Индикатор, показващ съотношението на различните компоненти във въпросния продукт, е устойчивостта на детонация на бензина. Това е разгледано в тази статия.
Концепцията за детонация
Последното се случва, когато сместа бензин-въздух се запали спонтанно в частта, която е най-отдалечена от свещта. Изгарянето му е експлозивно.
Оптимални условия за нейното протичане се формират в частта на горивната камера, в която има повишена температура и голяма експозиция на сместа.
Чукането може да бъде идентифицирано по характерните метални удари, които се образуват поради отразяването на ударни вълни от стените на горивната камера и произтичащата от това вибрация на цилиндрите.
Може да се получи горене на бензин с детонацияпо-вероятно е, ако има въглеродни отлагания в горивната камера, както и когато състоянието на двигателя се влоши. Това явление води до намаляване на неговата мощност, намаляване на икономическите показатели, както и токсикологичните показатели на отработените газове.
Свойства на бензините, които причиняват детонация
Те включват: фракционен състав, съдържание на сяра, стабилност от физична и химична гледна точка, структура на въглеводородите и др.
Най-високата детонационна устойчивост е характерна за ароматните въглеводороди, а най-ниската - за нормалните парафинови. Други, които са част от бензина, заемат междинна позиция.
Оценете устойчивостта на детонация на бензина по октаново число.
Начини за предотвратяване на детонация
Трябва да бъде предотвратено по време на работа на двигателя, когато превозното средство се движи, и поради това става необходимо да се вземат спешни мерки, за да се предотврати повреда на двигателя в най-голяма степен. Освен това усилията на дизайнерите трябва да бъдат насочени към развитието на последното с цялостно противодействие на разглежданото явление.
Един от основните начини за предотвратяване на потенциална детонация е производството на бензин с достатъчно висока устойчивост на удар.
Определяне на октаново число
По-горе решихме кое число определя устойчивостта на детонация на бензина. Октановото число (OC) се определя с помощта на едноцилиндровоборудване с динамично съотношение на компресия, използващо изследователски или моторни методи. Когато се определи, се извършва изгарянето на изследвания бензин и еталонно гориво с известна желана стойност. Съставът на последния включва хептан с RON=0 и изооктан с RON=100.
При тестване в това оборудване се налива бензин. При извършване на изследвания степента на сгъстяване постепенно се увеличава до появата на детонация, след което двигателят се зарежда с еталонно гориво с предварително измерване на детонацията и фиксиране на степента на сгъстяване, която е довела до нея. Обемното съдържание на изооктан в сместа определя OC.
Името на марката бензин може да съдържа буквата "I". Това показва, че OC е определен по метода на изследване. При липсата му се използва двигателният метод. SP, получени чрез различни методи, се различават до известна степен по своите стойности. Следователно октановото число за устойчивостта на детонация на бензина трябва да бъде придружено от индикация за метода, по който е определена неговата стойност.
Последната стойност се определя с моторния метод при номинални натоварвания, а с метода на изследване - при нестабилни режими.
Освен тези два метода, методът на пътя може да се използва за определяне на ROI. В загрятия двигател се подават смеси, съдържащи нормален хептан и изооктан. Автомобилът се ускорява до максималната възможна скорост при директна трансмисия и времето на запалване се регулира, докато чукането изчезне. След това, по същия метод, се определя настройката на запалването,при което започва детонацията. Изгражда се базова крива в зависимост от степента на ъгъла на въртене на коляновия вал, според която се определя OC.
За да се повиши OC на бензините с право движение, те се подлагат на каталитичен реформинг. Колко се увеличават се определя от твърдостта на тези режими.
Бензините с термичен процес са по-добри по устойчивост на удар от тези, които се движат с права.
Концепцията за увеличаване на устойчивостта на удар
Гореното показва, че последното трябва да се увеличи, за да се удължи живота на двигателя.
За да се увеличи устойчивостта на детонация на бензина, се използват специални антидетонационни добавки. Октановото число нараства с увеличаване на молната маса на въглеводородите и степента на разклонение на въглеродната верига, както и с превръщането на алканите в алкени, нафтени и ароматни въглеводороди със същия брой въглеродни атоми.
Начини за увеличаване на въпросния индикатор. Характеристики на етиловите бензини
Има следните начини за подобряване на устойчивостта на детонация на бензините:
- Въвеждане на високооктанови компоненти;
- избор на суровини и технология за обработка;
- Въведение на антидетонации.
Доскоро основното от последните беше тетраетил олово (TEP), което е отрова под формата на течност, неразтворима във вода, но лесно разтворима в петролни продукти.
Въпреки това, олово като продуктизгарянето се натрупва в горивната камера, което увеличава компресията на двигателя. Ето защо, заедно с ТЕЦ, към бензина се добавят почистители на този елемент, които образуват летливи вещества по време на горенето, които се отстраняват с отработените газове.
Като последни вещества могат да се използват тези, съдържащи халогени като бром или хлор. Сместа от чистач с TES се нарича етилова течност. Бензините, в които се използва, се наричат оловен. Те са силно отровни и употребата им трябва да бъде придружена от използването на засилени мерки за сигурност.
С течение на времето започнаха да се въвеждат нови изисквания за екологичност на двигателите, което доведе до преминаването към безоловен бензин.
Характеристика на по-безопасни антидетонационни добавки
Безоловен бензин изисква промяна в производствената технология на този продукт и използването на добавки против детонация, които ще се отличават с намалена токсичност.
