Установка одноцилиндровая определения октанового числа топлива для ДВС

Полезная модель относится к области исследования свойств углеводородных топлив, а именно к определению октанового числа топлив и может быть использована в нефтеперерабатывающей промышленности для контроля качества топлива для двигателя внутреннего сгорания.
Известно устройство для определения октановых чисел моторных топлив, содержащее одноцилиндровый четырехтактный двигатель с переменной степенью сжатия, включающий картер, блок цилиндров, кривошипно-шатунный механизм, поршень с пальцем и кольцами, коленчатый вал с маховиком, и связанные с ним топливовоздушную систему, блок электропитания, систему автоматического запуска, систему охлаждения топлива, систему регулирования температуры топливовоздушной смеси, систему управления и систему измерения октанового числа (см. авторское свидетельство SU №236078, опубл. 24.01.1969).
Однако данное устройство имеет сложную конструкцию, что снижает ее надежность и ресурс работы и не позволяет получить требуемую точность определения октанового числа.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является установка одноцилиндровая определения октанового числа топлива для ДВС, содержащая стационарный одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ДВС) с переменной степенью сжатия, двухскоростной асинхронный электродвигатель переменного тока с переключателем скорости вращения вала, смонтированные на общей фундаментной плите, устройство контроля угла опережения зажигания, детонометр, тахометр и пульт управления с контрольно-измерительными приборами (см. полезную модель РФ №103622, опубл. 20.04.2011).
Однако определение октанового числа моторного топлива на данной установке требует проведения ряда ручных операций, что усложняет процесс определения октанового числа и увеличивает время определения октанового числа, что не позволяет использовать данную установку для экспресс-контроля октанового числа.
Технической проблемой, решаемой в данной полезной модели, является устранение выявленных недостатков известных установок.
Техническим результатом, достигаемым при использовании описываемой установки является повышение производительности установки одноцилиндровой определения октанового числа топлива для ДВС за счет получения всей необходимой информации, получаемой в процессе проведения измерений непосредственно на пульте управления без использования ручных операций при одновременном ускорении получения информации.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что установка одноцилиндровая определения октанового числа топлива для ДВС содержит стационарный одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ДВС) с переменной степенью сжатия, двухскоростной асинхронный электродвигатель переменного тока с переключателем скорости вращения вала, смонтированные на общей фундаментной плите, устройство контроля угла опережения зажигания, детонометр, тахометр и пульт управления с контрольно-измерительными приборами, при этом в установке установлены электронный тахометр, электронное устройство контроля угла опережения зажигания, электронный детонометр с магнитострикционным датчиком и указателем детонации, при этом магнитострикционный датчик ввернут в камеру сгорания, мембрана которого воспринимает импульс удара детонационной волны, карбюратор выполнен четырехбачковым с возможностью работы на четырех топливах из разных бачков, а на панели пульта управления с контрольно-измерительными приборами дополнительно размещены электронный детонометр, шкала электронного тахометра и шкала электронного устройства контроля угла опережения зажигания.
В ходе проведенного исследования было выявлено, что представляется возможность повысить производительность установки при одновременно повышении точности получаемых измерений за счет описанной выше совокупности взаимосвязанных между собой признаков, каждый из которых влияет на достигаемый технический результат. Выполнение установки с вышеуказанными электронными приборами и описанным выше расположением датчиков позволяет исключить ошибки при проведении ручных измерений и пересчете данных, при этом уменьшение механических элементов конструкции позволяет также уменьшить погрешность при проведении измерении и повысить скорость получения результатов измерении, что в сочетании выполнением карбюратора четырехбачковым и детонометра с магнитнострикционным датчиком позволяет быстро составлять требуемые смеси компонентов топлив и формировать требуемый режим проведения работы установки при проведении исследований и получении требуемых измерений, что, в конечном итоге позволило решить поставленную техническую проблему получить заявленный технический результат.
На фиг. 1 представлена фотография установки одноцилиндровой определения октанового числа топлива для ДВС.
На фиг. 2 схематически представлена панель управления установки одноцилиндровой определения октанового числа топлива для ДВС
Установка одноцилиндровая определения октанового числа топлива для ДВС содержит стационарный одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ДВС) - 1 с переменной степенью сжатия, двухскоростной асинхронный электродвигатель переменного тока (на фотографии не виден, соединен ременной передачей с маховиком ДВС) с переключателем скорости вращения вала, смонтированные на общей фундаментной плите 2.
