Требования к свойствам топлива для карбюраторных двигателей

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА

Автомобили выделяют в окру­жающую среду много ядовитых веществ, из которых 65 % содер­жат отработавшие газы, 20% — картерные газы и 15% — пары топлива.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горючей смеси и продуктов сгора­ния), которые разжижают масло и образуют смолистые вещества и кислоты. Кроме того, картерные газы повышают давление в кар­тере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения.

Система вентиляции картера двигателя КАМАЗ-740 открытая с сапуном лабиринтного типа. Из картера отработавшие газы выходят через сапун и вытяжную трубку в атмосферу за счет разрежения, создаваемого во время движения автомобиля у конца вытяжной трубки. Сапун препятствует выносу масла через вытяжную трубку.

На лег­ковых автомобилях система вентиляции картера двигателя закры­того типа. За счет вакуума во впускном трубопроводе картерные газы принудительно удаляются в цилинд­ры двигателя на догорание че­рез маслоотделитель и воздуш­ный фильтр. При холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг и золотник под дроссельные заслонки карбюратора. Пламегаситель исключает проник­новение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.

Бензин — смесь углево­дородов (соединений углерода и водорода), имеющих температуру кипения 30 — 200⁰С, и присадок, предназначенных для улучшения экс­плуатационных свойств топлива. Является топливом, наиболее пригодным для ис­пользования в двигателях автомобилей. Представляет собой чистую жидкость, которую можно легко сохранять и которая является легко теку­чей. Он образует горючие пары при достаточно низкой тем­пературе и при сгорании высвобождает большое количество тепла.

Перед тем, как бензин сгорит, он должен быть превращен в пар и смешан с соответствующим количеством воздуха.

Пропорция воздуха и топлива, необходимая для полного сгорания, называется химически сбалансированной смесью и для бензина приблизительно равна 15.

Смесь, содержащая большее количество топлива, то есть имеющая соотношение воздух/топливо ниже 15, будет на­зываться обогащенной смесью, а смесь, содержащая боль­шее количество воздуха, то есть имеющая соотношение воз­дух/топливо выше 15, будет называться обедненной сме­сью.

Смеси с соотношением воздух/топливо меньше 8 или больше 22 не могут нормально зажигаться в цилиндрах двигателя внут­реннего сгорания, но и находящееся в этом диапазоне соот­ношение воздух/топливо оказывает значительное влияние на характеристики двигателя.

Максимального значения мощности двигатель достигает при несколько обогащенной смеси.

При обеднении смеси двигатель больше разогревается в процессе работы и обеспечивается наименьший расход топлива.

Если двигатель работает на химически идеальном составе смеси, отработанный газ должен состоять из смеси двуокиси углерода (СО₂), водяного пара (Н₂О) и азота (N₂). Если смесь сделать обо­гащенной, пропорция СО₂ в отрабо­танных газах уменьшится, тогда как количество моноокиси углерода (СО, угарного газа) возрастет и будет также иметься небольшое количество несгоревшего водорода. Ког­да будет достигнут определенный предел горючес­ти, в отработанных газах появится несгоревший углерод в виде черной угар­ной сажи. Её появление является признаком переобогащенности смеси.

Если смесь будет более бедной, чем химически правиль­ный состав, количество СО₂ в отработанных газах будет уменьшаться. При небольшом обеднении смеси в отработанном газе отсутствует СО, но со­держание кислорода увеличивается.

Поскольку в цилиндрах двигателя сгорают пары бензина, а не жидкость, важно, чтобы весь подаваемый в двигатель бензин был испарен до зажигания. Когда жидкость превращается в пар, она поглощает тепло, которое она поглощает из своего окружения. Если топливо будет испаряться в карбюраторе, он будет охлаждаться, влага будет конденсироваться, собираться на трубке дроссельной и воздушной заслонок и двигатель может заглохнуть.

Детонация — неконтролируемое самовос­пламенение части бензовоздушной смеси, со­провождающееся горением взрывного характе­ра (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15-20 до 1500-2500 м/с). Ее призна­ками являются характерные металлические сту­ки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение рас­хода топлива, повышение дымности отработав­ших газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки голов­ки блока цилиндров, разрушению поршневых ко­лец, износу подшипников коленчатого вала. Для подавления детонации используют уменьшение угла опережения зажигания, прикрытие дросселя и увеличение скорости вращения коленвала, увлажнение воздуха..

Неуправляемое воспламенение топливовоздушной смеси от чрезмерно нагретых деталей камеры сгорания и раскаленных частей, покрытых нагаром, называется калильным зажиганием.

Октановое число (ОЧ) бензина — показа­тель стойкости бензина к детонации. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя являет­ся применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, например у АИ-95 ОЧ =95.

Октановое число бензина может быть повышено путем добавления специальных присадок: метилтретбутилового эфира (МТБЭ), метилового или этилового спирта (метанола, этанола). Органических соединений на основе марганца и железа. В качестве антидетонаторов также применяются изопентан, изооктан, неогексан, бензол, толуол, ацетон и др.