Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Курсовая работа

«Эксплуатационные материалы на автомобильном транспорте»

Вариант 9.

Выполнил: студент гр.СТМ-04

Хадыев Е.В.

Проверил: преподаватель

Кудинов А.В.

Пермь 2006

Содержание

Первая часть……………………………………………………………………………………3

Вторая часть……………………………………………………………………………………18

Список используемой литературы……………………………………………………………28

Первая часть курсовой работы.

9 Показатели и свойства дизельных топлив, влияющие на смесеобразование

Вязкостные свойства

Пониженное или повышенное значение вязкости (для топлив различных марок от 1,8 до 6,0 мм²/с) при­водит к нарушению работы топливоподающей аппара­туры, а также процессов смесеобразования и сгорания топлива. Изменение дозировки, уменьшение цикловой подачи, снижение давления впрыска — результат про­никновения топлива при пониженной его вязкости че­рез зазоры в плунжерной паре топливного насоса высо­кого давления. Подтекание топлива через отверстия форсунок увеличивает нагарообразование. Снижение вязкости ухудшает смазочные свойства, что увеличива­ет износ, так как топливом смазываются прецизионные пары топливного насоса. К тому же при этом увеличи­вается опасность подтекания и просачивания маловяз­кого топлива и, как следствие, возрастает его расход. Падение мощности двигателя может быть вызвано сни­жением цикловой подачи.

Повышенная вязкость топлива приводит к ухудше­нию качества смесеобразования, при распыливании об­разуются крупные капли и длинная струя с малым углом. Возрастает продолжительность этапа испарения, топливо сгорает не полностью, увеличивается его рас­ход, повышается нагарообразование, возникает дымле­ние (цвет отработавших газов становится темным).

Более мелкие и однородные по составу капли улуч­шают процессы испарения, смесеобразования и сгора­ния, что характерно для распыливания дизельного топ­лива средней вязкости (2,5—4,0 мм²/с при 20°С). Такое топливо сохраняет свои свойства при отрицательной температуре. Это касается текучести топлива, его про­ходимости по трубопроводам, через фильтры тонкой очистки и насосы высокого давления.

Поскольку с понижением температуры вязкость зна­чительно возрастает, существенно ухудшаются пусковые свойства топлива, особенно в холодное время года. Вы­явлена следующая закономерность: чем выше значе­ние вязкости дизельного топлива при 20°С, тем ощути­мее изменения, происходящие при понижении темпера­туры (рис. 3.1).

Загустевание топлива при охлаждении, когда оно становится менее подвижным, а сопротивление при дви­жении по топливопроводам резко возрастает, является причиной нарушений нор­мальной работы топливо­подающей аппаратуры, а в отдельных случаях — и полного прекращения подачи топлива. Крупные капли топлива повышен­ной вязкости испаряются медленнее, частично осе­дают на днище поршня и стенках камеры сгорания, что приводит к наруше­нию процесса горения и, как следствие, понижению к.п.д. двигателя, увеличе­нию нагара и другим от­рицательным явлениям.

Для обеспечения нормальной работы дизельных ав­томобилей в холодное время года зимние сорта топлива изготавливают меньшей вязкости, с понижением тем­пературы она возрастает незначительно.

На процесс смесеобразования влияют также плот­ность топлива и поверхностное натяжение. Их роль в этом процессе как в дизельных двигателях, так и в кар­бюраторных одинакова.

Низкотемпературные свойства

При низких температурах проявляется кристалли­зация высокоплавких углеводородов, в первую очередь нормальных парафинов, когда отдельные кристаллики при их сращивании между собой образуют каркас, ко­торый, пронизывая весь объем топлива, сковывает по­движность основной части углеводородов, находящихся в жидком состоянии. Потерю подвижности нефтепро­дуктов (что затрудняет их использование в качестве топлив) вследствие образования из кристаллизующих­ся углеводородов каркаса или структурной сетки приня­то называть застыванием.

При понижении температуры в топливе появляются разрозненные кристаллы, которые оседают на фильт­рах и влияют на ухудшение подачи топлива в цилиндры двигателя. Показатели, характеризующие начало кри­сталлизации в топливе углеводородов и потерю их подвижности, стандартизованы.

Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов н-парафиновых углеводородов или микрокристаллов льда. При этом топливо не теря­ет текучести. В то же время микрокристаллы проника­ют только через фильтр грубой очистки. Они, задержи­ваясь на фильтрующем патроне в фильтре тонкой очи­стки, образуют непроницаемую для топлива парафино­вую пленку, в результате чего подача топлива прекращается. Чаще всего это проявляется при пуске и про­греве дизеля, так как в подкапотном пространстве на какой-то период еще сохраняется низкая температура.

Бесперебойная подача обеспечивается при темпера­туре помутнения топлива на 5—10°С ниже температуры воздуха, при которой эксплуатируется автомобиль. По­мутнение обезвоженного топлива возможно только вследствие выделения микрокристаллов высокоплавких углеводородов, что, как уже отмечалось, может вызвать закупорку топливных фильтров.

Температурой застывания называют температуру, при которой дизельное топливо не обнаруживает подви­жности, что определяют в стандартном приборе, накло­ненном под углом 45°, в течение 1 мин. Перемешивая застывшее топливо, можно разрушить кристаллическую структуру. Однако текучесть восстанавливается только на некоторое время, после чего топливо вновь застыва­ет. Нормальная работа дизеля возможна в условиях, когда температура застывания будет на 5—10°С ниже температуры окружающего воздуха. Например, для ди­зельного топлива с пределами выкипания 150—350°С температура помутнения равна —13°С, а температура застывания — 19°С. Соответственно для топлива с пре­делами выкипания — 230—350 °С —7 и —12°С.

На нефтеперерабатывающих заводах температуру помутнения и застывания зимних дизельных топлив понижают, удаляя избыток твердых углеводородов ме­тодом карбамидной депарафинизации. В эксплуатаци­онных условиях такого же эффекта можно добиться, добавляя реактивное топливо, у которого температура начала кристаллизации не выше — 60°С, например Т-1. Так, при 25%-ной добавке Т-1 температура засты­вания летнего дизельного топлива снижается на 8—12°С, а температура помутнения — на 2—3°С. Температуры кристаллизации, помутнения и застывания зависят от химического состава дизельного топлива, так как различ­ные углеводороды имеют неодинаковые температуры застывания.

Свойства дизельного топлива по температурам по­мутнения и застывания оценивают, устанавливая пре­дельно низкую температуру, при которой не возникает перебоев в его подаче из баков к двигателю. Теорети­чески такая температура для каждого топлива соответствует его температуре помутнения. С учетом погреш­ностей и ошибок в определении температуры помутне­ния и температуры наружного воздуха, нижний темпе­ратурный предел применения дизельного топлива при­нимают на 3—5°С выше температуры помутнения.

Испаряемость

Топлива, содержащие высококипящие углеводоро­ды, в условиях камеры сгорания во время рабочего про­цесса испаряются медленно и неполно. Это затрудняет пуск двигателя, снижает его экономичность и увеличивает дымность отработавших газов. С другой стороны, если топливо характеризуется значительно об­легченным фракционным составом, оно способно испа­ряться в камере сгорания быстро и полно. Однако из-за плохой самовоспламеняемости возникают трудности с пуском двигателя, а после прогрева работа его стано­вится жесткой. Поэтому дизельные топлива должны обладать оптимальной испаряемостью.

Горючая смесь в двигателях с неразделенной каме­рой образуется непосредственно в камере сгорания, а в предкамерных двигателях — в предкамере. На смесе­образование отводится 0,001—0,004 с (меньше, чем в карбюраторных двигателях).

Качество смесеобразования определяется не только конструкцией и состоянием топливной аппаратуры ди­зеля, но и свойствами топлива. Если на распыливание (первая стадия смесеобразования) решающее влияние оказывает вязкость топлива, то на испарение (вторая стадия) — характеризующаяся фракционным составом испаряемость топлива (ее определяют при разгонке на стандартном аппарате).

По ГОСТ 305—82 испаряемость топлива, характе­ризуемая фракционным составом, определяется двумя температурами — выкипания 50 и 96%. топлива — 40% и 96» топлива. Температура начала кипения оте­чественных дизельных топлив находится в пределах 170—200°С, а конца перегонки 360°С.Показатель t10 % в ка­кой-то степени характе­ризует пусковые качества.

