ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Требования двигателей к детонационной стойкости бензинов из "Применение автомобильных бензинов" Таким образом, развитие конструкций и совершенствованне автомобильных двигателей сопровождается увеличением требований к детонационной стойкости применяемых бензинов. Развитие нефтеперерабатывающей промышленности также направлено на улучшение антидетонационных качеств автомобильных бензинов. Однако повышение октановых чисел вырабатываемых бензинов связано с необходимостью введения сложных и дорогостоящих технологических процессов и, следовательно, с увеличением капиталовложений и себестоимости бензина. Современные технологические процессы, направленные на повышение детонационной стойкости (риформинг, изомеризация, алкилирование и др.), не сопровождаются увеличением выхода бензина из нефти и поэтому затраты на эти процессы должны окупаться экономией от использования более высокооктановых бензинов в двигателях с повышенной степенью сжатия. В связи с этим обеспечение наиболее полного и эффективного использования автомобильных бензинов при максимальном соответствии между требованиями двигателей и антидетонационными качествами применяемых бензинов является важнейшей народнохозяйственной задачей. Для ее решения необходимо, с одной стороны, детальное изучение требований двигателей к детонационной стойкости бензинов [36, 37] и изменений этих требований в различных условиях эксплуатации, а с другой, —знание фактической детонационной стойкости бензинов в различных условиях применения. [c.100] Задача обеспечения полного соответствия между требованиями двигателей и фактической детонационной стойкостью применяемых бензинов приобретает особенно большое значение в последние годы при использовании высокооктановых бензинов в связи с тем, что стоимость каждой октановой единицы резко возрастает с повышением общего уровня детонационной стойкости бензинов. [c.100] Приведенные данные убедительно свидетельствуют о том, что потребность в высокооктановом бензине возникает лишь на ограниченном диапазоне режимов работы двигателя. На остальных режимах вполне возможно использование низкооктановых и потому более дешевых топлив. Поэтому сделан ряд попыток раздельного питания двигателя на режимах полных и частичных нагрузок путем применения двойной системы питания или впрыска антидетонационных или охлаждающих жидкостей на режиме полных нагрузок. Эти методы не получили широкого практического применения ввиду значительного усложнения систем питания и снижения их надежности. [c.101] Стремление к более полному использованию детонационной стойкости топлива и улучшению топливной экономичности двигателей на частичных нагрузках привело к созданию ряда конструкций дви-.гателей с переменной степенью сжатия [38]. Предлагаемые конструкции предусматривают увеличение степени сжатия двигателя при работе на частичных нагрузках, когда это не лимитируется детонацией. К сожалению, конструктивные усложнения, вводимые в двигателях с переменной степенью сжатия, пока столь велики, что они не компенсируются получаемыми преимуществами. [c.101] Эта зависимость свидетельствует о том, что допустимое снижение октановых чисел за счет установки более позднего опережения зажигания уменьшается при увеличении исходных требований. Иными словами, с повышением общего уровня антидетонационных требований (см. табл. 18) снижаются допустимые отклонения в октановых числах применяемых топлив. Такое весьма важное обстоятельство следует иметь в виду при разработке новых двигателей. [c.102] Требования двигателя определяются с помощью первичных эталонов — смеси изооктана и гептана. Октановое число этой смеси определяется содержанием изооктана и не зависит от условий испытаний и режима работы двигателя. Однако исследование антидетонационных свойств автомобильных бензинов на одноцилиндровых установках и на полноразмерных двигателях при различных режимах работы показало, что бензины, различающиеся по углеводородному составу, по-разному реагируют на изменение режима испытаний и, соответственно, их антидетонационные свойства зависят от режима работы двигателя. Выше уже отмечалось, что октановые числа бензинов, определенные на различных режимах (исследовательский и моторный методы), могут различаться на 10—15 пунктов, т. е. бензины обладают различной чувствительностью к режиму работы двигателя. Для количественно й оценки чувствительности топлив пользуются разностью октановых чисел, определенных исследовательским и моторным методами. [c.103] При использовании чувствительного бензина в двигателе его фактическая детонационная стойкость может быть ближе к октановому числу, определенному по исследовательскому или моторному методу. Характер оценки бензина в этом сучае зависит от жесткости режима работы двигателя. Под жесткостью режима здесь понимается не один какой-либо параметр, а совокупность ряда параметров, влияющих на оценку антидетонационных свойств [39]. [c.103] Детонационная жесткость моторного метода условно принята равной 10 единицам, а