Работа ДВЗ на разных видах топлива

Черниговский государственный педагогический университет

Кафедра общетехнических дисциплин

Реферат

На тему: «Работа ДВЗ на разных видах топлива»

Подготовил: студент 51 групи

Пархоменко Д.А.

Проверил: к.п.н, доцент

Люлька В.С.

Чернигов 2009

План:

Вступление

Основные понятия

Експериментальное оборудование

Поведение автомобиля на разных видах топлива

Заключение

Бензиновый двигатель рассчитан, разумеется, для работы на бензине. Но обстоятельства могут сложиться так, что его нет, а ехать надо.

Жена Карла Бенца, пионера автомобильной индустрии, в подобной ситуации просто купила в аптеке горючее средство от грызунов и, залив его в бачок, благополучно продолжила поездку. Бывалый же водитель на неизведанном маршруте положит в багажник хоть пластиковую бутылку с бензином - на всякий случай. Однако и на бывалого бывает проруха, когда в баке пусто, а до заправки еще пилить и пилить. Хорошо, если до очага автомобильной цивилизации недалеко прогуляться с канистрой. Но, предположим, не повезло - к услугам бедолаги только керосиновая лавка или сельпо да полуживой трактор в богом забытой деревне. Сценарий может быть и другим, суть одна - что можно залить в бак, когда нет бензина? Да так, чтобы, худо-бедно, проехать несколько километров. Это и стало целью нашего эксперимента. Чем можно поживиться на прилавке виртуального магазина? Лаки, краски, средства от насекомых и олифу исключили сразу - у нас не многотопливный танковый дизель. А вот керосин, дизтопливо, уайт-спирит, скипидар, пару сортов растворителей, ацетон и «незамерзайку» для стекол проверим. Последняя, кстати, на открытом воздухе горит замечательно, поэтому тушить пожар под капотом (а такие попытки нам известны) ею не стоит.

Топливо -- вещество или смесь веществ, способное к экзотермическим химическим реакциям с внешним или содержащимся в самом топливе окислителем, применяемое для выделения энергии, изначально тепловой.

Топливо, не содержащее в своём составе окислитель, часто называют горючее. Понятие топлива более общее, нежели горючее или горючее ископаемое, потому как включает в себя древесину и различные топливные смеси. В широком смысле -- один из видов потенциальной энергии, энергоноситель.

Основным видом топлива которое используется на большинстве современных автомобилях является бензин.

Бензин -- смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,7 г/смі. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг. Горючая жидкость. Предназначен для применения в качестве топлива. Получается путём перегонки нефти, гидрокрекингом и, при необходимости дальнейшей ароматизации -- каталитическим крекингом и риформингом. Для специальных бензинов характерна дополнительная очистка от нежелательных компонентов и смешение с полезными добавками.

Керосимн (англ. kerosene от греч. кзсьт -- воск) -- смеси углеводородов (от C12 до C15), выкипающие в интервале температур 150-250°С, горючая жидкость, получаемая путём перегонки или ректификации нефти.

Скипидамр (масло терпентинное, терпентин) -- жидкая смесь терпенов и терпеноидов, получаемых из смол хвойных деревьев.

По своей сути -- это разные эфирные масла, получаемые из хвойных деревьев, только название скипидар в настоящее время подразумевает крупнотоннажный технический продукт, из относительно неоднородного сырья; а эфирное масло -- более высокотехнологичный продукт, из отборного сырья (например, эфирное масло из хвои сосны горной, эфирное масло из древесины можжевельника обыкновенного и др.)

Растворители -- индивидуальные химические соединения или их смеси, способные растворять различные вещества, то есть образовывать с ними однородные системы переменного состава двух или большего числа компонентов.

Диметилкетомн (ацетомн, 2-пропаномн) -- простейший представитель кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH3. Бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с характерным запахом. Он полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, жиры, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия).

Этаномл (этимловый спирт, метилкарбинол, винный спирт, гидроксид пентагидродикарбония, часто в просторечии просто «спирт» или алкогомль) -- C2H5OH или CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. Легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость с характерным запахом.

Пропамн, C3H8 -- органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов. Бесцветный газ без запаха, очень мало растворим в воде.

