A szóban forgó termékben lévő különböző összetevők arányát mutató mutató a benzin ütésállósága. Ez a cikk erről szól.
A detonáció fogalma
Ez utóbbi akkor fordul elő, ha a benzin-levegő keverék spontán meggyullad a gyújtógyertyától legtávolabbi részen. Égése robbanásveszélyes.
Az áramlásának optimális körülményei az égéstér azon részében alakulnak ki, ahol megnövekszik a hőmérséklet és a keverék nagymértékben ki van téve.
A kopogás a jellegzetes fémes kopogásokról azonosítható, amelyek az égéstér falairól visszaverődő lökéshullámok és a hengerek ebből fakadó rezgései miatt keletkeznek.
A benzin kopogásos égése előfordulhatvalószínűbb, ha szénlerakódások vannak az égéstérben, valamint ha a motor állapota romlik. Ez a jelenség a teljesítmény csökkenéséhez, a gazdasági mutatók csökkenéséhez, valamint a kipufogógázok toxikológiai mutatóihoz vezet.
A benzinek robbanást okozó tulajdonságai
Ezek a következők: frakcionált összetétel, kéntartalom, stabilitás fizikai és kémiai szempontból, szénhidrogének szerkezete stb.
A legnagyobb robbanásállóság az aromás szénhidrogénekre jellemző, a legalacsonyabb pedig a normál paraffinos szénhidrogénekre. Mások, amelyek a benzin részét képezik, köztes helyet foglalnak el.
Értékelje ki a benzin kopogásállóságát az oktánszám alapján.
A detonáció megelőzésének módjai
A motor működésekor, a jármű mozgása közben meg kell akadályozni, ezért sürgős intézkedések megtétele válik szükségessé a motor károsodásának lehető legnagyobb mértékű megelőzése érdekében. Emellett a tervezők erőfeszítéseit ez utóbbi fejlesztésére kell irányítani, a vizsgált jelenség átfogó ellensúlyozásával.
A potenciális detonáció megelőzésének egyik fő módja a kellően magas kopogásállóságú benzin előállítása.
Oktánszám meghatározása
Fentebb eldöntöttük, hogy melyik szám határozza meg a benzin ütésállóságát. Az oktánszámot (OC) egy hengerrel határozzuk megdinamikus tömörítési arányú berendezés, kutatási vagy motoros módszerekkel. Ennek meghatározásakor a vizsgált benzin és a referencia-tüzelőanyag ismert kívánt értékű elégetését hajtják végre. Ez utóbbi összetétele RON=0 heptánt és 100 RON=izooktánt tartalmaz.
A tesztelés során benzint öntenek ebbe a berendezésbe. A kutatás során a kompressziós arányt fokozatosan növelik a detonáció megjelenéséig, majd a motort referencia-üzemanyaggal tankolják, előzetes detonációméréssel és az ehhez vezető sűrítési arány rögzítésével. A keverék izooktán térfogata határozza meg az OC-t.
A benzin márkájának neve tartalmazhatja az "I" betűt. Ez azt jelzi, hogy az OC-t a kutatási módszer határozta meg. Ennek hiánya esetén a motoros módszert alkalmaztuk. A különböző módszerekkel kapott SP értékei némileg eltérnek. Ezért a benzin kopogásállóságára vonatkozó oktánszám mellett fel kell tüntetni, hogy milyen módszerrel határozták meg az értékét.
Az utolsó érték motoros módszerrel kerül meghatározásra névleges terheléseknél, kutatási módszerrel pedig instabil üzemmódoknál.
E két módszer mellett az útmódszer is használható a ROI meghatározására. A normál heptánt és izooktánt tartalmazó keverékeket a fűtött motorba táplálják. Az autót közvetlen sebességváltóval a lehető legnagyobb sebességre gyorsítják, és a gyújtás időzítését addig állítják, amíg a kopogás el nem tűnik. Ezt követően ugyanezen módszer szerint meg kell határozni a gyújtás beállítását,amelynél megindul a detonáció. A főtengely forgásszögének mértékétől függően egy alapgörbét építünk fel, amely szerint az OC meghatározásra kerül.
Az egyenes lefutású benzinek OC-jének növelése érdekében katalitikus reformálásnak vetik alá őket. Hogy ezek mennyivel növekednek, azt e rezsimek merevsége határozza meg.
