Indikatorius, rodantis įvairių komponentų santykį nagrinėjamame gaminyje, yra benzino atsparumas smūgiams. Tai aprašyta šiame straipsnyje.
Sprogdinimo samprata
Pastarasis įvyksta, kai benzino ir oro mišinys savaime užsiliepsnoja toje dalyje, kuri yra toliausiai nuo uždegimo žvakės. Jo degimas yra sprogstamasis.
Optimialios jo tekėjimo sąlygos susidaro toje degimo kameros dalyje, kurioje yra padidėjusi temperatūra ir didelis mišinio poveikis.
Budėjimą galima atpažinti pagal būdingus metalinius smūgius, kurie susidaro dėl smūginių bangų atsispindėjimo nuo degimo kameros sienelių ir dėl to kylančios cilindrų vibracijos.
Benzinas gali sudegtilabiau tikėtina, jei degimo kameroje yra anglies nuosėdų, taip pat pablogėjus variklio būklei. Dėl šio reiškinio mažėja jo galia, mažėja ekonominiai rodikliai, taip pat išmetamųjų dujų toksikologiniai rodikliai.
Detonaciją sukeliančių benzinų savybės
Tai apima: dalinę sudėtį, sieros kiekį, stabilumą fizikiniu ir cheminiu požiūriu, angliavandenilių struktūrą ir kt.
Didžiausias atsparumas detonacijai būdingas aromatiniams angliavandeniliams, o mažiausias - įprastiniams parafininiams. Kiti, kurie yra benzino dalis, užima tarpinę padėtį.
Įvertinkite benzino atsparumą smūgiams pagal oktaninį skaičių.
Būdai, kaip išvengti detonacijos
To reikia užkirsti kelią varikliui veikiant, kai transporto priemonė juda, todėl būtina imtis skubių priemonių, kad būtų išvengta kuo didesnio variklio pažeidimo. Be to, dizainerių pastangos turėtų būti nukreiptos į pastarųjų kūrimą visapusiškai kovojant su nagrinėjamu reiškiniu.
Vienas iš pagrindinių būdų užkirsti kelią galimai detonacijai – gaminti benziną su pakankamai dideliu atsparumu detonacijai.
Oktaninio skaičiaus nustatymas
Aukščiau nusprendėme, koks skaičius lemia benzino atsparumą smūgiams. Oktaninis skaičius (OC) nustatomas naudojant vieną cilindrąįranga su dinaminiu suspaudimo laipsniu, naudojant tyrimo ar variklio metodus. Kai jis nustatomas, sudeginamas tiriamas benzinas ir etaloninis kuras su žinoma norima verte. Pastarųjų sudėtyje yra heptano, kurio RON=0, ir izooktaną, kurio RON=100.
Bandymo metu į šią įrangą pilamas benzinas. Atliekant tyrimus, suspaudimo laipsnis palaipsniui didinamas, kol atsiranda detonacija, po to variklis pilamas etaloniniais degalais, iš anksto išmatuojant detonaciją ir fiksuojant suspaudimo laipsnį, dėl kurio jis įvyko. Izooktano kiekis mišinyje lemia OC.
Benzino prekės ženklo pavadinime gali būti raidė „I“. Tai rodo, kad OC buvo nustatytas tyrimo metodu. Jei jo nėra, buvo naudojamas motorinis metodas. Skirtingais metodais gauti SP šiek tiek skiriasi savo vertėmis. Todėl kartu su benzino atsparumo detonacijai oktaniniu skaičiumi turi būti nurodytas metodas, kuriuo buvo nustatyta jo vertė.
Paskutinė reikšmė nustatoma variklio metodu esant nominalioms apkrovoms, o tyrimo metodu - esant nepastoviam režimui.
Be šių dviejų metodų, IG nustatyti galima naudoti kelio metodą. Mišiniai, kuriuose yra normalaus heptano ir izooktano, tiekiami į šildomą variklį. Automobilis greitinamas iki didžiausio galimo greičio tiesioginėje pavarų dėžėje, o uždegimo laikas reguliuojamas tol, kol dingsta beldimas. Po to pagal tą patį metodą nustatomas uždegimo nustatymas,nuo kurio prasideda detonacija. Atsižvelgiant į alkūninio veleno sukimosi kampo laipsnį, sudaroma pagrindinė kreivė, pagal kurią nustatomas OC.
