Proprietățile Karbyuratsionnye de benzină, sau evaporare. - proprietate complexă care caracterizează modelele de tranziție de combustibil din lichid la vapori. Evaporarea determină curgerea formării amestecului și a proceselor de aprindere, eficiența arderii în motor. Evaporarea afectează uzura motorului, creșterea gradului de lichefiere a uleiului de motor, pierderea de combustibil în timpul de pompare și depozitare îndelungată, precum și creșterea gradului de poluare cu hidrocarburi.
Procesul de formare a amestecului aer-combustibil în motoarele echipate cu diferite sisteme de alimentare cu combustibil, are loc în mod diferit. În carburator, acest proces poate fi reprezentat după cum urmează:
combustibil din camera carburatorului flotor datorită diferenței de presiune curge prin duze, dozare cantitatea acestora și curge din atomizorul dispus în camera de amestecare;
combustibil evadarea este atomizată în picături mici într-un curent de aer care intră în cilindrii motorului prin camera de amestecare a carburatorului;
Se începe evaporarea combustibilului atomizat se extinde în conducta de admisie a motorului. vapori de aer și de combustibil, astfel, reciproc difuză pentru a forma un amestec de combustibil.
Formarea amestecului în motoarele cu injecție continuă de combustibil mai eficient, deoarece benzina vaporizează în ecranul (în linie sau în cilindru) și cu zona încălzită local (de pe suprafețele supapelor de admisie sau de pistoane). În plus, în acest caz, combustibilul este alimentat sub presiune, ceea ce îmbunătățește procesul de atomizare.
Cantitatea de echipamente de alimentare cu combustibil combustibil măsurate, nu depinde numai de parametrii de proiectare și factorii de funcționare, dar și asupra parametrilor de stare curent de benzină. Astfel, compoziția amestecului de combustibil și atomizare finețe caracterul complet evaporarea afectează proprietățile fizico-chimice combustibile: densitate, vâscozitate, tensiune de suprafață, presiunea de vapori, căldura latentă de vaporizare, compoziția fracționată și altele.
Densitate este de obicei notată r4 20. unde cifra sus indică temperatura produsului (normal - 20 ° C), în partea de jos - temperatura de apă standard. Densitate poate fi determinată hidrometru (neftedensimetrom) conform GOST 3900-85, și în special picnometru și hidrostatice greutăți.
Densitatea benzinei moderne este cuprinsă în intervalul de 720 ... 780 kg / m 3 în care benzinelor cu cifră octanică ridicată, tind să aibă o densitate mai mare, datorită conținutului ridicat de aditivi mai grei sporesc cu cifra octanică oxigenați și antiknock.
Densitatea combustibilului depinde de temperatura, care se reflectă în mod semnificativ în compoziția amestecului. R4T Densitatea combustibilului la temperatura t, cu o precizie suficientă poate fi determinată din valoarea densității la temperatura normală, utilizând relația [41]
unde expresia din paranteze este prima corecție a temperaturii, care depinde de densitatea în sine.
Vâscozitatea uleiului caracterizează frecarea generată între moleculele lichidului se deplasează sub influența forțelor externe, și are un impact semnificativ asupra fluxului de fluid prin deschiderea de distribuire. Vâscozitatea este exprimată în unități de dinamică (h, unități tradiționale - poise = 1 g / cm x s și cP = 0,01 poise) sau cinematic (n, unități tradiționale - Stokes = 1 cm 2 / s și cSt = 0,01 Stokes) viscozitate. IS are o dimensiune dinamică vâscozitate Pa × s, sau mai upotrebimo, × millipascal secundă (mPa x sec), ceea ce corespunde cP. vâscozitate cinematică este dimensiunea de 2 m / s, dar este, de asemenea, o valoare foarte mare, prin urmare, folosesc puțin mai des -
1 mm2 / s, egal cu 1 cSt.
