Näidik, mis näitab kõnealuse toote erinevate komponentide suhet, on bensiini löögikindlus. Seda käsitletakse selles artiklis.
Detonatsiooni mõiste
Viimane tekib siis, kui bensiini-õhu segu süttib iseeneslikult süüteküünlast kõige kaugemal asuvas osas. Selle põlemine on plahvatusohtlik.
Optimaalsed tingimused selle voolamiseks luuakse põlemiskambri selles osas, kus on kõrge temperatuur ja segu suur kokkupuude.
Koputust saab tuvastada iseloomulike metalliliste löökide järgi, mis tekivad põlemiskambri seintelt lööklainete peegeldumise ja sellest tuleneva silindrite vibratsiooni tõttu.
Bensiini põlemine võib toimuda koostõenäolisem, kui põlemiskambris on süsiniku ladestusi, samuti kui mootori seisund halveneb. See nähtus toob kaasa selle võimsuse vähenemise, majandusnäitajate languse, aga ka heitgaaside toksikoloogiliste näitajate vähenemise.
Bensiinide omadused, mis põhjustavad detonatsiooni
Nende hulka kuuluvad: fraktsionaalne koostis, väävlisisaldus, stabiilsus füüsikalisest ja keemilisest vaatepunktist, süsivesinike struktuur jne.
Kõige suurem detonatsioonitakistus on tüüpiline aromaatsetele süsivesinikele ja madalaim tavalistele parafiinsetele süsivesinikele. Teised, mis on osa bensiinist, on vahepealsel positsioonil.
Hinda bensiini löögikindlust oktaanarvu järgi.
Detonatsiooni ärahoidmise viisid
Seda tuleb vältida mootori töötamise ajal, kui sõiduk liigub, ja seetõttu on vaja võtta kiireloomulisi meetmeid, et vältida mootori kahjustamist suurimal määral. Lisaks tuleks disainerite jõupingutusi suunata viimaste arendamisele, võttes arvesse vaadeldava nähtuse igakülgset vastutegevust.
Üks peamisi viise võimaliku detonatsiooni ärahoidmiseks on toota piisav alt kõrge löögikindlusega bensiini.
Oktaanarvu määramine
Eespool otsustasime, milline arv määrab bensiini löögikindluse. Oktaanarv (OC) määratakse ühe silindrigadünaamilise surveastmega seadmed, kasutades uurimis- või mootorimeetodeid. Kui see on kindlaks tehtud, viiakse läbi uuritud bensiini ja etalonkütuse põletamine teadaoleva soovitud väärtusega. Viimase koostis sisaldab heptaani RON=0 ja isooktaani RON=100.
Katsetamisel valatakse sellesse seadmesse bensiin. Uuringute läbiviimisel suurendatakse järk-järgult surveastet kuni detonatsiooni ilmnemiseni, misjärel tankitakse mootorisse etalonkütust koos detonatsiooni esialgse mõõtmise ja selleni viinud surveastme fikseerimisega. Isooktaani mahusisaldus segus määrab OC.
Bensiinimargi nimi võib sisaldada tähte "I". See näitab, et OC määrati uurimismeetodiga. Selle puudumisel kasutati motoorset meetodit. Erinevate meetoditega saadud SP erinevad oma väärtuste poolest mõnevõrra. Seetõttu peab bensiini löögikindluse oktaanarvuga kaasnema märge selle väärtuse määramise meetodi kohta.
Viimane väärtus määratakse mootorimeetodiga nimikoormustel ja uurimismeetodiga ebastabiilsetel režiimidel.
Lisaks nendele kahele meetodile saab ROI määramiseks kasutada teemeetodit. Soojendusega mootorisse juhitakse normaalset heptaani ja isooktaani sisaldavad segud. Autot kiirendatakse otseülekandes maksimaalse võimaliku kiiruseni ja süüteajastust reguleeritakse seni, kuni koputus kaob. Pärast seda määratakse sama meetodi kohaselt süüte seadistus,millest algab detonatsioon. Sõltuv alt väntvõlli pöördenurga astmest koostatakse aluskõver, mille järgi määratakse OC.
Otsejooksubensiinide OC suurendamiseks töödeldakse neid katalüütiliselt. Kui palju need suurenevad, määrab nende režiimide jäikus.
