Застосування присадок (добавок) для підвищення октанового числа (ОЧ) бензину має більш ніж вікову історію. І в цій статті ми хочемо Вам розповісти про основні моменти, на які варто звернути увагу, якщо Ви раптом вирішили поекперементіровать і збільшити ОЧ вашого палива (бензину).
Для того, щоб Ваші досліди увінчалися успіхом і ви отримали хороший результат нам не обійтися без азів хімотологіі.
Хотілося б звернути увагу на таку характеристику, як «Испаряемость» вихідного продукту. Вона оцінюється показниками фракційного складу (ФС) та інших показників, але саме на ФС зупинимося більш детально:
Фракційний склад бензину визначають перегонкою на спеціальному приладі по
1.Температура початку перегонки;
2.Температура 10, 50, 90% об. википання;
3.Температура кінця перегонки;
4.об'ем залишку в колбі;
5.об'ем втрат при перегонці.
Фракції бензину умовно поділяють на три частини: пускову - перші 10% відгону, робочу - 10-90% відгону і кінцеву - останні 10% відгону.
Температура перегонки 10% (об.) Характеризує пускові якості бензину і його здатність до утворення парових пробок.
При пуску холодного двигуна в системі сумішоутворення випаровується лише невелика частина бензину, його найлегші фракції. Інша частина бензину потрапляє в циліндри двигуна при його пуску у вигляді рідкої плівки, в якій відсутні легкі фракції (рис. 1.1).
Якщо в бензині недостатньо легких фракцій, то бензіновоздушной суміш може опинитися поза межами займання і двигун не заведеться. Чим нижче температура навколишнього повітря, тим більше потрібно легких фракцій. Можливі температурні умови пуску холодного карбюраторного двигуна на бензині різного фракційного складу, це показано на рис. 1.2.
На прогрітому двигуні частина легких фракцій може випаруватися в бензопроводу і утворити парові пробки, які викличуть перебої в подачі бензину.
Температура перегонки 50% -ної фракції палива, характеризує швидкість прогріву двигуна, стійкість його роботи на малих обертах і прийомистість. Якщо температура перегонки 50% -ної фракції висока, то випаровування відбувається неповно і з невеликою швидкістю; горюча суміш виходить збідненого, прогрів двигуна затягується, двигун на малих обертах працює нестійкий, а прийомистість його погіршується.
Приемистость двигуна зумовлює динамічні якості машини, її здатність долати підйоми без перемикання передачі і невелику довжину розгону. За 100% динамічності умовно прийнята динамічність автомобіля при роботі двигуна на бензині с / 50% = 90 ° С. У міру підвищення цієї температури динамічність автомобіля падає і при застосуванні бензину з Г50% = 150 ° С становить всього 50%. Збільшення температур википання 50% (об.) І кінця кипіння знижує швидкість набору обертів двигуна і, відповідно, потужності.
Температура перегонки 90% -ної фракції і температура кінця перегонки, характеризують наявність в бензині важких фракцій, які не встигають випаруватися у впускному трубопроводі і доіспаряются в циліндрах двигуна. Якщо важких фракцій багато і температура їх кипіння висока, то вони залишаться в рідкому стані. В результаті цього потужність двигуна впаде, підвищиться питома витрата палива і збільшаться робочі знос двигуна внаслідок змивання масла і розрідження його паливом.
Пускові властивості автомобільних бензинів характеризуються не тільки змістом 10% фракцією бензину, але і більш висококиплячих - 20% фракцією.
Решта показників ФС ми виведемо за межі цієї статті, і з їх описом і значенням ви зможете ознайомитися, якщо перейдете за цим посиланням ХХХХХ.
