Ένας δείκτης που δείχνει την αναλογία των διαφόρων συστατικών του εν λόγω προϊόντος είναι η αντίσταση κρούσης της βενζίνης. Αυτό καλύπτεται σε αυτό το άρθρο.
Η έννοια της έκρηξης
Το τελευταίο συμβαίνει όταν το μείγμα βενζίνης-αέρα αναφλέγεται αυθόρμητα στο τμήμα που είναι πιο μακριά από το μπουζί. Η καύση του είναι εκρηκτική.
Οι βέλτιστες συνθήκες για τη ροή του διαμορφώνονται στο τμήμα του θαλάμου καύσης, στο οποίο υπάρχει αυξημένη θερμοκρασία και μεγάλη έκθεση του μείγματος.
Το
Knock μπορεί να αναγνωριστεί από τα χαρακτηριστικά μεταλλικά χτυπήματα που σχηματίζονται λόγω της ανάκλασης των κρουστικών κυμάτων από τα τοιχώματα του θαλάμου καύσης και της δόνησης που προκύπτει από τους κυλίνδρους.
Μπορεί να προκύψει καύση βενζίνης μεπιο πιθανό εάν υπάρχουν εναποθέσεις άνθρακα στο θάλαμο καύσης, καθώς και όταν η κατάσταση του κινητήρα επιδεινώνεται. Το φαινόμενο αυτό οδηγεί σε μείωση της ισχύος του, μείωση των οικονομικών δεικτών, καθώς και σε τοξικολογικούς δείκτες των καυσαερίων.
Ιδιότητες βενζίνης που προκαλούν έκρηξη
Αυτές περιλαμβάνουν: κλασματική σύνθεση, περιεκτικότητα σε θείο, σταθερότητα από φυσική και χημική άποψη, δομή υδρογονανθράκων κ.λπ.
Η υψηλότερη αντίσταση στην έκρηξη είναι χαρακτηριστική για τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες και η χαμηλότερη - για τους κανονικούς παραφινικούς. Άλλα, που αποτελούν μέρος της βενζίνης, καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση.
Αξιολογήστε την αντίσταση κρούσης της βενζίνης με αριθμό οκτανίου.
Τρόποι αποτροπής έκρηξης
Πρέπει να αποφευχθεί κατά τη λειτουργία του κινητήρα, όταν το όχημα κινείται, και ως εκ τούτου καθίσταται απαραίτητο να ληφθούν επείγοντα μέτρα προκειμένου να αποφευχθεί η μέγιστη ζημιά στον κινητήρα. Επιπλέον, οι προσπάθειες των σχεδιαστών θα πρέπει να κατευθύνονται στην ανάπτυξη του τελευταίου με μια ολοκληρωμένη αντιμετώπιση του φαινομένου που εξετάζεται.
Ένας από τους κύριους τρόπους αποφυγής πιθανής έκρηξης είναι η παραγωγή βενζίνης με αρκετά υψηλή αντίσταση κρούσης.
Προσδιορισμός αριθμού οκτανίου
Παραπάνω, αποφασίσαμε ποιος αριθμός καθορίζει την αντίσταση κρούσης της βενζίνης. Ο αριθμός οκτανίων (OC) προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας έναν μονοκύλινδροεξοπλισμός με αναλογία δυναμικής συμπίεσης, χρησιμοποιώντας μεθόδους έρευνας ή κινητήρα. Όταν προσδιοριστεί, πραγματοποιείται η καύση της μελετημένης βενζίνης και του καυσίμου αναφοράς με γνωστή επιθυμητή τιμή. Η σύνθεση του τελευταίου περιλαμβάνει επτάνιο με RON=0 και ισοοκτάνιο με RON=100.
Κατά τη δοκιμή, χύνεται βενζίνη σε αυτόν τον εξοπλισμό. Κατά τη διεξαγωγή έρευνας, ο λόγος συμπίεσης αυξάνεται σταδιακά έως ότου εμφανιστεί η έκρηξη, μετά την οποία ο κινητήρας ανεφοδιάζεται με καύσιμο αναφοράς με προκαταρκτική μέτρηση της έκρηξης και καθορισμό του λόγου συμπίεσης που οδήγησε σε αυτό. Η περιεκτικότητα σε όγκο ισοοκτανίου στο μείγμα καθορίζει το OC.
Το όνομα της μάρκας βενζίνης μπορεί να περιέχει το γράμμα "I". Αυτό δείχνει ότι το OC προσδιορίστηκε με την ερευνητική μέθοδο. Σε περίπτωση απουσίας του χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του κινητήρα. Οι SP που λαμβάνονται με διαφορετικές μεθόδους διαφέρουν κάπως στις τιμές τους. Επομένως, ο αριθμός οκτανίου για την αντίσταση κρουσμάτων της βενζίνης πρέπει να συνοδεύεται από ένδειξη της μεθόδου με την οποία καθορίστηκε η τιμή της.
