при какой температуре загорается дизель

Воспламенение дизельного топлива

Дизельное топливо относится к горючим материалам. Самовоспламенение опасно для производства. Пожар на предприятии способен уничтожить оборудование, здания, привести к многомиллионным убыткам, не говоря о пострадавших работниках и ущербе экологической обстановки в регионе.

Техническая информация

По сравнению с бензином, естественно, дизтопливо имеет большую пожаробезопасность. Например, многие танки и другая военная техника, а также производственное оборудование работает именно на дизеле. Агрегаты этого типа устанавливаются на подводных лодках, судоходных кораблях для минимизации возникновения пожароопасной ситуации. Например, топливо для тихоходных судов имеет температуру вспышки в пределах 65-85 градусов. Эти характеристики позволяют в большинстве случаев предотвратить возгорание и взрывы дизтоплива от статического электричества.

Причины возгорания

В быту и на промышленных объектах в 99% случаев возгорание происходит из-за нарушения правил пожарной безопасности. Неосторожность, применение дефектного оборудования, низкая квалификация работников и другие ошибки могут стать причиной полномасштабного пожара. Как правило, самовоспламенение происходит при воздействии высокого давления, которое может нагнетаться в системах транспортировки и насосном оборудовании. Реже причиной становится статическое электричество. Особо опасна утечка дизеля на металлообрабатывающих производствах. Искры и высокие температуры на рабочих площадях с большой вероятностью вызовут пожар.

Причины возгорания

Предотвратить возгорание можно только при соблюдении правил пожарной безопасности, включая:

Причиной возгорания часто становится сам человек, поэтому регулярный инструктаж работников и проверка знаний по пожарной безопасности являются стержнем всех мер защиты.

В компании «Нефтегазлогистика» весь персонал строго соблюдает правила пожарной безопасности и проходит регулярные тестирования. Используемый транспорт соответствует предъявляемым требованиям, что исключает самопроизвольное возгорание дизеля. Поэтому, если хотите приобрести дизтопливо с доставкой «до двери» и не переживать за его сохранность во время доставки, обращайтесь. Работаем без праздников и выходных. Привезем заказы любых объемов.

Источник

Температура возгорания топлива

Пожары приносят большие проблемы многим гражданам в мире и Российской Федерации. Часто они связаны с неправильным обращением с воспламеняющими средствами. Шутки с такими материалами плохи. Они могут привести к серьезной чрезвычайной ситуации.

Рассмотрим, какая температура возгорания бензина, керосина и дизельного топлива. Это поможет правильно тушить появившийся пожар, избежать неприятностей.

Виды горючего

Оно бывает разным. Но нефтепродукты и другое топливо легко поддаются воспламенению.

Температура возгорания керосина и других продуктов отличается. Измерять ее достаточно сложно. Также разняться правила тушения. Твердыми материалами естественно пользуются для нагрева помещений люди, имеющие котел.

Бензин

Топливо наиболее популярно, особенно среди владельцев легковых машин. Оно состоит из смеси углеводородов, азота, серы, кислорода. Есть разные марки бензина. В каждой из них перечисленных компонентов больше либо менее. Из-за этого эксплуатационные качества отличаются.

Температура испарения

Термином называют тепловой порог, пройдя который, бензин самопроизвольно смешивается с воздухом. Ее нельзя определить, используя одну цифру.

Эта величина зависит от таких факторов:

Температура испарения бензина разного состава не слишком отличается между собой. Это происходит при 30°С, а если фракции тяжелые – 205°С. Когда на улице холодно, бензину, чтобы попасть в камеру сгорания и запустить двигатель, понадобиться затратить больше энергии.

Температура кипения

Молодые автолюбители не знают, что в жару при закипании топлива в карбюраторе машина могла стать обездвиженной. В системе горючее делались пробки из-за перегрева легких фракций. Они отсоединялись от тяжелых, став газовыми пузырями. Транспортному средству нужно было остыть, а потом продолжать поездку.

Сегодняшнее топливо закипает при +80 °C. Но показатели могут отличаться в зависимости от состава бензина.

Температура вспышки

Температура горения

Октановое число на нее не влияет. От него зависит только устойчивость к детонации. У популярных марок бензина характеристики практически одинаковы. В двигателе температура 900-1100 °C, может быть и ниже. На это влияет давление цилиндров. Что касается открытого огня, то для бензина это – 800-900 °C.

Температура воспламенения других видов топлива

Составляющие материалов вступают в реакцию с кислородом, происходит процесс. Показатели для каждого типа отличаются.

Температура возгорания солярки отличается от других материалов тем, что есть летнее топливо – это 240 °C, а для зимнего – 400 градусов Цельсия. Керосин лучше не использовать для ДВС. Это было актуально 20 лет назад. Стоит применять современные присадки.