Устройство контроля угла опережения зажигания, детонометр и тахометр смонтированы с пультом управления 3 с контрольно-измерительными приборами, при этом в установке установлены электронный тахометр, электронное устройство контроля угла опережения зажигания, электронный детонометр с магнитострикционным датчиком и указателем детонации.
Магнитострикционный датчик ввернут в камеру сгорания ДВС 1, мембрана которого воспринимает импульс удара детонационной волны, карбюратор 4 выполнен четырехбачковым с возможностью работы на четырех топливах из разных бачков.
На панели 5 пульта управления 3 с контрольно-измерительными приборами дополнительно размещены электронный детонометр 6, шкала 7 электронного тахометра и шкала 8 электронного устройства контроля угла опережения зажигания.
ДВС имеет карбюратор 4 с четырьмя топливными бачками с датчиками и четыре поплавковые камеры, имеющие свои жиклеры, при этом он имеет четырехходовой кран для питания ДВС топливом из любой поплавковой камеры любого топливного бачка.
Такая конструкция карбюратора 4 обеспечивает возможность, не останавливая ДВС, быстро переключать его с одного топлива на другое.
Метод определения октановых чисел основаны на сравнении детонационной стойкости испытуемого топлива с эталонными топливами, октановые числа которых известны.
После установления степени сжатия, соответствующей стандартной интенсивности детонации при работе на испытуемом образце подбирают два эталонных топлива, одно из которых детонирует сильнее, а другое слабее, чем испытуемое топливо на той же степени сжатия.
Возможны моторный и исследовательский методы, которые различаются в основном условиями проведения испытания.
Например, частота вращения вала ДВС 1 по моторному методу 900 об/мин, а по исследовательскому 600 об/мин, угол опережения зажигания в первом случае будет переменный от 15 до 26° (в зависимости от степени сжатия) до ВМТ, во втором - постоянный 13° до ВМТ, топливовоздушная смесь при исследовательском методе не подогревается, а при моторном должна иметь температуру 149°С и т.д. Эти отличия в режиме работы двигателя и обуславливают различные величины октановых чисел бензинов по указанным двум методам.
В зависимости от выбранного метода по установленным приборам: электронному тахометру, электронному устройству контроля угла опережения зажигания, электронному детонометру с магнитострикционным датчиком и указателем детонации, которые смонтированы с пультом управления 3 с контрольно-измерительными приборами устанавливают требуемый режим работы ДВС 1.
Системой автоматического запуска с помощью электродвигателя запускается ДВС 1. В первый топливный бачок карбюратора 4 заливают испытуемые топливо - бензин и устанавливают рабочий режим двигателя. На испытуемом бензине регулируют карбюратор на состав топливовоздушной смеси на максимальную детонацию.
Исходя из предполагаемого октанового числа испытуемого образца, составляют смесь первичных эталонных топлив (химически чистый изооктан и нормальный гептан), которую тщательно перемешивают и заливают во второй бачок карбюратора. Затем, не меняя степени сжатия, переключают двигатель на работу из этого бачка и регулируют уровень топлива в поплавковой камере на максимум детонации.
Выбирают вторую смесь эталонных топлив таким образом, чтобы максимальные показания указателя детонации, полученные на испытуемом топливе, находились между показаниями, полученными на эталонных смесях. Выбранную смесь после тщательного перемешивания заливают в третий бачок карбюратора, переключают двигатель на работу из этого бачка при одной и той же степени сжатия и регулируют уровень топлива в поплавковой камере на максимум детонации.
Если октановые числа первого и второго эталонных топлив различаются не более чем на две единицы, можно продолжать испытание.
При отрегулированном уровне топлива в каждой из трех поплавковых камер карбюратора на максимальную интенсивность детонации регистрируют показания указателя детонации, работая на испытуемом образце и двух эталонных топливах.
Затем переключают ДВС 1 попеременно с одного топлива на другое, не менее трех раз для испытуемого и эталонных топлив и путем интерполяции находят октановое число бензина, что является характеристикой детонационной стойкости топлива.
При помощи четырехбачкового карбюратора 4 с помощью четырехходового крана производят питание ДВС 1 топливом из любого топливного бачка, что обеспечивает возможность, не останавливая ДВС 1, быстро переключать его с одного топлива на другое и быстро продолжать испытания, а электронные приборы позволяют быстро производить регулировку работы ДВС 1 и регистрацию полученных измерений и настроек оператором, не отходя от пульта управления.