Показатели ДТ, влияющие на процессы самовоспламенения и сгорания

Воспламенение ДТ, как и любого другого вида топлива, зависит от температуры в очаге возгорания. Температура самовоспламенения ДТ определяется его химическим составом.

Цетановое число

Способность ДТ самовоспламеняться оценивают цетановым числом (ЦЧ). Метод оценки самовоспламеняемости топлив для быстроходных дизелей аналогичен методу оценки детонационной стойкости бензинов. В качестве эталонных топлив для определения самовоспламеняемости выбирают два углеводорода: цетан С|6Н34 и альфаметилнафталин С|0Н7СН3. Самовоспламеняемость первого углеводорода условно принята за 100, второго — за 0. Смешивая их, можно получить смесь с самовоспламеняемостью от 0 до 100. Таким образом, цетановым числом называется условный показатель, численно равный процентному содержанию цетана в такой его смеси с альфаметилнафталином, которая по самовоспламеняемости соответствует испытуемому образцу.

Цетановое число ДТ определяют методом совпадения вспышек (рис. 1.15).

Для безотказной работы современных двигателей требуется топливо с цетановым числом: летом — не менее 45, зимой — 50. При цетановом числе ниже 45 дизели работают «жестко», особенно зимой, а выше 45 — «мягко». Однако использовать топлива с цетановым числом выше 60 нерентабельно, так как качество работы при этом изменяется незначительно, а удельный расход топлива возрастает. Последнее объясняется тем, что при повышении ЦЧ свыше 55 период задержки воспламенения (время с

Моторная установка ИТ9-3 для определения цетановых чисел дизельных топлив

Рис. 1.15. Моторная установка ИТ9-3 для определения цетановых чисел дизельных топлив: / — пульт управления; 2 — топливные бачки; 3 — подогреватель воздуха; 4 — зеркало для наблюдения за вспышками; 5 — механизм изменения степени сжатия; 6 — форсунка; 7 — одноцилиндровый двигатель; 8 — насос высокого давления

момента начала подачи топлива в цилиндр двигателя до начала горения) настолько мал, что топливо воспламеняется вблизи форсунки, и воздух, находящийся дальше от места впрыска, почти не участвует в процессе сгорания. В результате топливо сгорает не полностью, и экономичность двигателя снижается.

ДТ не всегда обеспечивают необходимую самовоспламеняемость, поэтому возникает необходимость в повышении цетанового числа. Существуют два основных метода: изменение химического состава и введение специальных присадок.

Что касается надежности холодного пуска двигателя при различных температурах окружающей среды, то она в большей степени зависит от конструкции двигателя и режима пуска, чем от ЦЧ топлива. При температуре ниже 350—400 °С горючая смесь не в состоянии воспламеняться. Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала дизеля должна составлять 100—120 мин-1. И чем выше пусковая частота вращения, тем выше температура сжимаемого воздуха, а значит, лучше условия пуска двигателя.

Цетановое число зависит от содержания и строения углеводородов, входящих в состав ДТ. Цетановые числа алканов — самые высокие, самые низкие числа имеют ароматические углеводороды. Углеводороды, входящие в состав ДТ, по ЦЧ располагаются следующим образом: первое место занимают алканы, второе — циклоалканы, третье — изоалканы, четвертое — ароматические углеводороды. Увеличение числа углеродных атомов в молекулах углеводородов приводит к увеличению цетанового числа.

Таким образом, повышение содержания н-алканов приводит к увеличению ЦЧ. Однако н-алканы имеют высокую температуру кристаллизации, что приводит к ухудшению низкотемпературных свойств ДТ.

Введение в ДТ специальных кислородсодержащих присадок способствует легкому выделению активного кислорода. К таким присадкам относятся органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты, которые, попадая в камеру сгорания, ускоряют образование перекисей, при разложении которых ускоряется процесс самовоспламенения. Так, добавление 1 % изопропил-нитрата повышает ЦЧ на 10—12 ед. и улучшает пусковые свойства ДТ в зимнее время.

Найдена эмпирическая зависимость цетанового числа топлива от его октанового числа:

ЦЧ = 60 - ОЧ/2.

Чем выше октановое число, тем ниже его цетановое число и наоборот. Поэтому добавление в дизельное топливо бензиновых фракций всегда ведет к снижению его цетанового числа.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >