Температура воспламенения дизельного топлива: Пары дизельного топлива: температура вспышки, плотность паров ДТ, класс опасности и состав

Содержание

Пары дизельного топлива: температура вспышки, плотность паров ДТ, класс опасности и состав

Плотность паров дизельного топлива меньше, чем у бензина. Они также менее летучие, поэтому процессы испарения, образования горючих смесей с воздухом, сгорания, а также образования взрывоопасных смесей для двух видов топлива различны.

Дизельное топливо неоднородно, состоит из нафтеновых, парафиновых и ароматических углеводородов, их производных и других химических соединений. Эта неоднородность отражается как на составе паров, так и на свойствах самого дизельного топлива.

В перечне характеристик топлива есть понятия, относящиеся к его парам.

Температура вспышки паров дизельного топлива

Её значение характеризует сам момент вспышки, затем пламя быстро гаснет, поскольку при этой температуре скорость образования горючей смеси ещё мала для горения. Воспламенение наступает позже, когда температура нефтепродукта и его паров возрастут.

Понятие температуры вспышки паров активно используется в производстве и исследовании качества топлива:

  • для установления норм безопасного обращения с горючим;
  • для определения его чистоты;
  • для выявления фальсификатов и опасных добавок;
  • для правильных расчётов работы энергоустановок.

Температура вспышки паров дизельного топлива в открытом тигле — от 52 до 96 ºС. Для бензина её значение составляет -43 ºС. Однако при сравнении температур самовоспламенения наблюдается обратная картина: для дизельного топлива это 210, для бензина — 246 ºС. Вещества, имеющие температуру вспышки паров ниже 61 ºС, относятся к легковоспламеняющимся, поэтому и бензин, и ДТ — в их числе.

Температуру вспышки всегда учитывают:

  • при перевозке и хранении топлива в жаркую пору года;
  • при размещении мощного работающего двигателя в закрытом помещении;
  • при производстве ДТ.

ГОСТ 305-82 устанавливает температуру вспышки паров для ДТ общего назначения не выше 40, для двигателей тепловозов и морских судов — не выше 62 ºС.

Давление насыщенного пара

Давление насыщенных паров дизельного топлива — это равновесное количество пара вещества над жидкостью при установленных объёмах двух фаз и заданной температуре. Измеряется в Па или мм. рт. ст. на специальном устройстве.

Поскольку ДТ состоит из различного набора химических соединений, давление насыщенного пара зависит не только от марки продукта, но и от сорта нефти. Для дизельного топлива его значения составляют от 800 до 1333 Па или от 6 до 10 мм.рт. ст., для бензина — от 48 000 до 93 000Па или от 370 до 720 мм. рт. ст.

От плотности насыщенных паров топлива и состава фракций зависит, в свою очередь, испаряемость материала, то есть способность перехода из жидкого в газообразное состояние, определяющая качество запуска и работы двигателя.

Давление насыщенных паров ДТ тем выше, чем ниже температура кипения фракции. Чем легче фракции, тем проще запуск двигателя.

Класс опасности паров дизельного топлива

По ГОСТ 12.1.044 дизельное топливо — это легковоспламеняющаяся жидкость. В соответствии с ГОСТ 12.1.007 по степени воздействия на организм человека его относят к 4 классу опасности (малоопасная жидкость).

Предельная концентрация паров ДТ в рабочей зоне — 300 мг/м³. Взрывоопасной считается также концентрация его паров в смеси с воздухом в диапазоне от 2 до 12 %. При наличии взрывоопасной концентрации нижним и верхним температурными пределами взрываемости насыщенных паров считаются 70 и 120 ºС соответственно.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Температура воспламенения дизтоплива | Возгорание дизельного топлива

Знание температуры возгорания дизельного топлива служит основой для составления всех техник безопасности и иных регламентов. Сегодня электропроводка и приборы освещения полностью заизолированы при помощи специальных тугоплавких взрывопожаробезопасных коробах. Это единственная на сегодняшний день действительно рабочая мера, которая полностью исключает возгорание.

Работа двигателя

Если же рассматривать температуру воспламенения дизельного топлива в двигателе, то этот фактор будет гораздо ближе каждому автовладельцу. Обозначается он при помощи цетанового числа, причем оцениваются следующие параметры:

  • температура и скорость воспламенения;
  • время горения;
  • качество сгорания.

Последний фактор особенно важен, потому что от него зависит воздействие на атмосферу и количество тяжелых осадков, которые остаются в цилиндре.

Самостоятельно определить температуру воспламенения невозможно, потому что для этого нужны специальные дорогостоящие приборы и эталонные образцы, чьи параметры изучены полностью. Для исследований используются обычно следующие образцы:

  1. Цетан С16Н34. Идеальный углеводород, чье цетановое число равняется 100. Отличается быстрым воспламенением, ровным прогоранием и практически полным отсутствием остатков. На двигатель воздействует исключительно благотворно.
  2. Метилнафталин С10Н17СН3. Полная противоположность предшественника, из-за чего его цетановое число приравнивается к 0. Среди отличительных особенностей выделяется медленное воспламенение, плохое прогорание и резко негативное воздействие на дизельный двигатель.

В результате сравнения выявляется ЦЧ рассматриваемого образца. Если оно ниже или равно 40, то завести автомобиль даже в жаркий летний день может удастся не сразу, а зимой и вовсе практически невозможно. Оптимальный вариант ЦЧ для лета – 45, а для зимы 50. Хотя на практике производителя стремятся приблизиться к отметке 50-55, что позволит на современных автомобилях дополнительно снизить расход топлива и повысить качество сгорания, но для смешивания с воздухом потребуется использовать достаточно мощные турбины, иначе эффект результаты будут обратными – топливо сгорает сразу при попадании в камеру, повышая расход и увеличивая дымность.

Температура воспламенения в дизельном двигателе – это ключевой момент, который позволяет убедиться в качестве топлива, его экологичности и общем воздействии на подвижные элементы, которые непосредственно связаны с топливом.

Температура самовоспламенения ДТ | Температурные свойства дизельного топлива

Самовоспламеняемость дизельного топлива служит одним из основных параметров, определяющих качество продукта. Ведь принцип работы данного двигателя кардинально отличен от бензинового аналога, потому что здесь используется не искра для розжига, а давление. Прямая зависимость самовоспламенения дизтоплива от анилиновой точки и удельного веса была открыта достаточно давно и названа дизельным индексом.

Критерии самовоспламенения

Сразу стоит учесть, что у каждой марки есть своя регламентированная температура самовоспламенения дизтоплива:

  1. Л – 310 С;
  2. А – 230 С;
  3. З – 240 С;
  4. ЗС – 240 С.

При этом данные показатели могут достаточно существенно изменяться на основании изменения давления. Благодаря этому при обычном атмосферном давлении воспламеняемость ДТ различных марок будет варьироваться в пределах 275-336 С.

Важно помнить, что температурные показатели ДТ всегда указываются минимальные, при которых смесь топлива и воздуха может загореться. Все производители стремятся снизить ее до минимума, чтобы двигатель работал с минимальными усилиями, а результат всегда достигался идеальный.

К тому же важно всегда заливать топливо с рекомендованным цетановым числом, т.к. в этом случае удастся получить некоторые преимущества:

  • мягкая работа двигателя;
  • качественное смазывание всех подвижных элементов, которые соприкасаются топливом;
  • минимальная дымность;
  • отсутствие вреда природе.

Если использовать менее качественные аналоги, то механизм будет быстрее изнашиваться, а привести его в движение может быть проблемно даже в теплую летнюю погоду. При цетановом числе свыше 60 топливо прогорает практически моментально, из-за чего существенно повышается расход и вред природе.

Правильно рассчитанное самовоспламенение дизельного топлива позволяет значительно расширить период эксплуатации двигателя, а также организовать правильные условия для хранения, где будут полностью исключены даже малейшие риски.

Температура — самовоспламенение — дизельное топливо

Температура — самовоспламенение — дизельное топливо

Cтраница 1

Температура самовоспламенения дизельного топлива зависит от давления в той среде, куда топливо впрыскивается.

