Ukazatelem ukazujícím poměr různých složek v daném produktu je odolnost benzínu proti klepání. To je popsáno v tomto článku.
Koncept detonace
K tomu druhému dochází, když se směs benzínu a vzduchu samovolně vznítí v části, která je nejdále od zapalovací svíčky. Jeho hoření je výbušné.
Optimální podmínky pro jeho proudění se vytvářejí v části spalovací komory, ve které je zvýšená teplota a velká expozice směsi.
Klepání lze poznat podle charakteristických kovových klepání, které se tvoří v důsledku odrazu rázových vln od stěn spalovací komory a výsledných vibrací válců.
Může dojít ke klepání benzinupravděpodobnější, pokud jsou ve spalovací komoře uhlíkové usazeniny, stejně jako při zhoršení stavu motoru. Tento jev vede ke snížení jeho výkonu, poklesu ekonomických ukazatelů a také toxikologických ukazatelů výfukových plynů.
Vlastnosti benzinu, které způsobují detonaci
Mezi ně patří: frakční složení, obsah síry, stabilita z fyzikálního a chemického hlediska, struktura uhlovodíků atd.
Nejvyšší detonační odolnost je typická pro aromatické uhlovodíky a nejnižší - pro normální parafinické. Ostatní, které jsou součástí benzínu, zaujímají mezipolohu.
Vyhodnoťte odolnost benzinu proti klepání podle oktanového čísla.
Způsoby, jak zabránit detonaci
Je třeba tomu zabránit v době chodu motoru, když je vozidlo v pohybu, a proto je nutné přijmout naléhavá opatření, aby se v co největší míře zabránilo poškození motoru. Kromě toho by úsilí konstruktérů mělo být zaměřeno na vývoj posledně jmenovaného s komplexním protikladem k uvažovanému jevu.
Jedním z hlavních způsobů, jak zabránit potenciální detonaci, je vyrábět benzín s dostatečně vysokou odolností proti klepání.
Určení oktanového čísla
Výše jsme se rozhodli, jaké číslo určuje odolnost benzinu proti klepání. Oktanové číslo (OC) se určuje pomocí jednoválcezařízení s dynamickým kompresním poměrem, pomocí výzkumných nebo motorických metod. Když je stanovena, provede se spalování studovaného benzínu a referenčního paliva se známou požadovanou hodnotou. Složení posledně jmenovaného zahrnuje heptan s RON=0 a isooktan s RON=100.
Při testování se do tohoto zařízení nalévá benzín. Při provádění výzkumu se kompresní poměr postupně zvyšuje, dokud se neobjeví detonace, po které je motor doplněn referenčním palivem s předběžným měřením detonace a stanovením kompresního poměru, který k tomu vedl. Objemový obsah isooktanu ve směsi určuje OC.
Název značky benzínu může obsahovat písmeno „I“. To naznačuje, že OC byla stanovena výzkumnou metodou. V případě jeho nepřítomnosti byla použita motorická metoda. SP získané různými metodami se poněkud liší svými hodnotami. Proto musí být oktanové číslo odolnosti benzinu proti klepání doprovázeno údajem o metodě, kterou byla jeho hodnota určena.
Poslední hodnota je určena metodou motoru při jmenovitém zatížení a metodou výzkumu - při nestabilních režimech.
Kromě těchto dvou metod lze k určení ROI použít silniční metodu. Směsi obsahující normální heptan a isooktan se přivádějí do zahřátého motoru. Vůz se v přímém převodu zrychlí na maximální možnou rychlost a nastavuje se časování zapalování, dokud klepání nezmizí. Poté se stejným způsobem určí nastavení zapalování,při které začne detonace. Základní křivka je vytvořena v závislosti na stupni úhlu natočení klikového hřídele, podle kterého se určuje OC.
Za účelem zvýšení OC benzinu z přímého provozu jsou tyto benziny podrobeny katalytickému reformování. Jak moc se zvýší, je určeno rigiditou těchto režimů.