Тестовым автомобилем стала впрысковая «Нива». Измерительная аппаратура - мотор-тестер «Автоасс», косвенный показатель оптимальности топлива - продолжительность впрыска, а мощности - время раскрутки двигателя до 3000 об/мин. Но более интересными оказались все же не цифры, а личные ощущения. Проверить, как автомобиль поведет себя под нагрузкой, поможет пробный километровый пробег на каждом топливе. В эксперименте использовали и карбюраторный автомобиль. Кстати, спирт ему понравился куда больше, чем впрысковому. Лить очертя голову в бензобак нашей впрысковой «Нивы» первую попавшуюся горючую жидкость было бы легкомысленно: а ну как не заработает? Поэтому установили на место запаски небольшой бачок со своим электробензонасосом и параллельную систему питания с двумя трехходовыми кранами. На чистоту эксперимента это не повлияет, зато при неудаче здорово сэкономим время на промывке штатной системы. А чтобы исключить смешивание нетрадиционного топлива с остатками бензина в рампе, предусмотрели предварительную прокачку этого коктейля в бак через «родную» магистраль «обратки». При каждой смене топлива рампу промывали новым образцом.

КЕРОСИН

На холостом «керосиновом» ходу двигатель никакого неудовольствия не выказывает - не дымит и довольно резво откликается на подачу газа. Разгон сопровождается легким детонационным звоном. Не угрожающим, но все же отчетливым - как будто в баке 92-й бензин, разбодяженный 80-м примерно на четверть. Но если не злоупотреблять динамикой, ехать можно, и не так уж плохо. По крайней мере, четвертая передача в коробке остается востребованной. Что ж, потеря мощности заметна, но не настолько, чтобы отказываться от керосина как резервного топлива. Заметим только, что после получасового остывания (на улице +22°С) повторный пуск на чистом керосине несколько затруднен, и вполне возможно, зимой этот фокус пройдет не столь гладко.

СКИПИДАР

На производной хвойной смолы мотор работает очень мягко - на детонацию нет и намека, пуск даже холодный, легкий и уверенный, а выхлоп пахнет… елкой. Забегая вперед, заметим, что по этим параметрам скипидар - пожалуй, лучшее жидкое топливо из нашего набора. Однако тяга двигателя заметно слабее, по субъективным ощущениям процентов на 20. Тем не менее как замена бензину скипидар вполне сгодится, а некоторая дороговизна по сравнению с бутилированным керосином и уайт-спиритом вряд ли сыграет роль при форс-мажоре.

РАСТВОРИТЕЛИ 646 и 650

В качестве заменителя бензина годны лишь условно. Резко упали обороты холостого хода - чтобы провести замеры, их пришлось поднять, подкрутив упор троса дроссельной заслонки. Длительность впрыска превышает 3,2 мс, а 3000 об/мин двигатель и вовсе не набирает. Разгоняется машина крайне вяло и на III передаче уже едва тянет при газе «в пол». Выхлоп - густой бело-голубой дым. К счастью, детонации нет, но каков расход! Кажется, топливо из бачка уходит на глазах - чуть ли не вдвое быстрее керосина.

АЦЕТОН

Ацетон показал себя чуть лучше, и хоть «холостые» по-прежнему едва держатся на минимально устойчивом уровне, выставленном для предыдущего топлива, едет «Нива» сносно. На горизонтальном участке уже можно включить IV передачу. Детонации нет, мотор работает мягко, почти не дымит. Но, видимо, из-за высокой летучести ацетон активно испаряется в горячей рампе, образуя паровые пробки. Двигатель время от времени приходится глушить и поливать рампу холодной водой. Ехать получается короткими перебежками. Двигатель раскручивается неохотно, а максимальные обороты едва достигают 4000. Расход столь же высок, как и растворителей. Впрочем, если других вариантов нет, то двигаться, худо-бедно, можно.