 [1]

Поскольку температура самовоспламенения дизельного топлива составляет для марок: Л — 310 С, 3 — 240 С; ЗС — 240 С, А — 230 С — и температура воспламенения топлива всех марок составляет 62 — 119 С, то в помещениях для хранения дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, а искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопас-ном исполнении.  [2]

При таком давлении температура самовоспламенения дизельного топлива составляет 200 — 210 С. Однако для устойчивого воспламенения с небольшим периодом задержки ( до 60 мс) температура в конце такта сжатия должна быть значительно выше температуры самовоспламенения и в период пуска составлять 300 — 345 С. Достижение этой температуры зависит от температуры окружающего воздуха и частоты вращения коленчатого вала при пуске.  [3]

Экспериментально установлена количественная зависимость между температурой самовоспламенения дизельного топлива и периодом задержки воспламенения в двигателе. Это означает, что в некоторых случаях температура самовоспламенения может быть характеристикой воспламеняемости дизельных топлив, особенно при оценке топлив, полученных из нефтей одинакового состава.  [4]

В результате экспериментальной работы была установлена зависимость температуры самовоспламенения дизельного топлива от его удельного веса и анилиновой точки; эта зависимость была названа дизельным индексом.  [5]

В отличие от бензиновых двигателей в дизельных рабочая смесь воспламеняется не от постороннего источника — искры, а в результате самовоспламенения топлива. Температура самовоспламенения дизельного топлива определяется его групповым углеводородным и фракционным составом и зависит от давления. При атмосферном давлении дизельные топлива самовоспламеняются в пределах температур 275 — 336 С.  [6]

Температура самовоспламенения — это минимальная температура, при которой пары топлива в смеси с воздухом воспламеняются без соприкосновения с открытым огнем. Чем ниже температура самовоспламенения дизельного топлива, тем мягче ( без стуков) будет работать на нем двигатель и тем производительнее, экономичнее и надежнее будет его работа. Легкость самовоспламенения топлива оценивается цетановым числом.  [7]

В цилиндры подается газовоздушная смесь, состав и способ образования которой могут быть различными. Эта смесь сжимается до температуры ниже температуры ее самовоспламенения, но выше

температуры самовоспламенения дизельного топлива. В конце такта сжатия температура газовоздушной смеси достигает 500 — 550 С. Подача топлива осуществляется за 15 — 20 до ВМТ. Это топливо воспламеняется и поджигает газовоздушную смесь. Надежное воспламенение дает возможность применять газовоздушную смесь такого же состава, как и при дизельном процессе. При этом напряженность деталей сохраняется на уровне напряженности использованного дизеля, а мощность газодизеля не отличается от мощности дизеля.
 [8]

Современные газовые двигатели относятся в большинстве случаев к группе двигателей с внешним смесеобразованием и имеют принудительное зажигание. Применение газовых двигателей с воспламенением от сжатия затруднено в основном вследствие высокой температу

Самовоспламенение — дизельное топливо — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Самовоспламенение — дизельное топливо

Cтраница 1

Самовоспламенение дизельных топлив оценивается цетано-вым числом и достаточно полно характеризует их моторные свойства.  [1]

Температура самовоспламенения дизельного топлива

зависит от давления в той среде, куда топливо впрыскивается.  [2]

Поскольку температура самовоспламенения дизельного топлива составляет для марок: Л — 310 С, 3 — 240 С; ЗС — 240 С, А — 230 С — и температура воспламенения топлива всех марок составляет 62 — 119 С, то в помещениях для хранения дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, а искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопас-ном исполнении.  [3]

Цетановое чиело характеризует самовоспламенение дизельного топлива в цилиндрах дизеля. От величины цетанового числа зависит жесткость или плавность работы дизеля и удельный расход топлива. Применение топлива с низким цетановым числом вызывает жесткую работу дизеля и повышенный износ коренных подшипников. При нормальном цетановом числе ( 40 — 50) дизель работает мягко, без стуков и процесс сгорания топлива в цилиндрах протекает удовлетворительно. Применение дизельного топлива с чрезмерно высоким цетановым числом ( 70 — 75 и выше) приводит к снижению экономичности дизеля, появляется дымный выпуск, увеличивается нагарообразование.  [4]

Основным показателем, характеризующим самовоспламенение дизельных топлив в цилиндре двигателя, является цетановое число. Цетановые числа дизельных топлив определяют на одноцилиндровом лабораторном двигателе, оборудованном аппаратурой, обеспечивающей работу двигателя с самовоспламенением от сжатия.  [5]

При таком давлении температура самовоспламенения дизельного топлива составляет 200 — 210 С. Однако для устойчивого воспламенения с небольшим периодом задержки ( до 60 мс) температура в конце такта сжатия должна быть значительно выше температуры самовоспламенения и в период пуска составлять 300 — 345 С. Достижение этой температуры зависит от температуры окружающего воздуха и частоты вращения коленчатого вала при пуске.  [6]

Самым надежным способом определения самовоспламенения дизельных топлив является метод испытания их на специальных одноцилиндровых двигателях.  [7]

Экспериментально установлена количественная зависимость между температурой самовоспламенения дизельного топлива и периодом задержки воспламенения в двигателе. Это означает, что в некоторых случаях температура самовоспламенения может быть характеристикой воспламеняемости дизельных топлив, особенно при оценке топлив, полученных из нефтей одинакового состава.  [8]

В результате экспериментальной работы была установлена зависимость температуры самовоспламенения дизельного топлива от его удельного веса и анилиновой точки; эта зависимость была названа дизельным индексом.  [9]

Вследствие резкого снижения испарения автомобильных бензинов при низких температурах и ухудшения условий для самовоспламенения дизельных топлив затрудняется, а при температурах ниже — 15 — Т — — 20 СС становится невозможным запуск двигателей, прежде всего дизельных.  [10]

В отличие от бензиновых двигателей в дизельных рабочая смесь воспламеняется не от постороннего источника — искры, а в р

ГОСТ 305-82. Характеристики дизтоплива по ГОСТу

На качество работы двигателя и всей топливной системы не в последнюю очередь влияют свойства топлива. Сегодня производители в России предлагают и дизтопливо ГОСТ 305-82. Государственный стандарт, разработанный еще в 1982 году, уже устарел, как, впрочем, и само топливо, которое по нему до недавнего времени изготавливали.

ГОСТ 305-82

Созданный еще в Советском Союзе, этот стандарт, который регламентирует изготовление ДТ, является межгосударственным. Он определяет как технические условия производства, так и характеристики топлива, которое предназначалось для автомобилей, промышленных агрегатов и судов с быстроходными дизельными двигателями.

Современное топливо, изготовленное по международным европейским стандартам, практически вытеснило с рынка солярку, для производства которой использовался старый ГОСТ. Дизтопливо ЕВРО, кроме того что имеет значительно более высокие эксплуатационные характеристики, еще и намного экологичнее.

Впрочем, и сегодня считается (по крайней мере на постсоветском пространстве), что горючее, в котором можно применять различные разрешенные присадки, имеет некоторые преимущества из-за своей универсальности и широкого диапазона рабочих температур.

Область применения

Дизтопливо (ГОСТ 305-82) использовалось до недавнего времени для военной, сельскохозяйственной техники, дизельных судов и грузовых автомобилей старого образца.

Этим топливом пользовались для отопления малоэтажных зданий, расположенных далеко от центрального теплоснабжения. Сочетание низкой цены и достаточно высокой энергоэффективности позволяло экономить затраты на содержание домов.

Почему в прошлом? Государственный стандарт 1982 года заменен на ГОСТ 305-2013, вступивший в действие с января 2015 года. И в нем четко указано, что дизтопливо ГОСТ 305-2013 не реализуется через АЗС общего пользования и предназначено для быстроходных и газотурбинных двигателей как внутри страны, так и в странах Таможенного союза (Казахстане и Белоруссии).

