1. Умови застосування та класифікація палив

Умови застосування палив у двигунах внутрішнього згоряння характеризуються проходженням робочого циклу та умовами експлуатації техніки. Виходячи з специфіки протікання робочого циклу та умовам експлуатації техніки до експлуатаційним властивостям палив пред'являється цілий ряд вимог.

Випаровування бензину та утворення горючої суміші в карбюраторному двигуні відбувається у повітряному потоці на шляху від карбюратора до циліндра і завершується в циліндрі двигуна. У повітряному потоці струмень палива розбивається на дрібні краплі, середній діаметр яких складає 0,1-0,2 мм. Краплі які утворилися підхоплюються повітряним потоком та випаровуються. У сучасних карбюраторних двигунах на це відводиться час 0,01...0,02 сек.

При запаленні електричною іскрою, суміш у зоні розряду нагрівається до температури, яка набагато вища температури займання. Швидкість хімічних реакцій окислення в зоні іскрового розряду досягає значних величин. Після завершення розряду швидкість реакцій встановлюється до значень, що відповідають умовам горіння даної суміші. Нормаль швидкість розповсюдження фронту полум'я складає 10-14 м/сек. На деяких режимах роботи двигуна можливе миттєве згорання горючої суміші або так зване детонаційне згоряння. При детонаційному згоранні швидкість поширення фронту полум'я досягає 1500-2000 м/сек. Дане фізичне явище можливе тільки в двигунах з іскровим запаленням. Детонаційне згорання буде вивчено більше детально в Т-3 "Бензини".

Умови випаровування, сумішоутворення і згорання в дизелі, відрізняються від умов, за якими протікають ці процеси в карбюраторному двигуні. Вприскування палива здійснюється у середовище гарячого (700 С) і сильно стиснутого повітря (ступінь стиску 14-18 одиниць). Для забезпечення доброго розпилення і сумішоутворення паливо у циліндр подається під тиском до 150 МПа. Для цього використовується спеціальна апаратура (насоси високого тиску, форсунки або насоси - форсунки).

Для забезпечення високої довговічності паливної апаратури дизельне паливо виконує роль змащувального матеріалу.

У дизельному двигуні період часу від вприскування до початку горіння називається періодом затримки займання (ПЗЗ). При великих значеннях ПЗЗ до початку займання у камері згорання накопичується значна кількість суміші, підготовлена до згорання. В результаті відбувається займання великої кількості суміші і надмірно швидке зростання тиску в циліндрі, що веде до жорсткої роботи. При жорсткій роботі дизельного двигуна, підвищується задимленість, з’являється металевий стук у працюючому двигуні. Ступінь жорсткості роботи дизеля залежить значною мірою від якості палива.

У газотурбінному двигуні здійснюється безперервне горіння палива у потоці повітря, що швидко рухається. При цьому процеси розпилення, випаровування, змішування і горіння відбуваються одночасно. Основним порушення процесу горіння в ГТД є зрив полум'я. Особливо несприятливі умови згорання створюються на великих висотах при пониженому тиску і температурі. Зрив полум'я буде залежати не тільки від зовнішніх факторів, але й від якості палива.

Умови експлуатації літаків дуже різноманітні. При малих швидкостях і на великих висотах паливо може значно охолоджуватись, впритул до кристалізації. При великих швидкостях польоту через аеродинамічне нагрівання корпусу літака, а також в результаті нагрівання в агрегатах паливної системи температура палива може перевищувати температуру початку випаровування (кипіння). З підйомом літака на висоту зменшується атмосферний тиск, що може призвести до закипання палива. Таким чином, на літальних апаратах яскраво проявляється вплив зовнішніх факторів на безвідмовність роботи двигуна. Більш детально умови роботи застосування палив для ГТД ви вивчите в темі "Авіаційні гаси".

Для зручності роботи по організації забезпечення та застосування введена класифікація рідких палив. В основу класифікації закладені наступні принципи:

- спосіб здійснення запалення,

- спосіб здійснення горіння,

- призначення палива.

По основному призначенню палива поділяються на чотири групи.

В першу групу входять палива для поршневих двигунів з примусовим запаленням. В цю групу входять автомобільні та авіаційні бензини, які складаються з вуглеводнів, які википають  при  температурі від 40-200 С.

До другої групи відносяться палива для поршневих двигунів зі займанням від стиску. У швидкохідних дизелях з частотою оберту колінчатого валу 1000 об/хв. та більше  застосовуються палива з температурою википання від 160 до 360 С, в середнє та малообертових двигунах використовують ще більш важкі палива, у зв'язку з тим, що час на випаровування у тихохідних двигунах більший.

Третю групу складають палива для реактивних двигунів і гасові фракції вуглеводів з температурою википання 140-280 С. При цьому для двигунів авіації можна використовувати і більш важкі фракції, які википають при температурі до 315 С.

Четверта група - це палива для топочних пристроїв паросилових пристроїв транспортного та стаціонарного типу. Для цих пристроїв використовується важкі залишки нафти після різних процесів її переробки, а в деяких випадках використовується важка нафта з малим вмістом легких фракцій.

Класифікація нафтових палив для теплових двигунів свідчить про те, що як рідкі палива застосовуються практично всі нафтові фракції. При підборі палива для того чи іншого типу двигуна враховують в першу чергу основні властивості які повинні забезпечити найбільш ефективну роботу техніки та безпеку особового складу.