Определение фракционного состава бензина разгонкой

Испаряемость — это способность жидкого топлива перехо­дить в парообразное состояние при данных условиях.

Испаряемость обуславливает эффективность смесеобразова­ния и подачи топлива при пуске и эксплуатации двигателя в условиях низких и высоких температур или низкого давления. Пуск двигателя, время его прогрева и приемистость, расход топ­лива и износ цилиндропоршневой группы в значительной степе­ни зависят от испаряемости топлива. Процесс испарения не то­лько предшествует воспламенению и горению, но в значитель­ной мере определяет скорость этих процессов, а следовательно, надежность и эффективность работы двигателя. Испаряемость топлива оценивают по совокупности двух главных показателей: теплоте испарения и фракционному составу.

Под фракционном составом топлива понимается содержание в нем различных фракций, выкипающих в определенных темпе-

ратурных пределах. Фракционный состав выражается в объем­ных % или массовых %. Фракция топлива — это часть топлива, характеризуемая определенными температурными пределами выки­пания.

Как было сказано (1.22, с. 12), фракции бензина условно по­дразделяют на пусковую, содержащую самые легкоиспаряющиеся углеводороды, входящие в первые 10 % отгона; рабочую, включа­ющую последующие 80 % состава бензина, и концевую, в которую входят последние 10 % бензина. В соответствии с таким делени­ем эксплуатационные свойства бензина оценивают по пяти ха­рактерным точкам кривой фракционного состава: температуре начала перегонки, температуре перегонки 10 %, 50 %, 90 % коли­чества бензина и температуре конца перегонки (рис. 1.3, с. 12).

Температуры начала перегонки (/_нп) и перегонки 10 % (/_10%) ха­рактеризуют пусковые качества бензина, т. е. способность обес­печивать запуск двигателя при низких температурах и склон­ность топлива к образованию паровоздушных пробок в топлив­ной системе двигателя.

Чем ниже температура окружающего воздуха при пуске дви­гателя, тем больше должен иметь бензин легких фракций и тем ниже должна быть их температура кипения. Это качество бензи­на характеризуется температурами начала его перегонки и пере­гонки 10 %.

Однако чрезмерно низкая температура перегонки 10 % при­водит к образованию в прогретом двигателе «паровых пробок» в топливопроводах и каналах карбюратора. При этом горючая смесь значительно обедняется. Практически это приводит к тому, что двигатель теряет мощность, начинает «чихать» и из-за перебоев подачи топлива может остановиться.

Температура перегонки 50 % бензина (t_SQ%) характеризует его способность обеспечивать быстрый прогрев и приемистость (бы­стрый переход двигателя на большие обороты) двигателей.

Чем ниже температура перегонки 50 % бензина, тем выше его испаряемость, лучше приемистость и устойчивость работы двигателя на этом бензине.

Температуры перегонки 90 % (/_90%) и конца перегонки (t_m) ха­рактеризуют наличие в бензине тяжелых фракций, которые ис­паряются в последнюю очередь. С повышением этих температур увеличивается расход бензина, так как тяжелые фракции не успевают сгорать. Больше бензина проникает в картер, смывая масло со стенок цилиндра и разжижая масло в картере, что ведет к износу деталей и повышенному расходу масла.

Определение фракционного состава бензина перегонкой осу­ществляется в соответствии с ГОСТом 2177—82. Для этого при­меняется аппарат (ГОСТ 1393—63) для разгонки нефтепродуктов (рис. 1.1).

Анализируемый образец бензина сначала с целью обезвожи­вания подвергается осушке. Осушку бензина производят взбал­тыванием его в течение 10—15 минут с зерненным хлористым кальцием и фильтрацией после отстоя через бумажный фильтр. Затем, отмерив 100 мл, сливают это количество в колбу, в кото­рую вставляют термометр. Колба помещена в жестяной кожух, в нижней части которого укреплена асбестовая прокладка с отвер­стием для дна колбы. При перегонке бензина и других легких топлив диаметр отверстия должен быть 30 мм, а при перегонке керосина и дизельного топлива — 50 мм.

Отводной конец трубки пропускается через холодильник и опускается в мерный цилиндр. Внутренняя полость цилиндра заполняется смесью воды со снегом или кусочками льда либо подключается к проточной воде, температура которой на выходе из холодильника должна быть не выше 30 °С.

Горелку для нагрева колбы зажигают вдали от прибора, уста­навливают высоту пламени 50—60 мм и помещают в специаль­ный держатель так, чтобы верхушка пламени едва касалась кол­бы (рис. 1.1).

При появлении на конце отводной трубки первой капли конденсата фиксируют температуру начала разгонки. После па­дения первой капли топлива перегонку ведут с равномерной скоростью — 4—5 мл в минуту, что соответствует 20—25 каплям

Рис. 1.1. Аппарат для определения фракционного состава нефтепродуктов: 1 — штатив; 2 — колба; 3 — термометр; 4 — отводная трубка; 5 — металлическая трубка; 6 — кожух; 7 — держатель; 8 — горелка; 9 — холодильник; 10 — стеклян­ный мерный цилиндр

за 10 с. Нарушение установленного режима перегонки ведет к искажению результата испытания. Так, при повышении скоро­сти выше установленной четкость разделения топлива на фрак­ции ухудшается и наряду с легкими фракциями перегоняются более тяжелые. В результате этого фракционный состав топлива будет казаться более легким. При малой скорости перегонки фракционный состав топлива будет казаться более тяжелым.

После отгона 90 % топлива нагрев колбы усиливают до появ­ления синих язычков пламени из окошек нижней части кожуха. При этом ртутный столбик термометра вначале начнет поднима­ться, а затем остановится и, продержавшись некоторое время на этом уровне, начнет опускаться.