A termikus eljárású benzinek ütésállósága jobb, mint az egyenes kifutásúak.
A kopogásállóság növelésének koncepciója
A fentiek azt jelzik, hogy az utóbbit növelni kell a motor élettartamának meghosszabbítása érdekében.
A benzin kopogásállóságának növelésére speciális kopogásgátló adalékokat használnak. Az oktánszám növekszik a szénhidrogének moláris tömegének és a szénlánc elágazási fokának növekedésével, valamint az alkánok azonos szénatomszámú alkénekké, nafténekké és aromás szénhidrogénekké történő átalakulásával.
A kérdéses mutató növelésének módjai. Az etilbenzinek jellemzői
A következő módokon javíthatja a benzinek kopogásállóságát:
- Magas oktánszámú alkatrészek bevezetése;
- alapanyagok és feldolgozási technológia kiválasztása;
- A kopogásgátlók bemutatása.
A legutóbbi időkig ez utóbbiak fő része a tetraetil-ólom (TEP) volt, amely folyadék formájában lévő méreg, vízben nem oldódik, de kőolajtermékekben könnyen oldódik.
Az ólom azonban termékkéntégés halmozódik fel az égéstérben, ami növeli a motor kompresszióját. Ezért a TPP-kkel együtt ennek az elemnek a tisztítószereit adják a benzinhez, amelyek égés során illékony anyagokat képeznek, amelyeket a kipufogógázokkal eltávolítanak.
Utolsó anyagként a halogénatomokat, például brómot vagy klórt tartalmazó anyagok használhatók. A scavenger és a TES keverékét etil-folyadéknak nevezik. Azokat a benzineket, amelyekben használják, ólmozottnak nevezik. Erősen mérgezőek, és használatukat fokozott biztonsági intézkedésekkel kell kísérni.
Idővel új követelményeket vezettek be a motorok környezetbarát jellegére vonatkozóan, ami az ólommentes benzinre való átálláshoz vezetett.
A biztonságosabb kopogásgátló adalékok jellemzése
Az ólommentes benzin esetében meg kellett változtatni ennek a terméknek a gyártási technológiáját, és olyan kopogásgátló adalékokat kellett használni, amelyek csökkentett toxicitásúak.
A benzin kopogásállóságát többek között a nem mérgező kopogásgátlók használatával értékelik. A TPP szintű hatékonyságot a mangán anyagok mutatják, amelyek nem mérgező folyadékok. Azonban korlátozottan használhatók, mivel csökkentik a motor élettartamát.
A benzinhez hasonló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező metil-terc-butil-éter (MTBE) adalék ígéretesnek tekinthető. Ha 10%-os mennyiségben adják az üzemanyaghoz, az oktánszám 5-6 egységgel növekszik.
Magas oktánszámú benzinekhezhasználjon kumén nevű szerves anyagot.
Ezenkívül magas oktánszámú, egyértékű alkoholokon és izobutilénen alapuló adalékanyagokat is használnak.
Az éterek találták a legnagyobb elterjedtséget a tiszta benzin gyártásában.
Szerves vasvegyületeket, N-metil-anilin alapú mangán alapú adalékanyagokat, viaszmentesített raffinátumot is használnak
Ezenkívül a benzinben TPP helyett tetrametil-ólom (TMS) is használható, amely jobban elpárolog, és egyenletesebben oszlik el a hengereken.
A hőerőművek használatának gyakorlatából
A jelentős vezetési tapasztalattal rendelkező autósok ismerik a „piros gyertyát”. A gyertyák ilyen színű színe akkor fordult elő, amikor tiszta kopogásgátló szert adtak az alacsony oktánszámú benzinhez a TPP helyett scavengerekkel. Ez vezetett ezen eszközök vezetéséhez. Ezt követően a gyertyák javítása és helyreállítása már nem lehetséges. Így a benzin ütésállóságát nem az átgondolatlanság, hanem a kifejezetten erre a célra tervezett kopogásgátló szerek helyes használata jellemzi.
Az ólmozott benzin hozzájárul a vezérműtengely-bütykök kisebb kopásához, mint a nem CHP benzinekhez. Feltételezhető, hogy az égés eredményeként keletkezett termékek az olajon keresztül a felületre estek, ami megvédte azt a kopástól. Ez utóbbi szintén csökkent a többi motoralkatrészhez képest ólmozott benzin használatakor.