Основные преимущества

Итак, главные достоинства – это универсальность и рабочие температуры. Кроме того, преимуществами старой доброй солярки считают ее эксплуатационную надежность, проверенную десятилетиями; возможность длительного хранения без ухудшения технических характеристик; повышение мощности двигателя.

Дизтопливо ГОСТ 305-82 легко фильтруется, содержит незначительное количество сернистых соединений и не разрушает детали двигателя.

Бесспорным преимуществом солярки является ее низкая цена по сравнению с другими видами жидкого топлива.

Главный недостаток

Главным недостатком горючего, из-за которого, собственно, и ограничено его использование, является низкий класс экологичности. Дизтопливо ГОСТ 305-82 (2013) принадлежит к классу К2. А на сегодняшний день на территории РФ запрещены к обращению даже виды топлива с классом экологичности К3 и К4.

Марки дизтоплива

Старый ГОСТ устанавливал три марки топлива, новый же — четыре. Также несколько отличаются температурные диапазоны их использования и характеристики.

Параметры (ГОСТ) дизтоплива летнего (Л): эксплуатационная температура — от минус 5 °С, температура вспышки для дизельных двигателей общего назначения – 40°С, для газотурбинных, судовых и тепловозных — 62°С.

Такая же температура вспышки у межсезонного топлива (Е), рабочие температуры которого начинаются с минус 15°С.

Зимнее топливо (З) используется при температурах до минус 35°С и до минус 25°С. И если в технических условиях 1982 года диапазон рабочих температур определялся температурой застывания топлива, то в новом документе речь идет о температуре фильтрации – минус 35°С и минус 25°С соответственно.

Арктическое (А) дизтопливо ГОСТ 305-82 можно было использовать, начиная с температуры минус 50°С. В новом документе этот предел подняли на пять градусов, называется уже рекомендованная температура от 45°С и выше.

Виды дизтоплива

Дизтопливо ГОСТ 52368-2005 (ЕВРО) делится по массовому содержанию серы на три вида:

  • I – 350 мг;
  • II – 50 мг;
  • III – 10 мг на один кг горючего.

В ГОСТ 305-82 дизтопливо в зависимости от процентного содержания серы делится на виды:

  • I — топливо всех марок, в котором доля серы не больше 0,2%;
  • II — дизтопливо с содержанием серы для марок Л и З — 0,5%, а для марки А — 0,4%.

Новый ГОСТ 305-2013, приближаясь к международным стандартам, делит топливо на два вида по массовому содержанию серы вне зависимости от марки. К виду I относится горючее с содержанием серы 2,0 г, а к виду II – 500 мг на килограмм топлива.

Даже вид II содержит серы в полтора раза больше, чем топливо вида I, соответствующее международным стандартам.

Большое количество серы – это вредные выбросы в атмосферу, но и хорошие смазывающие свойства топлива при этом.

Условные обозначения

В ГОСТ 305-82 топливо маркировалось заглавной буквой Л, З или А (летнее, зимнее или арктическое соответственно), массовой долей серы, температурой вспышки летнего и температурой застывания зимнего топлива. Например, З-0,5 минус 45. Сорта высший, первый или без него, характеризующие качество топлива, указываются в паспорте на партию.

Дизтопливо (ГОСТ Р 52368-2005) маркируется буквами ДТ, указывается сорт или класс в зависимости от значения температур фильтруемости и помутнения, а также вид топлива I, II или III.

Для Таможенного союза существует свой документ, регламентирующий требования к топливу, в том числе и его условное обозначение. Он включает буквенное обозначение ДТ, марку (Л, З, Е или А) и коэффициент экологичности от К2 до К5, показывающий содержание серы.

Поскольку документов много, понятие сортности в них разное, а характеристики более подробно указываются в паспорте качества, то сегодня не редкость объявления типа «Продажа дизтоплива трубного сорт 1 ГОСТ 30582005». То есть все параметры и качество горючего соответствуют указанному стандарту, кроме содержания серы.

Основные характеристики дизтоплива

Самыми важными эксплуатационными показателями, которыми характеризуется дизтопливо ГОСТ 305-82 (2013), являются: цетановое число, фракционный состав, плотность и вязкость, температурные характеристики, массовые доли различных примесей.

Цетановое число характеризует воспламеняемость топлива. Чем выше этот показатель, тем меньше времени проходит от впрыска топлива в рабочий цилиндр до начала его горения, а следовательно, меньше длительность прогрева двигателя.

От фракционного состава зависит полнота сгорания топлива, а также токсичность отработанных газов. При перегонке дизельного топлива фиксируется момент полного выкипания определенного количества горючего (50% ли 95%). Чем тяжелее фрикционный состав, тем уже диапазон температур и выше нижний порог кипения, а значит, позднее происходит самовоспламенение горючего в камере сгорания.

Плотность и вязкость влияют на процессы подачи и впрыска топлива, его фильтрование и эффективность.

Примеси влияют на износ двигателя, коррозионную стойкость топливной системы, появление в ней налета гари.

Предельная температура фильтруемости – это такая низкая температура, при которой загустевшее топливо перестает проходить через фильтр с ячейками определенного размера. Еще один температурный показатель – это температура помутнения, при которой начинает кристаллизоваться парафин, то есть мутнеет дизтопливо.

Характеристики ГОСТ 305-2013 устанавливает для всех марок одинаковые: цетановое число, массовую долю серы, кислотность, йодное число, зольность, коксуемость, загрязнение, содержание воды. Отличия касаются температурных показателей, вязкости и плотности топлива. В ГОСТ 305-82 были отличия еще и по коксуемости.

Технические требования к дизтопливу

Итак, цетановое число для всех марок топлива равно 45, содержание серы — либо 2,0 г, либо 500 мг на один кг. Это самые важные показатели, характеризующие горючее.

Плотность дизтоплива по ГОСТ меняется от 863,4 кг/куб. м для горючего марок Л и Е до 833,5 кг/куб. м для марки А, кинематическая вязкость – от 3,0-6,0 кв. мм/с до 1,5-4,0 кв. мм/с соответственно.

Фракционный состав характеризуется диапазоном температур от 280°С до 360°С для топлива всех марок, за исключением арктического, для которого температуры выкипания находятся в пределах от 255°С до 360°С.

Характеристики (новый ГОСТ) дизтоплива летнего ничем не отличаются от характеристик межсезонного горючего, за исключением предельной температуры фильтруемости.

Температура вспышки зимнего топлива для дизельных двигателей общего назначения – 30°С, для газотурбинных, судовых и тепловозных — 40°С, арктического – 30°С и 35°С соответственно.

Отличия дизтоплива ГОСТ 305-82 (2013) и ЕВРО

Еще в 1993 году европейские стандарты качества устанавливали цетановое число не ниже 49. Спустя семь лет стандарт, который определял технические характеристики топлива ЕВРО 3, установил более жесткие показатели. Цетановое число должно быть более 51, массовая доля серы – меньше 0,035%, а плотность – меньше 845 кг/куб. м. Стандарты ужесточились в 2005 году, а сегодня действуют международные, установленные в 2009 году.

Сегодня в РФ производится дизтопливо ГОСТ Р 52368-2005 с цетановым числом выше 51, содержанием серы меньше 10 мг/кг, температурой вспышки от 55°С, плотностью в пределах от 820 до 845 кг/куб. м и температурой фильтруемости от плюс 5 до минус 20°С.

Даже сравнивая первые два показателя, можно сделать вывод о несоответствии дизтоплива ГОСТ 305-2013 современным требованиям экологии.

Требования безопасности

Поскольку дизельное топливо — жидкость горючая, то меры безопасности касаются, прежде всего, защиты от возникновения пожара. Достаточно всего 3% его паров в общем объеме воздуха в помещении для того, чтобы спровоцировать взрыв. Поэтому высокие требования предъявляются к герметизации оборудования и аппаратуры. Защищенными выполняются электропроводка и осветительные приборы, инструменты используются только те, которые не высекают даже случайно искру.

