ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы оценки из "Применение автомобильных бензинов" Для оценки антидетонационных свойств автомобильных бензинов предложены различные методы, базирующиеся на испытании топлив на безмоторных установках (бомбы, машины адиабатического сжатия), одноцилиндровых лабораторных и полноразмерных многоцилиндровых двигателях в стендовых и дорожных условиях. Попытки создать надежный контрольный метод оценки антидетонационных свойств бензинов на безмоторных установках пока не дали положительных результатов [1]. Большинство методов определения антидетонационных свойств топлив основано на сгорании их в двигателях. [c.90] Для оценки детонации используются практически все характерные проявления детонационного сгорания бензинов в двигателях повышение скорости сгорания и нарастания давления, увеличение температур газа и стенок камер сгорания, вибрация газа и корпуса двигателя, появление специфических продуктов преддетонационных реакций, изменение характера выхлопа, резкое уменьшение мощности и др. Некоторые из этих проявлений детонации используются только для исследовательских целей, другие — для количественного измерения уровня детонации в контрольных приборах и установках [1-11]. [c.90] Для измерения интенсивности детонации наибольшее распространение получили методы, основанные на измерении температур и давлений. Измерение температуры последней порции заряда оказалось довольно сложным и мало пригодным способом оценки детонации. Практическое применение получил метод измерения средней температуры стенок камер сгорания, на базе которого разработан так называемый температурный метод оценки детонационной стойкости авиационных бензинов. [c.90] Первая одноцилиндровая установка с переменной степеньк сжатия была создана Г. Рикардо в начале 20-х годов, и на этой установке была разработана первая методика оценки детонационной стойкости топлив по так называемой критической или наивысшей полезной степени сжатия, при которой начинается слышимая детонация [1 ]. Таким образом, уже в первом методе оценки детонационной стойкости бензинов детонация вызывалась за счет увеличения степени сжатия. В дальнейшем для инициирования детонации применялись фактически все параметры режима работы двигателя (дросселирование, наддув, число оборотов, состав смеси, угол опережения зажигания, температурный режим и т. д.), однако до сего времени изменение степени сжатия является основным фактором для создания условий детонационного сгорания в лабораторных методах оценки антидетонационных свойств бензинов. [c.91] В настоящее время для оценки детонационной стойкости автомобильных бензинов в лабораторных условиях пользуются специальными установками с одноцилиндровыми двигателями. В СССР до 1949 г. для оценки октановых чисел автомобильных бензинов применялся моторный метод (ГОСТ 511—46). В 1949 г. авиационной промышленностью была разработана [ 1 ] конструкция и организовано серийное производство отечественной одноцилиндровой установки для испытания топлив ИТ9-2. В дальнейшем, в связи с изменением технологии нефтепереработки и выпуском новых моделей двигателей в СССР, так же как и в других странах, возникла необходимость в применении менее жесткого, чем моторный, метода оценки октановых чисел. В 1959 г. на базе установки ИТ9-2 была сделана отечественная установка для исследовательского метода определения октанового числа, получившая индекс ИТ9-6 [1, 12]. [c.91] Следующим этапом совершенствования отечественных методов оценки октановых чисел было создание электронного детонометра ДП-60 вместо электромеханического датчика с подвижной иглой. Применение электронного детонометра значительно повысило точность определения октановых чисел [13, 14]. [c.91] В последние годы разработана и всесторонне испытана новая универсальная установка, предназначенная для определения октановых чисел как по моторному, так и по исследовательскому методам — УИТ-65 [1]. Новая установка оборудована автоматическими электронными устройствами для поддержания постоянного режима. [c.91] Лабораторные установки ИТ9-2 и ИТ9-6 однотипны, они состоят из одноцилиндрового двигателя, асинхронного электромотора, пульта управления, колонки для поддержания постоянной влажности всасываемого воздуха, аппаратуры для измерения детонации и вспомогательного оборудования. Одноцилиндровый поршневой четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с жидкостным термосифонно-испарительным охлаждением и специальным устройством для изменения степени сжатия (от 4 до 10) состоит из картера, цилиндра с поршнем, кривошипно-шатунного механизма, а также систем смазки и охлаждения [15]. [c.92] Склонность исследуемого бензина к детонации оценивается сравнением его с эталонными топливами, детонационная стойкость которых заранее известна. В качестве эталонных топлив используются, как правило, чистые индивидуальные углеводороды или другие соединения, названия которых применяют для обозначения соответствующего числа — толуоловое, бензольное, ксилольное, анилиновое, этиловое и т. п. [1 ]. В настоящее время наиболее широко для оценки детонационной стойкости пользуются так называемым октановым числом. При его определении эталонное топливо готовят смешением двух индивидуальных углеводородов. Один из них — изооктан (2,2,4-триметилпентан) — детонирует только при высокой степени сжатия и его детонационная стойкость принята