Benziny s tepelným procesem jsou lepší v odolnosti proti klepání než ty přímé.
Koncept zvýšení odolnosti proti klepání
Výše uvedené znamená, že posledně jmenovaný musí být zvýšen, aby se prodloužila životnost motoru.
Pro zvýšení odolnosti benzinu proti klepání se používají speciální přísady proti klepání. Oktanové číslo se zvyšuje s nárůstem molární hmotnosti uhlovodíků a stupněm rozvětvení uhlíkového řetězce, stejně jako s přeměnou alkanů na alkeny, nafteny a aromatické uhlovodíky se stejným počtem atomů uhlíku.
Způsoby, jak zvýšit dotyčný indikátor. Vlastnosti etylbenzinů
Existují následující způsoby, jak zlepšit odolnost benzinu proti klepání:
- Zavedení vysokooktanových složek;
- výběr surovin a technologie zpracování;
- Představení antidetonátorů.
Donedávna bylo hlavním z nich tetraethylolovo (TEP), což je jed ve formě kapaliny, nerozpustný ve vodě, ale snadno rozpustný v ropných produktech.
Ovšem olovo jako produktspalování se hromadí ve spalovací komoře, což zvyšuje kompresi motoru. Spolu s TPP se proto do benzínu přidávají lapače tohoto prvku, které při spalování tvoří těkavé látky, které se odstraňují výfukovými plyny.
Jako poslední látky mohou být použity ty, které obsahují halogeny, jako je brom nebo chlor. Směs scavengeru s TES se nazývá ethylová kapalina. Benziny, ve kterých se používá, se nazývají olovnaté. Jsou vysoce jedovaté a jejich použití musí být doprovázeno použitím zvýšených bezpečnostních opatření.
Postupem času se začaly zavádět nové požadavky na šetrnost motorů k životnímu prostředí, což vedlo k přechodu na bezolovnatý benzín.
Charakteristika bezpečnějších antidetonačních přísad
Bezolovnatý benzín vyžadoval změnu výrobní technologie tohoto produktu a použití antidetonačních přísad, které by se vyznačovaly sníženou toxicitou.
Odolnost benzinu proti klepání se hodnotí mimo jiné použitím netoxických antidetonačních činidel v benzinu. Účinnost na úrovni TPP vykazují manganové látky, což jsou netoxické kapaliny. Našli však omezené použití, protože snižují životnost motoru.
Přísada methyl-terc-butylether (MTBE) s fyzikálními a chemickými vlastnostmi podobnými benzínu je považována za perspektivní. Když se do paliva přidá v množství 10 %, oktanové číslo se zvýší o 5–6 jednotek.
Pro vysokooktanové benzínypoužijte organickou látku zvanou kumen.
Navíc se používají vysokooktanové přísady na bázi jednosytných alkoholů a isobutylenu.
Ethery našly největší rozšíření při výrobě čistého benzínu.
Používá se také organické sloučeniny železa, přísady na bázi manganu na bázi N-methylanilinu, odparafinovaný rafinát
Navíc místo TPP v benzínu lze použít tetramethylolovo (TMS), které se lépe odpařuje a je rovnoměrněji distribuováno ve válcích.
Z praxe používání tepelných elektráren
Motoristé se značnými řidičskými zkušenostmi znají „červené svíčky“. Barva svíček v této barvě nastala, když se do nízkooktanového benzínu místo TPP se scavengery přidal čistý antidetonační prostředek. To vedlo k vedení těchto zařízení. Poté již není možné svíčky opravovat a restaurovat. Odolnost benzinu proti klepání se tedy nevyznačuje bezmyšlenkovitostí, ale správným používáním antidetonačních prostředků speciálně navržených pro tento účel.
