ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Детонационная стойкость из "Технология первичной переработки нефти и природного газа Изд.2" Топливом для дизельных двигателей, где оно самовоспламеняется при непосредственном впрыске в цилиндр с сжатым горячим воздухом, является более тяжелая фракция нефти 180 - 360 °С - дизельное топливо. Показателем, определяющим горение такого топлива, является его воспламеняемость от контакта с разогретым воздухом. [c.177] Наконец, для ТК ВРД топливом служит керосиновая фракция 130 - 240 °С, но специальных показателей по его горению не предусматривается, поскольку при запуске двигателя ТВС в потоке зажигается принудительно, а при работе двигателя горение топлива устойчиво обеспечивается высокой теплонапряжен-ностью камер сгорания. Моторные свойства авиационного керосина поэтому косвенно характеризуются другими его физическими свойствами (вязкостью, химическим составом, теплотой сгорания). [c.177] Под детонационной стойкостью понимают способность топлива сгорать в цилиндре двигателя с принудительным зажиганием без детонации (detono по латыни - феметь ). Явление детонации -следствие аномального горения ТВС в цилиндре. [c.177] Нормальным считается горение, когда от точки зажигания (свечи) фронт пламени в цилиндре распространяется по радиусам сферы во все стороны со скоростью порядка 20 - 50 м/с. На рис. 3.44 характер изменения давления в цилиндре при таком горении показан кривой 1. [c.177] Причиной возникновения очагов микровзрывов в несгоревшей части ТВС является следующее. После момента зажигания (точка 3 на рис. 3.44) давление в цилиндре начинает резко расти и соответственно нарастает парциальное давление кислорода в еще не сгоревшей части ТВС. Это способствует интенсивному окислению углеводородов и в том числе образованию пероксидов (ROO-R или ROO-H) - неустойчивых соединений, содержащих в составе своих молекул горючие элементы (водород и углерод) и окислитель (кислород). Распадаясь, эти соединения создают множество очагов самовоспламенения по всему объему, что приводит к резкому всплеску давления в цилиндре (кривая 2 на рис. 3.44), колебания которого не затухают (из-за ударных волн) даже после того, как поршень идет вниз от ВМТ. [c.178] Благоприятным условием для детонационного горения является богатая ТВС при наддуве двигателя (т. е. всасывании ТВС под избыточным давлением). [c.178] С другой стороны, детонационное горение определяет химический состав топлива, т. е. склонность его к образованию пероксидов. [c.178] Наиболее детонационно стойкими (т. е. наименее склонными к образованию пероксидов) являются ароматические углеводороды, причем с увеличением длины боковых алкильных цепей у них снижается детонационная стойкость. [c.178] К ароматическим по детонационной стойкости приближаются изоалканы, причем чем выше у них степень разветвленности, тем выше эта стойкость. [c.178] Влияет на нее и положение двойной связи чем ближе она к краю цепи, тем выше стойкость. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные алканы, причем увеличение длины цепи ее снижает. [c.179] Мерой детонационной стойкости топлива является октановое число (04) по условно принятой шкале. В этой шкале за 100 единиц принята детонационная стойкость изооктана (2,2,4-триметилпентана) С Н , а за нуль принята детонационная стойкость н-гептана С7Н16. [c.179] Октановьш числом испытуемого бензина называют количество изооктана [в %(об.)] в его смеси с н-гептаном (эталонная смесь), при котором детонационная стойкость такой смеси эквивалентна детонационной стойкости испытуемого бензина в стандартных условиях испытания. [c.179] Зависимость октанового числа различных углеводородов от числа атомов углерода в их молекуле (температуры кипения) иллюстрирует рис. 3.45. Так, для ароматических - Сз и изо-алканов С4 - С октановое число мало меняется и является наибольшим. Для олефинов и алканов зависимость более резкая, и уже для углеводородов С7 - С9 она близка к нулю, хотя углеводороды С3 и С4 по октановому числу близки к ароматическим. [c.179] Из него следует, что чем выще степень сжатия (выще температура ТВС и парциальное давление в ней кислорода), тем больше должно быть октановое число бензина, и чем больше диаметр цилиндра (дальше от точки зажигания периферийная часть несгоревшей ТВС, где резко растет давление), тем более высокое октановое число бензина требуется для такого двигателя. Иными словами, если бензин с определенным октановым числом, рассчитанный на применение в двигателе с определенной степенью сжатия и диаметром цилиндра, применить в другом двигателе - с большими значениями е и /ц, то в последнем он будет сгорать с заметной детонацией (и соответственно потерей мощности двигателя). [c.180] Как уже отмечалось, изменить (например, повысить) октановое число бензина можно, регулируя в нем соотношение фупп углеводородов (например, добавив в него ароматические или изоалкановые углеводороды g - g). Такой путь как экологически наиболее предпочтительный принят сейчас во многих странах при получении высокооктановых бензинов. Кроме того, возможны добавки химических веществ, подавляющих образование пероксидных соединений. Такие вещества называют антидетонационными присадками . [c.180] Наибольщее распространение из них в свое время получил тетраэтилсвинец - Pb( 2Hs)4, механизм действия которого состоит в следующем. При повышенной температуре в условиях цилиндра это соединение, распадаясь, образует радикалы свинца и этильный. Последний является ингибитором пероксидооб-разования, а радикал свинца в атмосфере кислорода окисляется до диоксида свинца, реагирующего с уже образовавшимися пероксидами углеводородов и восстанавливающего их до оксидов, более стойких к самовозгоранию. В этой реакции образуются молекула воды и оксид свинца, который является нелетучим соединением и может отлагаться внутри цилиндра. Чтобы вынести из цилиндра двигателя с выхлопными газами оксид свинца, вместе с тетраэтилсвинцом в бензин можно вводить соеди-нение-выноситель (например, дибромэтан С2Н4ВГ2), образующий с оксидом свинца летучее соединение, выбрасываемое вместе с выхлопными газами. [c.180] Разность октановых чисел бензина с добавкой тетраэтилсвинца и без добавки называют приемистостью бензина к тетраэтилсвинцу. [c.181] Существует несколько стандартных и нестандартных методов определения детонационной стойкости бензинов. [c.181] Стандартных методов четыре. [c.181] Исследовательский метод определения октанового числа (ГОСТ 8226-82) состоит в том, что детонационную стойкость испытуемого бензина сравнивают с детонационной стойкостью эталонной смеси подбором соотношения в ней изооктана с гептаном. Сравнительное испытание проводят на стандартной одноцилиндровой установке УИТ-65, позволяющей изменять степень сжатия, а начало детонации фиксировать электронным датчиком. Испытание проводят с частотой вращения вала двигателя 600 6 об/мин с постоянным углом опережения зажигания 13 при температуре воздуха, поступающего в карбюратор, 52 1 °С. Получаемое исследовательским методом октановое число (ОЧ ) соответствует относительно мягким условиям работы двигателя (городская езда автомобилей с небольшими нагрузками). [c.181] Вернуться к основной статье