Indikator, ki prikazuje razmerje različnih komponent v zadevnem izdelku, je odpornost bencina na udarce. To je zajeto v tem članku.
Koncept detonacije
Slednje se zgodi, ko se mešanica bencina in zraka spontano vžge v delu, ki je najbolj oddaljen od svečke. Njegovo gorenje je eksplozivno.
Optimalni pogoji za njen pretok se tvorijo v delu zgorevalne komore, v katerem je povišana temperatura in velika izpostavljenost mešanice.
Trkanje je mogoče prepoznati po značilnih kovinskih udarcih, ki nastanejo zaradi odboja udarnih valov od sten zgorevalne komore in posledično vibracije valjev.
Knock zgorevanje bencina lahko pride pribolj verjetno, če so v zgorevalni komori usedline ogljika, pa tudi, ko se stanje motorja poslabša. Ta pojav vodi do zmanjšanja njegove moči, zmanjšanja ekonomskih kazalnikov, pa tudi toksikoloških kazalnikov izpušnih plinov.
Lastnosti bencina, ki povzroča detonacijo
Ti vključujejo: frakcijsko sestavo, vsebnost žvepla, stabilnost s fizikalnega in kemičnega vidika, strukturo ogljikovodikov itd.
Največja odpornost proti detonaciji je značilna za aromatične ogljikovodike, najnižja pa za običajne parafinske. Drugi, ki so del bencina, zasedajo vmesni položaj.
Ocenite odpornost bencina na udarce po oktanskem številu.
Načini za preprečevanje detonacije
Preprečiti ga je treba v času delovanja motorja, ko se vozilo premika, zato je treba sprejeti nujne ukrepe, da bi čim bolj preprečili poškodbe motorja. Poleg tega je treba prizadevanja oblikovalcev usmeriti v razvoj slednjega s celovitim nasprotovanjem obravnavanemu pojavu.
Eden od glavnih načinov za preprečevanje morebitne detonacije je proizvodnja bencina z dovolj visoko odpornostjo na udarce.
Določanje oktanskega števila
Zgoraj smo se odločili, katera številka določa odpornost na udarce bencina. Oktansko število (OC) se določi z enovaljnikomoprema z dinamičnim kompresijskim razmerjem z uporabo raziskovalnih ali motornih metod. Ko je določeno, se izvede zgorevanje preučevanega bencina in referenčnega goriva z znano želeno vrednostjo. Sestava slednjega vključuje heptan z RON=0 in izooktan z RON=100.
Pri testiranju se v to opremo vlije bencin. Pri izvajanju raziskav se kompresijsko razmerje postopoma povečuje, dokler se ne pojavi detonacija, nato pa se motor napolni z referenčnim gorivom s predhodnim merjenjem detonacije in določitvijo kompresijskega razmerja, ki je povzročilo to. Volumenska vsebnost izooktana v zmesi določa OC.
Ime znamke bencina lahko vsebuje črko "I". To kaže, da je bila OC določena z raziskovalno metodo. V primeru njegove odsotnosti je bila uporabljena motorična metoda. SP, pridobljeni z različnimi metodami, se po svojih vrednostih nekoliko razlikujejo. Zato mora oktansko število za odpornost na udarce bencina spremljati navedbo metode, s katero je bila določena njegova vrednost.
Zadnjo vrednost določimo z motorno metodo pri nazivnih obremenitvah, z raziskovalno metodo pa pri nestabilnih načinih.
Poleg teh dveh metod se za določitev donosnosti naložbe lahko uporabi tudi cestna metoda. Zmesi, ki vsebujejo normalni heptan in izooktan, se dovajajo v ogrevan motor. Avto pospešuje do največje možne hitrosti v neposrednem menjalniku in čas vžiga se prilagaja, dokler trkanje ne izgine. Po tem se po isti metodi določi nastavitev vžiga,pri katerem se začne detonacija. Osnovna krivulja je zgrajena glede na stopnjo kota vrtenja ročične gredi, v skladu s katero je določen OC.
Da bi povečali OC bencinov za ravne pogone, so podvrženi katalitskemu reformiranju. Koliko se povečajo, je odvisno od togosti teh režimov.
