Главная -> Словарь

Современных автомобильных

Теплота сгорания характеризует способность бензина выделять при полном сгорании то или иное количество тепла. Теплота сгорания может быть отнесена к 1 кг или к 1 л топлива . Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей теплоты сгорания учитывают тепло, выделившееся при конденсации воды, которая образовалась за счет сгорания водорода, входившего в состав углеводородов бензина. При определении низшей теплоты сгорания это тепло не учитывается. В двигателях внутреннего сгорания температура отработавших газов выше температуры конденсации водяных паров, поэтому важно знать низшую теплоту сгорания. От теплоты сгорания зависит дальность полета самолета при одном и том же количестве заправленного бензина, и для современных авиационных бензинов она составляет 43100-44000 кДж/кг. Проверка этого показателя обязательна при приемо-сдаточных испытаниях каждой партии авиационного бензина. В последние годы в связи с использованием в качестве базового компонента высокоароматизированного бензина каталитического рифор-минга возникли некоторые сложности в обеспечении требований ГОСТ 1012-72 по удельной теплоте сгорания, поэтому норма была снижена до 42920 кДж/кг .

Главной задачей, стоящей перед конструкторами при проектировании современных авиационных двигателей, является обеспечение максимальной мощности двигателя при его минимальных габаритах и массе. При большой мощности повышаются теплонапряженность и динамические нагрузки в узлах двигателя, что отрицательно сказывается на работе сопряженных деталей, в первую очередь подшипников. При столь тяжелых условиях работы смазываемых поверхностей попадание в слой смазки абразивных частиц во много раз увеличивает износ этих поверхностей.

При производстве современных авиационных бензинов и антиокислитель, и ТЭС вводят непосредственно на НПЗ. Если ТЭС введен в бензин через несколько месяцев после добавления антиокислителя, то стабильность бензина такая же, как и при одновременном добавлении обеих присадок, т. е. момент введения антидетонатора не влияет на химическую стабильность свежеин-гибированных бензинов . По действующим стандартам и спецификациям добавление в авиационные бензины антиокислителя обязательно.

Газотурбинные авиационные топлива, предназначенные для воздушного транспорта, представляют собой прямогонную фракцию нефтей, перегоняющуюся в пределах 140—280 °С. Лишь небольшую часть нефтей используют для получения такого топлива, поскольку важной характеристикой последнего является ограниченное содержание аренов и температура начала кристаллизации не выше — °С. В современных авиационных газотурбинных топли-вах содержится 20—60 % алканов. С точки зрения низкотемпературных свойств топлива наиболее благоприятно присутствие изоалканов Т- и П-образных структур .

Термический крекинг под давлением используется для переработки самых разнообразных видов сырья — от лигроиновых фракций до гудронов включительно. При этом получается бензин с октановым числом, равным в среднем от 60 до 70; выход такого-бензина зависит от качества перерабатываемого сырья. Так, например, при крекинге мазута можно получить около 30—35% бензина, а при крекинге лигроина 70—75%. Превосходя по своей октановой характеристике бензины прямой гонки, получаемые из парафини-стых нефтей, бензин термического крекинга недостаточно стабилен вследствие содержащихся в нем непредельных углеводородов и мало восприимчив к добавлению этиловой жидкости. Эти недостатки позволяют использовать бензины термического крекинга тол.ько как автомобильное топливо, делая их практически непригодными для современных авиационных моторов .

