впрыскивания топлива. Кроме того, с повышением вязкости ухудшается качество распыливания топлива, увеличиваются неоднородность размеров и средний диаметр капель, а также глубина проникновения факела распыленного топлива в воздушный заряд цилиндра; угол конуса топливного факела уменьшается. Особенно чувствительны к изменению вязкости топлива двигатели с неразделенными камерами сгорания, форма и размеры которых согласованы с формой и направлением факелов топлива. Фракционный состав дизельных топлив оценивают теми же характерными температурами перегонки фракций, что и бензинов.

Температура перегонки 10 % топлива характеризует содержание углеводородов, легко испаряющихся в условиях цилиндра двигателя. Чрезмерное содержание легко - испаряющихся углеводородов увеличивает интенсивность испарения распыленного топлива, и массы подготовленной к воспламенению горючей смеси, что вызывает повышение скорости нарастания давления газов в цилиндре. Работа двигателя при этом сопровождается повышенным механическим шумом, вибрациями и интенсивным износом деталей. Дизельные топлива являются одновременно смазочным материалом для движущихся деталей топливной аппаратуры высокого давления. Для предотвращения чрезмерного износа трущихся пар необходимо применять топливо с определенной минимальной вязкостью.

Температура перегонки 50 % дизельного топлива характеризует равномерность распределения углеводородов, полностью испаряющихся в процессе смесеобразования. Температура перегонки 40 % топлива характеризует содержание в дизельном топливе трудноиспаряющихся углеводородов. При чрезмерном содержании в топливе трудноиспаряющихся углеводородов уменьшается скорость испарения распыленного топлива, что может привести к неполному испарению отдельных капель жидкого топлива и неполноте их сгорания; при этом мощность и экономичность двигателя понижаются, увеличиваются отложение нагара в камере сгорания, дымность и токсичность выпускных газов. Фракционный состав топлива особенно большое значение имеет для высокооборотных двигателей с неразделенными камерами сгорания. Склонность к воспламенению является одним из важнейших показателей качества топлив для дизелей. От нее зависит длительность периода от начала впрыскивания топлива в цилиндр до момента начала подъема давления в нем в результате выделения теплоты при горении топлива — период задержки воспламенения. Топлива с большой склонностью к воспламенению обеспечивают более благоприятное протекание процесса сгорания без резкого повышения давления и появления в связи с этим стуков в цилиндре.

Воспламеняемость дизельных топлив зависит от группового химического состава. Наибольшей склонностью к воспламенению обладают углеводороды нормального парафинового ряда (воспламеняемость цетана принимается за 100 единиц), наименьшей — углеводороды ароматического ряда (воспламеняемость альфа-метилнафталина — 0 единиц); нафтеновые углеводороды по этому свойству занимают промежуточное положение. Склонность к воспламенению дизельных топлив оценивают цетановым числом, которое определяют на специальном двигателе при стандартных условиях испытания.

Источник: двигатели КамАЗ.