Între vâscozitatea dinamică și cinematică există o relație:
în cazul în care o - constantă a viscozimetru; tt - expirare a [3, 39].
vâscozitatea uleiului depinde puternic de temperatură, care este determinată de caracteristica viscozitate și temperatură (BTX), care poate fi exprimată după cum urmează:
unde nt și n20 - combustibil vâscozitate, respectiv cinematică la o temperatură dată și la 20 ° C, exprimată în cSt.
Versantul mai blând BTX este mai bine proprietățile de temperatură viscozitate ale carburantului. BTX de combustibil depinde în principal de compoziția fracționată: cu cât este mai mare, deci are o pantă mai mare. Benzine conțin hidrocarburi cu vâscozitate înaltă au BTX satisfăcătoare și reglementarea acesteia nu necesită.
Cu toate acestea, vâscozitatea și densitatea combustibilului scade odată cu creșterea temperaturii, schimbarea viscozității este mult mai intensă decât densitate. Prin urmare, vâscozitatea are influență dominantă asupra greutății combustibilului care curge pe unitatea de timp prin corpurile de curgere ale sistemului de alimentare cu combustibil și, prin urmare, amestecul aer-combustibil.
Tensiunea superficială este echivalentă cu lucrarea care este necesară pentru a face moleculele de eliberare a volumului de fluid în stratul de suprafață de 1 cm 2. Acesta este exprimat în H / m sau, mai convenabil, în mN / m și este definit printr-un dispozitiv capilar special [28]. Tensiunea superficială a combustibilului depinde de temperatura și densitatea acestuia la punctul de fierbere dispare. Pentru orice tensiune superficială hidrocarburi combustibile în mN / m poate fi determinată cu aproximație de o relație empirică
Din tensiunea superficială depinde de finețea pulverizării combustibilului care curge afară din carburator sau injector ajutajului. Pentru benzină la 20 ° C Valoarea lui este de 22 ... 24 mN / m, adică, aproximativ 3,5 ori mai mică decât cea a apei (72,5 mN / m), care promovează buna atomizare a combustibilului în sistemul de combustibil al motorului. Gradul de atomizare a combustibilului și este influențată și de vâscozitatea combustibilului.
vaporizarea combustibil greutate, o parte a amestecului aer-combustibil - un indicator foarte important al proprietăților sale operaționale, a căror valoare crește cu forsirovkoy motorului. Jetul de combustibil atomizat este preluat de curentul de aer, este măcinarea în picături fine și se evaporă. Dacă benzina se evaporă încet, apoi particulele sale lichide depozitate pe pereții tractului de intrare, epuizând astfel amestecul, ceea ce este tipic pentru sistemele carburatorului și injecție centrală. Acest lucru determină o scădere a puterii motorului și crește consumul de combustibil.
Prezența carburantului non-vaporizat lichid la partea de sus a arderii, de asemenea, duce la faptul că procesul de ardere este întârziată, iar amestecul arde deja în timpul procesului de expansiune, creșterea impactului căldurii în perete. Aceasta afectează, de asemenea, toxicitatea de putere, eficiență și cu motor. Pentru a vaporiza combustibilul complet, este necesar să se pulveriza particule minuscule și o aduce la o anumită cantitate de căldură prin încălzirea amestecului până la admiterea în cilindri.
Prin evaporarea combustibilului estimat prin multitudinea de valori ale unui număr de parametri lor fizice. În primul rând, trebuie luate în considerare presiunea vaporilor de combustibil saturat, căldura de vaporizare cantitatea necesară de aer pentru ardere și capacitatea calorică specifică și conductivitatea termică. Cu cât presiunea vaporilor de combustibil saturat este mai mică decât căldura de vaporizare și mai cantitate de aer pentru ardere. o mai bună evaporare a combustibilului și alimentarea mai mică de căldură este necesară pentru evaporarea acestuia în timpul formării amestecului aer-combustibil.
