Свойства бензина, влияющие на пуск двигателя

В качестве основного вида топлива для двигателя с воспламенением от искры применяются различные виды бензинов. Заменителями бензинов могут служить метанол и этанол (метиловый и этиловый спирты), а также сжиженные нефтяные и сжатые природные газы. Последние по технико-экономическим и санитарно-гигиеническим показателям являются лучшими его заменителями.

В нашей стране согласно ГОСТ 2084—77 выпускаются бензины четырех марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Первые три сорта бензинов с 1 октября по 1 апреля выпускаются зимнего вида и могут применяться в любое время года в северных и северо-восточных районах страны. Летние сорта этих бензинов выпускаются соответственно с 1 апреля по 1 октября. Бензины АИ-98 не имеют сезонных различий, и их пусковые свойства больше соответствуют летним сортам. У всех сортов выпускаемых бензинов отсутствует маркировка по признаку сезонности, а возможность их использования в зимних условиях определяется пусковыми свойствами.

Пусковые свойства бензинов характеризуются фракционным составом и давлением насыщенных паров. Оказывают определенное влияние на образование смеси другие физические свойства бензина:

скрытая теплота парообразования (испаряемость)
коэффициент диффузии паров
вязкость
поверхностное натяжение
теплоемкость
плотность

Характер влияния данных параметров на разных стадиях образования смеси неодинаков.

Возможность обеспечения пуска двигателя зависит от эксплуатационно-технических свойств топлива, к которым относятся антикоррозионная стойкость и загрязненность механическими примесями и водой.

У бензинов различных сортов испаряемость при одинаковых температурах различна и в значительной мере определяется фракционные составом, в связи с чем оценку его испаряемости определяют по количеству испарившихся фракций в зависимости от температуры.

Температура выкипания Tвык 10 % бензина характеризует его пусковые свойства в условиях низких температур. От температуры выкипания 50 % бензина зависит время прогрева двигателя после пуска и возможность быстрого прекращения обогащения топливовоздушной смеси. С повышением температуры выкипания 90 % бензина увеличивается количество тяжелых фракций, попадающих в цилиндры в капельножидком состоянии и смывающих масляную пленку с зеркала цилиндров.

Использование в качестве критерия оценки пусковых свойств топлива температуры выкипания 10 % бензина явно недостаточно. При одной и той же температуре выкипания 10 % бензина различных сортов топлива отличаются давлением насыщенных паров, от которого зависит интенсивность испарения. Давление насыщенных паров падает с понижением температуры, но характер этой зависимости для различных бензинов неодинаков. Поэтому пусковые свойства бензина дополнительно оценивают по величине давления насыщенных паров. Приведенная зависимость показывает, что условия пуска холодного двигателя резко ухудшаются при понижении давления насыщенных паров ниже 33,25 кПа. При использовании бензина с давлением насыщенных паров 28,5 кПа и Твык 10% бензина 55 «С пуск двигателя обеспечивается до температуры — 15 «С. При увеличении рн до 53,2 кПа и такой же Твык (60 «С) 10 % бензина пуск двигателя при n = 50 мин-1 осуществляется при температурах от -20 до -25 «С. Влияние физических свойств бензинов на его пусковые качества учитывается при разработке требований к фракционному составу и рн зимних сортов автомобильных бензинов. Однако при длительной стоянке автомобиля испарение легких фракций зимнего сорта бензина из поплавковой камеры карбюратора затрудняет пуск двигателя при низких температурах. Поэтому при обновлении топлива в поплавковой камере перед пуском сокращается продолжительность пуска двигателя.

Рис. Зависимость температуры пуска Т двигателя с Vh = 1,7 л от величины давления насыщенных паров бензина: А, Б — зоны соответственно надежного и ненадежного пусков

Рис. Зависимость времени пуска двигателя с Vh > 1,7 л на масле М-6/10Г, от n при различной Твык и использовании бензина с разной величиной рh: а — рh = 28,46 кПа; b-рh = 59,85 кПа

Несмотря на положительные физические свойства газового топлива такие, как высокое октановое число и широкие пределы воспламене ния, пуск холодного двигателя без специальных мер не всегда возможен. Наличие влаги приводит к образованию ледяных пробок в топливной системе и к шунтированию электродов свечей зажигания в процессе воспламенения смеси. Определенные трудности возникают в приготовлении газовоздушной смеси при наличии примесей и нестабильности фракционного состава газа.

При использовании в качестве топлива спиртов возникают трудности в осуществлении пуска из-за высокого значения скрытой теплоты испарения. Спирты, попадая на зеркало цилиндров, быстрее, чем бензин, разрушают масляную пленку. Соединяясь с водой, они образуют водоэмульсионную масляную пленку, снижающую смазочные свойства масла. Поэтому спирты применяются пока как добавки к бензину (до 10-15 %), что повышает технико-экономические показатели такого вида топлива, но ухудшает их пусковые свойства при низких температурах.