1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Наиболее эффективен циклогексанолнитрат, при добавке которого цетановое число спиртов изменяется следующим образом; Содержание присадки, 5 1О 15 20 уо (об.) Цетаиовое число; зтаиода 15,5 30 45,6 60 метанола 7,5 20 37 53 Для улучшения смазывающих свойств в спиртовые топллва обычно вводят до 1% касторового масла. Исследование этанола с присадкой 12а(а гексилнитрата, проведенные на дизеле «Ясап1а Д5-11» ()ух=11 л, У,=175 кВт), показали, что прн перерегулировке топллвного насоса па повышенные расходы в соответствии с теплотой сгорания этанола характеристики двигателя бллзкл к параметрам работы на обычном дизельном топливе 1154].
Состав отработавших газов несколько улучшается благодаря снлженню содержанля окслдов азота л полному устранению дымления, хотя на холостом ходу наблюдаются повышенные выбросы знесгоревшего этанола и ацетальде- 153 гида. Добавка присадки увеличила стоимость топлива на 10— 15 то ° Рабочий процесс по схеме предварительного испарения спирта, не требующий введения специальных присадок, разработан фирмой «Ра!ш)ег Вепх». В качестве базового двигателя использован газовый вариант дизеля со свечой зажигания, предназначенный для работы на природном газе и пропан-бутановой смеси. С 1981 г. несколько городских автобусов, оснащенных таким двигателем, находится в эксплуатации на метаноле. При использовании чистых спиртов как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях отмечены повышенные износы деталей цилипдропоршневой группы.
Увеличение износа при работе двигателя на спиртах возможно по ряду причин, основные из которых: попадание в цилиндры значительного количества неиспарившегося спирта и смыв им смазки, ухудшение смазки из-за образования на трущихся поверхностях спирто- водно-масляной эмульсии, взаимодействие спиртов с присадками масел и снижение их эффективности. Кроме того, спирты и их коррозионно-агрессивные продукты сгорания (формайьдегид, ацетальдегид, муравьиная кислота) воздействуют пз такие металлы, как алюминий и сплавы свинца и меди. Как показали исследования, наибольший износ двигателя наблюдается при использовании метанола. При эксплуатации двигателя на этаиоле при нормальных температурах износ ниже, однако он значительно увеличивается на низкотемпературных режимах работы.
Для обеспечения надежной эксплуатации двигателей и снижения износа при работе на чистых спиртах необходимы специальные моторные масла. Для этой цели разработаны масла марок ЕЬА-5046 и Еьй-5048, содержащие сверхщелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка и модификатор трения. Оба масла испытаны в таксомоторном парке (г. Сан-Пауло, Бра. зилия) со сроком смены 20 и 1О тыс.
км пробега для первой и второй марки масла соответственно. Использование указанных масел обеспечило беаотказную работу двигателей на чистом этаноле: после пробега 60 тыс. км повышенного износа отмечено не было [155!. Основной проблемой при эксплуатации двигателя на метаноле является токсичность топлива. Роль этого фактора изучена пока недостаточно, В любом случае из-за высокой летучести метанола требуется тщательная герметизация топливо- подающей системы автомобиля.
Кроме того, необходимо исключить попадание отработавших газов двигателя в кабину водителя, в частности оборудовать двигатель замкнутой системой вентиляции картера. 4.4. ТОПЛИВА С НЕНЕФТЯНЫМИ ДОБАВКАМИ Главным преимуществом топлив с ненефтяными добавками является сопоставимость их моторных свойств со свойствами 154 традиционных топлив. Добавками могут быть различные соединения, в частности рассмотренные выше спирты. Высокие антидетонационные свойства метанола в сочетании с возможностью его производства из ненефтяиого сырья позволяют рассматривать этот продукт в качестве перспективного высокооктанового компонента автомобильных бензинов, получивших название бензино-метанольпых смесей. Оптимальная добавка метанола — от 5 до 20%; при таких концентрациях бензина-спиртовая смесь характеризуется удовлетворительными эксплуатационными свойствами и дает заметный экономический эффект.
Добавка метанола к бензину снижает теплоту сгорания топлива и стехиометрический коэффициент при незначительных изменениях теплоты сгорания топливовоздушной смеси. Вследствие изменения стехиометрических характеристик использование 15%-й добавки метанола (смесь М15) в стандартной системе питания ведет к обеднению топливовоздушной смеси примерно на 7%. В то же время при введении метанола повышается октановое число топлива (в среднем на 3 — 8 единиц для !5е!з-й добавки), что позволяет компенсировать ухудшение энергетических показателей за счет повышения степени сжатия.