Η τελευταία τιμή προσδιορίζεται με τη μέθοδο κινητήρα σε ονομαστικά φορτία και με τη μέθοδο έρευνας - σε ασταθείς λειτουργίες.
Εκτός από αυτές τις δύο μεθόδους, η μέθοδος δρόμου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του ROI. Μείγματα που περιέχουν κανονικό επτάνιο και ισοοκτάνιο τροφοδοτούνται στον θερμαινόμενο κινητήρα. Το αυτοκίνητο επιταχύνεται στη μέγιστη δυνατή ταχύτητα σε απευθείας μετάδοση και ο χρονισμός ανάφλεξης ρυθμίζεται μέχρι να εξαφανιστεί το χτύπημα. Μετά από αυτό, σύμφωνα με την ίδια μέθοδο, προσδιορίζεται η ρύθμιση ανάφλεξης,στην οποία ξεκινά η έκρηξη. Μια βασική καμπύλη δημιουργείται ανάλογα με το βαθμό της γωνίας περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα, σύμφωνα με τον οποίο προσδιορίζεται το OC.
Για να αυξηθεί το OC των βενζινών ευθείας λειτουργίας, υποβάλλονται σε καταλυτική αναμόρφωση. Το πόσο αυξάνονται καθορίζεται από την ακαμψία αυτών των καθεστώτων.
Οι βενζίνες θερμικής διεργασίας είναι ανώτερες σε αντίσταση κραδασμού από τις βενζίνες ευθείας λειτουργίας.
Η ιδέα της αύξησης της αντίστασης κρούσης
Τα παραπάνω υποδηλώνουν ότι το τελευταίο πρέπει να αυξηθεί για να παραταθεί η διάρκεια ζωής του κινητήρα.
Για να αυξηθεί η αντίσταση κρουσμάτων της βενζίνης, χρησιμοποιούνται ειδικά αντικτυπητικά πρόσθετα. Ο αριθμός οκτανίων αυξάνεται με την αύξηση της μοριακής μάζας των υδρογονανθράκων και του βαθμού διακλάδωσης της ανθρακικής αλυσίδας, καθώς και με τον μετασχηματισμό των αλκανίων σε αλκένια, ναφθένια και αρωματικούς υδρογονάνθρακες που έχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα.
Τρόποι για να αυξήσετε τον εν λόγω δείκτη. Χαρακτηριστικά των βενζινών αιθυλίου
Υπάρχουν οι ακόλουθοι τρόποι για να βελτιώσετε την αντίσταση κρουσμάτων των βενζινών:
- Εισαγωγή συστατικών υψηλών οκτανίων;
- επιλογή πρώτων υλών και τεχνολογία επεξεργασίας;
- Εισαγωγή των antiknocks.
Μέχρι πρόσφατα, ο κύριος από τους τελευταίους ήταν ο τετρααιθυλομόλυβδος (TEP), το οποίο είναι ένα δηλητήριο σε μορφή υγρού, αδιάλυτο στο νερό, αλλά εύκολα διαλυτό σε προϊόντα πετρελαίου.
Ωστόσο, μόλυβδος ως προϊόνη καύση συσσωρεύεται στον θάλαμο καύσης, γεγονός που αυξάνει τη συμπίεση του κινητήρα. Επομένως, μαζί με τα TPP, προστίθενται στη βενζίνη σαρωτές αυτού του στοιχείου, οι οποίες σχηματίζουν πτητικές ουσίες κατά την καύση, οι οποίες απομακρύνονται με τα καυσαέρια.
Ως τελευταίες ουσίες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εκείνες που περιέχουν αλογόνα όπως βρώμιο ή χλώριο. Το μείγμα του καθαριστή με το TES ονομάζεται υγρό αιθυλίου. Οι βενζίνες στις οποίες χρησιμοποιείται ονομάζονται μολύβδινες. Είναι ιδιαίτερα δηλητηριώδη και η χρήση τους πρέπει να συνοδεύεται από τη χρήση ενισχυμένων μέτρων ασφαλείας.
Με την πάροδο του χρόνου, άρχισαν να εισάγονται νέες απαιτήσεις για φιλικότητα προς το περιβάλλον των κινητήρων, γεγονός που οδήγησε στη μετάβαση στην αμόλυβδη βενζίνη.
Χαρακτηρισμός ασφαλέστερων αντικτυπητικών προσθέτων
Η αμόλυβδη βενζίνη απαιτούσε αλλαγή στην τεχνολογία παραγωγής αυτού του προϊόντος και χρήση αντικτυπητικών πρόσθετων που θα διακρίνονταν από μειωμένη τοξικότητα.
