Бензины

Воспользовавшись табл.8 "Основные показатели автомобильных бензинов" (ист.1) я по октановому числу, определяемому по моторному методу, определила, что в данном задании речь идет о бензине АИ-93. Для сравнения характеристик по ГОСТ 2084-67 и имеющихся в задании данных я сделала таблицу 1.

Табл. 1. Сравнение характеристик заданного бензина с нормами стандарта по ГОСТ 2084-67

Показатели АИ-93

Положенное значение по ГОСТу Фактические значения по заданию

Детонационная стойкость:

октановое число, определяемое по моторному методу

85

85

Фракционный состав:

Температура начала перегонки, не ниже: л 35 40

Температура перегонки 10%, не выше: л 70 84

з 55

Температура перегонки 50%, не выше: л 115 158

з 110

Температура конца перегонки, не выше: л 195 220

з 185

Давление насыщенных паров, мм рт.ст., не более: л

500

220

з 500-700

Кислотность, мг КОН, не более: 3 1

Содержание фактических смол, мг на 100 мл, не более:

5-7

36

Содержание серы, %, не более: 0,15 0,3%

Примечание: л и з – обозначают соответственно летний и зимний бензины.

Бензин АИ-93 предназначен для использования на моделях двигателей легковых автомобилей ("Жигули", "Москвич-412", ГАЗ-24 "Волга") и частично на существующих (Урал-375) и перспективных двигателей автомобилей.

В заводской инструкции на автомобиль указывается марка бензина, на котором двигатель прошел длительные заводские испытания и который является для него основным топливом.

Автомобиль можно эксплуатировать и на других марках автомобильных бензинов, имеющих более высокие антидетонационные свойства. При этом следует иметь ввиду, что существенного улучшения работы двигателя в случае таких замен не происходит, а стоимость более высокооктановых бензинов всегда выше, чем низкооктановых.

При использовании бензинов с высоким октановым числом на двигателях с небольшой степенью сжатия наблюдались перегары клапанов и другие неполадки в работе.

Применение бензинов с более низкой детонационной стойкостью, чем указано в инструкции на автомобиль, недопустимо, т.к. это ведет к возникновению детонации и прогару прокладки головки цилиндров, увеличению износов, а иногда и поломке деталей.

Поэтому применение данного бензина на автомобиле FORD Mondeo недопустимо, т.к. в техническом паспорте указывается в качестве рекомендованного бензин А-95, который обладает большей детонационной стойкостью, чем АИ-93.

Дальше будет рассмотрено, как конкретные характеристики бензина будут влиять на работу машины в целом. Я буду рассматривать по характеристикам и по возможным неполадкам одновременно.

Анализ фракционного состава

Фракционный состав – один из важнейших показателей качества автомобильных бензинов. От фракционного состава бензина зависят такие характеристики двигателя, как легкость и надежность пуска, длительность прогрева, приемистость автомобиля и другие эксплуатационные показатели.

Фракцией называют часть бензина, выкипающую в определенных температурных переделах. Содержание в бензине тех или иных фракций характеризуют его фракционным составом.

Фракционный состав бензинов должен быть таким, чтобы обеспечить

- быстрый разгон автомобиля,

- минимальный расход топлива,

- равномерное качественное и количественное распределение смеси по цилиндрам двигателя,

- минимальный износ цилиндро-поршневой группы.

Климатические особенности эксплуатации автомобилей в различных районах страны в разное время года выдвигают два основных требования к фракционному составу бензинов

- обеспечение надежного пуска двигателя при низких температурах воздуха и

- предотвращение нарушений в работе системы питания двигателей, связанных с частичным испарением бензина при высоких температурах воздуха.

Влияние фракционного состава на пусковые свойства холодного двигателя

Трудности пуска холодного карбюраторного двигателя в зимнее время при низких температурах окружающего воздуха обуславливаются тремя основными причинами:

- ухудшением испаряемости бензина,

- возрастанием вязкости смазочного масла,

- понижением емкости и напряжения аккумуляторных батарей.