Одновременно метанол улучшает процесс сгорания топлива благодаря образованию радикалов, активизирующих цепные реакции окисления. Исследования горения бензино-метанольных смесей в одпоцилиндровых двигателях со стандартной и послойной системами смесеобразования показали, что добавка метанола сокращает период задержки воспламенения и продолжительность сгорания топлива. Прн этом теплоотвод из зоны реакции снижается, а предел обеднения смеси расширяется и становится максимальным для чистого метанола.
Особенности эксплуатационных свойств метанола проявляются и прн его использовании в смеси с бензином. Возрастают, например, эффективный к. п, д. двигателя и его мощность, однако топливная экономичность при этом ухудшается (рис 4.!1). По данным, полученным на одноцилиидровой установке, при в=8,6 и гт=2000 мин ' для смеси М20 (20% метанола) в области а=1,0 — 1,3 эффектив~ый к. п.д. повышается примерно на 3%, мощность — на 3 — 4%, а расход топлива увеличивается на 8 — 10% 11561.
Для холодного запуска двигателя при высоком содержании метанола в топливной смеси или пониженных температурах используют электроподогрев воздуха или топливовоздушной смеси, частичную рециркуляцию горячих отработавших газов, добавки к топливу летучих компонентов и другие меры. Добавки метанола к бензину в целом способствуют улучшению токсических характеристик автомобиля. Например, в исследованиях, выполненных на группе из 14 автомобилей с пробегом от 5 до 120 тыс. им, добавка 10% метанола изменяла 155 му расслоению и осаждению водно-метанольной фазы.
Склонность к расслоению усиливается с понижением температуры, увеличением концентрации воды и уменьшением содержания ароматических соединений в бензине. Например, при содержании от 0,2 до 1,0% (об.) воды в топливной смеси температура расслаивания повышается от — 20 до +10'С, т. е. такая смесь практически непригодна для эксплуатации. Ниже приведены предельные концентрации воды С„р в различных бензнно-метанольных смесях: О.
94 55 5;, Г(4м)кВпг д,, кг!(кВгп ч) 00 5 О40 1Б 00 05 09 (9 ы 05 09 19 и 05 0,9 1,5 и ГЗ,, кбт В,а Рис. 4.11. Изменение к.п.д. Чг удельного расхода энергии Е~ и топлива и,, мощности У, при работе однопилиндрового двигателя "й1- сагбо" на бензине ( )', смесях М!0 ( — — — ) нМ20 ( — ° — ) 9,5 5,0 0,5 0,9 7,,1 а выброс углеводородов как в сторону повышения на 41%, так и уменьшения на 26%, что в среднем составило 1% увеличения. Выбросы СО н ХО, при этом уменьшились в среднем соответственно на 38 н 8% для всей группы автомобилей 11571. Повышенная испаряемость и проницаемость спиртов в шланги обусловливают увеличение выбросов паров топлива в атмосферу, Например, добавка 10% этанола увеличивает выбросы паров топлива на 5% при движении автомобиля н на 42 — 487е при его заправке [158].
Испарений можно избежать при тщательной герметизации топливной системы и замене некоторых прокладочных и трубопроводных материалов. Для этой цели разработаны специалыгые АЗС, емкости которых снабжены улавливателями паров с адсорбентами, а на раздаточных колонках установлены полностью герметичные пистолеты. Одной из наиболее серьезных проблем, затрудняющих применение добавок метанола, является низкая стабильность бензино-метанольных смесей н особенно чувствительность их к воде. Различие плотности бензина и метанола и высокая растворимость последнего в воде приводят к тому, что попадание даже небольших количеств воды в смесь ведет к ее немедленно- 153 Содержание метанола, тз (об.) 5 10 15 20 25 Скз, 7з (об,); при 0'С 0,054 0,75 0,11 0,13 0,16 при 1О 'С 0,063 0,12 0,18 0,23 0,29 прн 18'С 0,072 0,16 0,24 0,32 0,41 Для стабилизации бензнно-метанольных смесей используют присадки — пропанол, изопропанол, изобутанол и другие спирты.
При содержании воды 600 млн †' помутнение обычной смеси М!5 начинается уже при — 9'С, при — 17'С вЂ” смесь расслаивается, а при — 20'С наступает практически полная дестабилизация. Добавка 1в7з изопропанола снижает температуру расслоения почти на 10'С, а добавка 25% — сохраняет стабильность смесей М15 даже с низким содержанием ароматических соединений в бензине практически до — 40'С в широком диапазоне содержания воды. В связи с высокой стоимостью н ограниченностью производства стабилизаторов бензино-метанольных смесей предложено использовать смесь спиртов, главным образом изобутанола, пропапола и этапола.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