Termoprocesni bencini so boljši v odpornosti na udarce kot bencini za ravne teke.
Koncept povečanja odpornosti na udarce
Zgornje kaže, da je treba slednje povečati, da bi podaljšali življenjsko dobo motorja.
Za povečanje odpornosti bencina na udarce se uporabljajo posebni aditivi proti detonaciji. Oktansko število narašča s povečanjem molske mase ogljikovodikov in stopnje razvejanosti ogljikove verige, pa tudi s pretvorbo alkanov v alkene, naftene in aromatske ogljikovodike z enakim številom ogljikovih atomov.
Načini za povečanje zadevnega kazalnika. Značilnosti etilnih bencinov
Obstajajo naslednji načini za izboljšanje odpornosti bencina na udarce:
- Uvedba visokooktanskih komponent;
- izbor surovin in tehnologije predelave;
- Uvedba protidetonov.
Do nedavnega je bil glavni med slednjimi tetraetil svinec (TEP), ki je strup v obliki tekočine, netopen v vodi, a zlahka topen v naftnih derivatih.
Vendar pa svinec kot izdelekizgorevanje se kopiči v zgorevalni komori, kar poveča kompresijo motorja. Zato se bencinu skupaj s TPP dodajajo čistilci tega elementa, ki pri zgorevanju tvorijo hlapne snovi, ki se odstranijo z izpušnimi plini.
Kot zadnje snovi se lahko uporabijo tiste, ki vsebujejo halogene, kot sta brom ali klor. Mešanica čistilca s TES se imenuje etilna tekočina. Bencini, v katerih se uporablja, se imenujejo osvinčeni. So zelo strupeni in njihovo uporabo mora spremljati uporaba okrepljenih varnostnih ukrepov.
Sčasoma so se začele uvajati nove zahteve glede okolju prijaznosti motorjev, kar je privedlo do prehoda na neosvinčeni bencin.
Opredelitev varnejših dodatkov proti trkanju
Neosvinčeni bencin je zahteval spremembo proizvodne tehnologije tega izdelka in uporabo dodatkov proti trkanju, ki bi jih odlikovala zmanjšana toksičnost.
Odpornost bencina na udarce med drugim ocenjujemo z uporabo nestrupenih sredstev proti detonaciji v slednjem. Učinkovitost na ravni TPP kažejo snovi mangana, ki so nestrupene tekočine. Vendar pa so našli omejeno uporabo, saj zmanjšujejo vzdržljivost motorja.
Dodatek metil tert-butil etra (MTBE) s fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi, podobnimi bencinu, velja za obetavnega. Ko ga gorivu dodamo v količini 10 %, se oktansko število poveča za 5-6 enot.
Za visokooktanske bencineuporabite organsko snov, imenovano kumen.
Poleg tega se uporabljajo visokooktanski dodatki na osnovi monohidričnih alkoholov in izobutilena.
Etri so našli največjo distribucijo v proizvodnji čistega bencina.
Uporabljajo se tudi organske železove spojine, dodatki na osnovi mangana na osnovi N-metil-anilina, razvoskani rafinat
Poleg tega lahko namesto TPP v bencinu uporabimo tetrametil svinec (TMS), ki bolje izhlapi in je bolj enakomerno razporejen po jeklenkah.
Iz prakse uporabe termoelektrarn
Motoristi z znatnimi vozniškimi izkušnjami poznajo "rdeče sveče". Barva sveč v tej barvi je nastala, ko so nizkooktanskemu bencinu namesto TPP z čistilci dodali čisto sredstvo proti detonaciji. To je vodilo v vodstvo teh naprav. Po tem ni več mogoče popraviti in obnoviti sveč. Tako za odpornost bencina na udarce ni značilna nepremišljena, temveč pravilna uporaba protidetonskih sredstev, posebej zasnovanih za ta namen.
Osvinčeni bencini prispevajo k manjši obrabi odmičnih gredi v primerjavi z bencini, ki niso iz SPTE. Domneva se, da so produkti, ki nastanejo kot posledica zgorevanja, padli skozi olje na površino, kar ga je zaščitilo pred obrabo. Slednje se je zmanjšalo tudi v primerjavi z drugimi deli motorja pri uporabi osvinčenih bencinov.
