En indikator som visar förhållandet mellan olika komponenter i produkten i fråga är bensinens slagmotstånd. Detta behandlas i den här artikeln.
Begreppet detonation
Det senare inträffar när bensin-luftblandningen självantänder i den del som är längst bort från tändstiftet. Dess bränning är explosiv.
Optimala förhållanden för dess flöde bildas i den del av förbränningskammaren, i vilken det finns en ökad temperatur och en stor exponering av blandningen.
Knackning kan identifieras av de karakteristiska metalliska stötarna som bildas på grund av reflektionen av stötvågor från förbränningskammarens väggar och den resulterande vibrationen från cylindrarna.
Knackförbränning av bensin kan ske medmer sannolikt om det finns kolavlagringar i förbränningskammaren, såväl som när motorns kondition försämras. Detta fenomen leder till en minskning av dess effekt, en minskning av ekonomiska indikatorer, såväl som toxikologiska indikatorer för avgaser.
Egenskaper hos bensin som orsakar detonation
Dessa inkluderar: fraktionerad sammansättning, svavelh alt, stabilitet ur fysikalisk och kemisk synvinkel, kolvätens struktur, etc.
Det högsta detonationsmotståndet är typiskt för aromatiska kolväten och det lägsta - för normala paraffiniska. Andra, som ingår i bensin, har en mellanposition.
Utvärdera slagmotståndet för bensin efter oktantal.
Sätt att förhindra detonation
Det måste förhindras vid tidpunkten för motordrift, när fordonet är i rörelse, och därför blir det nödvändigt att vidta brådskande åtgärder för att förhindra skador på motorn i största möjliga utsträckning. Dessutom bör designers ansträngningar inriktas på utvecklingen av de senare med en omfattande motverkan mot fenomenet som övervägs.
Ett av de viktigaste sätten att förhindra potentiell detonation är att producera bensin med tillräckligt hög slagmotstånd.
Bestämning av oktantal
Ovan bestämde vi oss för vilken siffra som bestämmer slagmotståndet för bensin. Oktantalet (OC) bestäms med en encylinderutrustning med ett dynamiskt kompressionsförhållande, med hjälp av forskning eller motoriska metoder. När det är fastställt utförs förbränningen av den studerade bensinen och referensbränslet med ett känt önskat värde. Sammansättningen av den senare inkluderar heptan med RON=0 och isooktan med RON=100.
Vid testning hälls bensin i den här utrustningen. Vid utförande av forskning ökas kompressionsförhållandet gradvis tills detonation uppstår, varefter motorn tankas med ett referensbränsle med en preliminär mätning av detonation och fixering av kompressionsförhållandet som ledde till det. Volymh alten av isooktan i blandningen bestämmer OC.
Namnet på bensinmärket kan innehålla bokstaven "I". Detta indikerar att OC bestämdes av forskningsmetoden. I händelse av frånvaro användes den motoriska metoden. Den SP som erhålls med olika metoder skiljer sig något åt i sina värden. Därför måste oktantalet för bensinens knackningsmotstånd åtföljas av en indikation på den metod med vilken dess värde bestämdes.
Det sista värdet bestäms med motormetoden vid nominella belastningar och med forskningsmetoden - vid instabila lägen.
Förutom dessa två metoder kan vägmetoden användas för att bestämma ROI. Blandningar som innehåller normal heptan och isooktan matas in i den uppvärmda motorn. Bilen accelereras till högsta möjliga hastighet i direktväxling och tändningstiden justeras tills knackningen försvinner. Därefter, enligt samma metod, bestäms tändinställningen,då detonationen börjar. En baskurva byggs upp beroende på graden av vevaxelns rotationsvinkel, enligt vilken OC bestäms
För att öka OC för raka bensiner, utsätts de för katalytisk reformering. Hur mycket de ökar bestäms av dessa regimers stelhet.
Termiska processbensiner är överlägsna i slagmotstånd jämfört med raka bensin.
Konceptet att öka slagmotståndet
Ovanstående indikerar att den senare måste ökas för att förlänga motorns livslängd.
För att öka slaghållfastheten hos bensin används speciella anti-knack-tillsatser. Oktantalet ökar med en ökning av kolvätens molmassa och graden av förgrening av kolkedjan, samt med omvandlingen av alkaner till alkener, naftener och aromatiska kolväten med samma antal kolatomer.
Sätt att öka indikatorn i fråga. Egenskaper för etylbensin
Det finns följande sätt att förbättra slaghållfastheten hos bensin:
- Introduktion av högoktaniga komponenter;
- val av råvaror och processteknik;
- Introduktion av antiknackningar.
Tills nyligen var den viktigaste av de sistnämnda tetraetylbly (TEP), som är ett gift i form av en vätska, olösligt i vatten, men lättlösligt i petroleumprodukter.
Bly dock som produktförbränning byggs upp i förbränningskammaren, vilket ökar motorns kompression. Därför tillsätts, tillsammans med TPPs, rensare av detta element till bensin, som bildar flyktiga ämnen vid förbränning, vilka avlägsnas med avgaser.
Som sista ämnen kan de som innehåller halogener som brom eller klor användas. Blandningen av scavenger med TES kallas etylvätska. Bensiner som det används i kallas blyh altiga. De är mycket giftiga och deras användning måste åtföljas av användningen av förbättrade säkerhetsåtgärder.
Med tiden började nya krav på motorers miljövänlighet införas, vilket ledde till övergången till blyfri bensin.
Karakterisering av säkrare anti-knack-tillsatser
Blyfri bensin krävde en förändring av produktionstekniken för denna produkt och användningen av anti-knackningstillsatser som skulle kännetecknas av minskad toxicitet.
