Cetánszám (CN) és oktánszám (ROZ) meghatározása. BME, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

Cetánszám (CN) és oktánszám (ROZ) meghatározása BME, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 2007

A cetánszám A cetánszám pontos meghatározása: a gázolajok gyulladási hajlamára szolgáló mérıszám, amely a Diesel gázolajok vegyi összetétele mellett a legfontosabb égés minıségi mutatószám. A cetánszám pontos és hiteles meghatározását a kifejezetten erre a célra kifejlesztett, akkreditált ASTM-CFR F-5 mérımotorban végezhetjük. Egy adott dízelolaj cetánszáma megegyezik a mérımotorban vele azonos égési tulajdonságokat mutató elsıdleges referencia tüzelıanyag cetán - és a másodlagos referencia tüzelıanyag - α-metilnaphtalinból készült elegy térfogatszázalékban kifejezett cetántartalmával.

Belsıégéső motor vizsgálatok

BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

2

Alapfogalmak • Elıbefecskendezési idı: az az idıintervallum, amely a befecskendezés pillanatától a felsı holtpontig eltelik

• Gyulladási késedelem: az égéstérben megjelenı csepp és az öngyulladás következtében megjelenı láng között eltelt idı Gyulladá Gyulladási késedelem



3

Égési folyamat elıkamrás Diesel motorban



4

Égési folyamat elıkamrás Diesel motorban



5

A ceten (C16H32) egy jó gyulladási tulajdonságú, 16 szénatomszámú, egyenes szénláncú, paraffinos szénhidrogén volt. Ezt a gyakorlatban felcseréltek a megbízhatóbb gyulladási tulajdonságú, stabil és könnyebben gyártható cetánnal (C16H24; normál hexadedekán), amelynek cetánszáma 100-ban lett megállapítva .

Az α-methilnaphtalin (C11H10) egy rossz gyulladási tulajdonságú aromás szénhidrogén, melynek cetánszáma 0.

A két anyagból készített üzemanyag-keverék cetánszámát a keverékben lévı cetán térfogatszázalékával fejezhetjük ki. Belsıégéső motor vizsgálatok


6

1962-óta α-metilnaphtalin helyett a heptametil-nonánt (15-ös cetánszámú, elágazó szénláncú paraffin szénhidrogén) alkalmazzák az összehasonlító elegyek készítéséhez, ami bizonyítottan stabilabb vegyület, ezáltal raktározhatósága és ipari eltarthatósága is jobb



7

Az ASTM szabvány szerinti hivatalos cetánszám meghatározó képlet alapja a linearizálás,  KÁM − KÁAR   × (CSZFR + CSZAR ) CSZM = CSZAR +   KÁFR − KÁAR  CSZ M = Mérendı üzemanyag minta cetánszáma CSZ

AR

= Alsó referencia tüzelıanyag cetánszáma

CSZ FR = Felsı referencia tüzelıanyag cetánszáma KÁ M =

Kompresszióállító kézikerék állása a mérendı üzemanyag minta mérésekor

KÁ AR =

Kompresszióállító kézikerék állása az alsó referencia tüzelıanyag mérésekor

KÁ FR =

Kompresszióállító kézikerék állása a felsı referencia tüzelıanyag mérésekor



8

A cetánszámmérı berendezés mechanikai felépítése

Üzemanyag rendszer Belsıégéső motor vizsgálatok

A megfelelı cseppeloszlás


9

Befecskendezı



10

A CFR motor hengerfejének metszete



11

Folyadék rendszer



12

A cetánszámmérés folyamata • Alapvetı konstans hımérsékleti paraméterek beállítása - Belépı levegı hımérséklete (66°C) - Hőtıvíz hımérséklet (100°C) - Befecskendezı fej hımérséklet (38°C) • Üzemanyag fogyasztás beállítása (13ml/perc) • Elıbefecskendezési idı beállítása kézikerék segítségével (13 fıtengelyfok) • Gyulladási késedelem beállítása kompresszióállító kézikerék segítségével (13 fıtengelyfok) • Kézikerék leolvasása • Ismételt mérések a megadott szabványos metodika alapján • Kiértékelés



13

A cetánszám és a kézikerék állás valódi kapcsolata



14

Mérhetı adatok



15

Befecsekendezı tőelmozdulás és annak integrálja



16

Nyomáslefutás érzékelı jele és annak integrálja



17

Az oktánszám Az oktánszám pontos meghatározása: a benzin kopogástőrésére szolgáló mérıszám, amely a motorbenzinek vegyi összetétele mellett a legfontosabb égés minıségi mutatószám. A mérendı benzint izooktánból (izooktán-C8H18) és n-heptánból (C7H16) komponált keverékkel hasonlítják össze. A mérendı benzinnel kompressziótőrés szempontjából azonos tulajdonságokkal rendelkezı keverék térfogatszázalékban megadott izooktán tartalmát nevezzük a benzin oktánszámának. Az oktánszámot úgynevezett oktánszámmérı-motorban határozhatjuk meg.



18

Az izooktán (2,2,4-Trimethylpentan, C8H18) egy jó gyulladási tulajdonságú, 8 szénatomszámú, egyenes szénláncú szénhidrogén. Színtelen, tiszta folyadék. Levegıvel 1-6,5 %-os arányban keveredve robbanó elegyet alkot. Oktánszáma 100.

Az n-heptán (C7H16) a paraffin csoport hetedik tagja, melynek oktánszáma 0.

A két anyagból készített üzemanyag-keverék oktánszámát a keverékben lévı izooktán térfogatszázalékával fejezhetjük ki. Belsıégéső motor vizsgálatok


19

A kopogásos égés



20

RON és MON Fordulatszám Elıgyújtás a forgattyús tengelyen mérve

Keverék-hımérséklet, °C

Motorikus OZ

Kísérleti OZ

900 1/min

600 1/min

ε= 5,0-nél ε= 5,5-nél ε= 6,0-nál ε= 7,0-nél

26° 24° 22° 19 °

149° a CFR-motornál 165° a BASF-motornál

Beszívott levegıhımérséklet, °C


13° állandó

52°


21

Az oktánszámmérı-motor •BASF Prüfmotor •Folytonosan változtatható kompresszióviszony •Összehasonlító mérés→3 féle üzemanyag: 2 minta+mérendı motorbenzin •Üzemanyagszinttel arányos keverék •Kopogásintenzitás mérése



22

Az oktánszámmérés



23

Az oktánszámmérı felépítése Üzemanyag rendszer

↕ H~1/λ Belsıégéső motor vizsgálatok


24

Az oktánszámmérı felépítése Változtatható kompresszióviszony

ε = 4-11



25

Az oktánszámmérı felépítése Kopogásintenzitás mérı

dp U =k⋅ dt



26

Cetánszám (CN) és oktánszám (ROZ) meghatározása. BME, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

Recommend Documents