Drugi aditivi za gorivo
Za zaviranje oksidativnih reakcij se bencinu dodajajo antioksidantidodatki, ki so lahko lesni katran, ki je mešanica fenolov z olji, paraoksifenilaminom in PF-16, ki je mešanica fenolov.
Za preprečevanje zaledenitve uplinjača se uporabljajo dodatki proti zaledenitvi. Uporabljajo se kot spojine, ki raztapljajo vodo in z njo tvorijo nizko zmrzovalne mešanice ter tvorijo lupino na delcih ledu, preprečujejo njihovo rast in usedanje na stene uplinjača.
Za odstranjevanje usedlin lahko uporabite različne dodatke za detergente.
Dejavniki, ki vplivajo na obravnavani kazalnik
Odpornost bencina na udarce ne ocenjujemo le po oktanskem številu. Na to vplivajo različni dejavniki.
Knock narašča s povečanjem kompresije motorja, povečanjem premera cilindra, z uporabo batov in glav iz litega železa. Ti dejavniki so konstruktivni.
Lastnosti za izboljšanje detonacije vključujejo povečanje obremenitve motorja pri konstantni hitrosti ročične gredi ali zmanjšanje števila vrtljajev motorja pri konstantni obremenitvi s povečanjem časa vžiga, zmanjšanje vlažnosti zraka, povečanje plast saj v zgorevalni komori in temperatura zgorevanja hladilne tekočine.
Poleg tega je detonacija posledica vpliva fizikalnih in kemičnih dejavnikov. Slednje so posledica dejstva, da je gorivo sposobno tvoriti peroksidne spojine, ki, ko je dosežena določena koncentracija, prispevajo k nastankutega pojava. Razgradnja teh spojin poteka precej hitro, pri čemer se sprosti toplota in nastane "hladni" plamen, ki ob širjenju nasiči zmes s produkti razpadanja peroksida. Vsebujejo aktivne centre, zaradi katerih se pojavi vroča plamenska fronta.
Glavni fizični dejavnik je kompresijsko razmerje motorja. Je neposredno sorazmeren s tlakom in temperaturo v zgorevalni komori. Ko so dosežene kritične vrednosti, se del delovne mešanice vžge in izgori z eksplozivno hitrostjo.
Odpornost na udarce različnih tipov motorjev
Visoka odpornost na udarce motornega bencina je značilna za motorje na lahka goriva. Zagotavlja normalno zgorevanje teh vrst goriva v različnih načinih delovanja motorja. Postopek detonacije v tem primeru je bil obravnavan zgoraj.
Za zagotovitev normalnega delovnega cikla v dizelskih motorjih, ki delujejo s samovžigom zaradi stiskanja delovne mešanice, mora biti odpornost goriva na udarce nizka. Za te motorje se uporablja značilnost, kot je "cetansko število", ki kaže časovno obdobje od vstopa goriva v valj do začetka njegovega zgorevanja. Višja kot je, krajša je zamuda, bolj gladko poteka zgorevanje mešanice goriva.
razred bencina
Poleg odpornosti bencina na udarce za letalske vrste tega goriva se uporablja koncept kakovosti. ona jeprikazuje, kako močno se spremeni moč, ko enovaljni motor deluje na bogato mešanico na preučevanem gorivu, v primerjavi z močjo, ki jo razvije isti motor na izooktanu, katerega moč je vzeta kot 100 razrednih enot ali 100%.
Za zaključek
Odpornost bencina na udarce je parameter, ki označuje sposobnost te vrste goriva, da se upre samovžigu med kompresijo. Nanaša se na najpomembnejše značilnosti katerega koli goriva, tudi za zadevno vrsto. Pri motorjih na lahka goriva se določi z oktanskim številom. Za povečanje tega kazalnika se uporabljajo visokooktanski dodatki, uvajajo se sredstva proti detonaciji, izbirajo surovine in razvijajo tehnologije za njihovo predelavo.
