3. Исследование горючести топлив для карбюраторных двигателей и расчет технико-экономической эффективности предлагаемого способа оценки горючести.
3.1. Объекты исследования.
В качестве объектов исследования выбраны:
- проба №1- автомобильный бензин А-76 (ОЧм.м.=75,9);
- проба №2- автомобильный бензин А-76 (ОЧм.м.=77);
- проба №3- автомобильный бензин АИ-92 (ОЧм.м.=82,6);
- проба №4- автомобильный бензин АИ-92 (ОЧм.м.=83,1);
- проба №5- автомобильный бензин А-95 (ОЧм.м.=85,5);
Физико-химические показатели данных автомобильных бензинов должны соответствовать нормам представленным в таблице 3:
Таблица 3 – объекты исследования
№ п/п |
Показатели качества |
А-76 пр.№1 |
А-76 пр.№2 |
АИ-92 пр.№3 |
АИ-92 пр.№4 |
АИ-95 пр.№5 |
1 |
Октановое число (м.м) ед. |
75,9 |
77 |
82,6 |
83,1 |
85,5 |
2 |
Фракционный состав, 0С - tн.к. - t10% -t50% -t90% -tк.к -остаток, см3 -остаток и потери, см3 |
38 62 100 168 204 1,5
3,5 |
34 52 86 164 202 1,3
3,0
|
38 55 100 168 200 1,2
2,5 |
33 54 102 171 201 1,4
2,5 |
30 55 107 167 198 1,2
3,0 |
3 |
Плотность, кг/м3 |
783 |
713 |
746 |
749 |
760 |
4 |
Содержание ТЭС, г/дм3 |
0,0098 |
0,0006 |
0,00086 |
0,0004 |
0,0016 |
5 |
Давление насыщенных паров, кПа |
53,60 |
54,64 |
38,28 |
62,67 |
53,10 |
3.2. Результаты испытаний
После подготовки объектов исследования и установки к испытанию, приступаем к снятию показаний.
Сущность метода заключается в периодической подаче топлива в реактор, воспламенение его при постоянном давлении и регистрации максимального давления сгорания топлива в камере сгорания.
В первую очередь вакуумным насосом создаем разряжения, после чего открываем краник микробюретки, тем самым осуществляем доступ топлива, через карбюратор и впускной коллектор в реактор. В реакторе при помощи нагревательного элемента создаем различные температуры. Топливо -воздушная смесь поступая в реактор воспламеняется от искры, подаваемой свечой. В этот момент мы делаем измерения максимального давления при помощи датчика давления.
Таблица 4 - режимы эксперимента.
№п/п |
Показатели |
Единица измерения |
Значения |
||
1 |
Температура стенок реактора |
о С |
100 |
150 |
200 |
2 |
Температура топливно-воздушной смеси |
о С |
20 |
||
3 |
Коэффициент избытка воздуха |
ά |
0,7 |
1,0 |
1,3 |
4 |
Количество топлива |
см3 |
0,37 |
0,29 |
0,21 |
Испытания проводим с различными коэффициент обогащенности топливо- воздушной смеси. Измерение коэффициентов производим регулировкой воздушной заслонки. При определенной обогащенности воздушной смеси нагреваем установку до определенной температуры, после чего проводим эксперимент. Снятие показаний производим шесть раз, после чего высчитываем среднее значение показаний все это вписываем в таблицу 5:
Таблица 5 – результаты экспериментальных исследований.
№п/п |
№ проб |
ά |
ОЧм.м. ед. |
№ опыта, Pmax, МПа*10-1 |
Среднее значение Pmax |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
1 |
0,7 |
75,9 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,6 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
2 |
1 |
1,0 |
75,9 |
2,4 |
2,4 |
2,6 |
2,4 |
2,6 |
2,4 |
2,55 |
3 |
1 |
1,3 |
75,9 |
2,3 |
2,2 |
2,2 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
2,23 |
4 |
2 |
0,7 |
77 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,4 |
0,45 |
5 |
2 |
1,0 |
77 |
2,8 |
2,8 |
2,9 |
3,0 |
2,8 |
2,9 |
2,87 |
6 |
2 |
1,3 |
77 |
2,3 |
2,4 |
2,4 |
2,6 |
2,4 |
2,3 |
2,47 |
7 |
3 |
0,7 |
82,6 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,48 |
8 |
3 |
1,0 |
82,6 |
4,3 |
4,4 |
4,3 |
4,4 |
4,4 |
4,5 |
4,43 |
9 |
3 |
1,3 |
82,6 |
2,8 |
3,0 |
3,1 |
3,0 |
3,0 |
3,1 |
2,98 |
10 |
4 |
0,7 |
83,1 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,52 |
11 |
4 |
1,0 |
83,1 |
4,6 |
4,5 |
4,6 |
4,5 |
4,6 |
4,5 |
4,55 |
12 |
4 |
1,3 |
83,1 |
3,4 |
3,6 |
3,6 |
3,4 |
3,4 |
3,2 |
3,35 |
13 |
5 |
0,7 |
85,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,55 |
14 |
5 |
1,0 |
85,5 |
4,7 |
4,8 |
4,8 |
4,9 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
15 |
5 |
1,3 |
85,5 |
3,6 |
3,6 |
3,5 |
3,6 |
3,4 |
3,4 |
3,51 |
Построим график зависимости максимального давления от октанового числа, рисунок 7. По графику видим, как изменяется максимальное давление с увеличением октанового числа, чем больше значение октанового числа, тем больше значение максимального давления. По графику видим явную разницу между автомобильными бензинами с разными значениями октановых чисел.
Таким образом графическая зависимость помогает наглядно установить, что автомобильный бензин АИ-95 превосходит по горючести остальные испытуемые марки автомобильных бензинов. Также это видно из второй графической зависимости, рисунок 8
Pmax,МПа*10-1
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0,75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
ОЧ (м.м.), ед.
где 1-ά=0,7;
2-ά=1,3;
3-ά=1.
Рисунок 7- зависимость максимального давления от октанового числа.
где 1 – проба №1 (ОЧ м.м =75,9);
2 – проба №2 (ОЧ м.м =77);
3 – проба №3 (ОЧ м.м =82,6);
4 – проба №4 (ОЧ м.м =83,1);
5 – проба №5 (ОЧ м.м =85,5).
Рисунок 8 – зависимость максимального давления от коэффициента избытка воздуха.