Методы определения температуры вспышки

Их существует два. Способ открытого тигля (емкость для нефтепродуктов).

Он включает в себя:

Способ закрытого тигля имеет отличия. Бензин во время процедуры регулярно мешают. Когда крышка открывается, огонь в автоматическом режиме подноситься.

Аппарат, позволяющий определять температуру вспышки, содержит такие компоненты:

Сами методы не сложные и позволяют быстро определить температуру вспышки.

Как предотвратить детонацию

Топливные нефтепродукты – взрывоопасные вещества, но избежать чрезвычайной ситуации можно, выполняя простые правила.

Водители цистерн, транспортирующие горючие вещества, должны четко соблюдать требования ГОСТ Р 52734.

Правила тушения бензина

Необходимо использовать любой из существующих типов огнетушителей подходящей модификации. Также требуется активировать системы пожарной безопасности, если они не сработали в автоматическом режиме. Нужно использовать песок, расположенный в ящиках, применить кошму или полотно.

Выводы

Бензин, солярка и другие нефтепродукты являются веществами с повышенной опасностью возгорания. Дизтопливо также подвержено самовоспламенению. При работе с ними следует соблюдать технику безопасности. Тогда риск попадания в чрезвычайную ситуацию будет минимальным.

Проводя любые действия с такими материалами, требуется быть максимально внимательным. Ведь пламя очень опасное.

Методические рекомендации по изучению пожаров

Источник

Летняя солярка: температура замерзания, как её менять и можно ли ездить на ней зимой? 17:00, 11 февраля 2021 Версия для печати

Всё о современном летнем дизельном топливе, температуре замерзания ДТЛ и нюансах его использования. Обязательные правила, которые важно знать при переходе с летней солярки на зимнюю.

В отличие от бензина дизельное топливо (или как принято говорить в народе — солярка) делится по принципу сезонности на 3 вида: летнее, зимнее и арктическое. Сегодня производство солярки регламентируется общим государственным стандартом ГОСТ 305-82, где также используется эта градация по отношению к дизельному топливу и прописаны основные требования к качеству этого горючего.

На заправках, как правило, марки обозначаются аббревиатурой из трёх букв, первые из которых — ДТ — означают «дизельное топливо», а следующая за ними буква «З», «Л» или «А» указывает на сезонность: зимнее, летнее, арктическое. Также после ДТ можно увидеть и другие буквы, обозначающие какие-либо особенности конкретного дизельного горючего.

Бытует мнение, что раньше соляркой называли именно низкокачественное дизельное топливо, но в современном шофёрском сленге можно услышать этот термин и по отношению к горючему, которое соответствует всем необходимым стандартам. Само название «солярка» пришло к нам из немецкого языка, так словом Solaröl (солнечное масло) в XIX веке именовали тяжёлую фракцию жёлтого цвета, получаемую в процессе перегонки нефти.

В целом, современное дизельное топливо — это не что иное, как горючее, производимое из керосино-газойлевых фракций, образовавшихся вследствие обработки нефти прямой перегонкой. Оно так же, как и его предок Solaröl имеет жёлтый оттенок в жидком агрегатном состоянии.

Солярка получила широкое применение не только в транспортной сфере. На дизельном топливе работают нагревательные приборы и электрогенераторы, используемые на производствах, в строительстве и быту и т.д.

Особенности летнего ДТ

Цетановое число летнего топлива, то есть характеристика его воспламеняемости, определяющая период задержки горения рабочей смеси, равна более 51 ед. с температурой воздуха использования до 45°С.

Плотность ДТЛ — не более 860 кг/м 3 с температурой использования 20-25°С, вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при температуре 19-25°С, с температурой вспышки — 62 °C.

При малейшем опускании столбика термометра «ниже нуля», качества, необходимые для нормальной эксплуатации дизельному топливу, теряются.

Основной недостаток ДТЛ — повышенное образование водяного конденсата: вода внутри топливного бака отслаивается и скапливается внизу, образуя так называемые водные пробки. С водными пробками, блокирующими топливный насос высокого давления в основном и связаны сбои работы двигателей внутреннего сгорания в период использования летней солярки.

Многие справляются с этой напастью народным методом: размещают всасывающую трубку в баке повыше и время от времени сливают конденсат, откручивая пробку на дне бака.

Даже с учётом этого нюанса принято считать, что летняя солярка наиболее безопасна для мотора, чем зимняя и арктическая. Поэтому некоторые водители идут на всяческие ухищрения, чтобы не менять ДТЛ на зимние марки.

Как правильно выбрать и использовать летнее ДТ?

