X Код для використання на сайті:
Ширина px

Скопіюйте цей код і вставте його на свій сайт

X Для завантаження презентації, скористайтесь соціальною кнопкою для рекомендації сервісу SvitPPT Завантажити собі цю презентацію

Презентація на тему:
Експлуатаційні властивості та використання палива ДЛЯ дизельного ДВИГУНА

Завантажити презентацію

Експлуатаційні властивості та використання палива ДЛЯ дизельного ДВИГУНА

Завантажити презентацію

Презентація по слайдам:

Слайд 1

ЛЕКЦІЯ № 3 ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ ПАЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПИТАННЯ, ЯКІ ПІДЛЯГАЮТЬ РОЗГЛЯДУ Умови роботи дизельного двигуна та вимоги до дизельного палива. Основні показники дизельного палива (густина, в’язкість, фракційний склад). Індикаторна діаграма дизельного двигуна. Цетанове число (ЦЧ). Метод визначення. Стандарти та марки дизельних палив в Україні. Альтернативні палива для бензинових та дизельних двигунів.

Слайд 2

Питання 1 Умови роботи дизельного двигуна, вимоги до дизельного палива.   По класифікації рідких нафтових палив за призначенням, до другої групи віднесені палива для поршневих двигунів із займанням від стиску – дизельне паливо. Дизельне паливо – це складне утворення парафінових (10...40%), нафтенових (20...60%) і ароматичних (14...30%) вуглеводнів та їх похідних середньої молекулярної маси 110...230, що википають у межах 170...380 0C. У сільському господарстві дизельне паливо використовується для роботи тракторів, комбайнів та інших самохідних сільськогосподарських машин, вантажних автомобілів, деяких стаціонарних дизелів. У середньому по Україні 73% дизельного палива йде на тракторні роботи, 9,8% - на роботу самохідних комбайнів, землерийних машин, автомобілів і стаціонарних двигунів, 17,5% - на приготування трав’яного борошна, спалювання у теплових установках та інші потреби. Це становить долю використання дизельного палива у цій галузі близько 40%. У перспективі планується перехід на дизельне паливо двигунів більшості вантажних та багатьох легкових автомобілів, тобто до 2010 року прогнозується збільшення його використання більш ніж у чотири рази. Основна перевага дизелів – висока економічність: питомі витрати палива менше на 20...30%, ніж у карбюраторних двигунів. А коефіцієнт корисної дії (ККД) дизелів (45%) на цей час на 10% перевищує ККД карбюраторних двигунів (35%) і мають, крім цього, цілий ряд таких переваг, як можливість форсування наддувом.

Слайд 3

Крім того, дизельне паливо менш вогненебезпечне, завдяки гіршій випаровуваності значно зменшує втрати від випаровування при транспортуванні і зберіганні; саме використання дизельного палива розглядається як засіб збільшення паливних ресурсів за рахунок застосування більш вагових нафтових фракцій – типа керосину, газойлю та їх сумішей. У дизельних двигунах випаровування палива здійснюється у повітрі, нагрітому до високих температур (близько 700 0C). Утворення горючої суміші забезпечують найбільш висококиплячі фракції продуктів переробки нафти. У швидкохідних дизелях з високим числом обертів колінчастого валу застосовують низькокипляче паливо, бо час на випаровування та сумішоутворення у них менше ніж у середньо - та тихохідних двигунах. Значні вимоги, які пред’являють до сучасних дизелів, призвели до розвитку різних засобів організації робочого процесу та сумішоутворення (об’ємне, пристінне, комбіноване). Однак, спільним є те, що у дизелях використовується внутрішнє сумішоутворення (утворення суміші безпосередньо у циліндрі). Процес сумішоутворення починається фактично у момент початку вприскування палива у нагріте повітря (температура близько 4000…5000C і тиск - 2,5...3 МПа) у кінці такту стиску і завершується одночасно з кінцем горіння. Таким чином, на випаровування палива та перемішування його з повітрям відведено дуже мало часу (0,6*10 -3…2*10 -3 с). Щоб паливо за цей час встигло випаруватись, розмір краплин повинен бути у межах 10...20 мкм, а із зменшенням діаметру краплин зростає швидкість їх нагріву. Якість сумішоутворення та згоряння визначається характеристиками вприску палива та його розпилу, швидкостями пересування повітря у камері згоряння, геометричними характеристиками та матеріалом розпилювача і камери згоряння, якістю палива (випаровуваністю, в’язкістю та інше).

