Принцип действия тестового двигателя

Установка для определения цетановых чисел (ИДТ-90, CFR F-5U) по конструкции представляет собой испытательный стенд с одноцилиндровым четырёхтактным  предкамерным двигателем внутреннего сгорания, электромотором, служащим для поддержания постоянных оборотов двигателя и пультом управления с контрольно-измерительной аппаратурой. Топливная система обеспечивает подачу топлива форсункой в камеру сгорания, система имеет устройство, позволяющее замерять расход топлива и устанавливать требуемый угол опережения впрыска.

Основной прибор, который используется в работе установки - это измеритель задержки воспламенения, который позволяет следить за регулированием степени сжатия и угла впрыска в процессе испытания. Измеритель задержки воспламенения оснащён двумя датчиками, регистрирующими момент впрыска топлива и момент воспламенения. Датчик впрыска емкостного типа крепится к корпусу топливной форсунки и воспринимает воздействие возвратно-поступательных движений штока иглы форсунки, преобразуя их в электрические сигналы. Магнитострикционный датчик воспламенения устанавливается в форкамере блока цилиндров и своей мембраной воспринимает давление, возникающее при воспламенении топлива.

При определении цетановых чисел необходимо поддерживать следующие стандартные условия работы двигателя установки:

  • Число оборотов двигателя, об/мин: 900±9
  • Степень сжатия (переменная): от 7 до 23
  • Расход топлива: 13±0,5 мл/мин
  • Угол опережения впрыска топлива, град. до ВМТ: 13
  • Давление впрыска топлива, кгс/см2:   106±4
  • Температура воздуха на всасывании в двигатель, °С: 65±1
  • Температура охлаждающей жидкости, °С: 100±2
  • Температура воды, охлаждающей форсунку, °С: 38±3
  • Температура масла в картере°С: 50-65
  • Давление масла при работающем двигателе, кгс/см2:   1,9±0,3
  • Зазоры между штоками и коромыслами на холодном двигателе, мм:
    • Для всасывающего клапана          0,20±0,05
    • Для выхлопного клапана                0,25±0,05

 Цетановое число определяется путём сравнения испытуемого топлива со смесями эталонных топлив. После установки рабочего режима, регулировки угла опережения впрыска топлива и степени сжатия, подбирают две смеси эталонных топлив, одна из которых воспламеняется при меньшей, а другая при большей степенях сжатия, чем испытуемое топливо.

Подбор первого эталонного топлива. Исходя из предполагаемого ЦЧ испытуемого образца составляют смесь первичных эталонных топлив. Переключают двигатель на первое эталонное топливо и регулируют степень сжатия и угол впрыска. Фиксируют показания микрометра степени сжатия.

Подбор второго эталонного топлива.  Выбирают вторую смесь эталонных топлив (отличающуюся от первой на 4 цетановые единицы) таким образом, что бы показания на испытуемом топливе находились между показаниями, полученными на эталонных смесях. Переключают двигатель на второе эталонное топливо и регулируют степень сжатия и угол впрыска. Фиксируют показания микрометра степени сжатия.

Степень сжатия, при которой происходит воспламенение топлива в ВМТ, определяют не менее 3-х раз по циклу топливо – первая эталонная смесь – вторая эталонная смесь.

Цетановое число испытуемого топлива (V) вычисляют методом интерполяции по формуле:

Где         V1 – объёмная доля цетана в эталонной смеси, воспламеняющейся при большей степени сжатия, чем испытуемое топливо (смесь с меньшим ЦЧ), %.

               V2 – объёмная доля цетана в эталонной смеси, воспламеняющейся при меньшей степени сжатия, чем испытуемое топливо (смесь с большим ЦЧ), %.

               a, a1, a2 – показания микрометра, определяющие степень сжатия для и испытуемого топлива и смесей V1 и V2, соответственно.

При испытаниях так же допускается применение вторичных эталонных топлив.

Точность определения цетановых чисел:

А. при определении на установке CFR F-5U

Разность между двумя единичными и независимыми результатами, полученными на идентичных испытуемых образцах в условиях воспроизводимости, при нормальном и правильном выполнении метода испытаний в течение длительного времени может превысить значения, приведенные в таблице 1 только в одном случае из 20.

Средний уровень цетанового числа1)

Пределы повторяемости

Пределы воспроизводимости

40 0.8 2.8
44 0.9 3.3
48 0.9 3.8
52 0.9 4.3
56 1.0 4.8
1) Значения для цетановых чисел, являющихся промежуточными по отношению к перечисленным выше, можно получить путем линейного интерполирования.

В. При определении на установке ИДТ

Допускаемое расхождение при определении цетанового числа одного и того же топлива на одной установке не должно отличаться от среднего арифметического сравниваемых результатов более чем на ± 1,5 цетановые единицы.

Допускаемое расхождение при определении цетанового числа одного и того же топлива, проведенном на разных установках (в разных лабораториях), не должно отличаться от среднего арифметического сравниваемых результатов более чем на ± 2 цетановые единицы.