Для летней солярки отечественного производства характерна повышенная концентрация сернистых соединений, что приводит к окислению и ускоряет износ мотора. Поэтому нужно обязательно использовать только качественное моторное масло и только специально предназначенное для работы ДВС на дизельном топливе.

Специалисты рекомендуют водителям сливать летнее дизтопливо заблаговременно и не ждать наступления первых холодов. Даже при минимальной «минусовой» температуре окружающей среды необходимо перейти на зимнюю солярку, не забывая о том, что и она должна быть качественной.

Во время замены летнего ДТ на зимнее нужно соблюдать инструкцию, к слову, являющуюся общей для аналогичного взаимодействия с любым из видов солярки:

Можно ли ездить зимой на летнем дизельном топливе?

Безусловно, ездить зимой на летнем ДТ нельзя, но бывают и случаи, когда деваться некуда. Например, если на сомнительной заправке водителю продали ДТЛ под видом ДТЗ.

К сожалению, точно определить на глаз, какую именно солярку вы купили, почти невозможно. Цвет, запах, консистенцию — это всё недобросовестный продавец легко подделает при помощи присадок и красителей.

Благодаря тому, что заправочные терминалы зачастую находятся под землёй — ниже зоны промерзания, у таких деятелей под видом ДТЗ может храниться и не замерзать всё тот же ДТЛ, который водитель собрался заменить в баке своего автомобиля с приходом холодного сезона.

Этот обман вскрывается лишь тогда, когда этот псевдо-ДТЗ замерзает в прямо в баке.

При небольших морозах в подобной ситуации водители заливают в бак флакон антигеля, а в суровые холода ещё с советских времён — к летнему дизельному топливу добавляют керосин (в идеале — авиационный).

Источник

Горение дизельного топлива

Дизельный двигатель отличается от бензинового тем, что топливо поджигается не от искры — оно самовоспламеняется при повышении давления и происходящем от этого разогреве.

Известно, что температура воспламенения дизельного топлива составляет от 70 до 120 ºС. Температура самовоспламенения колеблется в диапазоне от 300 до 330 ºС. В цилиндрах дизеля за счёт сжатия воздуха до давлений порядка 30 бар он разогревается именно до этих температур. Впрыскиваемое в этот момент топливо самовоспламеняется и горит, резко увеличивая давление в камере. Температура горения дизельного топлива составляет примерно 1100 ºС.

Возросшее в цилиндре дизельного двигателя давление толкает поршень вниз, за счёт его перемещения совершается полезная работа, вращающая колёса.

Фазы горения дизельного топлива

Горение дизельного топлива в цилиндре разделяют на 4 периода:

Первый период — это время между началом впрыска топлива и началом горения. Топливо распыляется каждой форсункой сразу в нескольких направлениях. Но оно сразу не загорается. Требуется время, чтобы мельчайшие капли испарились, перемешались с воздухом и нагрелись до температуры самовоспламенения. Чем короче первый период, тем лучше проходит горение топлива на последующих этапах.

В течение второго периода пламя распространяется от начальных точек горения на весь объём. Эта задержка объясняется тем, что гореть может только смесь топлива с воздухом, и на их перемешивание по всему объёму также требуется время. В конце этого периода температура горения дизельного топлива приближается к максимальной, давление в камере резко возрастает.

Прямое горение — это период от распространения пламени по всему объёму до окончания впрыска топлива. Поскольку давление в этом периоде достигает максимума, впрыскиваемое топливо сгорает немедленно. Регулировку топливной аппаратуры производят так, чтобы давление достигало максимума через 10 угловых градусов после ВМТ.

Последний период длится от окончания впрыска топлива до окончания горения.

Нарушение условий правильного горения

Нормальное и полное сгорание топлива в дизельном двигателе происходит при правильном впрыске и высоком давлении в цилиндре.

Если компрессия по какой-то причине низкая, то:

Ещё большее снижение давления вызывает неполное сгорание топлива, в выхлопе появляется белый дым.

К такому же результату приводит ранний впрыск: увеличивается период задержки воспламенения и появляется дизельный стук. Он же образуется при низком давлении впрыска — капли получаются большими, поэтому не успевают испариться. Увеличивается период задержки воспламенения, результат — дизельный стук.

При позднем впрыске воспламенение топлива происходит уже после ВМТ, оно не успевает сгореть, остатки в виде белого дыма выбрасываются с выхлопом. При впрыске слишком большого количества топлива образуется нехватка кислорода для полного сгорания. Несгоревшее топливо превращается в углерод, вызывающий чёрный дым выхлопа.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Источник

Какая температура горения дизельного топлива

На чтение 13 мин. Обновлено 18 ноября, 2020

Температура вспышки и горения солярки

Каждый автомобилист стремится узнать максимум о своем транспорте, потому что это позволяет снизить вложения в него денег и времени, а также добиться максимальной производительности. Одними из важнейших данных по праву можно признать температуры вспышки и горения солярки, а вместе с этим и время прогорания. Эти сведения формируют цетановое число, а также помогают узнать качество топлива и соответствие его действующим ГОСТам.