Proprietățile de mai sus sunt caracteristice într-o măsură mai mare pentru fluidele individuale. Pentru a evalua combustibilii de volatilitate ca amestecuri complexe, folosind compoziția fracționată, adică fracțiuni individuale de temperatură interval de fierbere ridicat. compoziția fracționară a benzinei este determinată în conformitate cu GOST 2177-99 pe un dispozitiv special (Fig. 9). Instrumentul este turnat 100 ml de combustibil de testare balon aprins și pus pe arzător. gât astupate a arzătorului, în care este stabilit termometrul. Vaporii de combustibil trec prin țeava de extracție, apoi printr-o condensează mai rece unde și se scurge într-un cilindru gradat. Temperatura termometrului la momentul căderii primei picături în cilindrul gradat a fost luată ca temperatura de pornire a fierbe combustibil (distilare timpurie). Mai mult, ar fi temperatura de distilare a remarcat atunci când nivelul combustibilului fiind distilat în cilindrul gradat ajunge la diviziunile 10, 20, și 30 ml de t. D. Acestea sunt considerate la temperaturi de 10, 20,
30% etc. distilare de combustibil. Pentru unii combustibili indică, de asemenea, punctul final de fierbere. Distilarea este oprită în momentul când temperatura începe să scadă, în ciuda balonului încălzit. Volumul de vapori condensați în balon după răcire și se măsoară. Pierderile de distilare, care nu trebuie să depășească 4%, caracterizate prin prezența în combustibil este cel mai ușor evaporarea fracțiunilor.
De obicei, compoziția fracționată a curbei (Fig. 10) este împărțit în trei secțiuni care definesc plămânii (cap), medie și fracțiunea grea (coadă). Fracțiunile de cap au fost caracterizate printr-un punct de fierbere inițial TNK și temperatura la care 10% distills de benzină - t10. fracțiuni medii sunt caracterizate printr-un punct de fierbere de 50% din eșantionul de combustibil - t50. iar coada - temperaturile de fierbere 90% - t90 și final de fierbere - TKK sau T98. Fiecare dintre secțiunile compoziției fracționată a curbei caracterizează anumite caracteristici de performanță ale benzinei.
În domeniul, este foarte important pentru benzina asigura o pornire ușoară la rece și încălzirea rapidă a acestuia. În timpul unei porniri la rece, cilindrul poate obține doar o pereche de fracțiile mai ușoare conținute în benzină, care se pot evapora la temperaturi scăzute. Astfel, pentru a furniza combustibil de pornire ușor la rece trebuie să conțină o cantitate suficientă de fracții (cap) cazan scăzută.
Cu toate acestea, cantitatea de fracțiuni ușoare din combustibil nu trebuie să fie prea mare, deoarece acest lucru poate avea un efect negativ asupra modurilor majore de funcționare a motorului. fracții de fierbere scăzute de a promova formarea de blocare a vaporilor în puterea sistemului și face dificilă pornirea motorului datorită evaporării benzinei fierbinți situate în camera float. Cu aceasta în minte, să benzina două tipuri: de iarnă și de vară.
Prezența unor cantități mari de combustibili grei (coadă), fracțiune de asemenea inacceptabile. Nici o fracție grea vaporizat la pornire și funcționare a motorului sunt depozitate sub formă de pelicule de lichid pe prize, pereții și conductele oglinda cilindrului, spălarea și diluarea pelicula de ulei de carter de ulei. Această din urmă împrejurare determină uzura accelerată a suprafeței de lucru a inelelor cilindru și piston, cu toate acestea fracțiunile coada trebuie să fie cât mai mică posibil, ceea ce este deosebit de important pentru benzina de iarnă. Cu toate acestea, motoarele vpryskovyh sistem combustibil benzina a permis utilizarea unei compoziții fracționară ponderata puțini.