Siekiant padidinti tiesioginio distiliavimo benzino OC, jiems taikomas katalizinis riformingas. Kiek jie didėja, priklauso nuo šių režimų nelankstumo.
Šiluminio proceso benzinai yra atsparesni smūgiams nei tiesioginio degimo benzinai.
Atsparumo smūgiui didinimo koncepcija
Aukščiau nurodyta, kad pastarasis turi būti padidintas, siekiant pailginti variklio tarnavimo laiką.
Norint padidinti benzino atsparumą detonacijai, naudojami specialūs antidetonaciniai priedai. Oktaninis skaičius didėja didėjant angliavandenilių molinei masei ir anglies grandinės išsišakojimui, taip pat alkanams virstant alkenais, naftenais ir aromatiniais angliavandeniliais, turinčiais tokį patį anglies atomų skaičių.
Būdai padidinti aptariamą rodiklį. Etilo benzino charakteristikos
Yra šie būdai, kaip pagerinti benzino atsparumą smūgiams:
- Didelio oktaninio skaičiaus komponentų įvedimas;
- žaliavų parinkimas ir perdirbimo technologija;
- Antidetonacijų pristatymas.
Dar neseniai pagrindinis iš pastarųjų buvo tetraetilšvinas (TEP), kuris yra skysčio pavidalo nuodas, netirpus vandenyje, bet lengvai tirpus naftos produktuose.
Tačiau švinas kaip produktasdegimo kameroje kaupiasi degimas, todėl padidėja variklio kompresija. Todėl kartu su TPP į benziną dedama šio elemento šalinimo medžiagų, kurios degimo metu sudaro lakias medžiagas, kurios pašalinamos kartu su išmetamosiomis dujomis.
Kaip paskutines medžiagas galima naudoti halogenų turinčias medžiagas, pvz., bromą ar chlorą. Valiklio ir TES mišinys vadinamas etilo skysčiu. Benzinas, kuriame jis naudojamas, vadinamas švinu. Jie yra labai nuodingi, todėl juos naudojant turi būti taikomos sustiprintos saugumo priemonės.
Laikui bėgant buvo pradėti diegti nauji variklių ekologiškumo reikalavimai, todėl buvo pradėtas naudoti bešvinis benzinas.
Saugesnių antidetonacinių priedų apibūdinimas
Bešviniam benzinui reikėjo pakeisti šio gaminio gamybos technologiją ir naudoti antidetonacinius priedus, kurie pasižymėtų mažesniu toksiškumu.
Benzino atsparumas detonacijai, be kita ko, įvertinamas naudojant netoksiškas antidetonacines medžiagas. Efektyvumą TPP lygiu parodo mangano medžiagos, kurios yra netoksiški skysčiai. Tačiau jie buvo naudojami ribotai, nes sumažina variklio patvarumą.
Metilo tret-butilo eterio (MTBE) priedas, kurio fizinės ir cheminės savybės panašios į benziną, laikomas perspektyviu. Kai jo į degalą įpilama 10 %, oktaninis skaičius padidėja 5-6 vienetais.
Didelio oktaninio skaičiaus benzinamsnaudokite organinę medžiagą, vadinamą kumenu.
Be to, naudojami didelio oktaninio skaičiaus priedai, kurių pagrindą sudaro vienahidroksiliai alkoholiai ir izobutilenas.
Eteriai buvo labiausiai paplitę švaraus benzino gamyboje.
Taip pat naudojami organiniai geležies junginiai, mangano pagrindu pagaminti priedai N-metil-anilino pagrindu, devaškuotas rafinatas
Be to, vietoj TPP benzine gali būti naudojamas tetrametilšvinas (TMS), kuris geriau išgaruoja ir tolygiau pasiskirsto po cilindrus.
Iš šiluminių elektrinių naudojimo praktikos
Didelę vairavimo patirtį turintys vairuotojai yra susipažinę su „raudonomis žvakėmis“. Šios spalvos žvakių spalva atsirado, kai į mažo oktaninio skaičiaus benziną buvo įpilta grynos antidetonacinės medžiagos, o ne TPP su valymo priemonėmis. Tai paskatino šių įrenginių pirmavimą. Po to žvakių taisyti ir restauruoti nebeįmanoma. Taigi, benzino atsparumas detonacijai būdingas ne neapgalvotu, o teisingu specialiai tam tikslui sukurtų antidetonacinių medžiagų naudojimu.