исследбвательского — нулю. Таким образом, в двигателе с детонационной жесткостью, равной 10, фактические октановые числа бензинов будут равны ОЧММ, а при жесткости, равной О, — ОЧИМ. Если жесткость режима двигателя больше 10, то фактические октановые числа бензинов будут на этом режиме меньше их ОЧММ, а если жесткость меньше О, то фактические октановые числа будут больше, чем их ОЧИМ. [c.103] Для полной характеристики двигателя определяются его детонационная жесткость на нескольких оптимальных режимах работы с использованием чувствительных эталонных топлив (смеси диизобутилена с -гептаном). На. рис. 39 представлены результаты определения детонационной жесткости для ряда отечественных двигателей легковых и грузовых автомобилей. [c.103] Исследования показали, что с увеличением числа оборотов жесткость двигателей возрастает (рис. 40). Увеличение степени сжатия вызывает снижение жесткости, а увеличение температуры воздуха приводит к незначительному ее повышению [39]. [c.104] Таким образом, детонационный индекс двигателя показывает, насколько его антидетонационные требования отличаются от средних требований аналогичных двигателей. Индекс использования детонационной стойкости показывает, насколько в данном двигателе топливо используется лучше или хуже, чем в среднем двигателе. Из определения следует, что лучшими, более совершенными, являются такие двигатели, которые имеют значения детонационного индекса и индекса использования детонационной стойкости более единицы. [c.105] В табл. 19 представлены результаты оценки совершенства некоторых отечественных автомобильных двигателей по приведенным выше безразмерным показателям. [c.105] Требования автомобильных двигателей к детонационной стойкости бензинов, установленные в стендовых условиях, могут значительно изменяться под влиянием некоторых параметров режима и эксплуатационных условий. На рис. 41 приведен ряд графиков, показывающих зависимость требований, предъявляемых к октановым числам бензина, от изменения некоторых режимных параметров двигателя [40]. На рис. 41, а показано влияние на детонационные требования к топливу числа оборотов при полном открытии дроссельной заслонки, мощностной регулировке карбюратора и оптимальном угле опережения зажигания. Наибольшие детонационные требования в данном случае соответствуют наименьшему числу оборотов. Однако максимум 04,. нередко располагается в области более высоких чисел оборотов, близких к числу оборотов, соответствующему максимальному крутящему моменту. При увеличении или уменьшении числа оборотов по отношению к этой точке детонационные требования уменьшаются. [c.106] На рис. 41, б изображена зависимость 04 от нагрузки (дросселирования) двигателя при постоянном числе оборотов, мощностной регулировке карбюратора и оптимальном угле опережения зажигания. Максимальные значения ОЧт соответствуют полному открытию дроссельной заслонки по мере дросселирования двигателя эти требования быстро снижаются. [c.106] На рис. 41, б показана зависимость 04 , от состава смеси при полном открытии дроссельной заслонки, постоянном числе оборотов и оптимальном угле опережения зажигания. Наибольшие значения ОЧт наблюдаются при составе смеси, близком к мощностной регулировке. [c.106] На рис. 41, е иллюстрируется влияние температуры охлаждения на величину требуемого октанового числа. В этом случае изменение температуры охлаждения оказало небольшое влияние на величину требуемого октанового числа. [c.108] Установленные на стенде требования двигателя к детонационной стойкости топлива могут существенно изменяться вследствие влияния эксплуатационных условий. [c.108] Антидетонационные требования двигателя повышаются при образовании нагара в камерах сгорания и накипи в системе охлаждения. Повышение требований связано в основном с ухудшением теплоотвода. Исследования показали, что антидетонационные требования автомобильного двигателя во время эксплуатации повышаются в среднем на 4—6 единиц, а в отдельных двигателя на 10—15 единиц. Рост требований происходит в первое время эксплуатации автомобиля равномерно и после пробега 10—15 тыс. км. стабилизируется. Очистка двигателя от нагара и накипи уменьшает значение 04 (рис. 42). [c.108] Антидетонационные требования двигателя зависят и от климатических условий эксплуатации. Температура окружающего воздуха влияет непосредственно на температуру смеси и температуру охлаждения, т. е. те параметры, влияние которых на требования двигателя мы рассмотрели ранее (рис. 41). Повышение влажности воздуха и уменьшение атмосферного давления приводят к уменьшению требований к детонационной стойкости топлив. [c.108] Следует отметить, что необходимость применения более высокооктановых бензинов диктуется не только увеличением антидетонационных требований двигателя при изменении определенных эксплуатационных условий, ной снижением фактического октанового числа бензинов, обладающих положительной чувствительностью. Эти особенности использования автомобильных бензинов будут рассмотрены в следующем разделе. [c.109] Вернуться к основной статье