ДИЗТОПЛИВО

В чистом виде бесполезно - нет даже отдельных вспышек. После нескольких попыток пуска выкрутили свечи: обильно залиты соляркой. Повторную попытку делаем на смеси ДТ и 20% бензина - результат тот же. Последовательными приближениями находим работоспособную пропорцию - 1:1. Вполне приемлемо, учитывая, что даже в «пустом» баке плещется пара литров бензина. На этой смеси удается, наконец, пустить мотор и более-менее сносно проехать контрольный круг. Холостой ход - на «ацетоновом» уровне. По опыту знаем: после вынужденной работы мотора на такой смеси нужно обязательно проверить уровень масла в картере. Скорее всего, он вырастет за счет просочившейся в поддон несгоревшей солярки. Такое масло подлежит замене.

ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

Вопреки ожиданиям, в впрысковом двигателе этот продукт ничем не прославился. Сносно можно ехать на передаче не выше третьей. Сказывается низкая теплотворная способность топлива и высокая скрытая теплота парообразования. Система впрыска, рассчитанная на более калорийное топливо, не в состоянии покрыть дефицит увеличением цикловой подачи, поэтому «газ в пол» противопоказан. В карбюраторном же моторе спирт вполне работоспособен. Отвернув бензопровод от карбюратора, выработали бензин из поплавковой камеры и подвели спирт из бутылки. Достаточно обогатить смесь удалось, прикрыв воздушную заслонку: еще лучше было бы установить жиклеры главной дозирующей системы наполовину большей производительности. Впрочем, этот прием давно известен. Молва о движущей силе самогона на поверку оказалась сильно преувеличенной, но если выбора нет - доедете, особенно на карбюраторной машине. Абсент, несмотря на заоблачную для топлива цену 210 грн за 0,7 л и 70%-ную крепость, двигателю не понравился. Какое-то время мотор поработал и вроде бы обнаружил желание ехать, но заглох, и вновь пустить его удалось только на бензине. Подозреваем, что содержащиеся в напитке добавки, образующие липкие потеки при высыхании, не очень-то полезны форсункам. Впрочем, на зеленого змия как топливо мы не очень-то рассчитывали. А вот «незамерзайка» для стекол, бодро горевшая в банке при отборочных испытаниях, оказалась и вовсе бесполезна: мотор на ней не заработал.

ПРОПАН-БУТАН

Газ подаем во впускной коллектор через отверстие для шланга вентиляции картера. Оно будто специально для этого предусмотрено - диаметр чуть больше «кислородного» шланга. Оказывается, заставить мотор работать на пропане - не проблема. Баллон с бытовым редуктором ставим в салон, шланг через окно заводим под капот, открываем вентиль, и мотор схватывает с первой попытки. Особенность одна - производительность редуктора невелика, поэтому при полностью открытом дросселе мотор беднит и мощности не развивает. На небольшой же нагрузке работает вполне приемлемо и обеспечивает уверенное движение на III передаче. Примерно тот же результат дает корейский бутан в жестяных баллончиках (для походных газовых плиток), но есть здесь одна особенность. Несмотря на то, что баллончик с газом находился в жаре под капотом, корпус горелки, через которую бутан поступал в двигатель, покрылся инеем. Отметим, что забирали жидкую фазу (баллончик располагали вверх дном, а сам расход регулировали вентилем горелки) - газообразной для работы мотора было недостаточно. Иначе говоря, езда на бутане требует частых, через 200 метров остановок для согрева этого импровизированного редуктора, или придется придумывать способ его подогреть. Второе ограничение - масса газа в таком баллоне всего 220 граммов - этого хватит от силы на два километра. Тем не менее как запасной вариант езда на бытовом газе имеет право на существование.

Красная шкала - Стоимость 1 км пробега в % к бензину (принят за 100%).

Зеленая шкала - Условная приемлемость топлива в % к бензину (у него, понятно, 100%). Измеряли продолжительность впрыска и время раскрутки коленвала до 3000 об/мин. Чем ближе показатели к бензину, тем лучше.

Наш эксперимент подошел к концу. За его рамками осталось немало горючих жидкостей, потенциально пригодных для автомобильного двигателя. Например, гептил (ракетное топливо), нитроглицерин, жидкий водород, но вряд ли эта опасная экзотика доступна простому смертному. Но и те, что мы испытали, позволяют сделать вывод: автомобиль, оказывается, способен ездить не только на бензине, а проглотит почти все, что горит.

Литература

1. Украина ЗА РУЛЕМ Опубликовано в № 8/2008

2. http://ru.wikipedia.org/ Свободная энциклопедия