Knackningsmotståndet hos bensin utvärderas bland annat genom användningen av giftfria anti-knackmedel i den senare. Effektivitet på TPP-nivå visas av manganämnen, som är giftfria vätskor. De har dock funnit begränsad användning eftersom de minskar motorns hållbarhet.
Metyl-tert-butyl-eter (MTBE)-tillsats med fysikaliska och kemiska egenskaper som liknar bensin anses lovande. När det tillsätts i en mängd av 10 % till bränslet, ökar oktantalet med 5-6 enheter.
För högoktanig bensinanvänd ett organiskt ämne som heter kumen.
Dessutom används högoktaniga tillsatser baserade på envärda alkoholer och isobutylen.
Ethers har hittat den största spridningen i produktionen av ren bensin.
Organiska järnföreningar, manganbaserade tillsatser baserade på N-metylanilin, avvaxat raffinat används också
Dessutom kan tetrametylbly (TMS) användas istället för TPP i bensin, som avdunstar bättre och är jämnare fördelat över cylindrarna.
Från praktiken att använda värmekraftverk
Bilister med betydande körerfarenhet är bekanta med "röda ljus". Färgen på ljus i denna färg uppstod när ett rent anti-knackmedel tillsattes till lågoktanig bensin istället för TPP med asätare. Detta ledde till ledningen för dessa enheter. Efter det är det inte längre möjligt att reparera och restaurera ljus. Knackningsmotståndet hos bensin kännetecknas således inte av tanklös, utan av korrekt användning av anti-knackningsmedel speciellt utformade för detta ändamål.
Blyh altiga bensiner bidrar till mindre slitage på kamaxelkammarna jämfört med bensin som inte kommer från kraftvärme. Det antas att de produkter som bildas till följd av förbränning föll genom oljan till ytan, vilket skyddade den från slitage. Den senare minskade också i förhållande till andra motordelar vid användning av blyh altiga bensin.
Andra bränsletillsatser
För att hämma oxidativa reaktioner tillsätts antioxidanter till bensintillsatser, som kan vara trätjära, som är en blandning av fenoler med oljor, paraoxifenylamin och PF-16, som är en blandning av fenoler.
För att förhindra isbildning i förgasaren används anti-isningstillsatser. De används som föreningar som löser upp vatten och bildar lågfrysande blandningar med det, samt bildar ett skal på ispartiklar, förhindrar deras tillväxt och sätter sig på förgasarväggarna.
Olika tvättmedelstillsatser kan användas för att ta bort avlagringar.
Faktorer som påverkar den aktuella indikatorn
Bensinens slagmotstånd utvärderas inte bara efter oktantal. Det påverkas av olika faktorer.
Knackningen ökar med ökande motorkompression, ökande cylinderdiameter, med gjutjärnskolvar och -huvuden. Dessa faktorer är konstruktiva.
Knackförbättrande prestanda inkluderar en ökning av motorbelastningen vid konstant vevaxelhastighet, eller en minskning av motorvarvtalet vid en konstant belastning med en ökning av tändningstiden, en minskning av luftfuktigheten, en ökning av lager av sot i förbränningskammaren och kylvätskans förbränningstemperatur.
Detonation orsakas dessutom av inverkan av fysikaliska och kemiska faktorer. De senare beror på att bränslet kan bilda peroxidföreningar, som, när en viss koncentration uppnås, bidrar till bildningenav detta fenomen. Nedbrytningen av dessa föreningar fortskrider ganska snabbt, medan värme frigörs och en "kall" låga bildas, som, när den förökas, mättar blandningen med peroxidsönderfallsprodukter. De innehåller aktiva centra, på grund av vilka en het flamma framträder.
Den huvudsakliga fysiska faktorn är motorns kompressionsförhållande. Den är direkt proportionell mot trycket och temperaturen i förbränningskammaren. När kritiska värden uppnås antänds en del av arbetsblandningen och brinner ut i en explosiv hastighet.
Knackmotstånd för olika motortyper
Högt slagmotstånd hos motorbensin är typiskt för lättbränslemotorer. Det säkerställer normal förbränning av dessa typer av bränsle i olika motordriftslägen. Detonationsprocessen i det här fallet diskuterades ovan.
För att säkerställa en normal arbetscykel i dieselmotorer som arbetar genom självantändning från kompressionen av arbetsblandningen, måste bränslets slagmotstånd vara lågt. För dessa motorer används en egenskap som "cetantal", som visar tidsperioden från det att bränslet kommer in i cylindern till att dess förbränning börjar. Ju högre den är, desto kortare fördröjning, desto smidigare utförs förbränningen av bränsleblandningen.
bensinklass
Förutom knackningsmotståndet hos bensin för flygtyper av detta bränsle, används begreppet kvalitet. Hon ärvisar hur mycket effekten förändras när en encylindrig motor går på en rik blandning på det studerade bränslet, jämfört med den effekt som utvecklas av samma motor på isooktan, vars effekt tas som 100 gradenheter eller 100 %
Avslutningsvis
Bensinens slagmotstånd är en parameter som kännetecknar förmågan hos denna typ av bränsle att motstå självantändning under kompression. Det hänvisar till de viktigaste egenskaperna hos något bränsle, inklusive för den aktuella typen. För lättbränslemotorer bestäms det genom oktantalet. För att öka denna indikator används högoktaniga tillsatser, anti-knackningsmedel introduceras, råvaror väljs ut och teknologier för dess bearbetning utvecklas.