Egyéb üzemanyag-adalékok
Az oxidatív reakciók gátlására antioxidánsokat adnak a benzinhezadalékanyagok, amelyek lehet fakátrány, amely fenolok és olajok keveréke, paraoxifenilamin és PF-16, amely fenolok keveréke.
A karburátor jegesedésének megelőzése érdekében jegesedésgátló adalékokat használnak. Olyan vegyületekként használják őket, amelyek feloldják a vizet és alacsony fagypontú keveréket képeznek vele, valamint héjat képeznek a jégszemcséken, megakadályozva azok növekedését és leülepedését a karburátor falán.
Különféle mosószer-adalékok használhatók a lerakódások eltávolítására.
A vizsgált mutatót befolyásoló tényezők
A benzin ütésállóságát nem csak az oktánszám alapján értékelik. Különféle tényezők befolyásolják.
A kopogás növekszik a motor kompressziójának növekedésével, a hengerátmérő növelésével, öntöttvas dugattyúk és fejek használatával. Ezek a tényezők építő jellegűek.
A kopogásnövelő teljesítmény jellemzői közé tartozik a motor terhelésének növekedése állandó főtengely-fordulatszám mellett, vagy a motor fordulatszámának csökkenése állandó terhelés mellett a gyújtásidőzítés növelésével, a levegő páratartalmának csökkenése, valamint a motor fordulatszámának növekedése. koromréteg az égéstérben és a hűtőfolyadék égési hőmérséklete.
Ezen túlmenően a detonációt fizikai és kémiai tényezők okozzák. Ez utóbbiak annak a ténynek köszönhető, hogy az üzemanyag képes peroxidvegyületeket képezni, amelyek egy bizonyos koncentráció elérésekor hozzájárulnak a képződéshez.ennek a jelenségnek. Ezeknek a vegyületeknek a bomlása meglehetősen gyorsan megy végbe, miközben hő szabadul fel, és „hideg” láng képződik, amely terjedésekor a keveréket peroxid bomlástermékekkel telíti. Aktív központokat tartalmaznak, amelyek miatt forró lángfront jelenik meg.
A fő fizikai tényező a motor kompressziós aránya. Ez egyenesen arányos az égéstérben uralkodó nyomással és hőmérséklettel. A kritikus értékek elérésekor a munkakeverék egy része robbanásveszélyes sebességgel meggyullad és kiég.
Különféle motortípusok kopogásállósága
A motorbenzin magas kopogásállósága jellemző a könnyű tüzelőanyagú motorokra. Biztosítja az ilyen típusú üzemanyagok normál égését a motor különböző üzemmódjaiban. A detonáció folyamatát ebben az esetben fentebb tárgy altuk.
A normál működési ciklus biztosításához a dízelmotorokban, amelyek a munkakeverék összenyomásából eredő öngyulladással működnek, az üzemanyag kopogásállóságának alacsonynak kell lennie. Ezeknél a motoroknál olyan karakterisztikát használnak, mint a "cetánszám", amely az üzemanyag hengerbe jutásától annak égésének kezdetéig eltelt időt mutatja. Minél nagyobb, annál rövidebb a késleltetés, annál simábban megy végbe az üzemanyag-keverék égése.
Benzinminőség
A benzin ütésállósága mellett az ilyen üzemanyag típusainál a minőség fogalmát is használják. Ő azbemutatja, hogy mennyiben változik a teljesítmény, ha egy egyhengeres motor a vizsgált üzemanyagon gazdag keverékkel működik, összehasonlítva az ugyanazon motor által kifejlesztett izooktán teljesítménnyel, amelynek teljesítményét 100 fokozatú egységnek vagy 100%-nak vesszük.
Befejezésül
A benzin kopogásállósága egy olyan paraméter, amely jellemzi az ilyen típusú üzemanyagnak azt a képességét, hogy ellenáll-e az öngyulladásnak a sűrítés során. Bármely üzemanyag legfontosabb jellemzőire vonatkozik, beleértve a kérdéses típust is. Könnyű üzemanyaggal működő motorok esetében az oktánszám határozza meg. Ennek a mutatónak a növelése érdekében magas oktánszámú adalékanyagokat használnak, kopogásgátló anyagokat vezetnek be, kiválasztják a nyersanyagokat és fejlesztik a feldolgozási technológiákat.