І так, тепер розуміючи що означає параметр «Температура перегонки 10%. 50% і 90% обсягу »ми перейдемо до питань детонаційного згоряння палива в бензиновому двигуні. Це явище характеризується високою швидкістю поширення полум'я, сумірною зі швидкістю ударної хвилі, спільне поширення якої з фронтом полум'я із швидкістю 1500. 2500 м / с утворює детонационную хвилю. При роботі двигуна з детонацією виникає металевий стукіт, який є результатом багаторазових періодичних відображень ударних хвиль від стінок камери згоряння. В результаті великої швидкості і вибухового характеру детонаційного згоряння частина палива і проміжних продуктів згоряння «розкидаються» за обсягом камери, перемішуються з кінцевими продуктами і не встигають повністю згоріти. Вихлоп стає димним, економічність і потужність двигуна падають. Підвищується віддача тепла стінок камери згоряння і днища поршня через високі температур в детонаційної хвилі і збільшення тепловіддачі в результаті зриву прикордонного шару більш холодного газу з поверхні металу. Все це призводить до перегріву двигуна і може викликати місцеві руйнування камери згоряння і днища поршня. Одночасно з перегрівом ударні хвилі при своєму багаторазовому відбитті від стінок можуть механічно видаляти масляну плівку з поверхні гільзи циліндра і приводити до збільшення зносу циліндрів і кілець. Вібраційні навантаження на поршень можуть викликати підвищений знос шатунних підшипників. При тривалій роботі двигуна з детонацією навіть в тих випадках, коли не спостерігається аварійних руйнувань, ресурс його роботи зменшується в 1,5 -3 раз.
Характеристики детонаційної стійкості.
Найважливішою характеристикою детонаційної стійкості бензину є октанове число (ОЧ). Антидетонаційні властивості бензину залежать від октановим чисел окремих його компонентів і добавок, таких як N-метиланилин (ММА) і кисень компоненти - ефіри (МТБЕ) або спирти. Антидетонаційні властивості бензину описуються його ОЧ. Октанове число бензину визначається шляхом порівняння октановим якостей бензину і бінарної суміші нормального гептану (з низьким октановим якістю) і 2,2,4-триметилпентана (ізооктан з високим октановим якістю) в різних співвідношеннях. Октанове число нормального гептану приймається за 0, изооктана - за 100. Якщо, наприклад, випробуваний бензин має таку ж детонаційної стійкістю, що і суміш 76% изооктана з 24% н-гептану, то октанове число цього бензину одно 76.
Октанове число - показник детонаційної стійкості бензинів, чисельно рівний процентному (за об'ємом) змісту изооктана в суміші з нормальним гептаном, еквівалентної по своїй детонаційної стійкості бензину, випробуваному в стандартних умовах.
У лабораторних умовах октанове число автомобільних бензинів та їх компонентів визначають на одноциліндрових моторних установках УІТ-85 або УІТ-65. Детонаційна стійкість бензинів оцінюється порівнянням його з еталонним паливом, ОЧ якого відома. Застосовують два методу оцінки: моторний по ГОСТ 511-82 і дослідницький по ГОСТ 8226-82
Внаслідок більш жорстких умов випробування ОЧММ зазвичай буває нижче ОЧІМ; різницю між ними називається чутливістю бензину.
ОЧІМ описує детонационную стійкість бензину при малих і середніх оборотах (детонацію при розгоні), тоді як ОЧММ визначає детонационное поведінку при високих швидкостях і навантаженнях (детонацію при високих оборотах). Детонаційна стійкість палива, як правило, досить адекватно описується значеннями ОЧІМ і ОЧММ.
Наведемо для довідки, дані про детонаційної стійкості деяких вуглеводнів:
Так само на появу детонації в двигуні можуть впливати і конструктивні фактори самого двигуна, а це:
Ступінь стиснення - основний фактор, що впливає на виникнення детонації. Зі збільшенням ступеня стиснення зростають температура і тиск в циліндрі двигуна, що сприяє інтенсивному утворенню гідроперекисів.
Форма камери згоряння. Впливає на виникнення детонації через час, протягом якого полум'я від свічки може дійти до найбільш віддалених точок камери згоряння. Чим більше цей час, тим імовірніше утворення перекисів і виникнення детонації.
Розмір циліндра. Зі збільшенням розміру циліндра зростає довжина шляху, який проходить полум'я, і, отже, підвищується ймовірність утворення перекисів і виникнення детонації.
Свічки запалювання впливають на виникнення детонації в разі їх перегріву.