равной 100 октановым единицам. Другой углеводород — н-гептан — обладает плохими антидетонационными свойствами и его октановое число принято за нуль. Смеси изооктана и гептана в различных соотношениях обладают разной детонационной стойкостью она характеризуется октановыми числами от нуля до 100. [c.92] Октановое число бензина определяют следующим образом. При работе на испытуемом бензине изменением степени сжатия двигателя добиваются появления детонации определенной силы. Затем подбирают такую эталонную смесь углеводородов, которая при этой же степени сжатия детонирует с той же силой, что и испытуемый бензин. Процентное содержание изооктана в такой смеси численно принимается за октановое число испытуемого бензина. [c.92] Октановые числа автомобильных бензинов выше 100 единиц определяются сравнением бензина с изооктаном, в который добавлена антидетонационная присадка — тетраэтилсвинец. [c.92] Испытания бензина по исследовательскому методу проводятся при менее напряженном режиме работы двигателя, чем по моторному методу. Поэтому октановое число бензина, определенное по исследовательскому методу, обычно несколько выше, чем октановое число, определенное по моторному методу. Разницу в октановых числах бензина, найденных этими двумя методами, называют чувствительностью бензина. Чувствительность бензина определяется его химическим составом. [c.93] Сопоставление октановых чисел с поведением бензинов в дорожных условиях показало, что исследовательский метод в какой-то мере характеризует антидетонационные свойства бензинов при работе двигателя в условиях городской езды при сравнительно низкой тепловой напряженности. При повышении теплового режима двигателя (длительная загородная езда, езда по плохим дорогам, перевозка тяжелых грузов, преодоление перевалов и т. д.) поведение бензина по его детонационной стойкости больше соответствует октановым числам, определенным по моторному методу. [c.93] Соответствие октановых чисел бензинов, определенных тем или иным лабораторным методом, их фактической детонационной стойкости в дорожных условиях зависит не только от конструктивных особенностей самого двигателя, но и от типа трансмиссии, использованной в данном автомобиле. В автомобиле с ручным переключением передач возможна работа двигателя на полностью открытом дросселе при сравнительно малых числах оборотов. Максимальная детонация в этом случае обычно наблюдается при малых числах оборотов и исследовательский метод оценки октановых чисел точнее отражает поведение топлива в дорожных условиях. [c.93] При автоматической передаче двигатель не может работать на малых оборотах с полностью открытым дросселем. Поэтому детонация возникает в области больших чисел оборотов и поведение бензина в дорожных условиях точнее оценивается моторным методом определения октановых чисел. [c.93] Различная оценка детонационной стойкости бензинов в лабораторных и дорожных условиях послужила основанием для проведения комплекса исследований на полноразмерных двигателях. [c.93] Вследствие несовершенства метода Юнионтаун в 1940 г. в США в г. Сан-Бернардино были проведены широкие комплексные испытания с целью создания нового метода дорожных детонационных испытаний. Этот метод, получивший название метода Сан-Бернардино или метода граничных линий , заключался в определении скорости, при которой прекращается детонация при разгоне автомобиля с минимальной скорости при полностью открытом дросселе на дороге с постоянным уклоном. Для испытуемых и эталонных топлив определялась зависимость граничного угла опережения зажигания от скорости движения автомобиля. В целях устранения режимов работы с повышенной интенсивностью детонации вспоследствии стали применять непрерывное ручное регулирование опережения зажигания в процессе разгона на начало слышимой детонации, и метод стал называться модифицированным методом граничных линий [1]. За последние годы американские методы детонационных испытаний принципиально не изменились и с небольшими усовершенствованиями применяются до настоящего времени. [c.94] В СССР методика детонационных испытаний полноразмерных автомобильных двигателей и бензинов была разработана Д. М. Аро-новым и Л. В. Малявинским и стандартизована в 1963 г. [16—19]. Метод (ГОСТ 10373—63) предназначен для определения фактических октановых чисел автомобильных бензинов и требований двигателей к детонационной стойкости применяемых бензинов. Он нашел применение при доводочных работах, связанных с созданием новых или модернизацией существующих двигателей, при определении их требований к детонационной стойкости бензинов, оценке фактических антидетонационных качеств товарных и новых сортов автомобильных топлив и их компонентов, а также при изучении рабочих процессов двигателей и детонационной стойкости топлив. В методе предусмотрены детонационные испытания двигателя (на моторном тормозном стенде со стандартным оборудованием) или автомобиля. [c.94] Стендовые испытания позволяют получить детонационную характеристику двигателя во всем диапазоне оборотов и соответственно детонационные характеристики испытуемых бензинов, показывающие их фактические антидетонационные свойства на данном двигателе. [c.94] Метод дорожных испытаний является упрощенным по сравнению с методом стендовых испытаний. При этом антидетонационные качества бензинов оцениваются не характеристикой, а точкой. [c.95] Вернуться к основной статье