Важными для соблюдения техники безопасности и условий хранения дизтоплива ГОСТ 305-82 (2013) являются температурные показатели, касающиеся способности к горению.

Марка топлива

Температура самовоспламенения, °С

Температурный предел воспламенения, °С

верхний

нижний

Летнее, межсезонное

300

119

69

Зимнее

310

105

62

Арктическое

330

100

57

Особенно важно соблюдение мер безопасности и температурных режимов в местах длительного хранения многих тысяч тонн дизельного топлива, например на электростанциях.

Характеристики дизтоплива для электростанций

Дизельные электростанции и сегодня используют горючее по ГОСТу 305-82. Оборудование на них установлено как отечественного производства, так и зарубежное.

Зарубежные производители не рекомендуют, но и не запрещают использовать дизтопливо ГОСТ 305-82 (2013) с высоким содержанием серы 0,5% и 0,4 %.

Например, компания F.G.Wilson к использованию рекомендует высший и первый сорта всех марок топлива с цетановым числом от 45, содержанием серы не больше 0,2%, воды и присадок – 0,05%, плотностью 0,835 — 0,855 кг/куб. дм. Этим характеристикам соответствует горючее вида I ГОСТ 305-82 (2013).

В договоре на поставку дизельного топлива на электростанцию обязательно указываются его физико-химические свойства: цетановое число, плотность, вязкость, температуру вспышки, содержание серы, зольность. Механические примеси и вода не допускаются вообще.

Для проверки качества поставленного горючего и соответствия его характеристик установленным государственным стандартом пределам определяют содержание нежелательных примесей и температуру вспышки. Если в работе оборудования наблюдаются сбои и его детали интенсивно изнашиваются, определяют и остальные показатели.

ГОСТ 305-82 устарел и заменен, но и новый документ, введенный в действие с начала 2015 года, не так заметно изменил требования к дизельному топливу для быстроходных двигателей. Может быть, когда-нибудь такое горючее запретят к использованию вообще, но сегодня его еще используют как на электростанциях, так и на тепловозах, тяжелой военной технике и грузовых автомобилях, парк которых сохранился еще со времен Советского Союза.

Температура воспламенения дизельного топлива — Большая химическая энциклопедия

Дизельное топливо обычно используется для внутреннего сгорания в дизельных двигателях, фракция, которая перегоняется в диапазоне температур приблизительно от 200 до 370 ° C. Общий термин, охватывающий масла, используемые в качестве топлива в дизельных и других двигателях с воспламенением от сжатия. [Pg.328]

При сжигании жидких масел, таких как тяжелое дизельное топливо, топливо разбрызгивается через сопла в воздух. После воспламенения вокруг испаряющихся капель образуется пламя, вызванное испарением капли в горячем пограничном слое.Скрытая теплота испарения сильно влияет на температуру капли, так что тепловыделение в результате реакции компенсируется теплом, поглощаемым при испарении топлива, и теплом, теряемым более холодным газом в воздухе. Профили состава, которые мы могли ожидать, показаны на рис. 12-11, но температура вокруг частицы также будет варьироваться. [Pg.503]

В дизельном двигателе воздух сжимается до давления 1000 фунтов на квадратный дюйм или выше. При сжатии температура воздуха повышается до температуры в диапазоне от 600 ° F до 800 ° F (315.От 6 ° C до 426,7 ° C). При почти максимальной степени сжатия в этот горячий сжатый воздух впрыскивается дизельное топливо. Воспламенение топлива в этой среде начинается всякий раз, когда компоненты топлива с самой низкой температурой самовоспламенения начинают гореть. [Стр.195]

ТЕМПЕРАТУРА. Задержка воспламенения большинства видов дизельного топлива уменьшается при повышении температуры (50, 67, 94, 139). В определенных температурных интервалах исключение составляют сильно разветвленные и циклические соединения (50). Если предположить, что химическая задержка велика по сравнению с физической задержкой при низких температурах, то можно оценить кажущуюся общую энергию активации предпламенных реакций, как показано на рисунке 3 (71).Результаты, аналогичные показанным на Рисунке 3, могут быть представлены эмпирическим соотношением (43, 44) в форме … [Pg.285]

Температура самовоспламенения этанола значительно выше, чем у бензина или дизельного топлива. Это должно сделать этанол менее восприимчивым к возгоранию при попадании на горячие поверхности, такие как выпускные коллекторы двигателя. [Pg.55]

Вышеуказанные параметры актуальны при перекачивании масел при низких температурах или для их использования в качестве альтернативного дизельного топлива в двигателях с зажиганием.Температуры помутнения и температуры застывания растительных масел выше, чем у дизельного топлива. [Pg.1307]


Параметры качества зажигания тихоходного дизельного двигателя — морское исследование

Параметры качества зажигания:

  1. Энергия
  2. Вязкость
  3. Максимальное давление обжига.
    4. Задержка впрыска
    5. Задержка зажигания.

1. Сравнение энергопотребления

• Впрыскивающий насос представляет собой объемный насос
• Чем выше плотность, тем больше энергии он содержит на единицу объема
• Разница в плотности между HFO и MDO больше, чем разница в низшей теплотворной способности

2.Сравнение вязкости

  • Вязкость MDO ниже вязкости HFO (даже HFO нагревается).
    • Топливо с меньшей вязкостью приводит к большей внутренней утечке в топливном насосе со стороны высокого давления на сторону низкого давления.
    • Внутренняя утечка должна быть компенсирована дополнительным топливным баком.

3. Максимальное давление обжига

  • Зависит от давления наддувочного воздуха
    • Для обеспечения надлежащего сгорания давление зажигания должно быть высоким, а следовательно, и давление наддувочного воздуха
    • Время работы топливного насоса

4.Задержка впрыска

  • Задержка впрыска — это время, необходимое для создания давления, превышающего давление открытия форсунки.
    • Обычно 4… 5 ° угла поворота коленвала
    • Задержка сопоставима с состоянием оборудования для впрыска

5. Задержка зажигания

  • — временной интервал между началом впрыска и началом зажигания.
  • Зависит от качества топлива
  • Температура сжатия имеет большое влияние на задержку зажигания
  • Температура сжатия недостаточно высока для воспламенения топлива более длительная задержка воспламенения

Источник: Wartsila

Кроме того, для лучшего зажигания тихоходного дизельного двигателя необходимо учитывать следующее:

Более высокое пиковое давление и более высокая температура выхлопных газов:
• Обычно 1… 2 ° угла поворота коленчатого вала.
• Слишком раннее время впрыска
• Более высокое пиковое давление

Температура выхлопных газов после цилиндра:

  • Измеряется индивидуально после каждого цилиндра
  • На каждый цилиндр по два мерных
  • Средняя температура всех датчиков температуры выхлопных газов примерно на 100 ° C ниже, чем температура выхлопных газов перед турбиной.
  • Максимально допустимая разница между клапанами в одном
  • Максимально допустимое отклонение среднего значения одного цилиндра от среднего значения всех цилиндров,
  • При нормальной работе средняя температура Отклонение температуры в цилиндре может составлять до 30-40 °
  • Двигатель (в зависимости от установки) снабжен устройством предохранительного замедления, если разница температур слишком велика.
  • Повышение температуры окружающей среды на 10 ° C приводит к увеличению температуры выхлопных газов примерно на 15 ° C.

Температура выхлопных газов после турбокомпрессора:

  • Указывает кинетическую энергию выхлопных газов, приводящих в действие турбину.
  • Указывает на состояние турбонагнетателя, т.е.продувка двигателя
  • Если установлен катализатор de-Nox, температура должна превышать определенный уровень, чтобы катализатор функционировал.

Давление разность по цилиндрам:

  • Измерение разницы давлений между коллектором наддувочного воздуха и выхлопным газом
  • показывает, насколько хорошо работает очистка.
  • Зависит от турбокомпрессора, поэтому значения ниже следует рассматривать как исчерпывающие
  • Чем больше Dp, тем лучше
  • Нормальное значение при 100% нагрузке меняется в зависимости от установки, после того как значение было понижено, это означает, что с двигателем что-то не так -e.грамм. грязное кольцо сопла и турбина

Написано из информационного письма Wartsila.

