1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 40
Текст из файла (страница 40)
В целом правила эксплуатации на топливах М15 н М100 не отличаются от правил эксплуатации на этнлнрованных бензинах. Прн эксплуатации автомобилей отрицательного воздействия на здоровье водителей не отмечалось, а некоторые жалобы носили субъектнвный характер 11571. В последнее время расширяются опыты по использованию метанола и его добавок в дизельных двигателях. Так, с 1981г. несколько городских автобусов фирмы «Г1а!ш!ег Вепх», оснащенных специальным газовым вариантом базового дизельного двигателя с воспламенением от свечи зажигания, находятся в рядовой эксплуатации на метаноле. В г. Кельне (ФРГ) проведены двухлетние испытания в условиях городской эксплуатации автобусов «Мая!гцз», оснащенных двигателями «Ре(х», работающих на метаноле.
Комплекс работ, выполненный фирмой по созданию дизельного двигателя на метаноле, завершился введением в эксплуатацию автобуса К200. Общий пробег автобуса составил 73 тыс. км [157]. В ряде стран в качестве добавки, расширяющей ресурсы высокооктановых бензинов, используют трет-бутнлметнловы й эфир. Антидетонационная эффективность его по сравнению с алкилбензином в 3 — 4 раза выше, благодаря чему с помощьзо эфира можно получить широкий ассортимент неэтилированных высокооктановых бензинов. трет-Бутилметиловый эфир характеризуется следующими показателями: плотность 740— 750 кг/м', температура кипения 48 — 55'С, давление насыщенных паров (25'С) 32,2 кПа, теплота сгорания 35,2 МДж/кг, октановое число 95 — 110 (моторный метод) и 115 — 135 (исследовательский метод), Наиболь!пую антидетонационную эффек- Ир,ггм О„в.с Оохг(ч ол И Ч (О в О во уа го д„'г!(«фО ' уоо в'0 (ВО О В (О С„„„И св(О оаоо ЙВ(О Амии г Рис.
4.13. Изменение октанового числа автомобильных бензинов (о, ч,) в за- висимости от концентрации грег-бутилметилового эфира: à — каталитический риформииг жесткого режима; 3 — каталитический крекипг; 3 — каталитический риформияг; а — прямая перегоика; — исслелопательекий метод: — — — — — моторимй могол Рис. 4.14. Скоростные характеристики двигателя ВЛЗ-2!01 при работе на товарном бензине АИ4)3 ( — ) и бензине с грет-бутилметиловым зфи.
ром ( — — — ) тивиость эфир проявляет в составе бензинов прямой перегонки и каталитического риформинга обычного режима (рис. 4.13) 1163). Отечественные бензины А-76 и АИ-93 с добавками 8 и 11",о трет-бутилметнлового эфира соответственно удовлетворяют требованиям ГОСТ 2084 — 77 по всем показателям и по комплексу методов квалификационной оценки показали лучшие эксплуатационные свойства Бензины с добавками эфира характеризуются хорошими пусковыми качествами и при пониженных оборотах двигателя имеют более высокие фактические октановые числа по сравнению с товарными бензинами.
Топливная экономичность и мощностные показатели двигателя при работе на бензинах с эфиром находятся на уровне товарного бензина. Токсичность отработавших газов при этом несколько снижается, в основном за счет уменьшения выбросов оксида углерода (рис. 4.14). Изменений и нарушений в состоянии и работе систем двигателя при использовании бензинов с эфиром не наблюдается. 4.6.
ТОПЛИВА С ДОБАВКАМИ ВОДЫ Первые попытки применения воды в рабочих процессах двигателей внутреннего сгорания были предприняты почти одновременно с их появлением. Еще на заре эры автомобилизация 162 для улучшения работы двигателя Р. Ленуара использовалась подача воды в горючую смесь. В 1884 г. Р. Банки (Венгрия) и позже, в 1906 г., Н. Оствальд (Германия) создали двигатели с впрыском воды. В 30-е годы ряд зарубежных фирм начали повсеместно использовать впрыск воды для повышения мощности двигателей.
Так, в 1937 г. был испытан автомобиль «Оре1» с увеличенной на 10% мощностью двигателя за счет повышения степени сжатия с 5,4 до 7,7. Для обеспечения бездетонационной работы в двигатель подавали 20 — 35е(о воды (от расхода топлива). В СССР примерно в это же время такой прием начали широко применять в тракторных двигателях. На протяжении 30— 40-х годов в различных районах страны мощность и экономичность тракторов была повышена на 10% и более за счет, применения впрыска воды.
Для подачи воды использовали разнообразные способы — от простейших устройств с ручным управлением до, промышленно изготавливаемых приборов, антоматически регулирующих впрыск воды. С 194! г. этот метод использовали для внутреннего охлаждения поршневых авиационных двигателей с целью их форсирования на отдельных режимах, что позволило при употреблении высокооктановых бензинов Б-1007г!30 увеличивать мощность двигателей при взлете до 30%.
