В карбюраторных двигателях в качестве топлива применяется бензин, пары которого являются составной частью горючей смеси.
Бензин — высококалорийное топливо, получаемое из нефти прямой перегонкой или переработкой ее под действием высокой температуры и давления — крекинг-процесс. К основным свойствам бензина относятся: плотность, теплотворная способность, детонационные свойства, испаряемость и отсутствие вредных примесей.
Бензин легче воды и его плотность в среднем составляет,745 г/см3.
Теплотворность бензина находится в пределах 10500—0 ккал.
Детонационные свойства характеризуют склонность бензина к детонационному горению. Сжатая в цилиндре рабочая смесь при нормальных условиях сгорает со скоростью 20—30 м/с, и давление в цилиндрах при этом возрастает плавно. При определенных условиях (ухудшение качества бензина, перегрев двигателя, увеличение угла опережения зажигания и др.) сгорание части смеси протекает с огромной скоростью (достигающей 2000 м/с), сопровождающейся появлением ударной волны и значительным повышением давления. Такое сгорание рабочей смеси называется детонацией.
Детонационное сгорание топлива отрицательно отражается на работе двигателя. Признаками детонации являются резкие стуки в двигателе, потеря мощности, появление черного дыма из глушителя и перегрев двигателя, При детонации резко увеличивается износ деталей двигателя.
Стойкость топлива против детонации оценивается условным октановым числом. Чем выше октановое число топлива, тем оно более стойко против детонации. У отечественных автомобильных бензинов октановые числа обычно колеблются от 66 до 98, однако могут применяться бензины и с другими октановыми числами. Увеличения стойкости бензина против детонации можно достигнуть, добавляя к нему антидетонатор (этиловую жидкость). На I л бензина ее добавляют до 1,0 см3. Бензин с добавкой этиловой жидкости называется этилированным.
Так как этиловая жидкость является ядом, то добавление даже небольшого ее количества в бензин делает его ядовитым. Чтобы отличить этилированный бензин от обычного, его окрашивают. Для этого к этиловой жидкости добавляют красно-оранжевую или сине-зеленую краску. Вследствие своей растворимости, летучести и способности проникать через поры в коже этиловая жидкость может попасть в организм человека и вызвать тяжелое отравление. Этилированное топливо опасно так же, как и этиловая жидкость, поэтому при обращении с ним нужно соблюдать особую осторожность, не допуская попадания этилированного бензина на кожу и внутрь организма.
Использовать этилированный бензин и я мытья рук и деталей, стирки одежды, засасывать его ртом из шланга запрещается.
При попадании этилированного бензина на кожу необходимо зараженный участок тела промыть керосином, а затем водой с мылом. При разборке двигателя, работавшего на этилированном бензине, детали необходимо тщательно промыть керосином. При соблюдении всех правил обращения с этилированным бензином он не представляет опасности для луживающего персонала.
Бензин для двигателей выпускается нескольких марок: для ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130—А-76, адля24Д— АИ-93. Отличаются эти бензины друг от друга в основном октановым числом, обозначенным цифрами. Иногда детонационное сгорание ошибочно смешивают с преждевременным самовоспламенением рабочей смеси. Самовоспламенением называется явление, когда нагретая рабочая смесь воспламеняется без поднесения открытого пламени. Самовоспламенение может наступить в конце такта сжатия в перегретом двигателе, когда температура сжатой рабочей смеси повысится настолько, что смесь воспламенится до появления электрической искры.
Смесь может воспламенится также и от соприкосновения с раскаленными электродами свечи зажигания или частицами нагара (калильное зажигание). При самовоспламенении двигатель продолжает некоторое время работать при выключенном зажигании, чего не бывает при детонационном сгорании. Углеводороды, входящие в состав бензина, выкипают при температуре 35—195° С. Оценка бензина по его испаряемости производится по температуре выкипания 10% (чем ниже температура, при которой выкипает 10% бензина, тем легче запуск холодного двигателя); 50% — характеризует быстроту прогрева до устойчивой работы двигателя (чем ниже температура, при которой выкипает 50% бензина, тем быстрее прогреется двигатель); 90% — характеризует общую испаряемость бензина (чем ниже температура, при которой выкипает
90% бензина, тем лучше его экономичность и полнота сгорания).Чем выше температура выкипания 90% бензина, тем больше в цилиндры двигателя попадает его в жидком виде. При этом смывается масляная пленка, разжижается масло и повышается износ деталей двигателя." По испаряемости бензин делится на летний и зимний. Зимний бензин имеет более низкую температуру испарения. Бензин не должен содержать механических примесей, кислот и щелочей.
Для сгорания 1 кг бензина необходимо около 15 кг воздуха. В этом количестве воздуха содержится необходимое количество кислорода для полного окисления углерода и водорода, входящего в состав бензина. Смесь в таком соотношении бензина и воздуха называется нормальной.
Если в смеси на 1 кг бензина приходится более 15 (до 17) кг воздуха, то смесь называется обедненной. При большем содержании воздуха смесь будет бедной. Если на 1 кг бензина приходится более 21 кг воздуха, то смесь не воспламеняется.
Смесь, в которой на 1 кг топлива приходится менее 15 (до 13) кг воздуха, называется обогащенной. Если смесь содержит менее 13 кг воздуха" на 1 кг бензина, то она называется богато й. Если на 1 кг бензина приходится менее 5 кг воздуха, то смесь не воспламеняется. В условиях эксплуатации автомобиля двигатель работает с изменяющимися нагрузками и частотой вращения коленчатого вала. В соответствии с режимом работы двигателя должен изменяться и состав горючей смеси, подаваемой в цилиндры.
При пуске холодного двигателя смесь в цилиндр поступает с малой скоростью, не подогревается, и значительная часть паров бензина конденсируется на холодных стенках цилиндра. Чтобы в этих условиях в смеси оставалось необходимое содержание парообразного топлива, его нужно додавать больше, т, е. смесь должна быть богатой.
При малой частоте вращения коленчатого вaла двигателя (холостой ход) в цилиндрах остается большое количество отработавших газов, а количество поступающей смеси недостаточно. В этих условиях частицы парообразного топлива будут удалены друг от друга, рабочая смесь1 горит медленно и двигатель работает неустойчиво. Для увеличения скорости сгорания горючая смесь, подаваемая в цилиндры, должна быть обогащенной.
При средних нагрузках, когда от двигателя не требуется полной мощности, его работа обеспечивается экономичной смесью, т. е. обедненной.
При полной нагрузке, когда от двигателя требуется максимальная мощность, для его работы необходима смесь, обладающая высокой скоростью сгорания, т. е. обогащенная.
При резком переходе двигателя с малой нагрузки на большую, чтобы двигатель не прекратил работу, смесь также должна подаваться обогащенной.