COMBUSTIBILI, LUBRIFIANTI SI MATERIALE SPECIALE PENTRU AUTOMOBILE

Note de curs

Cornelia Stan

Consideratii generale asupra combustibililor utilizati la automobile Petrolul si gazele naturale constituie inca, in momentul de fata, principala sursa de energie. Combustibilii pe baza de petrol sI hidrocarburi gazoase acopera peste 55% din consumul total de energie si vor continua sa ramana pana in anul 2020 sursa majora de energie a lumii. Petrolul este, in prezent, sursa principala pentru obtinerea combustibililor necesari functionarii motoarelor autombilelor. La nivelul anului 2010 necesarul prognozat pentru acest sector a fost de 50% din consumul total de petrol. Pentru tarile industrializate cererea de petrol pentru transporturi ajunge la 65% din consumul total.

Se estimeaza ca actualele rezerve ale lumii se vor epuiza in aproximativ 35 de ani iar ale Romaniei in 15 ani Peste 50% din energia anuala necesara in ultimi ani a provenit din import

Tipuri de combustibili pentru automobileCriterii de clasificare: dupa destinatie, dupa starea de agregare, dupa natura lor, dupa procesul de fabricatie Titeiul lichid natural Densitate t10/1,25-59; t50 Cu cat t50 mai redusa -cu atat omogenizarea amestecului mai buna - scade durata de incalzire a mot - scade timpul de accelerare - scade cons de comb in perioada incalzirii motorului t90 dilutie, depuneri, gume

Givrajul carburatorului Formarea ghetii pe difuzorul, obturatorul si pulverizatorul carburatorului, in conditii de temperatura ambianta relativ scazuta si umiditate ridicata

creste consumul de benzina scade puterea motorului

Raportul V/L

Presiunea de vapori Reid (PVR) Presiunea de vapori a benzinei determinata prin metoda si cu aparatul Reid

Punct de inflamabilitate Temperatura cea mai joasa la care vaporii de la suprafata unui combustibil la presiuneatmosferica normala se aprind in contact cu o flacara

Influenta volatilitatii benzinei asupra functionarii motoarelor cu aprindere prin scanteie Influenta volatilitatii motorinelor asupra performantelor motoarelor cu aprindere prin comprimare

Influenta volatilitatii benzinei asupra functionarii motoarelor cu aprindere prin scanteie Pornirea la rece raportul amestecului aer-combustibil in gen intre 7:1 si 20: 1. Factori care pot determina pornirea grea a motorului: turatia de pornire starea bateriei vscozitatea lubrifiantului (influenteaza turatia de pornire); sistemul de aprindere si timpul de aprindere (scnteie suficient de puternica si la momentul optim pentru a aprinde amestecul); compozitia combustibilului.

Probleme ale vaporizarii au loc la temperaturi sub -10C. Cele mai multe studii au aratat ca pornirea la rece a motorului poate fi caracterizata de parametri ca:

- presiunea de vapori Reid, - t10%, - E70 sau o combinatie a acestora.

Probleme de dinamicitate a motorului pe vreme rece valoarea dozajului (in afara domeniului de aprindere) motorul rece si temperatura ambianta scazuta, combustibilul ramne in tubulatura de alimentare ca un film de lichid in loc sa se vaporizeze ->poticniri in accelerare neunifomitatea distribuirii amestecului intre cilindri Factori care influenteaza comportarea dinamica a motorului - tipul sistemului de alimentare - volatilitatea combustibilului - temperatura ambianta

apreciere a dinamicitatii motorului VI=0,5 t 10% +t 50% + 0,5 t 90% VI=1,5 t 10% + 3 t50% + t 90%.

Probleme de dinamicitate a motorului pe vreme calda(benzina se vaporizeza prematur in sistemul de alimentare) Probabilitatea ca aceste fenomene sa aiba loc va depinde de - temperatura si presiunea ambianta, - stilul de conducere si - volatilitatea combustibilului. Arhitectura sistemului de alimentare Vehiculele cu sistem de injectie sunt mult mai putin susceptibile de a avea probleme de dinamicitate a motorului la temperaturi inalte si medii dect cele cu carburator sau cele cu injectie monopunct. Daca pompa sau conductele de combustibil sunt pozitionate astfel inct pot fi incalzite de motor, va creste probabilitatea vaporizarii nedorite Functionarea la un regim termic inalt - probleme de volatilitate la cald mai serioase Temperatura combustibilului din rezervor - poate creste datorita recircularii combustibilului si datorita pozitionarii in apropiere de sistemul de evacuare Temperatura ambianta Altitudinea

