Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

Процесс в две начинается с того, что Вы заполняете бензобак на бензоколонке. Затем Вы заводите мотор, и бензонасос высасывает топливо из бака и отправляет его в карбюратор. Карбюратор испаряет бензин, смешивает его с воздухом и отправляет в цилиндр. Дальше происходит последовательность событий, изображенная на рисунке 12.1.

Смесь бензина с воздухом засасывается в цилиндр, когда поршень движется вниз, и объем цилиндра возрастает до максимального. Впускной клапан закрывается, и

Нижнее положение

Сжатие Воспламенение Рабочий ход

Выпуск Верхнее

положение

Впуск

Рис. 12.1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

затем поршень движется вверх по цилиндру и сжимает топливо. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, свеча зажигания дает мошную искру и воспламеняет бензин. Бензин моментально сгорает, что приводит к сильному расширению газов и давлению на поршень. Поэтому затем поршень вынужденно перемещается вниз по цилиндру, и энергия передается на коленчатый вал - это называется рабочий ход поршня. В нижней точке рабочего хода выпускной клапан, находящийся в верху цилиндра, открывается, и во время движения поршня вверх сгоревшее топливо выбрасывается. В верхней точке хода впускной клапан снова открывается, и весь процесс повторяется. Обратите внимание на то, что в течение каждого цикла поршень по два раза перемещается вверх и вниз по цилиндру.

Давление насыщенных паров

Одной из принципиальных стадий цикла работы ДВС является воспламенение бензина. Когда двигатель разогрет, с этим нет проблем: тепло обеспечивает поступление 100% бензина в цилиндр в виде паров. Но когда двигатель только начинает работать на холоде, ситуация усложняется.

При запуске холодного двигателя фокус в том, чтобы бензин содержал достаточно летучих углеводородов для образования воспламеняющейся паровоздушной смеси. Мерой летучести является давление насыщенных паров, конкретнее, давление паров по Рейду (ДПР) - характеристика, названная по имени человека, который разработал прибор для ее измерения.

Определение. Давление насыщенного пара - это мера поверхностного давления, которое необходимо, чтобы жидкость не испарялась. Для легкокипящего углеводорода типа пропана давление паров очень высоко, так как этот углеводород очень летуч. Более высококипящий углеводород, такой как газойль, характеризуется почти нулевым давлением насыщенных паров, так как при ком-

натной температуре он испаряется крайне медленно. Если Вы на минуту задумаетесь, Вам станет ясно, что давление паров зависит от температуры. ДПР измеряют при 15°С (60°F).

Режим работы двигателя. Довольно определений - вернемся к проблеме карбюратора. Для ДПР бензина необходимо выполнение двух крайних условий. При холодном запуске должно испаряться достаточное количество бензина (что-нибудь около 10%), чтобы образовалась воспламеняемая смесь. Если воспламенение произошло, то оставшаяся часть бензина - та, что не испарилась - тоже наверняка сгорит. Другое крайнее условие относится к режиму, когда работает полностью разогретый двигатель, или к еше более крайнему режиму, когда горячий двигатель нужно повторно запустить. В этом случае пары бензина не должны расширяться слишком сильно, иначе на пути в цилиндр бензин невозможно будет смешать с воздухом. Короче говоря, смесь и в этом случае должна быть воспламеняемой.

Нефтепереработчики обнаружили, что способность бензина удовлетворять этим условиям прямо связана с ДПР. Более того, оказалось, что идеальный показатель ДПР для бензина должен быть различным в разное время года. В разгар зимы где-нибудь в городке Бемиджи (Миннесота) для холодного запуска требуется бензин с ДПР 13 psi (0,91 атм). В горячие августовские дни в Пресидио (Техас) машины не будут заводиться, если ДПР бензина окажется выше, чем 8,5 psi (0,60 атм).

Паровая пробка. Следует упомянуть еще одно явление, которое ограничивает допустимое давление насыщенных паров - это паровая пробка. Проблемы могут возникать при сочетании большой высоты над уровнем моря и высоких температур. На большой высоте атмосферное давление ниже, и бензин с высоким ДПР может начать испаряться в любой части системы. Бензонасосу придется качать смесь жидкости и паров, в то время как его конструкция предполагает работу только с жидкостью. В результате поступление в карбюратор будет недостаточным, и двигатель остановится и не запустится снова, пока тем-