Випускний клапан є найбільш гарячої деталлю в голівці циліндра (750-800 ° С), і його температура сприяє прискореному утворенню перекисів і виникненню детонації.
На конструктив двигуна, для того щоб максимально уникнути можливості появи детонації при застосуванні палив (бензинів), нам вплинути досить проблематично, а ось на представлені нижче фактори просимо звернути вашу увагу.
Склад горючої суміші. При рівних умовах збагачені суміші згоряють з найбільшою швидкістю і призводять до максимальних тиску і температурі циклу, що збільшує швидкість розвитку предпламенной реакцій в нагрітій стисненням суміші і ймовірність появи детонації.
Частота обертання колінчастого вала. При збільшенні частоти обертання детонація зменшується, так як при цьому скорочується час, що відводиться на хімічну підготовку частини палива, окислюється в останню чергу.
Нагарообразование на поршні і голівці циліндра. Збільшує інтенсивність детонації за допомогою збільшення температури газів в процесі згоряння. Теплопровідність нагару, що покриває стінки головки і днища поршня, приблизно в 50 разів менше теплопровідності чавуну. Через відкладень нагару зменшується обсяг камери згоряння і підвищується ступінь стиснення. Все це сприяє підвищенню температури газів, утворення перекисів і детонації.
Випередження запалювання. Змінює момент запалювання а отже, температуру в камері згоряння днища поршня і головки циліндра. Збільшення кута випередження запалювання зрушує точку максимального тиску ближче до ВМТ, що сприяє зменшенню затримки самозаймання останньої частини палива і зростанню детонації.
Температура охолоджуючої рідини. Підвищення температури збільшує температуру стінок циліндра, головки і днища поршня, що сприяє утворенню перекисів і посилення детонації.
Атмосферні умови. Атмосферний тиск, вологість повітря і температура викликають відповідні зміни цих показників у горючій суміші. Підвищення атмосферного тиску повітря і температури супроводжується підвищенням детонації, а зниження - зменшенням детонації. З підвищенням вологості повітря зменшується тиск сухого повітря, що надходить у двигун, і зростає кількість водяної пари в робочій суміші, в результаті чого в значній мірі знижується інтенсивність детонації.
Режим роботи двигуна. Октанові числа бензинів залежать від режиму роботи двигуна.
Найбільш високі антидетонаційні якості бензину потрібні двигуну на режимах з 100% віддачею потужності. Якщо на цих режимах дещо зменшити кут випередження запалювання, в порівнянні з оптимальним, то антидетонаційні вимоги двигуна знижуються досить різко при відносно невеликому зменшенні потужних показників. Установка пізнього випередження запалювання, що викликає зменшення потужності більш ніж на 5%, призводить до перегріву випускної системи і зниження стійкості роботи двигуна.
Прийнято вважати мінімально допустимим зниженням ОЧ бензину то, яке необхідно для роботи двигуна зі зменшенням потужності до 5%. Підвищення температурного режиму двигуна викликає зниження детонаційної стійкості майже всіх вуглеводнів. Найменш чутливі до зміни температури - парафінові вуглеводні.
Вплив швидкості обертання колінчастого вала на детонационную стійкість вуглеводнів залежить від температурного режиму двигуна, класу вуглеводнів і їх детонаційної стійкості. При збільшенні числа обертів детонаційна стійкість низькооктанових алканів нормального будови підвищується, а низькооктанових цикланів і алкенов знижується. При підвищенні температури, вплив зміни швидкості обертання колінчастого вала зменшується.
Низькооктанові алканових вуглеводні в основному володіють негативною чутливістю, високооктанові - позитивної.
Тепер шановні колеги ми з Вами можемо чітко уявляти, які моменти потрібно врахувати, коли приступимо до «виготовлення» нашого чуда, бензину відповідного нашим очікуванням, і звичайно ж вимогу його Величності РЕГЛАМЕНТУ по паливу!
Використовувалися матеріали: "Автом рясні палива" А.С. Сафонов, А.І. Ушаков, І.В. Чечкенев, "Палива, пр-во, прим-е, свій-ва" Б. Ельверс