Дешевое дизельное топливо с температурой воспламенения, предложения по дизельному топливу с температурой воспламенения онлайн на Alibaba.com

Предыдущий следующий 1 /34

Связанные ключевые слова:

температура отверждения силикона

температура воды для мытья рук

исторические данные о температуре

метеостанция температуры

температура резервуара с соленой водой

Ключевые слова, связанные с Китаем:

Китай контроллер температуры

Китай температура Wi-Fi

Китай измеритель температуры воды

Температура Китая

Температура детской бутылочки в Китае

maxx МОМЕНТ: Дизель, синхронизация

Может быть, вы видели в реалити-шоу клипы о замкнутом газовом насосе? Автомобиль у бензонасоса внезапно загорается, пока владелец заправляет топливо.Обычно водитель начинает качать бензин, а затем возвращается в машину за чем-нибудь. После скольжения по сиденью, создавшего накопление статического электричества внутри своего тела, он снова касается рукоятки насоса с достаточным запасом статической искровой энергии, чтобы зажечь летучую топливно-воздушную смесь на заливной горловине. ПУФ. Затем запаниковавший оператор инстинктивно, но по ошибке вытаскивает форсунку из заливной горловины, разбрызгивая топливо по всему автомобилю и земле: он только что заново изобрел огнемет из садового шланга.

Если вы разожгли достаточно костров, вы поймете, насколько опасен бензин. Тем не менее, с оттенком смирения я скажу вам, что маленькая леди не была впечатлена моими навыками бойскаута, когда я чуть не сжег новую конструкцию шторы на заднем дворе после того, как срезал бензин в переносной костровой яме под ней. Пламя выскочило из ямы на 12 футов или около того, пока я стоял наготове: ром и кокс в одной руке, садовый шланг в другой. Урок здесь? Если вам нужен шланг для воды в руке, возможно, вы не совсем это продумали.Я подозреваю, что некоторые варианты этого утверждения могут оказаться на моей могильной плите или как часть повествования о посмертной премии Дарвина.

Если оставить в стороне самоанализ, заметили ли вы, что ни в одном из этих зажигательных видеоклипов не используется дизельный насос? Никогда не дизельное топливо, всегда бензин. Почему это простое наблюдение важно для настройки дизельного двигателя? И как вы можете повысить экономию топлива с помощью этих знаний? Есть ответы.

Дизель нелегко воспламеняется по сравнению с другими видами топлива, во всяком случае, при температурах, при которых нам комфортно дышать.Это ключ к успеху топлива в приложениях с большой мощностью, которые также имеют дополнительный запас прочности. Возможно, если бы кто-то предложил это мне раньше, у меня все еще могла бы быть структура тени заднего двора.

Я хочу больше

В жалобах на местах, возникших в отделе обслуживания. Клиент A получает 24 мили на галлон, в то время как Клиент B расстроен своими результатами на 11 миль на галлон. Среди факторов, которые создают несоответствие: стиль вождения, продолжительность поездки, погода, состояние транспортного средства, высота над уровнем моря, энергетическая ценность топлива… список длинный.Тюнинг — это один из факторов, которым мы можем управлять; в нашу пользу, как мы увидим.


LLY Duramax Diesel EFI Live Lope Tune

В идеальном мире время для дизельного двигателя постоянно менялось бы в соответствии с обратной связью по давлению в цилиндре и модным компьютерным алгоритмом. Эта технология сегодня используется в некоторых разработках. Планирование времени впрыска дизельного топлива зависит от точности оборудования, используемого для его измерения и контроля. Предполагается, что это может объяснить отклонение на плюс-минус пять градусов в желаемом и фактическом времени, как указано в PCM (ECU).Без причудливых датчиков давления в цилиндрах нам остается определять это экспериментально (предположение): настройка динамометра методом проб и ошибок является обычным методом. Это часто может быть ответом на повышение производительности и эффективности, и оно того стоит. Что, если бы я сказал вам, что можно увеличить экономию на 30 процентов, просто настроив? Что, если бы я сказал вам, что мой 2500HD Duramax за 8000 фунтов получает 24 мили на галлон на шоссе… каждый день? А что, если я тоже скажу, ты тоже можешь?

Рисунок 1. Воздухозаборник и компрессионный нагрев

Искра ушла

Концепция воспламенения от сжатия — это сдвиг для тех, кто привык думать о воспламенении от искры.Концепции настройки дизельного двигателя схожи, но, в отличие от определения того, когда подавать искру для определения точного момента начала зажигания, дизельный двигатель полагается на менее точный механизм воспламенения от сжатия, также известный как самовоспламенение.

Одна из четырех термодинамических фаз дизельного цикла, такт сжатия, заключается в том, что свежий воздух сжимается или сжимается в цилиндре. Когда это происходит, он подвергается изоэнтропическому сжатию — термодинамическому термину, который описывает то, что мы уже знаем: воздух нагревается.Воздух в гораздо меньшее пространство становится горячим, очень горячим. Это можно понять, если мы посмотрим на эти температуры во время такта сжатия, показанные ниже справа.

Это сжатие регулируется следующими термодинамическими уравнениями для прогнозирования температуры и давления в сжатом состоянии:

Т2 = Т1 (V1 / V2) γ-1
P2 = P1 (V1 / V2) γ

V1 / V2 — это просто степень сжатия вашего двигателя, а T1 и P1 — это температура или давление на входе до сжатия поршня.Гамма (γ) — это отношение теплоемкостей, известная константа (1,4) для воздуха. Состояние сжатого воздуха T2 и P2 рассчитывается и отображается в таблице 1 на различных ступенях поршня, когда цилиндр поднимается вверх.

Обратите внимание, что эти цифры отражают только температуру воздуха, сжимаемого в двигателе с высокой степенью сжатия. Напор воздуха в цилиндре может достигать 1100ºF еще до начала сгорания. После сгорания температура может очень быстро достигать 3 000–5 000 ° F.

Эта идеальная модель не предполагает потерь теплового механизма на стенки цилиндра и потерь на сжатие при продувке, поэтому фактическая температура и давление будут немного ниже.Обратите внимание, что при ходе сжатия на 180 градусов первые 150 градусов вращения доводят температуру воздуха до 775ºF (желтая подсветка), нагреваясь до 675ºF. Последние 30 градусов (красная подсветка) вращения добавляют столько же тепла, что и начальные 150 градусов, в результате чего температура достигает 1298ºF. Это неравенство является результатом геометрии поршня и штока.

Впрыск и зажигание

Как только воздух сжимается и оказывается где-то около верхней мертвой точки (ВМТ — нижний ряд таблицы 1), появляется PCM и подает команду впрыскивания — точно отмеренной порции дизельного тумана микронного размера под необычайным давлением.Мелкодисперсное жидкое дизельное топливо поступает в горячую камеру, где быстро начинает испаряться. Только в этот момент может начаться возгорание, поскольку жидкое дизельное топливо не горючее (не путать с горючим). Это топливо, как и любое другое топливо, имеет очень специфические характеристики горения. Продолжительность горения зависит от конкретных химических характеристик, таких свойств, как октан, гептан и цетан, а также макрофизических свойств, таких как качество распыления и температура цилиндра. На ожог влияет даже конечная температура наддува воздуха.

Событие горения очень сложно из-за кучи динамических переменных и условий. Если синхронизация впрыска дизельного топлива происходит слишком рано, мощность будет потрачена впустую на попытки повернуть двигатель назад, и будет потеряна экономия топлива. Слишком поздно, и взрывное пламя будет преследовать отступающий поршень по цилиндру, прикладывая к нему небольшое усилие. Вот почему страдает экономия топлива, так как синхронизация дизельного двигателя слишком запаздывает или чрезмерно агрессивна.