Η αντοχή στην κρούση της βενζίνης αξιολογείται, μεταξύ άλλων, με τη χρήση μη τοξικών αντικτυπητικών παραγόντων στην τελευταία. Η αποτελεσματικότητα σε επίπεδο TPP φαίνεται από τις ουσίες μαγγανίου, οι οποίες είναι μη τοξικά υγρά. Ωστόσο, έχουν βρει περιορισμένη χρήση καθώς μειώνουν την αντοχή του κινητήρα.
Το πρόσθετο μεθυλ τριτ-βουτυλαιθέρα (MTBE) με φυσικές και χημικές ιδιότητες παρόμοιες με τη βενζίνη θεωρείται πολλά υποσχόμενο. Όταν προστίθεται σε ποσότητα 10% στο καύσιμο, ο αριθμός οκτανίων αυξάνεται κατά 5-6 μονάδες.
Για βενζίνες υψηλών οκτανίωνχρησιμοποιήστε μια οργανική ουσία που ονομάζεται κουμένιο.
Επιπλέον, χρησιμοποιούνται πρόσθετα υψηλής περιεκτικότητας σε οκτάνια με βάση μονοϋδρικές αλκοόλες και ισοβουτυλένιο.
Οι αιθέρες βρήκαν τη μεγαλύτερη κατανομή στην παραγωγή καθαρής βενζίνης.
Οργανικές ενώσεις σιδήρου, πρόσθετα με βάση το μαγγάνιο με βάση τη Ν-μεθυλ-ανιλίνη, αποκηρωμένο ραφινικό χρησιμοποιούνται επίσης
Επιπλέον, ο τετραμεθυλικός μόλυβδος (TMS) μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί του TPP στη βενζίνη, η οποία εξατμίζεται καλύτερα και κατανέμεται πιο ομοιόμορφα στους κυλίνδρους.
Από την πρακτική της χρήσης θερμοηλεκτρικών σταθμών
Οι αυτοκινητιστές με σημαντική εμπειρία οδήγησης είναι εξοικειωμένοι με τα "κόκκινα κεριά". Το χρώμα των κεριών σε αυτό το χρώμα προέκυψε όταν ένας καθαρός αντικτυπητικός παράγοντας προστέθηκε σε βενζίνη χαμηλών οκτανίων αντί για TPP με καθαριστές. Αυτό οδήγησε στο προβάδισμα αυτών των συσκευών. Μετά από αυτό, δεν είναι πλέον δυνατή η επισκευή και η αποκατάσταση κεριών. Έτσι, η αντοχή στην κρούση της βενζίνης χαρακτηρίζεται όχι από αλόγιστη, αλλά από τη σωστή χρήση αντικτυπητικών παραγόντων που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για το σκοπό αυτό.
Οι βενζίνες με μόλυβδο συμβάλλουν σε λιγότερη φθορά στους εκκεντροφόρους εκκεντροφόρους σε σύγκριση με τις βενζίνες που δεν είναι CHP. Υποτίθεται ότι τα προϊόντα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της καύσης έπεσαν μέσω του λαδιού στην επιφάνεια, η οποία το προστάτευσε από τη φθορά. Το τελευταίο μειώθηκε επίσης σε σχέση με άλλα εξαρτήματα κινητήρα κατά τη χρήση βενζίνης με μόλυβδο.
Άλλα πρόσθετα καυσίμου
Για την αναστολή των οξειδωτικών αντιδράσεων, προστίθενται αντιοξειδωτικά στη βενζίνηπρόσθετα, τα οποία μπορεί να είναι πίσσα ξύλου, που είναι ένα μείγμα φαινολών με έλαια, παραοξυφαινυλαμίνης και PF-16, που είναι ένα μείγμα φαινολών.
Για να αποφευχθεί το πάγωμα του καρμπυρατέρ, χρησιμοποιούνται πρόσθετα κατά του πάγου. Χρησιμοποιούνται ως ενώσεις που διαλύουν το νερό και σχηματίζουν μείγματα χαμηλής κατάψυξης με αυτό, καθώς και σχηματίζοντας ένα κέλυφος στα σωματίδια πάγου, εμποδίζοντας την ανάπτυξή τους και την καθίζηση στα τοιχώματα του καρμπυρατέρ.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα πρόσθετα απορρυπαντικού για την αφαίρεση των ιζημάτων.
Παράγοντες που επηρεάζουν τον υπό εξέταση δείκτη
Η αντίσταση στην κρούση της βενζίνης δεν αξιολογείται μόνο με τον αριθμό οκτανίων. Επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες.