Механические примеси и вода в дизельных топливах

Топливная аппаратура современных дизельных ав­томобилей предъявляет высокие требования к чистоте применяемых топлив. В них не должно содержаться механических примесей и воды.

При транспортировке, хранении и заправке велика вероятность попадания в топливо атмосферной пыли и влаги, продуктов коррозии, микроорганизмов. Длитель­ное хранение топлива, а также контакт с поверхностя­ми, нагретыми до температуры 120—150°С и выше, вызывает его осмоление. Вода, конденсирующаяся из топлива, при понижении температуры также способст­вует его загрязнению.

Увеличению концентрации загрязнений в системе питания способствуют частые разборочно-сборочные ра­боты при техническом обслуживании ее элементов.

Прежде всего загрязнения снижают ресурс филь­трующих элементов. По данным НАМИ основным ис­точником загрязнения фильтрующей перегородки явля­ются загрязнения органического характера (до 97%) и лишь оставшаяся вода в свою очередь приводит к ее прорыву и практической потере фильтрующей способ­ности фильтра.

Главным объектом воздействия загрязнений являют­ся прецизионные детали топливоподающей аппаратуры: плунжерные пары, нагнетательные клапаны, распыли­тели форсунок. Механические примеси вызывают износ всех перечисленных деталей приблизительно в равной степени, хотя по характеру он неодинаков. На плунжер­ные пары действует абразивный износ, у нагнетатель­ных клапанов он сочетается с гидроабразивным, рас­пылители подвержены (в основном в соплах) гидроаб­разивному износу.

Вода может находиться в дизельном топливе в ра­створенном виде или в виде эмульсии и отстоявшегося слоя. Растворяется вода в незначительных количествах (при 20°С всего 0,005% по массе) и не влияет на прока­чивание. Однако в зимнее время выделяющиеся части­цы льда оказываются в топливе в устойчиво взвешен­ном состоянии, что при пуске холодного двигателя мо­жет прервать подачу топлива (забиваются фильтры).

Если в топливо попала вода, то при его перекачива­нии из-за интенсивного перемешивания жидкости цент­робежными или лопастными насосами образуется вод­ная эмульсия. Частицы воды- из нее оседают очень медленно, особенно в холодное время года. Хотя подача топлива при этом и не прерывается, как это случается при наличии слоя воды в топливном баке, тем не менее водная эмульсия опасна возникновением коррозии.

Вода в основном ухудшает смазывающие свойства топлива и, видимо, вызывает кавитационные явления. Все это проявляется практически только на износе на­правляющей иглы распылителя и в нарушении ее подвижности. Однако этого вполне достаточно, чтобы нарушить нормальный процесс впрыска топлива. Про­веденные в МАДИ стендовые исследования показывают, что содержание воды в топливе более, чем 0,05% по массе вызы­вает износ — нарушение подвижности иглы распыли­теля.

Содержание воды в нефтепродуктах до 0,025% вклю­чительно принято называть следами. Однако даже такое ее количество допустимо только в летних видах дизельного топлива. Заметно снизить загрязнение и уменьшить содержание воды в дизельном топливе мо­жно лишь при длительном (10 суток и более) оттаива­нии его в складской таре и заборе топлива из верхних слоев.

Нарушения в работе топливоподающей аппаратуры могут возникнуть еще и вследствие образования нафтенатов солей металлов — из содержащихся в нем нафте­новых кислот. Будучи нерастворимыми в дизельном топливе (они присутствуют и в нем в виде студнеоб­разных включений), нафтенаты способны забивать фильтры. Содержание в топливе загрязнителей, способ­ных закупоривать поры бумажных фильтров и нарушать работу топливной аппаратуры (смол, серы, нафтенатов, воды, механических примесей) регламентируют коэффи­циентом фильтруемости. Коэффициент фильтруемости тем выше, чем больше в топливе примесей.

Следует отме­тить, что для повышения надежности топливной ап­паратуры все большее вни­мание наряду с очисткой от механических примесей уделяется обезвоживанию то­плива и снижению вредного воздействия смол. В связи с этим к фильтрующим элементам добавляются водо­отделяющие или водоотталкивающие ступени, а также в отдельных наиболее ответственных случаях системы снабжаются фильтрами-водоотделителями. В зарубеж­ной практике встречаются топливораздаточные колон­ки с водоотделяющими свойствами.