Цетановое число (ЦЧ) – это показатель эффективности сгорания топлива. Для любых автомобилей оптимальными показателями считаются пределы в 40-55, причем наилучший вариант для каждого отдельного случая подбирается опытным путем.

Температура горения солярки

Стандартная температура горения солярки составляет целых 1100С, что очень много по сравнению с большинством аналогов. Производители ДВС на основе этих данных в каждом отдельном случае рассчитывают оптимальное соотношение с воздухом, которое позволяет достигать максимальной эффективности от работы с минимальными затратами топлива.

В процессе сгорания 1 кг горючего выделяется в среднем 42,7 МДж энергии, что в разы выше бензина. Подобный подход гарантирует повышение эффективности работы двигателя и снижает необходимый для движения расход.

Температура вспышки солярки

Согласно действующим ГОСТам температура вспышки солярки составляет всего 40С, тогда как на практике все производители придерживаются показателя в 45С, что исключает казусы и позволяет оптимизировать рабочие показатели. Данный показатель рассматривается крайне редко, потому что поджиг в ДВС осуществляется совершенно иным образом. При иных равных условиях лучше отдать предпочтение более высоким температурам, гарантирующим исключительную безопасность эксплуатации даже в условиях с экстремальными температурами.

Температура воспламенения солярки

Когда рассматривается температура воспламенения солярки, то преимущественно указывается самовоспламенение. Для летнего горючего она равна 310С, тогда как для зимнего 240С. Причина у данной разницы заключается в условиях эксплуатации и хранения. К тому же данные показатели сильно зависят от давления, потому что процесс возгорания ДТ в двигателе происходит именно при давлении, но без дополнительного источника искры (в бензиновых аналогах задействуются свечи).

Одним из важных нюансов стоит учитывать задержку воспламенения, т.к. именно она оказывает решающее влияние на ЦЧ. К тому же минимальная задержка позволяет существенно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Температура кипения солярки

Температура кипения солярки, как и во всех указанных выше факторах, зависит от климатических особенностей горючего. Она может варьироваться от 180 до 370 С, причем данный показатель критически важен для любых расчетов.

Кипение на практике – это процесс перехода из жидкого состояния в газообразное, в котором момент вспышки значительно изменяется. Соблюдение данного параметра производителями гарантирует, что сгорание топлива будет полным с максимальным выделением энергии, а выбросы в окружающую среду окажутся минимальными.

При каком давлении воспламеняется дизельное топливо?

Воздух, поступающий в цилиндр дизельного движка, сильно сжимается, поэтому температура в камере начинает превышать величину температуры воспламенения. При каком давлении воспламеняется дизельное топливо?

До того, как поршень достигнет «мертвой точки», в камеру впрыскивается дизтопливо и под давлением моментально воспламеняется. Если объем впрыснутого топлива велик для определенного объема камеры сгорания, то в цилиндре образуется ударная волна, которая вызывает детонацию.

Принцип работы дизельного двигателя

Воспламенение ДТ в цилиндре дизельного мотора – это одновременное возникновение очагов пламени в конкретном объеме смеси, поступившей в камеру сгорания. Центры возникновения очагов пламени – зоны смешения паров воздуха и паров топлива.

Жесткая работа двигателя вызывается быстрым (детонирующим) сгоранием топлива. Объем быстро сгорающего ДТ и скорость нарастания давления зависят от длительности периода задержки воспламенения. Чем ниже цетановое число, тем длительнее период задержки воспламенения.

Четырехтактные дизельные двигатели

Принцип работы четырехтактного двигателя состоит из нескольких циклов:

Цетановое число напрямую влияет на плавную и бесперебойную работу дизельного двигателя. На сегодня нормативами установлен предельный размер цетанового числа – 51, не ниже.

Компания «ExpressDiesel» является дилером крупнейших НПЗ северо-западного региона России. У нас всегда можно прибрести качественное сертифицированное ДТ по лучшим ценам в регионе.

Дизельное топливо и его характеристики

Дизельное топливо состоит из большого числа различных углеводородов, точка кипения которых находится в пределах примерно от 180°С до З60°С. Топливо получается с помощью ступенчатой перегонки неочищенной нефти. В дизельное топливо вводятся различные добавки, которые получаются из тяжелых масел путем крекинга с использованием тепла, давления и каталитических добавок.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам, определяются национальными стандартами различных стран. В Германии действует стандарт DIN 51601. Наиболее важными параметрами топлива по этому стандарту являются следующие.