Слайд 4

Особливо важливо у процесі згоряння запобігти великій швидкості зросту тиску, що обумовлює жорстку роботу та великі навантаження на деталі двигуна. Меншу жорсткість роботи забезпечують палива з кращим займанням. Сучасна паливна апаратура дизелів складається з високоточних деталей (зазори у плунжерних парах складають 2...5 мкм), які здійснюють зворотно-поступальні та обертальні рухи відносно один одного на великих швидкостях. У процесі дозування та стискання паливо протікає по каналам паливної апаратури на величезних швидкостях. Особливі проблеми виникають при використанні дизельних палив у зимовий період. При зниженні температурі у паливі утворюються кристали парафінів, що веде до підвищення в’язкості. Забиваючи фільтри тонкої очистки, виникає загроза неможливості проходження палива через них. З цих причин, при використанні дизельних палив при мінусових температурах, вони повинні зберігати можливість до фільтрації і рухливості. Таким чином, особливості процесів сумішоутворення та згоряння у дизелях, а також конструкції паливних систем пред’являють цілий ряд вимог до фізико - хімічних та експлуатаційних властивостей палив, що забезпечують надійну та довгострокову роботу сучасних і перспективних дизельних двигунів у різноманітних кліматичних умовах, високі енергетичні та економічні показники, а також низьку токсичність відпрацьованих газів.

Слайд 5

Слайд 6

Загальні вимоги до якості дизельного палива наступні: паливо повинно мати оптимальний фракційний склад і в’язкість, які забезпечують необхідну дисперсність факела розпилювання та випаровуваність, а також змащування плунжерних деталей паливної апаратури; володіти оптимальним самозайманням для забезпечення легкого пуску дизеля у різних кліматичних умовах і повністю згоряти при малому значенні періоду затримки займання; мати оптимальні низькотемпературні властивості для заданих кліматичних умов застосування; не містити корозійно-активних речовин, смолистих з’єднань, механічних домішок і води; мати високу стабільність при тривалому зберіганні; не утворювати підвищених лако- та нагаровідкладень на деталях двигуна і паливної апаратури; не викликати підвищеного зносу деталей циліндро-поршневої групи двигуна; не утворювати при згоранні підвищеної димчасті та мати низьку токсичність відпрацьованих газів. До чого приведе використання палива, у якого показники якості відповідають стандарту.

Слайд 7

Питання 2 Основні показники дизельного палива (густина, в’язкість, фракційний та хімічний склад).

Слайд 8

Слайд 9

Властивості палива, які визначають якість сумішоутворення Якість сумішоутворення залежить від в’язкості густини, випаровуваності палива, поверхневого натягу. Стандартом регламентовано перші три показники. При аналізі впливу якості палива на сумішоутворення доцільно було б розглянути складаючи його „елементарні” фізичні процеси: Під розпилом палива прийнято вважати процес розпаду струменя, що витікає із розпилюючого пристрою (форсунки) на краплини, та подальше подрібнення цих краплин на більш дрібні. У дизелях визначений розмір краплин обумовлено заданою геометрією факела розпилу. При цьому, як збільшення, так і зменшення розміру краплин, веде до порушення геометрії факела, а, як наслідок, до порушення роботи двигуна. Розпад струменя палива на окремі краплини та якість сумішоутворення протікає під впливом зовнішніх і внутрішніх сил. Зовнішніми є аеродинамічні сили, що діють на струмінь. До внутрішніх відносять сили, що обумовлені впливом фізико-хімічних властивостей палива. До них відносять густину, в’язкість, поверхневий натяг. Розглянемо вплив цих властивостей більш детально. Вприскування палива Розпилювання палива по об’єму камери згоряння Нагрів палива, його випарювання та окислення Самозаймання

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Густина дизельного палива у більшій мірі визначає характеристики вприску палива - залежність об’єму палива, що подається форсункою від початку вприску до заданого моменту подачі. Оскільки паливний насос дизеля дозує кількість вприскуємого палива по об’єму нагнітальної порожнини насоса, при цьому, при об’ємному дозуванні збільшення густини палива збільшує його масову витрату прямо пропорційно. Крім того, внаслідок підвищеного максимального тиску у трубопроводі зростає продуктивність вприску, а тривалість, як правило, зменшується. В’язкість дизельного палива у значній мірі визначає роботу паливної апаратури дизеля. Наприклад, зменшення в’язкості палива веде до зміни геометрії факела розпилу палива, основною характеристикою є далекобійність. Встановлено вплив фізико-хімічних властивостей дизельного палива на довжину суцільної дільниці струменя розпиленого палива Lc: де - кінематична в’язкість при 20 0С, мм2/с; - густина палива при 20 0С, кг/м3; - поверхневий натяг. З підвищенням густини і в’язкості палива збільшується далекобійність струменя та ступінь заповнення камери згоряння паливом.

