3.1.2.3 Смесеобразующее свойство бензина

Надежное и качественное образование бензиновоздушной смеси (горючей смеси) во многом определяет полное сгорание топлива и в целом экономичную работу двигателя.

Качество смеси зависит от конструкции карбюратора и топливоподающей системы, от физико-химических свойств применяемого бензина, основными из которых являются испаряемость топлива и давление насыщенных паров. Процессу образования БВС должно предшествовать полное испарение бензина и хорошее перемешивание образовавшихся паров с воздухом.

Неиспарившаяся часть топлива (в виде жидкой фазы) не сгорает, что ведет к перерасходу бензина, а также, в связи с тем, что бензин стекает по стенкам цилиндра двигателя в картер, он разжижает моторное масло. разжижение моторного масла ведет к снижению его вязкости и тем обуславливает повышенный износ деталей двигателя.

Полнота испарения бензина возрастает при увеличении скорости движения воздуха и температуры испарения. Эта температура зависит от начальной температуры поступающего воздуха и от скрытой теплоты испарения бензина. С увеличением молекулярной массы углеводородов в топливе повышаются его плотность и температура кипения, а испаряемость ухудшается.

Испарение бензина бывает статическое и динамическое. Статическое испарение бензина происходит в резервуарах при его хранении, динамическое – в процессе перемешивания бензина и воздуха при работе двигателя. Последнее происходит в карбюраторе при образовании бензинововоздушной смеси.

Испаряемость бензина оценивается его фракционным составом, который характеризуется температурными пределами выкипания отдельных частей топлива (фракций) [11]. Первая пусковая фракция выкипания 10 % бензина характеризует его пусковые качества, чем ниже температура выкипания этой фракции, тем лучше пуск двигателя. Десять процентов бензина должно выкипать при температуре не выше 55…70 ⁰С. Легкие пусковые фракции бензина необходимы в период пуска и прогрева двигателя, поэтому бензин для двигателей выбирают в зависимости от температуры окружающего воздуха.

В летнее время при относительно высокой температуре воздуха легкие фракции бензина испаряются в топливопроводах, что может привести к образованию паровых пробок и нарушить нормальную топливоподачу. Поэтому бензин с максимально допустимым значением выкипания 10% должен обеспечивать легкий пуск холодного двигателя при низких температурах окружающей среды, надежную работу прогретого двигателя без образования паровых пробок. Содержание легко кипящих углеводородов в бензине ограничивается также температурой начала его кипения – не ниже 35 ⁰С. Часть бензина от 10 % до 90 % выкипания называют рабочей фракцией, температура ее испарения не должна превышать 160…180 ⁰С. рабочую фракцию нормируют также по температуре выкипания 50 % бензина. Температура выкипания 50 % бензина составляет 100…115 ⁰С, такое топливо обеспечивает после пуска и прогрева плавный переход двигателя с одного скоростного режима работы на другой.

На преодоление этого давления затрачивается часть мощности, что снижает технико-экономические показатели двигателя.

Другим способом повышения мощности и экономичности двигателя – это использование надува, однако из-за повышения давления и температуры рабочей смеси, требуется бензин с повышенной детонационной стойкостью.

Снижение температуры рабочей смеси для предотвращения детонации можно достичь более интенсивным ее охлаждением. Этому способствуют более совершенная конструкция камеры сгорания, использование металла с большой теплопроводностью, например поршни из алюминия.

Характер сгорания бензовоздушной смеси во многом зависят от диаметра поршня, места расположения и числа свечей зажигания. Увеличение диаметра целиндра и применение одной свечи зажигания увеличивает путь прохождения фронта пламени в результате чего возрастает время сгорания рабочей смеси, а в несгоревшей ее части резко повышается давление, что способствует возникновению детонации. Детонационная стойкость бензина зависит от степени сжатия и диаметра поршня :

ОЧ=125,4-41,3/ +0,183۰D,

где ОЧ – октановое число бензина с необходимой для

двигателя детонационной стойкостью.

В результате взрывного горения рабочей смеси часть бензина не успевает полностью сгореть, и заметно появление дымного выхлопа; увеличивается теплоотдача, что приводит к перегреву двигателя и снижению его мощности. В результате резкого повышения давления при детонационном сгорании повышается износ деталей целиндропоршневой группы и вкладышей подшипников коленчатого вала двигателя.