Стойкость к самовоспламенению дизельного топлива. Что такое цетановое число
О склонности дизельного топлива к самовоспламенению и повышенной жесткости работы судят по его цетановому числу. Для определения цетанового числа топлива по длительности периода задержки воспламенения пользуются установкой с одноцилиндровым двигателем - ИТ 9-3. Двигатель с переменной степенью сжатия работает с постоянной частотой вращения коленчатого вала (900 об/мин) при впрыске топлива под давлением 106 атм. за 13° до ВМТ.
Сущность определения воспламеняемости дизельных топлив по методу совпадения вспышек заключается в сравнении испытываемого образца топлива с эталонными топливами, воспламеняемость которых известна. В качестве эталонов приняты два углеводорода. Первый - цетан С16Н34 - нормальный углеводород парафинового ряда, имеет очень небольшой период задержки воспламенения и обеспечивает мягкую работу двигателя. Его цетановое число принято за 100 единиц. Вторым углеводородом является ?-метилнафталин С10Н17СН3 - ароматического ряда, очень трудно окисляется и воспламеняется, имеет большой период задержки воспламенения, вызывает жесткую работу дизеля. Условно его цетановое число принято за 0 единиц. Смеси цетана с a-метилнафталином в различных соотношениях обладают разной воспламеняемостью.
Оценка воспламеняемости топлива проводится следующим образом. При работе на испытуемом топливе изменением степени сжатия двигателя добиваются такого положения, чтобы при начале впрыска за 13° до ВМТ сгорание смеси начиналось ровно в ВМТ, т.е. период задержки воспламенения равнялся 13°. Затем подбирают такую смесь цетана и а-метилнафталина, которая при этой же степени сжатия обладала бы таким же периодом задержки воспламенения (13°). Процентное (по объему содержание цетана в такой смеси принимают за цетановое число испытуемого топлива.
В зависимости от соотношения углеводородов, входящих в состав дизельного топлива, даже топливо одной марки может сгорать по-разному. Поэтому необходима корректировка оптимального угла опережения впрыска: его подбирают так, чтобы максимальное нарастание давления было около ВМТ. Если угол опережения большой, то подача топлива начинается в недостаточно прогретый воздух, что ведет к увеличению периода задержки воспламенения и повышению жесткости работы. В этом случае значительная часть циклового заряда топлива может сгорать до прихода поршня в ВМТ, продукты сгорания создают противодавление, мощность снижается. Когда угол опережения мал, наблюдается догорание на линии расширения, что ведет к потере мощности, перерасходу и неполному сгоранию топлива.
Цетановое число определяет не только характер протекания процесса сгорания при установившейся работе, но и пусковые качества топлива. Если оно ниже 40 единиц, то запустить холодный двигатель не только зимой, но и в летнее время трудно. Нормальный пуск и мягкая работа дизелей в летнее время обеспечивается топливом с цетановым числом около 45 единиц, а в зимнее - 50 единиц. Более высокие значения цетанового числа для двигателей существующих конструкций не нужны, т.к. это повышение уже не сказывается заметно на улучшении рабочего процесса.
Топливо для быстроходных дизелей с требуемым цетановым числом получают главным образом подбором сырья и технологией его переработки. Однако в некоторых случаях для повышения эксплуатационных свойств добавляют специальные вещества (присадки), которые улучшают процесс сгорания, повышая цетановое число на 16…20 единиц. Наиболее распространен при получении зимних сортов топлива изопропилнитрат (при введении 1,0% по массе цетановое число повышается на 17 единиц). При добавлении присадок улучшаются пусковые свойства при отрицательных температурах, а также уменьшается нагарообразование.
В зависимости от условий применения установлены три марки дизельного топлива:
Л (летнее) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0°С и выше;
З (зимнее) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 20…30°С.
А (арктическое) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 50°С.
Комментарии:
Еще нет комментариев.
Оставить комментарий