Termotöötlusega bensiinidel on löögikindlus parem kui otsejooksuga bensiinidel.
Koputamiskindluse suurendamise kontseptsioon
Ül altoodu näitab, et viimast tuleb mootori eluea pikendamiseks suurendada.
Bensiini löögikindluse suurendamiseks kasutatakse spetsiaalseid löögivastaseid lisandeid. Oktaanarv suureneb süsivesinike molaarmassi ja süsinikuahela hargnemisastme suurenemisel, samuti alkaanide muutumisel alkeenideks, nafteenideks ja aromaatseteks süsivesinikeks, millel on sama arv süsinikuaatomeid.
Kõnealuse indikaatori suurendamise viisid. Etüülbensiinide omadused
Beniinide löögikindluse parandamiseks on järgmised võimalused:
- Kõrge oktaanarvuga komponentide kasutuselevõtt;
- tooraine valik ja töötlemistehnoloogia;
- Koputamisvastaste vahendite tutvustus.
Viimaste hulgas oli kuni viimase ajani peamine tetraetüülplii (TEP), mis on vedeliku kujul vees lahustumatu, kuid naftatoodetes kergesti lahustuv mürk.
Pii aga tootenapõlemiskambrisse koguneb põlemine, mis suurendab mootori kompressiooni. Seetõttu lisatakse koos TPP-dega bensiinile selle elemendi püüdjaid, mis moodustavad põlemisel lenduvaid aineid, mis eemaldatakse koos heitgaasidega.
Viimaste ainetena võib kasutada neid, mis sisaldavad halogeene, nagu broom või kloor. Püüdja segu TES-iga nimetatakse etüülvedelikuks. Bensiine, milles seda kasutatakse, nimetatakse pliideks. Need on väga mürgised ja nende kasutamisega peab kaasnema täiustatud turvameetmete kasutamine.
Aja jooksul hakati kehtestama uusi nõudeid mootorite keskkonnasõbralikkusele, mis tõi kaasa ülemineku pliivabale bensiinile.
Ohutumate löögivastaste lisandite iseloomustus
Pliivaba bensiin nõudis selle toote tootmistehnoloogia muutmist ja löögivastaste lisandite kasutamist, mis eristuvad vähenenud toksilisuse poolest.
Bensiini löögikindlust hinnatakse muu hulgas mittetoksiliste löögivastaste ainete kasutamisega viimases. TPP-taseme efektiivsust näitavad mangaanained, mis on mittetoksilised vedelikud. Siiski on neid kasutatud piiratud ulatuses, kuna need vähendavad mootori vastupidavust.
Metüül-tert-butüüleetri (MTBE) lisandit, mille füüsikalised ja keemilised omadused on sarnased bensiiniga, peetakse paljulubavaks. Kui seda lisada kütusele 10%, suureneb oktaanarv 5-6 ühiku võrra.
Kõrge oktaanarvuga bensiinidelekasutage orgaanilist ainet nimega kumeeni.
Lisaks kasutatakse ühehüdroksüülsetel alkoholidel ja isobutüleenil põhinevaid kõrge oktaanarvuga lisandeid.
Eetrid on leidnud suurima leviku puhta bensiini tootmises.
Kasutatakse ka orgaanilisi rauaühendeid, N-metüülaniliinil põhinevaid mangaanipõhiseid lisandeid, vahatustatud rafinaati
Lisaks võib TPP asemel bensiinis kasutada tetrametüülpliid (TMS), mis aurustub paremini ja jaotub balloonide vahel ühtlasem alt.
Soojuselektrijaamade kasutamise praktikast
Märkimisväärse sõidukogemusega autojuhtidele on "punased küünlad" tuttavad. Seda värvi küünalde värvus tekkis siis, kui madala oktaanarvuga bensiinile lisati puhastusainega TPP asemel puhast detonatsioonivastast ainet. See viis nende seadmete juhtpositsioonini. Pärast seda ei ole enam võimalik küünlaid parandada ja restaureerida. Seega ei iseloomusta bensiini löögikindlust mitte mõtlematus, vaid spetsiaalselt selleks otstarbeks loodud löögivastaste ainete õige kasutamine.