Švino turintys benzinai mažina skirstomojo veleno kumštelių nusidėvėjimą, palyginti su ne CHP benzinu. Daroma prielaida, kad degimo metu susidarę produktai per alyvą nukrito į paviršių, o tai apsaugojo nuo susidėvėjimo. Pastarosios taip pat sumažėjo, palyginti su kitomis variklio dalimis naudojant švino turintį benziną.
Kiti degalų priedai
Siekiant slopinti oksidacines reakcijas, į benziną dedama antioksidantųpriedai, kurie gali būti medienos derva, kuris yra fenolių ir aliejų mišinys, paraoksifenilaminas ir PF-16, kuris yra fenolių mišinys.
Siekiant išvengti karbiuratoriaus apledėjimo, naudojami apledėjimą stabdantys priedai. Jie naudojami kaip junginiai, kurie tirpdo vandenį ir sudaro su juo mažai užšąlančius mišinius, taip pat sudaro apvalkalą ant ledo dalelių, neleidžia joms augti ir nusėsti ant karbiuratoriaus sienelių.
Įvairūs ploviklio priedai gali būti naudojami nuosėdoms pašalinti.
Veiksniai, turintys įtakos nagrinėjamam rodikliui
Benzino atsparumas smūgiams vertinamas ne tik pagal oktaninį skaičių. Tam įtakos turi įvairūs veiksniai.
Detonacija didėja didėjant variklio suspaudimui, didėjant cilindro skersmeniui, naudojant ketaus stūmoklius ir galvutes. Šie veiksniai yra konstruktyvūs.
Nr. suodžių sluoksnis degimo kameroje ir aušinimo skysčio degimo temperatūra.
Be to, detonaciją sukelia fizinių ir cheminių veiksnių įtaka. Pastarieji atsiranda dėl to, kad kuras gali sudaryti peroksido junginius, kurie, pasiekus tam tikrą koncentraciją, prisideda prie jų susidarymo.šio reiškinio. Šių junginių skilimas vyksta gana greitai, išsiskiria šiluma ir susidaro „š alta“liepsna, kuri plintant mišinį prisotina peroksido skilimo produktais. Juose yra aktyvių centrų, dėl kurių atsiranda karštos liepsnos frontas.
Pagrindinis fizinis veiksnys yra variklio suspaudimo laipsnis. Jis yra tiesiogiai proporcingas slėgiui ir temperatūrai degimo kameroje. Pasiekus kritines vertes, dalis darbinio mišinio užsidega ir perdega sprogiu greičiu.
Įvairių tipų variklių atsparumas smūgiams
Didelis variklių benzino atsparumas smūgiams būdingas lengvo kuro varikliams. Jis užtikrina normalų šių degalų rūšių degimą įvairiais variklio darbo režimais. Detonacijos procesas šiuo atveju buvo aptartas aukščiau.
Norint užtikrinti normalų darbo ciklą dyzeliniuose varikliuose, kurie veikia savaime užsiliepsnojant nuo darbinio mišinio suspaudimo, degalų atsparumas smūgiams turi būti mažas. Šiems varikliams naudojama tokia charakteristika kaip "cetaninis skaičius", kuris parodo laikotarpį nuo kuro patekimo į cilindrą iki jo degimo pradžios. Kuo jis didesnis, tuo trumpesnis uždelsimas, tuo sklandžiau vyksta kuro mišinio degimas.
Benzino klasė
Be šių degalų aviacinių tipų benzino atsparumo smūgiams, naudojama klasės sąvoka. Ji yraparodo, kiek pasikeičia galia vieno cilindro varikliui dirbant su turtingu mišiniu su tiriamais degalais, palyginti su to paties variklio išvystyta galia izooktanu, kurio galia imama 100 markių vienetų arba 100%.
Pabaigoje
Benzino atsparumas smūgiams yra parametras, apibūdinantis šios rūšies degalų gebėjimą atsispirti savaiminiam užsidegimui suspaudimo metu. Tai nurodo svarbiausias bet kokio kuro, įskaitant ir atitinkamo tipo, charakteristikas. Lengvo kuro varikliams jis nustatomas pagal oktaninį skaičių. Siekiant padidinti šį rodiklį, naudojami didelio oktaninio skaičiaus priedai, įvedamos antidetonacinės medžiagos, parenkamos žaliavos, kuriamos jo apdorojimo technologijos.