Газотурбинные авиационные топлива, предназначенные для воздушного транспорта, представляют собой прямогонную фракцию нефтей, перегоняющуюся в пределах 140-280 °С. Лишь небольшую часть нефтей используют для получения такого топлива, поскольку важной характеристикой последнего является ограниченное содержание аренов и температура начала кристаллизации не выше °С. В современных авиационных газотурбинных топливах содержится 20-60 % алканов. С точки зрения низкотемпературных свойств топлива, наиболее благоприятно присутствие изоалканов Т- и П-образных структур. Дизельные топлива предназначены для двигателей с высокой степенью сжатия и принудительной подачей топлива в зону сгорания. Дистиллятные дизельные топлива готовят для быстроходных форсирован-

В современных авиационных поршневых двигателях со значительными тепловым напряжением и скоростью вращения вала велики также механические

Авиационные и автомобильные бензины. Авиационные бензины являются продуктами в основном стабильными в двигателе. Дополнительного распада тетраэтилсвинца за время испарения топлива и прохождения его по системе питания не наблюдается, а углеводороды топлив не подвергаются окислению при сравнительно невысоких температурах. Однако в некоторых современных авиационных карбюраторных двигателях температура топлива может достигать 80° С, особенно, если они работают с подогревом воздуха. В таких условиях некоторые авиационные бензины, стабильные в условиях обычных температур, образуют смолистые отложения во всасывающем патрубке, что служит причиной накопления нагара на клапанах и серьезных неполадок в двигателе. Следовательно, осуществляемой химической стабилизации таких бензинов недостаточно для предохранения их от значительных изменений в топливной системе некоторых двигателей. Однако проблема стабильности этих бензинов в топливной системе имеет частное значение.

В современных авиационных и космических системах тепловые нагрузки на металл достигают огромных величин.

Из всех углеводородов парафинового ряда, которые могут входить в состав авиационных бензинов, наиболее высокую температуру кристаллизации имеют нормальные парафиновые углеводороды. В современных авиационных бензинах, выкипающих при температурах не выше 180 °С, могли бы присутствовать парафиновые углеводороды нормального строения, содержащие максимум 9—10 углеродных атомов. В связи с тем, что нормальные парафиновые углеводороды с таким числом атомов углерода обладают очень низкими антидетонационными свойствами, бензины, их содержащие, либо совсем не используются при получении авиационных бензинов, либо используются с ограниченным концом кипения . В результате этого в авиационных бензинах могут присутствовать в небольшом количестве парафиновые углеводороды нормального строения, имеющие максимум 7—8 атомов углерода, т. е. кристаллизующиеся ниже —60 °С . Так как присутствие в авиационных бензинах симметрично построенных парафиновых углеводородов практически исключается, то в состав парафиновой части авиационных бензинов входят только углеводороды с температурой кристаллизации ниже —60 °С. Нафтеновые углеводороды, входящие в состав авиационных бензинов , кристаллизуются гари температуре ниже —60 °С. Содержание циклогексана и его гомологов с температурой кристаллизации выше —50 и —60 °С в авиационных бензинах сравнительно невелико; поэтому их нафтеновую часть практически также составляют углеводороды, кристаллизующиеся при температуре ниже —60 °С.

Горение одного и того же топлива может протекать нормально или с детонацией в зависимости от конструкции, режима и условий работы двигателя. Форсирование современных автомобильных двигателей по степеням сжатия, мощностным и экономическим показателям вызывает необходимость использования топлив с повышенной детонационной стойкостью.

Важное значение имеет оптимизация качества автомобильных бензинов по их компонентному составу и антидетонационным свойствам, так-как позволяет более рационально использовать нефтяное сырье и снизить эксплуатационные затраты на производство бензинов. Автомобильные бензины должны удовлетворять во всем диапазоне скоростей требованиям современных автомобильных двигателей, не имея,однако,необоснованного запаса по антидетонационным свойствам .

Попытки повысить к. п. д., увеличивая это соотношение, приводят к возникновению детонации. У современных автомобильных двигателей степень сжатия 10,5 : 1. Эта величина была достигнута за счет расширения производства недетонирующих топлив; в 1920 г. степень сжатия была равна 4,25 : 1. Большой резонанс вызвало подавление детонации при добавлении к топливу некоторых химических веществ. Аналогичное явление наблюдалось и в тех случаях, когда топливо смешивалось с большим количеством бензола, этилового спирта или диизо-пропилового эфира.