Теперь снова посмотрим на столбцы в первой таблице.Посмотрите, что происходит, когда температура на входе поднимается всего на 100ºF. Температура конечного сжатия превышает 300ºF. Это в значительной степени означает также повышение EGT на 300ºF. Теперь вы знаете, что может помочь уменьшить EGT. Если EGT вызывает беспокойство, начните с источника холодного воздуха для горения; это самая эффективная помощь EGT.

Что делать, если зажигание происходит задолго до того, как цилиндр поднимется наверх? Например, некоторые виды нефтяного топлива, такие как бензин и эфир, могут самовоспламеняться при относительно очень низких температурах, ниже 400 ° F.В таблице 1 это будет 60 BTDC. Давайте проясним: если самовоспламенение начинается при 60 BTDC, вы взорвете двигатель, поскольку событие зажигания пытается повернуть цилиндр (и двигатель) назад. Это чрезвычайно опасно, поскольку на кривошипную рукоятку действуют огромные силы, направленные назад и вниз, и она может вылететь из днища грузовика. Если все еще непонятно, то оглушительный хлопок, который вы слышите в такой ситуации, прояснит это. Если вы хоть раз по ошибке отъезжали от насосов с полным баком бензина, мои соболезнования.Напротив, дизельное топливо требует 800ºF для самовоспламенения.

Таблица 1 также дает нам представление о том, что делает наддув с температурой и давлением сжатого заряда. Столбец с надписью «Впуск при 100ºF (без наддува)» составляет 55 атмосфер. Колонка, которая добавляет всего 20 фунтов на квадратный дюйм (1,4 атм) наддува (типичное), добавляет 75 атм, чтобы довести давление напора ВМТ до 130 атм. Ой! И помните, что создание наддува — это еще один процесс сжатия, в котором в качестве побочного продукта выделяется тепло, поэтому наддув обычно сопровождается более высокими температурами наддува.Таким образом, увеличение наддува имеет огромные последствия для угла опережения зажигания, не говоря уже о влиянии на прокладки головки блока цилиндров от дополнительного давления. Это показание давления ВМТ вполне может быть лучшим барометром для определения нагрузки на двигатель, и анализ отказов должен начинаться с рассмотрения того, что происходит с воздушным зарядом, который вы используете. То, что здесь происходит, включая эффекты индукции, является платформой для создания крутящего момента… генезиса процесса сгорания.

Надеюсь, я начинаю понимать потенциальный ущерб, который может быть нанесен из-за слишком большого времени, как с увеличением наддува, так и с температурой всасываемого заряда.Некоторое время это может сойти с рук, но как только вы столкнетесь с условиями, которые приводят к избыточному нагреву заряда, низкая экономия станет наименьшей из ваших проблем. Обломки на дороге расскажут остальную историю. Это может происходить в форме дня 105ºF, когда ваш воздухозаборник нагревается до 180ºF, ожидание в пробке, отсутствие охлаждающего воздушного потока для CAC, нагревание всего, а затем… опускание акселератора. Эти 30 градусов времени, вместо медленного воспламенения при 10 BTDC, теперь быстро воспламеняются при 20 или 25 BTDC (в зависимости от разницы в самовоспламенении из таблицы) изгиба стержней или хуже, выгоняя кривошип прямо из нижней части, принимая подшипники и компоненты системы смазки с ней.Важным моментом здесь является то, что вы должны контролировать температуру впускного коллектора, если хотите поиграть с настройкой производительности. Это избавит вас от многих душевных страданий.

Выдержка

Будет полезно понять количество времени, о котором мы говорим, имея в виду событие инъекции. Сам импульс измеряется в микросекундах в очень быстром и мощном событии: современный инжектор Common Rail подвергается воздействию 26000 фунтов на квадратный дюйм. Типичный импульс форсунки V8, необходимый для создания 300 л.с., занимает 2000 микросекунд или.0020 секунд. Моргание длится в 20 раз дольше. Это быстро. За 2000 микросекунд крылья колибри поднимутся и опускаются один раз. При движении со скоростью 60 миль в час ваш автомобиль проедет 2,1 дюйма за время действия впрыска.

Тем не менее, в целях оценки правильного выбора времени для дизельного двигателя такие аналогии теряют эффективность, поэтому давайте увеличим масштаб. Возможно, будет полезно узнать, как далеко перемещаются кривошип и поршень во время импульса подачи топлива. Можно использовать градусы угла поворота коленчатого вала (CADeg). Допустим, наш выброс топлива мощностью 300 л.с. происходит при 3000 об / мин, и каждый оборот составляет 360 CADeg.Математика не сложная:

3000 об / мин — 3000/60 секунд

или 50 оборотов в секунду. Таким образом, за 0,0020 секунды поршень совершает 0,002 X 50 = 0,10 оборота, или 36 градусов. Таким образом, нашего 300-сильного импульса длительностью 2000 микросекунд хватает на 36 градусов поворота коленвала. Это то, что мы теперь можем понять, но помните, что это для определенной скорости двигателя, только 3000 об / мин. Если двигатель вращается медленнее, скажем, вдвое меньшей скорости при 1500 об / мин, тогда CADeg будет вдвое меньше при 18 градусах.

Теперь вернемся к расписанию сжатия. В том же случае впрыска на 36 градусов происходит повышение температуры заряда на 600–700 ° F. Когда топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением, оно распыляется на маленькие капельки тумана и начинает испаряться по мере удаления от сопла. Испарение также означает испарительное охлаждение, которое в некоторой степени противодействует нагреву от сжатия.

Соотношение топливо-воздух в любой точке цилиндра может находиться в диапазоне от почти нуля, в точке, где нет топлива, до бесконечности внутри капли неиспарившегося топлива.Как правило, соотношение топливо-воздух высокое около наконечника сопла и низкое вдали от него, но из-за сложности процесса смешивания соотношение топливо-воздух не изменяется равномерно внутри цилиндра. Горение может происходить только в относительно узком диапазоне отношения топлива к воздуху. Если соотношение слишком низкое, топлива недостаточно для поддержания горения; если соотношение слишком велико, воздуха недостаточно. Это факт, что жидкое дизельное топливо при обычных температурах почти так же легко воспламеняется, как дождливый день. Спичка, упавшая в ведро с дизельным топливом, каждый раз гаснет.Но если топливо нагревается до температуры более 130 ° F, концентрация паров топлива прямо над поверхностью жидкости увеличится, и пламя воспламенит смесь. Как говорится, дома не пробуйте. Как я упоминал ранее, те же свойства низкой летучести при нормальных температурах также делают дизельное топливо более безопасным от случайного возгорания в топливных насосах.

Три фазы сгорания дизельного топлива

Когда топливо испаряется в горячий сжатый воздух, оно начинает окисляться. По мере того, как все больше топлива испаряется и смешивается с воздухом, количество и скорость реакций окисления возрастают в цепной реакции до конца

.

Период задержки воспламенения: возгорание происходит независимо во многих местах, и горение распространяется очень быстро в регионах, где соотношение топливо-воздух находится в диапазоне горючести.

Это начальное сгорание после начала воспламенения называется

.

Предварительно смешанная фаза сгорания: потребляется от пяти до 10 процентов топлива, используемого двигателем при типичной работе с полной нагрузкой. В конце фазы сгорания с предварительным смешиванием большая часть топлива еще не впрыскивается или все еще находится в области, которая слишком богата для сгорания.

Но впрыск продолжается, и топливо продолжает испаряться и смешиваться с воздухом, чему способствуют тепловыделение и турбулентность, создаваемая начальным сгоранием.Это быстро производит больше газа с требуемым соотношением топлива и воздуха, и горение продолжается с экспоненциальным ростом. Это называется

.

Фаза с регулируемой диффузией или фаза сгорания с контролируемым перемешиванием: идеально расходует оставшееся топливо. Кратковременная температура газа в этой фазе будет превышать 3000 ° F, хотя сам баллон никогда не будет таким горячим.