Durata după motorul de pornire la cald, și tendința sa de a primi rapid creșterea de sarcină și viteză (accelerație) depinde de ușurința de vaporizarea a fracției principale mediu de lucru. Pentru a asigura încălzirea rapidă a motorului și de bună benzină pick-up ar trebui să fie destul de ușor să se evapore fracțiunea din mijloc.
Fig. 11 grafice care ilustrează efectul compoziției fracționată a benzinei în performanța sa. Primul grafic arată că temperaturile reduse împiedică înceapă t10 este mai mare decât temperatura mai mică și mai mare rezultat în formarea de blocare a vaporilor, iar această posibilitate crește odată cu creșterea temperaturii mediului sub capotă. Al doilea grafic ilustrează răspunsul motorului în conformitate cu t50. Al treilea grafic reflectă influența T90 pentru diluarea uleiului și uzura a grupului cilindru-piston motor (CPG).
Capacitatea termică specifică, conductivitatea termică, căldura latentă de vaporizare este determinată de fluxul de procese de evaporare a combustibilului în conducta de admisie a motorului pe benzină. Atunci când intră combustibilul într-o formă de pulverizare este fracționat - mai întâi se evaporă majoritatea fracțiunile sale de lumină, apoi - mediul și după ei - grele. benzină și mijlocii fracțiuni grele, în special în condiții tranzitorii de funcționare a motorului, sunt depozitate pe suprafața conductei și se deplasează în direcția cilindrului ca o peliculă subțire. Astfel, acești parametri influențează viteza de film cald, intensitatea evaporare și viteza de evaporare a combustibilului în conducta de ecran.
combustibil hidrocarbonat coeficient conducția termică este determinată în principal de compoziția sa fracționată și masa molară Mt. Pentru hidrocarburile individuale pot fi determinate din formula empirică [41]
unde l0 - combustibil conductivitate termică la 0 ° C W / m x K.
Pentru combustibili, cum ar fi amestecuri complexe de hidrocarburi pot fi utilizate raportul
Modificări în conductivitatea termică a combustibilului lichid atunci când temperatura determinată cu o precizie de 10%, prin expresia
unde a = 0,0011 pentru intervalul de temperatură de 0 ... 200 ° C
SP0 Căldura specifică la 0 ° C, kJ / kg x K poate fi calculată cu o precizie de până la 4%, cu formula [41]
pentru combustibili având o densitate în intervalul 720 ... 950 kg / m3.
-ORAȘUL de căldură cel mai important al vaporizării cele trei caracteristici de combustibil avute în vedere. Presupunând că toată căldura necesară pentru vaporizarea combustibilului, acesta este transferat din aer și combustibil în sine poate determina o relație strictă între căldura latentă de vaporizare și temperatura amestecului rezultat redus. Tabel. 6 arată date care reflectă această dependență, scăderea temperaturii a amestecului este destul de semnificativ. Motoarele de uz general, în special benzină pentru scăderea temperaturii de compensare în zona de evaporare o încălzire intensă este aplicată pe canalul de admisie a carburatorului și camera de amestecare, care previne formarea de îngheț la temperaturi scăzute și umiditate ridicată și accelerează evaporarea peliculei de combustibil la pereții canalelor. Creșterea completitudinea evaporării compensează pierderile în timpul amestecului de lucru descrește încărcătura cilindrului proaspăt în timpul preîncălzirii sale.
Motoarele moderne vpryskovyh conducta de admisie a sistemului de încălzire nu este prevăzut cu (o duză de accelerație este de obicei preincalzit), deoarece practic tot combustibilul este vaporizat în vecinătatea fiecărui cilindru separat de suprafețele fierbinți ale conductei de admisie și camera de ardere (CC) al motorului. Acest lucru explică utilizarea alcoolilor în motoarele forțate ale mașini sport și motociclete, ceea ce dă o reducere semnificativă a stresului termic prin scăderea temperaturii amestecului asociat cu vaporizarea combustibilului.
Tabelul 6. Efectul căldura latentă de vaporizare a combustibililor și a acestora