Olovnaté benzíny přispívají k menšímu opotřebení vaček vačkového hřídele ve srovnání s benzíny bez CHP. Předpokládá se, že produkty vzniklé v důsledku spalování propadly olejem na povrch, který jej chránil před opotřebením. Při použití olovnatých benzinů se také snížilo ve vztahu k ostatním částem motoru.
Jiná aditiva do paliva
Pro inhibici oxidačních reakcí se do benzínu přidávají antioxidantypřísady, kterými může být dřevitý dehet, což je směs fenolů s oleji, paraoxyfenylamin a PF-16, což je směs fenolů.
Aby se zabránilo námraze na karburátoru, používají se přísady proti námraze. Používají se jako sloučeniny, které rozpouštějí vodu a tvoří s ní nízkotuhnoucí směsi, stejně jako tvoří skořápku na částicích ledu, zabraňují jejich růstu a usazování na stěnách karburátoru.
K odstranění usazenin lze použít různé přísady do detergentů.
Faktory ovlivňující posuzovaný ukazatel
Odolnost benzinu proti klepání se nehodnotí pouze oktanovým číslem. Je ovlivněn různými faktory.
Klepání se zvyšuje se zvyšující se kompresí motoru, zvětšujícím se průměrem válce při použití litinových pístů a hlav. Tyto faktory jsou konstruktivní.
Funkce zvyšující klepání zahrnují zvýšení zatížení motoru při konstantních otáčkách klikového hřídele nebo snížení otáček motoru při konstantním zatížení se zvýšením časování zapalování, snížením vlhkosti vzduchu, zvýšením vrstva sazí ve spalovací komoře a teplota spalování chladicí kapaliny.
Kromě toho je detonace způsobena vlivem fyzikálních a chemických faktorů. Ty jsou způsobeny tím, že palivo je schopno tvořit peroxidové sloučeniny, které při dosažení určité koncentrace přispívají k tvorbětohoto fenoménu. Rozklad těchto sloučenin probíhá poměrně rychle, přičemž se uvolňuje teplo a vzniká „studený“plamen, který při šíření nasytí směs produkty rozpadu peroxidů. Obsahují aktivní centra, díky nimž se objevuje fronta horkého plamene.
Hlavním fyzikálním faktorem je kompresní poměr motoru. Je přímo úměrná tlaku a teplotě ve spalovací komoře. Při dosažení kritických hodnot se část pracovní směsi vznítí a shoří výbušnou rychlostí.
Odolnost proti klepání různých typů motorů
Vysoká odolnost motorových benzinů proti klepání je typická pro motory na lehká paliva. Zajišťuje normální spalování těchto druhů paliv v různých provozních režimech motoru. Proces detonace v tomto případě byl diskutován výše.
Aby byl zajištěn normální pracovní cyklus u vznětových motorů, které fungují samovznícením po stlačení pracovní směsi, musí být odolnost paliva proti klepání nízká. U těchto motorů se používá charakteristika jako „cetanové číslo“, které ukazuje časový úsek od vstupu paliva do válce do začátku jeho spalování. Čím vyšší je, tím kratší je zpoždění, tím hladší je spalování palivové směsi.
Stupeň benzinu
Kromě odolnosti benzinu proti klepání pro letecké typy tohoto paliva se používá koncept jakosti. Jeukazuje, jak moc se mění výkon, když jednoválcový motor běží na bohatou směs na studované palivo, ve srovnání s výkonem vyvinutým stejným motorem na isooktan, jehož výkon se bere jako 100 jednotek třídy nebo 100 %.
Na závěr
Odolnost benzinu proti klepání je parametr, který charakterizuje schopnost tohoto typu paliva odolat samovznícení během komprese. Odkazuje na nejdůležitější vlastnosti jakéhokoli paliva, včetně příslušného typu. U motorů na lehká paliva se určuje pomocí oktanového čísla. Pro zvýšení tohoto ukazatele se používají vysokooktanové přísady, zavádějí se antidetonační činidla, vybírají se suroviny a vyvíjejí se technologie pro jeho zpracování.