В 1947 — 1948 гг. советские исследователи разработали и рекомендовали применять водно-топливные эмульсии, обладающие преимуществами по сраннению с прямой подачей воды*. Тем не менее автомобилисты продолжали проявлять интерес к прямой подаче воды, которая позволяла получить эффект с помощью сравнительно простых устройств.
Так, в 1953— 1954 гг. группа водителей на автобусах ЗИС-155, дооборудованных устройствами для впрыска воды, проехала около 40 тыс. км, сэкономив 6 — 7 л бензина на каждых 100 км пробега. В ходе широких эксплуатационных испытаний автомобили ЗИС-155 проработали с впрыском воды около 60 тыс, км, экономия топлива составила в среднем 4%, В обоих случаях зкономия топлива достигалась за счет установки при работе па низкооктановом бензине наивыгоднейшего угла опережения зажигания.
Однако в связи с организацией массового производства высокооктановых бензинов работы по использованию впрыска воды практически были прекращены. В современных условиях повсеместной переориентации на нефтесберегающие технологии применение добавок воды рас- * Ефремов П. К, Работа двигателей внутреннего сгорания на бензоводиых растворах/В сб.
«Защита воздушного бассейна от загрязнения токсичными выбросами транспортных средств». г. Харьков: Изд-во ии-та проблем машиностроения ЛН УССР. 1977. ст, 262 — 283. 163 Бензин Рвс. 4.15. Впрыск воды в двффуаор карбюратора сматривается, главным образом, как способ снижения детонациоииых требований двигателя и, тем самым, экономии высокооктановых компонентов бензинов за счет снижения их октанового числа 1'164].
Прямая подача воды Прямая подача воды в автомобильные двигатели обычно осуществляется следующими способами: 1) постоянная подача неизменного количества воды независимо от режима работы двигателя; 2) регулируемая подача воды, которая обеспечивает ее определенную долю в топливной смеси; 3) регулируемая подача воды с переменным расходом в соответствии с режимом работы двигателя. Наибольший практический интерес представляет последний способ, поскольку вода может подаваться в жидком и парообразном виде во впускной трубопровод либо непосредственно в цилиндры двигателя И эта схема получила широкое распространение, В ней с помощью 'достаточно простых устройств регулируется подача воды в соответствии с режимом работы двигателя (рис.
4.15). При прямой подаче воды в двигатель происходит снижение температуры сгорания в результате расхода тепла на подогрев н испарение воды, уменьшение скорости сгорания топливной смеси, уменьшение работы в такте сжатия, уменьшение тепловых потерь. При анализе индикаторных диаграмм рабочего процесса карбюраторных двигателей с дополнительной подачей воды установлено, что при содержании воды до 20 — 40ото уменьшается работа сжатия, однако снижается максимальное индикаторное давление, в результате индикаторная мощность двигателя практически не изменяется.
164 Антидетоиационный эффект воды изучен недостаточно и определяется тремя факторами: охлаждением рабочей смеси, снижением температуры сгорания и внутренним охлаждением камеры сгорания. В целом каждые 10о1в (масс.) воды повышают октановое число бензина на 2 — 3 единицы. На практике антидетонациоиный эффект воды может быть реализован одним из трех способов: установкой оптимального угла опережения зажигания при работе на товарном бензине, переходом на более низкооктановый бензин при сохранении заводских регулировок автомата опережения зажигания и повышением степени сжатия двигателя.
Наибольший интерес для эксплуатации представляют первые два способа. Бездетонационная работа двигателей на товарных бензинах обеспечивается заводской регулировкой автомата иа более поздний угол опережения зажигания, допустимое отклонение которого от оптимального ограничивается снижением мощности или экономичности двигателя на 5%. Поэтому, с учетом эксплуатационных режимов работы автомобиля суммарная экономия топлива прп оптимальном угле опережения зажигания для новых двигателей ие превысит 2 — 3%. Однако во время эксплуатации наблюдается рост детоиационных требований двигателей — в среднем иа 4 — 6, а в отдельных случаях и иа 10 — 15 единиц, что обычно компенсируется дополнительной корректировкой угла зажигания и ведет к еще большему ухудшению экономических показателей. В этом случае использование впрыска, воды в сочетании с оптимизацией угла опережения зажигания может повысить экономичность автомобиля иа 4 — 7%.
Антндетонационный эффект воды можно усилить с помощью водорастворимых антидетоиаторов, например фенольных соединений и соединений калия. Добавка воды изменяет состав отработавших газов карбюраторного двигателя. В наименьшей степени это сказывается на концентрации оксида углерода и более существенно — оксидах азота: при любом способе подачи воды содержание ХО» снижается на 8 — 10% на каждые 10% добавляемой воды. Уменьшение концентрации оксидов азота объясняется снижением температуры в камере сгорания и в какой-то мере уменьшением скорости сгорания топливной смеси. В то же 'время добавка воды способствует повышению концентрации суммарных углеводородов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