Цетановое число, качество воспламенения

Так как дизельный двигатель работает без внешнего воспламенения, то после впрыска дизельного топлива в горячий сжатый воздух, находящийся в камере сгорания, оно должно самовоспламениться с минимально возможной задержкой (периодом задержки воспламенения).

Качество воспламенения определяется как такое свойство топлива, которое определяет начало его самовоспламенения в дизельном двигателе. Качество воспламенения выражается с помощью так называемого цетанового числа (CN). Чем выше цетановое число, тем легче воспламенить топливо.

Углеводород цетан имеет очень хорошую характеристику воспламеняемости, которая соответствует цетановому числу 100, тогда как углеводород метилнафталин, имеющий очень плохую воспламеняемость, имеет цетановое число, равное 0, Стандарт DIN 51601 для дизельного топлива определяет минимальное цетановое число в 45 единиц.

Однако для оптимальной работы современных дизельных двигателей (тихая работа, уменьшение вредных выбросов) желательно иметь топливо с повышенным цетановым числом около 50. Высококачественное дизельное топливо содержит большое количество парафинов с высокими цетановыми числами. В противоположность этому, различного типа ароматические углеводороды, содержащиеся в крекинговых соединениях, ухудшают качество воспламенения.

Поведение дизельного топлива при низких температурах, фильтруемость

При низких температурах осаждение кристаллов парафина может вызвать забивание топливного фильтра и, следовательно, прекращение подачи топлива. Начало осаждения парафина может в самом неблагоприятном случае начаться при температурах около 0°С. Чтобы предотвратить это, нужно при наступлении холодов заранее позаботиться о зимнем дизельном топливе.

Температура вспышки дизельного топлива

Температура вспышки — это температура, при которой воспламеняемая жидкость дает достаточное количество пара в окружающий ее воздух, чтобы смесь воздуха с парами над поверхностью жидкости могла быть воспламенена от источника воспламенения. Из соображений безопасности (транспортировка, хранение) дизельное топливо должно иметь класс безопасности AIII, т.е. оно — должно иметь температуру вспышки выше 55°С. К примеру, содержание бензина в концентрации менее 3% в дизельном топливе может уменьшить температуру вспышки до такого уровня, что воспламенение возможно при комнатной температуре.

Температура вспышки дизельного топлива может быть в диапазоне от 52 °С до 96 °С в зависимости от типа двигателя, для которого оно применяется и условий его работы. Поскольку дизтопливо применяется в двигателях с высокой степенью сжатия, дизельное топливо должно обладать высокой температурой вспышки и низкой температура самовоспламенения.

Область кипения дизельного топлива

Плотность дизельного топлива

Теплотворная способность дизельного топлива зависит в большей степени от его плотности и увеличивается с увеличением плотности. Следовательно, если топливо с сильно различающейся плотностью используется на топливном насосе высокого давления (ТНВД) при той же самой ei и установке, то в этом случае дозировка объема, создаваемого насосом постоянна — в смесеобразовании происходит перемена из-за флуктуаций в величине теплотворной способности, что, в свою очередь, приведет к увеличению выбросов серы для повышенной плотности.

Дизельное топливо содержит серу в форме химических соединений в зависимости от качества нефти и компонентов, используемых в смеси. В частности, компоненты, участвующие в крекинге, имеют высокое содержание серы, но они могут быть уменьшены с помощью введения водорода в технологическом процессе. Так как сера преобразуется в двуокись серы при сгорании в двигателе (это соединение очень неблагоприятно воздействует на окружающую среду из-за его кислотной реакции), то законодательно ограничено допустимое содержание серы. В последние годы оно постепенно уменьшается и в соответствии со стандартами не должно превышать 0,2% по весу. Не считая этого, сера увеличивает массу частиц в выхлопных газах и ухудшает эффективность работы каталитических преобразователей, когда они используются для уменьшения выбросов серы.

Добавки (присадки)

Улучшение качества путем добавления присадок, что является обычной практикой для бензина уже в течение многих лет, стало недавно популярным и для дизельного топлива (дизельное топливо марок Super и Premiom). Используются в основном такие добавки, которые оказывают множественное действие:

Общая концентрация присадок обычно не превышает 0,1%, так что такие физические характеристики топлива как плотность, вязкость и кривая кипения не изменяются.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Температура — самовоспламенение — дизельное топливо

Температура самовоспламенения дизельного топлива зависит от давления в той среде, куда топливо впрыскивается. [1]

Поскольку температура самовоспламенения дизельного топлива составляет для марок: Л — 310 С, 3 — 240 С; ЗС — 240 С, А — 230 С — и температура воспламенения топлива всех марок составляет 62 — 119 С, то в помещениях для хранения дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, а искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопас-ном исполнении. [2]