Το χτύπημα αυξάνεται με την αύξηση της συμπίεσης του κινητήρα, την αύξηση της διαμέτρου του κυλίνδρου, χρησιμοποιώντας έμβολα και κεφαλές από χυτοσίδηρο. Αυτοί οι παράγοντες είναι εποικοδομητικοί.
Τα χαρακτηριστικά απόδοσης που βελτιώνουν το χτύπημα περιλαμβάνουν αύξηση του φορτίου του κινητήρα σε σταθερή ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα ή μείωση της ταχύτητας του κινητήρα σε σταθερό φορτίο με αύξηση του χρονισμού ανάφλεξης, μείωση της υγρασίας του αέρα, αύξηση της στρώμα αιθάλης στο θάλαμο καύσης και η θερμοκρασία καύσης του ψυκτικού.
Εκτός αυτού, η έκρηξη προκαλείται από την επίδραση φυσικών και χημικών παραγόντων. Τα τελευταία οφείλονται στο γεγονός ότι το καύσιμο είναι ικανό να σχηματίσει ενώσεις υπεροξειδίου, οι οποίες, όταν επιτευχθεί μια ορισμένη συγκέντρωση, συμβάλλουν στο σχηματισμόαυτού του φαινομένου. Η αποσύνθεση αυτών των ενώσεων προχωρά αρκετά γρήγορα, ενώ απελευθερώνεται θερμότητα και σχηματίζεται μια «ψυχρή» φλόγα, η οποία, όταν πολλαπλασιάζεται, διαποτίζει το μείγμα με προϊόντα αποσύνθεσης υπεροξειδίου. Περιέχουν ενεργά κέντρα, λόγω των οποίων εμφανίζεται ένα μέτωπο καυτής φλόγας.
Ο κύριος φυσικός παράγοντας είναι ο λόγος συμπίεσης του κινητήρα. Είναι ευθέως ανάλογο με την πίεση και τη θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης. Όταν επιτυγχάνονται κρίσιμες τιμές, ένα μέρος του μίγματος εργασίας αναφλέγεται και καίγεται με εκρηκτική ταχύτητα.
Αντοχή κρουσμάτων διαφόρων τύπων κινητήρων
Η υψηλή αντίσταση κρουσμάτων της βενζίνης κινητήρα είναι τυπική για κινητήρες ελαφρού καυσίμου. Εξασφαλίζει την κανονική καύση αυτών των τύπων καυσίμων σε διάφορους τρόπους λειτουργίας του κινητήρα. Η διαδικασία της έκρηξης σε αυτήν την περίπτωση συζητήθηκε παραπάνω.
Για να διασφαλιστεί ένας κανονικός κύκλος λειτουργίας σε κινητήρες ντίζελ που λειτουργούν με αυτανάφλεξη από τη συμπίεση του μίγματος εργασίας, η αντίσταση κρουσμάτων του καυσίμου πρέπει να είναι χαμηλή. Για αυτούς τους κινητήρες χρησιμοποιείται ένα χαρακτηριστικό όπως «αριθμός κετανίου», που δείχνει τη χρονική περίοδο από την είσοδο του καυσίμου στον κύλινδρο μέχρι την έναρξη της καύσης του. Όσο υψηλότερη είναι, τόσο μικρότερη είναι η καθυστέρηση, τόσο πιο ομαλά εκτελείται η καύση του μείγματος καυσίμου.
Βαθμός βενζίνης
Εκτός από την αντίσταση κρούσης της βενζίνης για αεροπορικούς τύπους αυτού του καυσίμου, χρησιμοποιείται η έννοια του βαθμού. Αυτή είναιδείχνει πόσο αλλάζει η ισχύς όταν ένας μονοκύλινδρος κινητήρας λειτουργεί με ένα πλούσιο μείγμα στο υπό μελέτη καύσιμο, σε σύγκριση με την ισχύ που αναπτύσσεται από τον ίδιο κινητήρα σε ισοοκτάνιο, η ισχύς του οποίου λαμβάνεται ως μονάδες βαθμού 100 ή 100%.
Συμπερασματικά
Η αντίσταση κρουσμάτων της βενζίνης είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει την ικανότητα αυτού του τύπου καυσίμου να αντιστέκεται στην αυτανάφλεξη κατά τη συμπίεση. Αναφέρεται στα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά οποιουδήποτε καυσίμου, συμπεριλαμβανομένου του εν λόγω τύπου. Για κινητήρες ελαφρού καυσίμου, προσδιορίζεται μέσω του αριθμού οκτανίων. Για να αυξηθεί αυτός ο δείκτης, χρησιμοποιούνται πρόσθετα υψηλών οκτανίων, εισάγονται αντικρουστικοί παράγοντες, επιλέγονται πρώτες ύλες και αναπτύσσονται τεχνολογίες για την επεξεργασία του.