Слайд 13

Слайд 14

В’язкість також безпосередньо впливає на токсичність палива. Тонкість розпилу оцінюють розмірами краплин, що забезпечують найбільш повне і швидке випаровування і мають бути у межах 5...40 мкм. Середній діаметр краплин dc залежить від фізико-хімічних властивостей дизельного палива у такій залежності: Підвищення кінематичної в’язкості з 3 до 9 мм2/с веде до збільшення середнього діаметру краплин приблизно у 2 рази, густини - з 0,74 до 0,88 г/см3 - у 5 разів. Підвищення густини палив супроводжується сильним підвищенням в’язкості. При невеликій в’язкості зростає втрата палива у зазорах між плунжером та гільзою паливного насоса під час такту нагнітання (рис. 1), і як наслідок, кількість палива вприскуємого у циліндр зменшується, порушуючи роботу двигуна. Рис. 1 Відносна залежність обсягу палива, що дійсно подається насосом до форсунки від кінематичної в’язкості палива dc ~

Слайд 15

Паливо у системі живлення дизельного двигуна, крім того, виконує роль мастильного матеріалу. При недостатній в’язкості палива підвищується знос плунжерних пар насоса та голок форсунок. Низькотемпературні властивості палива оцінюються температурою помутніння палива, граничною температурою фільтрування, і температурою застигання. Основні вимоги, які пред'являються до якості дизельного палива, полягають у тому, щоб воно легко прокачувалось по паливній системі і безперебійно надходило у циліндр двигуна.

Слайд 16

Розглянемо вплив показників якості дизельного палива на прокачуваність більш докладно.

Слайд 17

Випаровуваність дизельних палив по стандарту оцінюється тільки фракційним складом. Випаровуваність палив у дизельних двигунах має не таке важливе експлуатаційне значення, ніж випаровуваність бензинів у карбюраторних двигунах. Це пов’язано з тим, що у дизельному двигуні, сумішоутворення протікає при дуже високій температурі у кінці такту стиску повітря. Фракційний склад сучасного стандартного дизельного палива має такі характеристики. Випаровуваність дизельних палив, у першу чергу, визначають пускові властивості. Пускові властивості дизельних палив залежать від температури википання 50% (t50%) фракцій. При цьому, цетанове число (якщо воно не надто низьке) впливає на легкість пуску, у меншій мірі, ніж фракційний склад. При запуску двигуна складаються найбільш несприятливі умови для сумішоутворення та самозаймання палива, внаслідок недостатньо високої температури у кінці такту стиску. При цьому велика кількість тепла передається холодним стінкам, а частина стискаємого повітря, при невеликих пускових обертах колінчатого валу, буде прориватися у картер. Ступінь стиску, а, як наслідок, і температура повітря у кінці стиску, будуть нижче порівняно з прогрітим двигуном. Саме тому, випаровуваність має бути такою, щоб у момент самозаймання утворювалася горюча суміш, яка відповідає межам займання. Переганяється при температурі, 0С початок кипіння 10% фракцій 50% фракцій 90% фракцій 96% фракцій 180...210 205...230 250...280 320...345 330...370

Слайд 18

Обважнювання фракційного складу погіршує пускові властивості. Полегшення пуску двигуна з кращою випаровуваністю спостерігається лише до певних меж полегшення фракційного складу, у зв’язку з погіршенням займання (рис. 1.11). Крім того, відбувається перезбагачення суміші поблизу форсунки і збіднення у решті камери згоряння, знову погіршуються пускові характеристики. Температура википання 96% фракцій палива (t96%), в основному, здійснює вплив на потужності та економічні показники роботи дизеля. Рис. 2. Вплив фракційного складу на показники роботи одноциліндрової установки, на базі двигуна ЯМЗ-236 у залежності від цетанового числа палива: І - ЦЧ=40±2; ІІ - ЦЧ=46±2; ІІІ - ЦЧ=52±2

Слайд 19

Питання 3 Індикаторна д