При таком давлении температура самовоспламенения дизельного топлива составляет 200 — 210 С. Однако для устойчивого воспламенения с небольшим периодом задержки ( до 60 мс) температура в конце такта сжатия должна быть значительно выше температуры самовоспламенения и в период пуска составлять 300 — 345 С. Достижение этой температуры зависит от температуры окружающего воздуха и частоты вращения коленчатого вала при пуске. [3]

Экспериментально установлена количественная зависимость между температурой самовоспламенения дизельного топлива и периодом задержки воспламенения в двигателе. Это означает, что в некоторых случаях температура самовоспламенения может быть характеристикой воспламеняемости дизельных топлив, особенно при оценке топлив, полученных из нефтей одинакового состава. [4]

В результате экспериментальной работы была установлена зависимость температуры самовоспламенения дизельного топлива от его удельного веса и анилиновой точки; эта зависимость была названа дизельным индексом. [5]

В отличие от бензиновых двигателей в дизельных рабочая смесь воспламеняется не от постороннего источника — искры, а в результате самовоспламенения топлива. Температура самовоспламенения дизельного топлива определяется его групповым углеводородным и фракционным составом и зависит от давления. При атмосферном давлении дизельные топлива самовоспламеняются в пределах температур 275 — 336 С. [6]

Цетановым числом дизельного топлива называется условная единица измерения, показывающая предельное содержание ( по объему) цетана в эталонной смеси, составленной из цетана ( цетановое число условно принимается за 100) и альфаметилнафталина ( цетановое число условно принимается за 0), задержка самовоспламенения которой равноценна испытуемому топливу. Определяется цетановое число на специальной установке, представляющей одноцилиндровый дизельный двигатель с переменной степенью сжатия, оборудованной аппаратурой, регистрирующей жесткость работы двигателя. Чем выше цетановое число, тем ниже температура самовоспламенения дизельного топлива и тем мягче будет работать на нем двигатель. [10]

Некоторое запаздывание воспламенения и последующее сгорание увеличенного топливного заряда с чрезмерно большой скоростью может оказаться причиной жесткой работы дизеля, возникновения стуков в двигателе, что при нормальной эксплуатации недопустимо. Объясняются эти явления тем, что топливо не успевает в известных условиях пройти необходимую для двигателя с воспламенением от сжатия подготовку, заключающуюся в предварительном окислении, которое сопровождается накоплением перекисей, инициирующих процессы самовоспламенения. Отсюда следует, что интенсивность окисления, период задержки воспламенения и температура самовоспламенения дизельного топлива зависят от его химического состава. Алканы и алкены нормального строения окисляются с большей скоростью и при более низких, температурах, чем ароматические углеводороды, образуя более устойчивые в растворе углеводородов перекиси и поэтому накапливающиеся в достаточно высокой концентрации. [11]

Горит ли дизельное топливо? Горит, причем достаточно сильно. Его остаток, который не участвовал в предварительно смешанном сгорании, расходуется в фазе сгорания с регулируемой скоростью.

Сжигание в дизельных двигателях очень сложно. До 90-х годов прошлого столетия его детальные механизмы не были хорошо поняты. Температура горения дизельного топлива в камере сгорания также варьировалась от случая к случаю. На протяжении десятилетий сложность данного процесса, казалось, не поддалась попыткам исследователей раскрыть его многочисленные секреты, несмотря на наличие современных инструментов, таких как высокоскоростная фотография, используемая в «прозрачных» двигателях, вычислительная мощность современных компьютеров и множество математических моделей, предназначенных для имитации сгорания в дизеле. Применение лазерной визуализации листа к традиционному процессу сжигания дизельного топлива в 90-х годах прошлого века стало ключом к значительному углублению понимания этого процесса.

В этой статье будет рассмотрена наиболее устоявшаяся модель процесса для классического дизельного двигателя. Это обычное сгорание дизельного топлива, в первую очередь, контролируется смешиванием, которое может происходить из-за диффузии горючего и воздуха перед воспламенением.

Температура горения

При какой температуре горит дизельное топливо? Если раньше этот вопрос казался сложным, то сейчас на него можно дать вполне однозначный ответ. Температура горения дизельного топлива – около 500-600 градусов по Цельсию. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы воспламенить смесь горючего и воздуха. В холодных странах, где преобладает низкая температура окружающей среды, у двигателей была свеча накаливания, которая согревает впускной канал, чтобы помочь запустить двигатель. Вот почему необходимо всегда подождать, пока значок обогревателя не погаснет на приборной панели, прежде чем запустить двигатель. Это также влияет на температуру горения дизтоплива. Рассмотрим, какие еще есть нюансы в его работе.