Problemele maneabilitatii pe vreme calda Percolare> la temperaturi ridicate combustibilul din vasul plutitorului sufera un proces de vaporizare intensa in timpul sau ca urmare a contactului cu zonele caldeVaporii de combustibil astfel rezultati patrund in galeria de admisie prin canalul de aerisire al camerei de nivel constant >imbogatirea amestecului >dificultatI de pornire dar si la cresterea consumului de combustibil si a noxelor din gazele de evacuare (in special a hidrocarburilor).

vapor lock >conduce la saracirea amestecului format de carburator ca urmare a constituirii unor dopuri de vapori care compromit randamentul hidraulic al pompei de combustibil in asa masura incat aceasta nu mai reuseste sa asigure nivelul normal de combustibil din camera de nivel constant. foaming > vaporizarea rapida a combustibilului cand acesta patrunde intr-un carburator fierbinte >spumare a combustibilului din camera de nivel constant care determina coborarea plutitorului >CNC mai mult combustibil >se umple cu spuma blocand canalul de aerisire si determinand cresterea presiunii in interiorul incintei >marirea debitului de combustibil prin jiclorul principal >imbogatire excesiva a amestecului (care poate conduce la oprirea motorului)

Emisii poluante datorate evaporarii combustibilului Emisiile sub forma de hidrocarburi nearse contribuie la formarea smogului foto-chimic compusi toxici volatili benzenul Legislatia cu privire la emisiile din evacuare e din ce in ce mai severa mecanismele de control al pierderilor prin evaporare sunt capabile sa reduca emisiile prin evaporare cu peste 90% cele mai imporatnte pierderi prin evaporare sunt cele din rezervorul de combustibil si din camera de nivel constant a carburatorului

Pierderile prin evaporare se impart, de regula, in trei categorii: Pierderi din timpul mersului (pierderile care au loc in timp ce vehiculul este in mers); Pierderi diurne care au loc cnd vehiculul stationeaza pe o perioada indelungata in care motorul nu functioneaza si se datoreaza variatiei temperaturii zilnice, si Pierderi datorate mentinerii temperaturii inalte in compartimentul motorului, care au loc cand autovehiculul stationeaza cu motorul oprit dupa o perioada de functionare indelungata.

Posibilitatile de masurare a pierderilor prin evaporare Absorbtia vaporilor din diferitele parti ale sistemului de alimentare in canistre continand carbune activ, cantarite inainte si dupa experiment; Determinarea cantitatii de hidrocarburi intr-o camera etansa in care este introdus vehiculul test SHED (Sealed Housing for Evaporative Determination) 1in camera etansa pentru determinarea emisiilor evaporative temp creste de la16 la 290C intr-o ora 2-vehiculul parcurge un ciclu de testare standard pe un stand cu rulouri apoi introdus in SHED

Influenta volatilitatii combustibililor asupra emisiilor din evacuare(influenta acesteia este mica in comparatie cu cea a arhitecturii vehiculului)

Procentul crescut de hidrocarburi grele =>cresterea emisiilor poluante Scaderea temperaturii t 90% =>reducerea emisiilor de hidrocarburi dar si de o usoara crestere a NOx Scaderea temperaturii ambiante => efect dramatic atat asupra emisiilor de CO cat si a celor de hidrocarburi (cresc cu scaderea temperaturii) , efect mic asupra emisiilor de NOx.

Influenta volatilitatii combustibililor asupra proprietatilor lubrifiantului Diluarea uleiului din carter si cresterea depunerilor din camera de ardere - Diluare ulei, deteriorare propr lubrif - Cresterea frecarilor - Uzura - Depozite in camera de ardere, admisie

Influenta volatilitatii benzinei asupra economiei de combustibil Rulari scurte, vreme rece, scaderea vol HC usoare si medii influenteaza pornirea si consumul de cb ---pt autov cu soc Cresterea volatilitatii, funct in afara regiului termic optim - valori mari ale t90,tf Parcursri lungicons cb det de Qi(puterea calorifica) Volatilitatea combustubulului compromis intre ec. cb. si dilutia lubrif, depozite cam ardere, emisii

Influenta volatilitatii motorinelor asupra performantelor motoarelor cu aprindere prin comprimare Compoz fract influenteaza: durata vaporiz, perioada intarzierii la aprindere Arderea Volatil ridicata=> vaporizare completa=>crestre brusca a p,t=>funct violenta a motorului Volatil scazuta=>ardere incompleta=>depuneri in motor, fum in evacuare Tf creste=>cons cb creste Fractiuni grele in procent ridicat=>pulverizare, penetaratia, unghiul de dispersie