Кроме этих основных причин, пуск холодного двигателя затруднен вследствие увеличения утечек горючей смеси через неплотности, более интенсивной теплоотдачи в стенки камеры сгорания, низкой температуры нагрева смеси после сжатия.

При пуске двигателя испаряемость бензина во впускной системе ухудшается как за счет низкой температуры бензина, так и за счет плотного распиливания его при малых скоростях воздуха в диффузоре.

Содержание низкокипящих фракций, которые, испаряясь во впускном трубопроводе, создают тепловоздушную смесь, способную к воспламенению от искры, в современных бензинах контролируется величиной давления насыщенных паров и температурами начала перегонки и перегонки 10% бензина.

Предельная температура, при которой возможен пуск холодного двигателя, определяется по следующей зависимости:

t = 0,5*t10% - 50,5 + (tн – 50)/3,

t – минимальная температура воздуха, при которой возможен пуск двигателя, 0С;

t10% - температура перегонки 10% бензина, 0С;

tн – температура начала перегонки, 0С.

Для данного топлива минимальная температура воздуха, при которой возможен пуск двигателя, равна –12 0С.

Применительно к Санкт-Петербургу, это очень маленькое значение, что приведет к серьезным проблемам запуска холодного двигателя.

Проанализируем еще одну характеристику фракционного состава – давление насыщенных паров.

Зависимость температуры возможного пуска двигателя от давления насыщенных паров изображено на рисунке 1.

Снижение давления насыщенных паров ниже 250 мм рт. ст. сопровождается резким ухудшением пусковых свойств.

Температура воздуха, 0С

Пуск холодного двигателя возможен

Холодный

двигатель не пускается

-4

-8

-12

-16

-20

-24

-28

150 200 250 300 350 400 450 500 550

Давление насыщенных паров, мм рт. ст.

Рис. 1. Зависимость температуры воздуха, при которой возможен пуск двигателя, от давления насыщенных паров бензинов

Как видно из рисунка, при заданном в условии давлении насыщенных паров (220 мм рт. ст.), минимальная температура воздуха, при которой возможен пуск двигателя, равна приблизительно -13 0С. Т. е. Если температура воздуха будет ниже – холодный двигатель не запуститься. Соответственно, вывод – использование этого бензина зимой сопровождается плохим запуском холодного двигателя.

Влияние фракционного состава на обледенение карбюратора

Испарение бензина во впускной системе двигателя сопровождается понижением температуры топливно-воздушной смеси вследствие того, что тепло, необходимое для испарения бензина (теплота испарения), отнимается от воздуха, в котором происходит испарение, и от металлических деталей впускной системы. Отмечено, что при температуре окружающего воздуха +7,5о С температура дросселя через 2 минуты после пуска двигателя снижается до –14о С.

Исследованиями установлено, что снижение температуры во впускной системе двигателя зависит от испаряемости бензинов.

Вследствие понижения температуры топливно-воздушной смеси влага, находящаяся в воздухе, вымерзает и конденсируется на холодных деталях впускной системы, образуя корочки льда.

Обледенение дросселя ведет к уменьшению проходного сечения для воздуха. На малой частоте вращения коленчатого вала при неполной нагрузке на двигатель количество поступающей топливно-воздушной смеси уменьшается, частота вращения коленчатого вала двигателя снижается, появляются перебои в работ, сопровождающиеся тряской всего двигателя. В особо неблагоприятных случаях дроссельная заслонка может примерзнуть к диффузору и двигатель остановиться.

Образование льда на жиклерах нарушает нормальное истечение бензина, обедняет горючую смесь и ведет к нарушению процесса смесеобразования.

Степень обледенения карбюратора зависит от температуры и влажности воздуха, конструкции впускной системы, испаряемости бензина и величины скрытой теплоты испарения наиболее легких фракций бензина.

Наиболее "благоприятные" условия для обледенения карбюратора создаются в холодный сырой день, во время дождя или тумана. Наибольшее количество перебоев в работе двигателя вследствие обледенения карбюратора наблюдается при 100-% относительной влажности и температуре окружающего