Физические свойства бензина также влияют на скорость потока через градуированное отверстие карбюратора. В этом случае вязкость и плотность бензина имеют первостепенное значение.
Вязкость бензина для автомобильного использования относительно низкая (табл.).
Бензин | Плотность, г/см3 | Вязкость, сСт |
A-72 Лето | 0,7332 | 0,6013 |
A-72 Зима | 0,7258 | 0,5423 |
A-76 Лето | 0,7840 | 0,5609 |
A E-93 Лето | 0,7550 | 0,6204 |
АИ-93 Зима | 0,7552 | 0,5254 |
Каталитический риформинг. | ||
Нормальный режим | 0,7305 | 0,5105 |
Жесткий режим | 0,8114 | 0,6857 |
Каталитический крекинг | 0.7848 | 0,7127 |
Термическое растрескивание | 0,7345 | 0,6895 |
Конопатка | 0,7577 | 0,8152 |
Углеводороды одинаковой структуры показывают увеличение вязкости с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. Парафиновые углеводороды с сильно разветвленными цепями имеют более высокую вязкость, чем соединения с прямой цепью. Вязкость нафтеновых углеводородов быстро увеличивается с ростом числа и длины боковых цепей.
Порядок увеличения вязкости различных классов углеводородов, из которых состоит бензин: парафиновые, ароматические и нафтеновые при нормальной структуре.
Вязкость автомобильного бензина сильно зависит от температуры. Температурный коэффициент вязкости топлива увеличивается с понижением температуры и с увеличением абсолютного значения вязкости. Для каждого гомологического ряда углеводородов температурный коэффициент увеличивается с ростом молекулярной массы. Нафтеновые углеводороды имеют более высокий температурный коэффициент вязкости, чем алифатические углеводороды.
При снижении температуры плотность бензина увеличивается, одновременно с этим увеличивается его вязкость.
Плотность автомобильного бензина определяется его химическим составом и составляет от 0,690 до 0,810 г/см3 при комнатной температуре (+20°C).
Плотность также влияет на уровень топлива в поплавковой камере карбюратора. Чем ниже плотность бензина, тем глубже погружается поплавок и тем выше устанавливается уровень в камере. При нормальной работе двигателя уровень бензина в поплавковой камере устанавливается на 3-5 мм ниже верхнего среза распылителя. Если плотность бензина намного ниже расчетного значения, уровень топлива в поплавковой камере будет выше, и бензин может самопроизвольно вытекать из распылителя.
Количество топлива, проходящего через жиклер карбюратора, определяется вязкостью и плотностью бензина. Чем выше плотность бензина, тем большее количество топлива будет впрыскиваться в единицу времени. Чем выше вязкость топлива, тем медленнее оно проходит через жиклер и тем меньше расход.
Поэтому при снижении температуры топлива его расход увеличивается за счет увеличения плотности и, наоборот, уменьшается за счет увеличения вязкости.
Для того чтобы определить общее влияние различных факторов на расход топлива из-за температуры, мы провели некоторые расчеты расхода бензина через главный жиклер карбюратора на двигателе ЗИЛ130. Для расчетов использовались экспериментальные данные по вязкости и плотности бытового бензина, измеренные в диапазоне 40-40°C.
Результаты показывают, что при снижении температуры расход бензина через форсунку уменьшается, т.е. изменение вязкости оказывает большее влияние на общий эффект, чем изменение плотности.
При изменении температуры от 40°C до 40°C расход бензина через форсунку уменьшается на 20-30%. Учитывая изменения физических и химических параметров воздуха при понижении температуры, можно ожидать значительного увеличения скорости избытка воздуха. По приблизительной оценке, коэффициент избытка воздуха увеличивается на 30-40% при изменении температуры с 40 до 40°C при прочих равных условиях.
Поскольку свойства бензина меняются в зависимости от рабочей температуры автомобиля, необходимы сезонные колебания потребления бензина в дорожном движении.