ТСМ. Общая характеристика топлива

• Название: Общая характеристика топлива
• Дата: 05.05.2021
• Размер: 318.22 Kb.
• Имя файла: ТСМ.docx
• Тип: Документы; #201982
• страница: 6 из 12

Применение газообразного топлива для ДВС

Для двигателей внутреннего сгорания применяют естественные и искусственные горючие газы, которые можно подавать по газопроводам или из баллонов. В ав­томобильных двигателях используют средне- и высококалорийное газообразное топливо. При переводе карбю­раторного двигателя на газ не требуется сложного пере­оборудования. Упрощается система питания, легче осуществляется смесеобразование, двигатели работают с очень небольшим избытком воздуха. Газовоздушная смесь более однородна по составу, что обеспечивает луч­шую работу и более высокую приемистость двигателя. Детонационная стойкость газообразного топлива выше, чем бензина, заметно снижается скорость коррозионно­го и механического изнашивания деталей, не происходит разжижения масла топливом, выше экономичность дви­гателя. Все эти преимущества делают газообразное топ­ливо перспективным для двигателей внутреннего сгора­ния.

В автомобилях, работающих на газообразном топли­ве, можно использовать сжатые и сжиженные газы. Сжатые — это горючие газы с низкой критической тем­пературой: подвергаясь высокому сжатию — до 20 МПа, они остаются в газообразном состоянии. К их числу относятся метан, водород, окись углерода. Экономически выгодно подвергать сжатию высококало­рийные газы, например природные, теплота сгорания которых около 35 600 кДж/м3.

Сжатые газы используют как топливо для грузовых автомобилей, которые называют газобаллонными. По действующему ГОСТ выпускают три вида сжатых газов: природный, коксовый метанизированный и коксо­вый обогащенный. Однако широкого распространения двигатели на сжатом газе не получили, так как с одной стороны на 10—20% снижается их мощность, вследствие уменьшения наполнения цилиндров, а с другой — сни­жается грузоподъемность автомобиля. Газ, сжатый до такого высокого давления, требует для хранения тяже­лых баллонов (масса до 65—70 кг). Таких последова­тельно соединенных баллонов вместимостью по 10 м3 на автомобиль устанавливают шесть. Баллоны заполня­ют на специальных газонаполнительных станциях, где предварительно газ очищают и сушат.

Как у нас, так и зарубежом значительно более широкое распространение в автомобильных двига­телях получили сжиженные газы. Газы, сопутствующие добыче нефти, обычно состоят из пропано-бутановых фракций, т. е. углеводородов, содержащих по три-четыре углеродных атома. Эти углеводороды и идут на произ­водство сжиженного газа. Кроме того, они являются цен­ным сырьем для нефтехимической промышленности.

Пропано-бутановые фракции имеют высокую крити­ческую температуру, т. е. при обычных нормальных ус­ловиях (20°С и О,1 МПа, или 760ммрт.ст.) они находят­ся в газообразном состоянии, но достаточно небольшого избыточного давления или понижения температуры для их превращения в жидкость. Избыточное давление для бутановых фракций составляет примерно 0,5 МПа (5 кгс/см2), а пропановых—1,2—1,4 МПа (12—14 кгс/см2). Следовательно, в резервуарах и баллонах они находятся в жидком состоянии, а установки (нормаль­ное давление) работают на газообразном топливе.

Все выпускаемые сжиженные газы относятся к высо­кокалорийному топливу с полезной теплотой сгорания 44 800—47 000 кДж/кг. Тепло­та сгорания нормальной рабочей смеси сжиженного газа несколько выше, чем бензина, поэтому мощность двига­теля не снижается. Высокая детонационная стойкость сжиженных газов (октановое число пропана 96, а бута­на 90 единиц) позволяет использовать их в двигателях с высокими степенями сжатия, что улучшает динамиче­ские качества автомобиля.

В соответствии с требованиями стандарта, выпуска­ются сжиженные газы трех марок: технический пропан, технический бутан и их смесь. Первый рекомендуется для использования зимой, второй — летом, а третий можно применять круглый год. По тепловой ценности и детонационной стойкости эти газы близки. В техниче­ском пропане не менее 93,0% (по объему) пропановых фракций. В техническом бутане не менее 93,0%—бутановых, а остальные 7% состоят из смеси более легких газообразных углеводородов. Допускаемое содержание сероводорода в газах — не более 5 г/100 м3. Поскольку природные сжиженные газы не обладают ни цветом, ни запахом, в них добавляют в небольшом количестве газо­образные вещества с сильным запахом, что позволяет обнаружить скопление газа при утечке (запах ощущает­ся при концентрации газа в воздухе около 0,5%).

Сжиженные газы транспортируют в специальных же­лезнодорожных или автомобильных цистернах и балло­нах, которые заполняют на газонаполнительных станци­ях. Здесь газ очищают от сероводорода для уменьшения коррозионного износа, а в холодное время года сушат от паров воды. При заправке любую емкость или баллон заполняют не более чем на 90% объема, чтобы над жид­костью всегда оставалось пространство для скопления газа. Кроме стационарных газонаполнительных станций для заправки автомобильных баллонов (емкостей) су­ществуют передвижные. Специально оборудованную цистерну со сжиженным газом монтируют на шасси ав­томобиля, и с помощью нагнетательного насоса или другого устройства заполняют баллон.

На сжиженном газе работают газобаллонные авто­мобили различных марок. Автомобиль дополнительно оборудуют газовым баллоном  вместимостью 250 л, который подвешивают под кузовом. Для забора газа к баллону подведено две трубки с расходными вен­тилями. Одна из них находится выше уровня жидкости, через нее подают пары газа во время пуска и прогрева двигателя, вторая — у нижнего уровня, она служит для подачи топлива в прогретый двигатель. Вы­ходящий из баллона газ поступает в испаритель, где полностью испаряется, затем проходит через фильтр, редуктор, снижающий давление паров, поступает в дозатор и далее в смеситель. Образовавшаяся га­зовоздушная горючая смесь через впускной трубопровод поступает в камеру сгорания.

Несмотря на большие преимущества газообразного топлива, число газобаллонных автомобилей пока невели­ко. Однако использование газобаллонных автомобилей неуклонно растет.