Склонность к образованию бензиновых отложений во впускной системе

  Главная      Учебники - АЗС, нефть     Производство высокооктановых бензинов (Гуреев А.А., Жоров Ю.М.) - 1981 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

Склонность к образованию бензиновых отложений во впускной системе

При окислении нестабильных углеводородов и неуглеводородных примесей в бензинах образуются высокомолекулярные смолистые вещества. При испарении бензина в диффузоре карбюратора и впускном трубопроводе смолистые соединения могут отлагаться на стенках и под действием высокой температуры превращаться в твердые отложения. Слой таких отложений на стенках впускного трубопровода создает дополнительное сопротивление для горючей смеси, затрудняет подвод тепла к смеси и ухудшает условия испарения. Подобные отложения на штоках и тарелках клапанов нарушают работу клапанного механизма и могут привести к «зависанию» клапанов. Все эти явления сопровождаются снижением мощности и экономичности двигателя.

Для оценки склонности бензинов к образованию отложений во впускной системе разработаны специальные лабораторные методы. Суть методов состоит в определении массы смолистых веществ, остающихся в стаканчиках после испарения бензина в струе воздуха (ГОСТ 1567—56) или в струе водяного пара (ГОСТ 8489—58). Смолы, определенные такими методами, называют фактическими, т. е. присутствующими в бензине в данное время. Между содержанием фактических смол в бензине и массой отложений, образующихся во впускном трубопроводе двигателя, установлена прямолинейная зависимость (рис. 7). В связи с тем, что содержание фактических смол во время хранения возрастает, установлены две нормы -г- одна на месте производства бензина, другая на месте потребления (в мг/100 мл бензина):

 

Марка бензина

 

На месте

На месте

 

производства

потребления

А-72 

 

5

10

А-76 

 

5

10

А-76 с государственным Знаком каче

 

8

ства  

 

3

АИ-93        

 

5

7

АИ-93 с государственным Знаком

 

 

 

качества    

 

Отсутствие

2

АИ-98        

 

5

7

АИ-98 с государственным Знаком

 

 

 

качества    

 

3

5


Для авиационных бензинов содержание фактических смол, регламентируемое одной нормой, не должно превышать 2—4 мг на 100 мл. Однако даже при столь малом содержании фактических смол в авиационных бензинах возможны нарушения в работе двигателя из-за образования отложений за счет окисления нестабильных соединений непосредственно во впускной системе. Связь между содержанием непредельных углеводородов в авиационных бензинах и массой отложений во впускной системе иллюстрируется следующими цифрами:

 

 

Склонность к нагарообразованию

Смесь бензина с воздухом полностью в камерах сгорания двигателя не сгорает. Некоторые продукты окислительных превращений углеводородов и неуглеводородных примесей способны отлагаться на стенках камер сгорания, где под действием высоких температур превращаются в твердые, трудно удаляемые отложения, называемые нагаром. Нагар имеет очень малую теплопроводность, близкую к теплопроводности асбеста, поэтому охлаждение камер сгорания ухудшается и создаются условия, облегчающие возникновение детонации.

Нагар в камерах сгорания находится в динамическом равновесии; он образуется непрерывно, но часть его также непрерывно сгорает. Тлеющие частички нагара могут служить источником неуправляемого воспламенения смеси (см. стр. 10). Установлено,

что образование нагара снижает надежность работы двигателя, сокращает срок его службы и экономичность, увеличивает эксплуатационные расходы. Склонность бензина к нагарообразованию зависит, главным образом, от содержания и состава присутствующих в нем ароматических углеводородов, этило-вой жидкости и сернистых соединений. Другие показатели качества бензина имеют второстепенное значение.
 

 

 

 

Рис. 8. Влияние содержания ароматических углеводородов в бензине на удельное нагарообразо-вание для смесей бензина прямой перегонки и следующих добавок:
1 — бензин риформинга; 2 — n-ксилол; 3 — бутил-бензол; 4 — толуол; 5 — этилбензол; 6 — бензол.

 

 

С увеличением содержания ароматических углеводородов склонность бензина к нагарообразованию возрастает. Однако ароматические углеводороды имеют высокую детонационную стойкость и с этой точки зрения присутствие их в бензинах желательно. Оптимальное содержание ароматических углеводородов в автомобильных бензинах лежит в пределах 40—45% (рис. 8). Однако установленной нормы на содержание ароматических углеводородов в технических условиях на автомобильные бензины нет. Нефтеперерабатывающая промышленность стремится выпускать товарные автомобильные бензины с содержанием ароматических углеводородов не более 45—50%.

В авиационных бензинах содержание ароматических углеводородов строго регламентируется. В бензинах Б-100/130, Б-95/130 и Б-91/115 допускается не более 35% ароматических углеводородов, а в бензине Б-70 — от 12 до 20%.

При выборе компонентов для приготовления товарного бензина следует иметь в виду, что с увеличением молекулярной массы ароматических углеводородов их склонность к нагарообразованию, как правило, возрастает. Этилированные бензины имеют более высокую склонность к нагарообразованию, чем неэтилированные. С увеличением концентрации ТЭС склонность бензина к нагарообразованию возрастает:
 

 

В нагаре, образующемся после сгорания этилированного бензина, содержится 35—45% свинца в виде оксидов, сульфата, галоидных соединений и т. д.
 

Для оценки нагарообразования очень важно определить содержание выносителя в бензине. Широко используемый выноситель — бромистый этил — кипит при 38 °С и, естественно, при хранении и транспортировании как этиловой жидкости, так и этилированных бензинов, может испаряться. Потери выносителя при хранении ведут к нарушению стехиометрического соотношения между ТЭС и бромистым этилом (табл. 4), и при использовании таких бензинов значительная часть продуктов сгорания свинца может оставаться в камерах сгорания.

Сернистые соединения, присутствующие в бензинах, участвуют в нагарообразовании. Прямые испытания бензинов с различным содержанием серы показали, что чем больше серы в бензине, тем; значительнее нагарообразование в двигателе:
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..