Особенности

Основной предпосылкой горения дизельного топлива в горелке, температура которой регулируется извне, является его уникальный способ высвобождения химической энергии, в нем запасенной. Чтобы выполнить этот процесс, кислород должен быть доступным для него, чтобы облегчить возгорание. Одним из наиболее важных аспектов этого процесса является смешивание горючего и воздуха, которое часто называют приготовлением смеси.

Катализатор горения дизельного топлива

В дизельных двигателях горючее часто впрыскивается в цилиндр двигателя в конце такта сжатия, всего за несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки. Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора, распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное горючее поглощает тепло от окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом высокого давления. Поскольку поршень продолжает двигаться ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения. Температура горения дизтоплива “Вебасто” ничем не отличается от аналогичной температуры других сортов дизеля, достигая около 500-600 градусов.

Быстрое воспламенение некоторого предварительно смешанного горючего и воздуха происходит после периода задержки зажигания. Такое быстрое воспламенение считается началом сгорания и характеризуется резким увеличением давления в цилиндре по мере расходования топливовоздушной смеси. Повышенное давление, возникающее в результате предварительно смешанного сгорания, сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает задержку перед его воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося горючего. Его распыление, испарение, смешивание с воздухом продолжаются до тех пор, пока все оно не сгорит. Температура горения керосина и дизтоплива в этом отношении может быть схожей.

Характеристика

Сперва разберемся с обозначениями: далее A – это воздух (кислород), F – топливо. Дизельное сгорание характеризуется низким общим отношением A / F. Наименьшее среднее значение A / F часто наблюдается в условиях пикового момента. Чтобы избежать чрезмерного образования дыма, A / F при пиковом моменте обычно поддерживается выше 25:1, что значительно выше стехиометрического (химически правильного) отношения эквивалентности около 14,4:1. Это также касается всех активаторов горения дизтоплива.

В дизельных двигателях с турбонаддувом отношение A / F на холостом ходу может превышать 160:1. Следовательно, избыточный воздух, присутствующий в цилиндре после сгорания топлива, продолжает смешиваться с горящими и уже отработанными газами. При открытии выпускного клапана избыток воздуха вместе с продуктами сгорания истощается, что объясняет окислительный характер выхлопа дизеля.

Когда горит дизтопливо? Этот процесс происходит после того, как испаренное горючее смешивается с воздухом, образует локально богатую смесь. Также на этом этапе достигается надлежащая температура горения дизельного топлива. Однако общее отношение A / F невелико. Другими словами можно сказать, что большая часть воздуха, впускаемого в цилиндр дизельного двигателя, сжимается и нагревается, но никогда не участвует в процессе сгорания. Кислород в избытке воздуха помогает окислять газообразные углеводороды и окись углерода, снижая их до крайне малых концентраций в выхлопных газах. Этот процесс гораздо более важен, чем температура горения дизельного топлива.

Факторы

В процессе сгорания дизеля основную роль играют следующие факторы:

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют другие параметры, которые могут существенно повлиять на работу двигателя. Они играют вторичную, но важную роль в процессе сгорания. Например:

Другие нюансы

Известно, что сгорание дизеля является очень обедненным с отношением A / F:

Однако этот дополнительный воздух не входит в процесс сгорания. Он довольно сильно нагревается и истощается, в результате чего выхлоп дизеля становится бедным. Даже учитывая то, что среднее воздушно-топливное отношение является бедным, если в процессе проектирования не будут приняты надлежащие меры, области камеры сгорания могут быть богаты горючим и приводить к чрезмерным выбросам дыма.

Камера сгорания

Ключевая цель при ее проектировании заключается в том, чтобы обеспечить достаточное смешивание топлива и воздуха для смягчения воздействия областей, богатых горючим, и позволить двигателю достичь своих показателей производительности и выбросов. Обнаружено, что турбулентность в движении воздуха внутри камеры сгорания полезна для процесса перемешивания и может быть использована для достижения этой цели. Вихрь, создаваемый впускным отверстием, может усиливаться, а поршень может создавать сдавливание, когда он приближается к головке цилиндра, чтобы обеспечить больше турбулентности во время акта сжатия благодаря правильной конструкции чаши в головке поршня.

Конструкция камеры сгорания оказывает наиболее значительное влияние на выбросы твердых частиц. Она также может влиять на несгоревшие углеводороды и СО. Хотя выбросы NOx зависят от конструкции чаши [De Risi 1999], свойства объемного газа играют очень важную роль в уровнях их выхлопных газов. Однако из-за компромисса с NOx / PM конструкции камер сгорания должны были развиваться по мере уменьшения пределов выбросов NOx. В основном это требуется, чтобы избежать увеличения выбросов PM, которые в противном случае могли бы возникнуть.