Если предъявить к маслам для роторно-поршневых двигателей такие же серьезные требования, как к маслам для автомобильных поршневых двигателей внутреннего сгорания, то они также окажутся не очень дешевыми . Поскольку опыт производства роторно-поршневых двигателей еще сравнительно невелик, вначале считалось, что подобрать масло для роторно-поршнево-го двигателя будет очень сложно. Впоследствии, когда условия работы масла в роторно-поршневых двигателях изучили более основательно и в технологию их изготовления были внесены определенные усовершенствования , удовлетворить требования к маслам для роторно-поршневых двигателей оказалось вполне возможным путем использования некоторых типов масел, предназначенных для современных автомобильных бензиновых двигателей .

Изучение состава сернистых, азотистых и кислородных соединений, содержащихся в бензинах, и исследование их влияния на основные эксплуатационные свойства, . является важной задачей и решение ее безусловно откроет новые возможности улучшения качества современных автомобильных бензинов.

Следует отметить, что в результате понижения температуры во впускном трубопроводе условия испарения топлива ухудшаются. Поэтому в современных автомобильных двигателях впускные трубопроводы подогреваются.

Широко распространенный испытательный двигатель типа CFR существенно отличается от современных автомобильных двигателей формой и условиями охлаждения камеры сгорания, а также скоростным режимом. Разработан и предложен для оценки октановых чисел бензинов новый одноцилиндровый двигатель жидкостного охлаждения с переменной степенью сжатия . Форма его камеры сгорания, ее охлаждение, расположение клапанов и запальной свечи примерно такие же, как у современных двигателей. Максимальное число оборотов 5000 об/мин. Изменение степени сжатия от 6,6 до 13,7 достигается поворотом кольцевых опор, несущих эксцентрично расположенные коренные подшипники.

Зависимость температуры образования паровых пробок от темпе^ ратуры перегонки 10% бензина носит прямолинейный ха^_ рактер для бензинов, имеющих температуру перегонки 10% в пределах 45—70° С, т. е. для большинства современных автомобильных бензинов. При температуре перегонки 10% бензина выше 70° С температура нагрева бензинов до образования паровых пробок резко возрастает. В этом случае пропускная способность топливной си* стемы оказывается достаточной для обеспечения бесперебойной работы двигателя при высоких температурах нагрева бензинов. Количество паров, образующихся из таких топлив, настолько мало, что поступление жидкой фазы полностью обеспечивает расход топлива на данном режиме работы двигателя. Прямолинейной оказалась

Таким образом, проблема уменьшения нагарообразования в современных автомобильных двигателях с высокими степенями сжатия имеет первостепенное значение.

На современных автомобильных цистернах применяют дыхательные устройства двух видов — с шариковыми и тарельчатыми клапанами. Устройства с шариковыми клапанами проще по конструкции, но недостаточно герметичны, особенно в условиях дорожной тряски, что приводит к попаданию запыленного воздуха в цистерну. Устройства с тарельчатыми клапанами более герметичны, но во время движения цистерн эти клапаны могут самопроизвольно открываться под действием инерционных сил, что также приводит к загрязнению масла. В связи с этим на некоторых автомобильных цистернах в последнее время стали устанавливать воздушные фильтры из проволочной сетки или проволочной путанки. В подобных фильтрах из воздуха, поступающего в

Совершенствование современных автомобильных двигателей, работающих при повышенном числе оборотов и с высокой степенью сжатия, сталкивается с рядом проблем, связанных в первую очередь с необходимостью улучшения антидетонационных свойств бензинов. Самый действенный и экономически выгодный способ повышения октановых чисел бензинов — использование антидетонационных присадок. Из огромного числа веществ, которые, начиная с 192Ьг., были испытаны в качестве антидетонаторов, найбо-4 лее эффективными оказались органические соединения свинца , марганца и железа , а также ароматические амины .