Pliisisaldusega bensiinid vähendavad nukkvõlli nukkide kulumist võrreldes mitte-CHP bensiinidega. Eeldatakse, et põlemisel tekkinud saadused langesid läbi õli pinnale, mis kaitses seda kulumise eest. Viimane vähenes ka teiste mootoriosadega võrreldes pliibensiini kasutamisel.
Muud kütuselisandid
Oksüdatiivsete reaktsioonide pärssimiseks lisatakse bensiinile antioksüdantelisandid, mis võivad olla puidutõrv, mis on fenoolide segu õlidega, paraoksüfenüülamiin ja PF-16, mis on fenoolide segu.
Karburaatori jäätumise vältimiseks kasutatakse jäätumisvastaseid lisandeid. Neid kasutatakse ühenditena, mis lahustavad vett ja moodustavad sellega madala külmumisastmega segusid, samuti moodustavad jääosakestele kesta, takistades nende kasvu ja settimist karburaatori seintele.
Sademete eemaldamiseks võib kasutada erinevaid pesuainelisandeid.
Vaadeldavat näitajat mõjutavad tegurid
Bensiini löögikindlust ei hinnata ainult oktaanarvu järgi. Seda mõjutavad mitmed tegurid.
Koputus suureneb mootori surve suurenemisel, silindri läbimõõdu suurenemisel, kasutades malmist kolbe ja päid. Need tegurid on konstruktiivsed.
Koputust suurendavad jõudlusfunktsioonid hõlmavad mootori koormuse suurenemist väntvõlli konstantsel pöörete arvul või mootori pöörete arvu vähenemist konstantsel koormusel koos süüte ajastuse pikenemisega, õhuniiskuse vähenemist, tahmakiht põlemiskambris ja jahutusvedeliku põlemistemperatuur.
Lisaks põhjustab detonatsiooni füüsikaliste ja keemiliste tegurite mõju. Viimased on tingitud asjaolust, et kütus on võimeline moodustama peroksiidühendeid, mis teatud kontsentratsiooni saavutamisel aitavad kaasa nende moodustumisele.sellest nähtusest. Nende ühendite lagunemine toimub üsna kiiresti, samal ajal eraldub soojust ja tekib "külm" leek, mis levides küllastab segu peroksiidi lagunemissaadustega. Need sisaldavad aktiivseid keskusi, mille tõttu tekib kuum leegi front.
Peamine füüsiline tegur on mootori surveaste. See on otseselt võrdeline rõhu ja temperatuuriga põlemiskambris. Kriitiliste väärtuste saavutamisel süttib osa töösegust ja põleb plahvatuslikul kiirusel läbi.
Erinevate mootoritüüpide löögikindlus
Mootoribensiini kõrge löögikindlus on tüüpiline kerge kütusega mootoritele. See tagab seda tüüpi kütuse normaalse põlemise mootori erinevates töörežiimides. Selle juhtumi detonatsiooniprotsessi käsitleti eespool.
Tagamaks normaalse töötsükli diiselmootorites, mis töötavad töösegu kokkusurumisel isesüttimisega, peab kütuse löögikindlus olema madal. Nende mootorite puhul kasutatakse sellist karakteristikku nagu "tsetaanarv", mis näitab ajavahemikku kütuse silindrisse sisenemisest selle põlemise alguseni. Mida suurem see on, seda lühem on viivitus, seda sujuvam alt toimub kütusesegu põlemine.
Bensiiniklass
Lisaks bensiini löögikindlusele selle kütuse lennukitüüpide puhul kasutatakse ka klassi mõistet. Ta onnäitab, kui palju muutub võimsus, kui ühesilindriline mootor töötab uuritud kütusel rikkalikul segul, võrreldes sama mootori võimsusega isooktaanil, mille võimsuseks on võetud 100 klassi ühikut ehk 100%.
Kokkuvõtteks
Bensiini löögikindlus on parameeter, mis iseloomustab seda tüüpi kütuse võimet takistada kokkusurumise ajal isesüttimist. See viitab mis tahes kütuse, sealhulgas kõnealuse kütusetüübi kõige olulisematele omadustele. Kergekütuseliste mootorite puhul määratakse see oktaanarvu kaudu. Selle näitaja tõstmiseks kasutatakse kõrge oktaanarvuga lisandeid, antidetoneerivaid aineid, valitakse toorainet ja töötatakse välja selle töötlemise tehnoloogiaid.