Момент зажигания и дизельного впрыска

До сих пор мы пытались понять, как ведет себя дизельное топливо и какое значение имеет тепло для его сгорания.Прежде чем продолжить, давайте проведем четкое различие между синхронизацией топливного импульса и тем, что подразумевается под термином «зажигание». Они не то же самое. Если я говорю о воспламенении, я имею в виду фактическое событие возгорания. Время впрыска дизельного топлива должно быть рассчитано по времени с учетом факторов, влияющих на качество и время зажигания. Обычно событие воспламенения следует за началом события впрыска. Поскольку они связаны во времени, понимание зажигания является первым шагом к определению обязательно правильного оптимизированного момента впрыска.Подчеркивание этого может показаться исчерпывающим, но мы склонны использовать эти термины как синонимы, и это может привести к путанице, когда мы пытаемся понять, что происходит внутри цилиндра.

Сама по себе небольшая капля жидкости дизельного топлива не воспламеняется. Горючим только испарившийся пар топлива. Горючая смесь кислорода (воздуха) и испарившихся паров топлива должна существовать в среде, достаточно горячей для самовоспламенения. Чтобы воспламенение произошло, должно быть очень определенное соотношение паров топлива к кислороду, узкий диапазон пропорций, иначе взрыва не будет.Чтобы усложнить ситуацию, даже эти пропорции меняются при изменении температуры. Эти пропорции также влияют на качество зажигания. Об этом вкратце говорилось ранее.

В нашем стремлении к максимальному расходу топлива мы должны отрегулировать время впрыска в соответствии с характеристикой коллективного зажигания топлива и свойств двигателя

Оптимальная синхронизация дизельного двигателя

Итак, что составляет оптимальное время? Какая модель поможет нам составить временную диаграмму дизеля? У инженеров-проектировщиков много целей, они пытаются удовлетворить несколько органов власти, соблюдая при этом ограничения, регулируемые государством.Это их желание получить максимальный крутящий момент, приемлемый EGT, минимальный уровень шума, максимальную экономию и минимальные выбросы химикатов, при этом пытаясь максимально продлить срок службы двигателя. Это чистое жонглирование компромиссами, и редко когда можно внести какие-либо изменения без каких-либо других негативных последствий. Например, уменьшение времени круиза снижает выбросы твердых частиц и шум, но снижает экономичность. Так как же определяется время в цилиндровой среде, которая имеет такие динамические тепловые условия? От вечной мерзлоты на Аляске до безводных летних сезонов в Долине Смерти необходимо постоянно корректировать время.Для оптимальной синхронизации дизельного двигателя важно, чтобы начало зажигания происходило где-то в верхней части такта сжатия. Опять же, если смесь самовозгорается слишком рано — до того, как поршень достигнет ВМТ — тогда большая часть работы раннего сгорания будет пытаться повернуть кривошип в обратном направлении, поскольку поршень поднимается против расширяющегося продукта сгорания газа. Этот отрицательный крутящий момент явно вреден для экономики: это самая большая неэффективность, с которой сталкивается двигатель внутреннего сгорания. Если впрыск происходит слишком поздно, фронт пламени продуктов сгорания будет преследовать быстро удаляющийся поршень по цилиндру, и в результате будет небольшой крутящий момент.Снова плохая экономика. Чтобы максимизировать экономию, событие сгорания должно происходить, чтобы минимизировать отрицательный крутящий момент и максимизировать положительный крутящий момент. Если зажигание начинается при 28 градусах перед верхней мертвой точкой, поршень пытается повернуть назад на 28 градусов. Если вы начнете впрыск так, что воспламенение начнется на 10 градусов перед верхней мертвой точкой, тогда оно будет действовать против нее только на 10 градусов. Двигатель становится более механически эффективным с увеличением чистого положительного крутящего момента. Конечно, поршень сопротивляется обратному движению из-за импульса, создаваемого семью другими цилиндрами, которые не находятся в ВМТ.Всегда есть компонент отрицательной работы, прежде чем преобладает более обильная положительная работа.

Рисунок 3. Влияние слишком большого времени на давление в цилиндре
На Рисунке 3 начинают становиться очевидными эффекты опережения. Повышение давления в цилиндре на 40 процентов сопровождается снижением мощности на 20 процентов. Немедленные дополнительные расходы на топливо и, в конечном итоге, сокращение срока службы. На Рисунке 3 показано, что давление в цилиндре достигает пика после ВМТ.Используется среднее эффективное (в цилиндре) давление в тормозной системе (BMEP) или иногда IMEP. Эти термины аналогичны и определяются как среднее давление, которое весь ход крутящего момента должен был бы оказать, чтобы равняться крутящему моменту, создаваемому фактическим чистым положительным давлением.

То, что мы знаем как крутящий момент или чистый положительный крутящий момент, определяется из общей площади под кривой после отметки ВМТ и вычитания площади под кривой перед ВМТ. Их объединение дает чистый положительный крутящий момент.

Геометрия поршня

Познакомившись с поршневым циклом на 360 градусов, я помню, как подумал; Чистая геометрия хода крутящего момента вниз предполагает, что 80 ATDC — это место, где вы хотите, чтобы вся ваша работа выполнялась мгновенно.Единственная проблема заключается в том, что при 80 ATDC все движется с максимальной скоростью в сторону от преследующего взрыва. При 80 ВМТ скорость цилиндра значительно превышает скорость фронта пламени. Другая, менее очевидная проблема заключается в том, что по мере того, как цилиндр движется мимо ВМТ, увеличивая объем цилиндра без события воспламенения, температура начинает падать, в противоположность тому, что мы видели в графике сжатия: и она быстро падает, на самом деле, вы рискуете полный пропуск самовоспламенения.

Расход топлива равен LPP

Давайте быстро пройдемся по всем экспериментам: с помощью датчика давления в цилиндре уже было определено, что максимальный крутящий момент достигается, когда точка пикового давления в цилиндре, LPP, находится между 10 и 16 градусами ВМТ.Стандартный эталонный оптимальный LPP для двигателей внутреннего сгорания составляет 12 или 14 ATDC, в зависимости от указанного исследования. Я буду использовать 14. Если воспламенение начнется в оптимальное время, 15 градусов до ВМТ (гипотетическое число), горение будет распространяться по камере, и пиковое давление возникнет при 14 градусах ВМТ. Чтобы максимизировать экономию, инженер регулирует время впрыска дизельного топлива, чтобы добиться желаемого LPP.

Топливный импульс обязательно имеет конечную длительность, и время, в течение которого форсунка открыта, может охватывать 40 или более градусов вращения, небольшое окно времени.Сгорание не прекращается при прекращении впрыска топлива; это продолжается до тех пор, пока пары топлива находят кислород. Это называется дожиганием и снижает эффективность и производительность двигателя, потому что объем цилиндра увеличивается намного выше ВМТ. Когда количество топлива за цикл увеличивается, дожигание увеличивается и приводит к неполному сгоранию в конце такта расширения, хотя воздух все еще присутствует. Это подразумевает важность хорошего распыления. Плохое состояние форсунки или низкое давление в топливной рампе приводит к дожиганию, плохой экономичности и задымлению.

Рисунок 4. Влияние качества топлива на пиковое давление и продолжительность сгорания

Качество топлива, цетан, задержка зажигания

Качество воспламенения дизеля зависит от двух основных характеристик, которые волнуют проектировщика электростанции: задержки воспламенения и продолжительности горения. Во время нормальной работы
задержка зажигания является самой большой переменной для точного выбора впрыска. Это свойство одного топлива может резко меняться в зависимости от условий, от 5 до 60 CADeg.Это также представляет собой самую большую проблему для выбросов; Полнота сгорания во многом зависит от правильного выбора времени дизельного топлива. Задержка в первую очередь определяется химическими свойствами, хотя, когда двигатель холодный, задержка физического испарения также значительна.

Продолжительность горения зависит от химических свойств и факторов окружающей среды, температуры и давления.