Оптимизация

Важным параметром для оптимизации системы сгорания дизельного топлива в двигателе является доля доступного воздуха, участвующего в этом процессе. Коэффициент К (отношение объема поршневой чаши к зазору) является приблизительной мерой доли воздуха, доступного для сгорания. Уменьшение рабочего объема двигателя приводит к уменьшению относительного коэффициента К и к тенденции ухудшения характеристик сгорания. Для данного смещения и при постоянной степени сжатия коэффициент K можно улучшить, выбрав более длинный ход. На подбор соотношения диаметра цилиндра к двигателю может повлиять фактор K и ряд других факторов, таких как упаковка двигателя, отверстия и клапаны и так далее.

Возможные трудности

Особенно существенная проблема при настройке максимального отношения цилиндра к рабочему ходу заключается в очень сложной упаковке головки блока цилиндров. Это необходимо для размещения конструкции с четырьмя клапанами и системы впрыска топлива Common-Rail с инжектором, расположенным в центре. Головки цилиндров имеют сложную конструкцию из-за множества каналов, включая водяное охлаждение, удерживающие болты головки цилиндров, впускные и выпускные отверстия, инжекторы, свечи накаливания, клапаны, их стержни, углубления и седла, а также другие каналы, используемые для рециркуляции выхлопных газов в некоторых конструкциях.

Камеры сгорания в современных дизельных двигателях с прямым впрыском могут называться открытыми или повторными.

Открытые камеры

Если верхнее отверстие чаши в поршне имеет меньший диаметр, чем максимальный этот же параметр чаши, то ее называют возвратной. Такие чаши имеют «губу». Если ее нет, то это открытая камера сгорания. В дизельных двигателях данные конструкции с чашей типа «мексиканская шляпа» известны с 20-х годов прошлого века. Они использовались до 1990 года в двигателях большой грузоподъемности до того момента, когда возвратная чаша стала более важной, чем была раньше. Эта форма камеры сгорания предназначена для относительно продвинутых значений времени впрыска, где чаша содержит большую часть горящих газов. Она не очень подходит для стратегий замедленного впрыска.

Дизельный двигатель

Он назван в честь изобретателя Рудольфа Дизеля. Является двигателем внутреннего сгорания, в котором воспламенение впрыскиваемого топлива вызывается повышенной температурой воздуха в цилиндре из-за механического сжатия. Дизель работает, сжимая только воздух. Это повышает температуру воздуха внутри цилиндра до такой степени, что распыленное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, самовозгорается.

Это отличается от двигателей с искровым зажиганием, таких как бензиновый или газовый (использующий газообразное горючее, а не бензин). В них используют свечу зажигания для воспламенения топливовоздушной смеси. В дизельных двигателях свечи накаливания (подогреватели камеры сгорания) могут применяться для облегчения запуска в холодную погоду, а также при низкой степени сжатия. Оригинальный дизель работает по циклу постоянного давления постепенного сгорания и не производит звукового удара.

Общая характеристика

Дизель имеет самый высокий тепловой КПД среди всех практических двигателей внутреннего и внешнего сгорания благодаря очень высокой степени расширения и присущему обедненному горению, что позволяет рассеивать тепло избыточным воздухом. Небольшая потеря эффективности также предотвращается без непосредственного впрыска, поскольку несгоревшее горючее не присутствует при перекрытии клапана, а топливо не поступает непосредственно из впускного (впрыскивающего) устройства в выхлопную трубу. Низкоскоростные дизельные двигатели, которые используются, например, на судах, могут иметь тепловой КПД, превышающий 50 процентов.

Дизели могут быть сконструированы как двухтактные, так и четырехтактные. Первоначально они использовались в качестве более эффективной замены для стационарных паровых двигателей. С 1910 года они применялись на подводных лодках и кораблях. Использование в локомотивах, грузовиках, тяжелом оборудовании и электростанциях последовало позже. В тридцатых годах прошлого века они нашли место в конструкции нескольких автомобилей.

Преимущества и недостатки

С 70-х годов прошлого столетия использование дизельных двигателей в более крупных дорожных и внедорожных транспортных средствах в США возросло. Согласно данным Британского общества производителей и производителей автомобилей, средний показатель по ЕС для дизельных авто составляет 50 % от общего объема продаж (среди них 70 % – во Франции и 38 % – в Великобритании).

В холодную погоду запуск высокоскоростных дизельных двигателей может быть затруднен, поскольку масса блока и головки цилиндров поглощает тепло сжатия, предотвращая воспламенение из-за более высокого отношения поверхности к объему. Предварительно такие агрегаты используют небольшие электрические нагреватели внутри камер, называемых свечами накаливания.

Источник