Устойчивостта на детонация на бензина се оценява, наред с други неща, чрез използването на нетоксични антидетонационни агенти в последния. Ефективността на ниво ТЕЦ се показва от мангановите вещества, които са нетоксични течности. Въпреки това, те са намерили ограничена употреба, тъй като намаляват издръжливостта на двигателя.
Добавката за метил трет-бутилов етер (MTBE) с физични и химични свойства, подобни на бензина, се счита за обещаваща. Когато се добави в количество от 10% към горивото, октановото число се увеличава с 5-6 единици.
За високооктанови бензиниизползвайте органично вещество, наречено кумол.
Освен това се използват високооктанови добавки на базата на едновалентни алкохоли и изобутилен.
Етерите са намерили най-голямо разпространение в производството на чист бензин.
Използват се също органични съединения на желязо, добавки на базата на манган на базата на N-метил-анилин, обезвосъчен рафинат
В допълнение, тетраметилово олово (TMS) може да се използва вместо TPP в бензина, който се изпарява по-добре и е по-равномерно разпределен върху цилиндрите.
От практиката за използване на ТЕЦ
Мотористите със значителен опит в шофирането са запознати с "червените свещи". Цветът на свещите в този цвят се получава, когато към нискооктанов бензин се добавя чист антидетонационен агент вместо ТЕЦ с чистачи. Това доведе до лидерството на тези устройства. След това вече не е възможно да се ремонтират и възстановяват свещи. По този начин устойчивостта на детонация на бензина се характеризира не с необмислено, а с правилно използване на антидетонационни средства, специално предназначени за тази цел.
Оловните бензини допринасят за по-малко износване на гърбиците на разпределителния вал в сравнение с бензините без когенерация. Предполага се, че образуваните в резултат на горенето продукти са паднали през маслото на повърхността, което го предпазва от износване. Последното също намалява в сравнение с други части на двигателя при използване на оловни бензини.
Други горивни добавки
За инхибиране на окислителните реакции към бензина се добавят антиоксидантидобавки, които могат да бъдат дървесен катран, който е смес от феноли с масла, параоксифениламин и PF-16, който е смес от феноли.
За предотвратяване на заледяването на карбуратора се използват добавки против заледяване. Използват се като съединения, които разтварят водата и образуват ниско замръзващи смеси с нея, както и образуват черупка върху ледените частици, предотвратявайки растежа им и утаяването им по стените на карбуратора.
Различни добавки за почистващи препарати могат да се използват за премахване на отлагания.
Фактори, влияещи върху разглеждания индикатор
Устойчивостта на детонация на бензина се оценява не само по октаново число. Влияе се от различни фактори.
Ударът се увеличава с увеличаване на компресията на двигателя, увеличаване на диаметъра на цилиндъра, като се използват чугунени бутала и глави. Тези фактори са конструктивни.
Функциите за подобряване на детонацията включват увеличаване на натоварването на двигателя при постоянна скорост на коляновия вал или намаляване на оборотите на двигателя при постоянно натоварване с увеличаване на времето на запалване, намаляване на влажността на въздуха, увеличаване на слой сажди в горивната камера и температурата на горене на охлаждащата течност.
Освен това, детонацията се причинява от влиянието на физични и химични фактори. Последните се дължат на факта, че горивото е способно да образува пероксидни съединения, които при достигане на определена концентрация допринасят за образуванетона това явление. Разлагането на тези съединения протича доста бързо, като се отделя топлина и се образува „студен“пламък, който при разпространението си насища сместа с продукти на разпадане на пероксид. Те съдържат активни центрове, поради които се появява горещ пламъчен фронт.
Основният физически фактор е степента на компресия на двигателя. Тя е право пропорционална на налягането и температурата в горивната камера. Когато се достигнат критични стойности, част от работната смес се запалва и изгаря с експлозивна скорост.
Устойчивост на детонация на различни типове двигатели
Високата устойчивост на детонация на моторния бензин е типична за двигателите на леко гориво. Той осигурява нормалното изгаряне на тези видове гориво в различни режими на работа на двигателя. Процесът на детонация в този случай беше обсъден по-горе.
За да се осигури нормален работен цикъл при дизелови двигатели, които работят чрез самозапалване от компресията на работната смес, устойчивостта на детониране на горивото трябва да е ниска. За тези двигатели се използва характеристика като "цетаново число", която показва периода от време от влизането на горивото в цилиндъра до началото на неговото изгаряне. Колкото по-високо е, толкова по-кратко е закъснението, толкова по-плавно се извършва изгарянето на горивната смес.
Качество на бензин
В допълнение към устойчивостта на детонация на бензина за авиационни видове на това гориво, се използва концепцията за клас. Тя епоказва колко се променя мощността, когато едноцилиндров двигател работи с богата смес на изследваното гориво, в сравнение с мощността, развивана от същия двигател на изооктан, чиято мощност се приема като 100 градусни единици или 100%.
В заключение
Устойчивостта на детонация на бензина е параметър, който характеризира способността на този вид гориво да устои на самозапалване по време на компресия. Той се отнася до най-важните характеристики на всяко гориво, включително за въпросния тип. За двигатели с леки горива се определя чрез октаново число. За повишаване на този показател се използват високооктанови добавки, въвеждат се антидетонатори, подбират се суровини и се разработват технологии за преработката му.