Цетановое число — это показатель того, как скоро после начала впрыска топливо начинает самовоспламеняться.Двигатель требует топлива с все более высоким цетановым числом для легкого запуска на холоде. Изменение содержания цетана означает изменение задержки воспламенения. Топливо с высоким цетановым числом начинает гореть вскоре после его впрыска в цилиндр; у него короткий период задержки зажигания. И наоборот, топливо с низким цетановым числом сопротивляется самовоспламенению и имеет более длительный период задержки воспламенения.

На уровень шума влияет цетановое число. В США требование к цетановому числу D 975 стандарта ASTM составляет минимум 40.Следовательно, как культура, у нас есть более громкие автомобили, чем в Европе, где согласно спецификации требуется минимум 45. Источником шума является быстрота повышения давления. Если топливо имеет длительный период задержки воспламенения, то оно, наконец, воспламеняется позже, когда температура заряда значительно выше. Более горячая среда ускоряет возгорание. Быстрота этого события является источником типичного для нас шума. Когда зажигание начинается раньше и с меньшей задержкой, повышение давления происходит более плавно и тише.Как я выяснил, разница может составлять несколько децибел.

На рисунке 4 показана задержка зажигания и снижение давления в цилиндре с цетаном. Более высокое цетановое число приводит к более низкому давлению в цилиндре, но еще большему положительному крутящему моменту… беспроигрышный вариант. Обратите внимание, что LPP одинаков в каждом случае, контролируемый до 18 ATDC.

Грубый старт

Мой грузовик дымит холодным утром при запуске, что с этим не так?

Ничего. Это называется холодным дымом, и он всегда белый.Это неизрасходованный топливный туман, который появляется вместе с отработавшими выхлопными газами. Обычно он длится всего минуту или меньше, рассеиваясь, как только кожа стенки цилиндра становится достаточно теплой, чтобы эффективно поддерживать самовоспламенение. Пока температура цилиндра и поршня не станет достаточно высокой, чтобы поддерживать температуру сжатого заряда, мощность будет снижаться, эффективность будет низкой, а двигатель будет работать громче. Если у вас много коротких поездок, рассчитывайте на невысокую экономию.

Теплота сжатия отвечает за нагрев пара в камере сгорания до температуры, которая инициирует самовозгорание топлива.При запуске холодного дизельного двигателя стенки камеры сгорания изначально холодные, что делает их поглотителями тепла. Поскольку скорость вращения коленчатого вала ниже рабочей скорости, сжатие также происходит медленнее; это дает сжатому воздуху больше времени для отвода тепла к стенкам холодной камеры или за счет постепенного сброса давления (расширение равняется охлаждению) по мере утечки воздуха через кольца / клапаны. В дополнение к дефициту тепла при холодном запуске импульс топлива испаряется, значительно охлаждая заряд и усугубляя дилемму холодного запуска: заговор препятствий для запуска в сочетании с холодной погодой.Таким образом, необходим дополнительный локальный источник тепла для дизельных двигателей с непрямым впрыском холодного пуска — свеча накаливания. Даже после запуска двигателя температура в камере сгорания все еще будет слишком низкой для полного сгорания впрыскиваемого топлива. Белый дым, который вы получаете в течение следующих минут или двух, называется холодным дымом. Это туман паров дизельного топлива, который не сгорает из-за недостаточной температуры цилиндра. Это ужасное раздражение глаз и дыхательных путей.

Горючее, которое сгорает быстрее, требует меньшего проворачивания для запуска двигателя.Таким образом, при прочих равных условиях топливо с более высоким цетановым числом облегчает запуск. Между прочим, цетан и октан в реальном смысле обратно связаны. Повышение октанового числа увеличивает задержку воспламенения. Те же химические характеристики, которые обеспечивают хорошее сгорание дизельного топлива, сводятся к плохой детонационной стойкости бензина: высокое октановое число равно низкому цетановому числу, и наоборот.

Концепции оптимизации

Предположим, что температура самовоспламенения для нашей дизельной платформы составляет 800ºF. При фиксированном импульсе впрыска 15 BTDC событие воспламенения начинается примерно при 10 градусах BTDC, при использовании стандартного значения задержки цетанового числа в пять градусов.Если событие зажигания длится 40 градусов вращения, то имеется 10 градусов отрицательного крутящего момента и 30 градусов положительного крутящего момента, в результате чего получается 20 градусов чистого положительного крутящего момента.

Но что произойдет, если наддув воздуха на входе нагреется до 240ºF? Это реальный пример эффекта более высокой нагрузки и индукционного нагрева при подъеме на уклон. Если событие синхронизации не изменилось, то имеется 13 градусов отрицательного крутящего момента и 22 градуса положительного крутящего момента, чистый положительный крутящий момент резко снизился более чем на половину до всего лишь девяти градусов.Обратите внимание на потерю пяти степеней продолжительности; это происходит из-за уменьшения времени горения из-за более горячей окружающей среды. Таким образом, чтобы восстановить чистый крутящий момент до 20 градусов, время впрыска дизельного топлива должно быть замедлено на пять градусов (пять градусов имеют чистый эффект на 10 градусов, небольшое изменение имеет большое значение). Если эта регулировка не выполняется динамически, вы ощутите снижение эффективности и заметную потерю мощности на уклоне.

Дизель ГРМ

Часто добавление времени приводит к лучшей экономии топлива.Многие люди хотят знать, какой прогресс им сойдет с рук, чтобы повысить производительность. В отличие от бензинового двигателя с искровым зажиганием, в котором детонация является пределом опережения по времени, дизельный двигатель может быть расширен без непосредственной угрозы кратковременного повреждения от детонации: компоненты дизеля обычно усилены, чтобы справиться с дополнительным напряжением. Как это работает? Допустим, вы опережаете впрыск до смехотворных 45 градусов … очень скоро после впрыска имеется горючая воздушно-топливная смесь, но окружающая среда еще не достаточно горячая для быстро прогрессирующего самовоспламенения.Фактически преждевременный впрыск и последующее испарение отрицательно охлаждают сжатый заряд. По мере приближения ВМТ и достижения температуры воспламенения очень насыщенная воздушно-топливная газовая смесь вызывает очень быстрое горение, а быстро движущийся фронт давления создает больше шума, характерного для дизельного двигателя дребезжания. Результатом является очень высокое давление в цилиндрах перед ВМТ, меньший полезный положительный крутящий момент и возможность серьезного повреждения двигателя, особенно при ухудшении тепловых условий, как мы увидим дальше.

Пожар в яме

Что, если вы буксируете с этим радикальным подъемом на 45 градусов и выдерживаете большую нагрузку в течение минуты или двух на уклоне? ЕСТ поднимается, цилиндр становится все горячее. IAT повышается, поэтому график сжатия воздушного заряда теперь более горячий, событие самовоспламенения происходит быстрее в более ранней точке хода, скажем, около 30 BTDC. Эта насыщенная среда резко воспламеняется, быстро высвобождая большую часть своего потенциала задолго до ВМТ, и результат похож на гранату в молочной банке, что приводит к катастрофическому давлению в цилиндре и взрыву, во многом подобно тому, что происходит с двигателями с опережением искры.Если продвижение будет достаточным, это поднимет головы или разрушит двигатель в течение нескольких секунд без какого-либо особого звукового предупреждения. Это коварный убийца. Когда вы исследуете геометрию поршневого штока и силы, действующие на эти элементы, вы увидите, что вся эта энергия пытается вывести кривошип из нижней части двигателя, что часто приводит к изгибу штоков. Также могут образоваться обгоревшие поршни в результате более высоких температур и давлений. Также важна реальная потеря мощности на уклоне в результате уменьшения чистого положительного крутящего момента.Это ключевое наблюдение. Если вы заметили, что по мере того, как ваш мотор нагревается, вы начинаете терять мощность, он пытается сказать вам, что он вошел в это чрезмерно напряженное состояние. Обычному оператору это кажется нелогичным: трудно поверить, что двигатель может взорваться, поскольку он производит меньшую мощность.

К счастью, у инженеров есть способ решить эту проблему, используя стратегию PCM, которая сокращает время при факторах, способствующих воспламенению.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.