Измерение октанового числа – Приборы (октанометры) для измерения октанового числа бензина — DRIVE2

Приборы (октанометры) для измерения октанового числа бензина — DRIVE2

По данным Всероссийского общества прав потребителей, до 40 % продаваемого в стране топлива в настоящее время фальсифицировано.

Что значит октановое число?

Все это выражение очень часто употребляют, но не все знают, что оно означает. Октановое число не имеет ничего общего с молекулой октана C8h28. В рамках рассматриваемых вопросов октановое число топлива является критерием его сопротивления детонации, определяемым при лабораторных испытаниях – ВСЕ, НИЧЕГО БОЛЬШЕ.
Октановое число это только показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива в двигателе. Давным-давно, когда двигатели внутреннего сгорания только стали набирать популярность, производители обнаружили проблему детонации. Поэтому они решили создать специальный тест, позволяющий определить использование какого именно бензина приводит к этому неприятному эффекту.
Производители делали моторы с разной степенью сжатия и им было необходимо определится с ее пороговой величиной, соответствующей началу детонации. Поэтому были разработаны правила поведения тестов, которые используются и по сей день.

Для сравнения испытываемого топлива со стандартными смесями используют установку УИТ-65 или УИТ-85 (в России) представляющую собой одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия.
Для проведения тестов было решено использовать два вида углеводородов: изооктан (очень хорошие антидетонационные свойства) и гептан (наоборот, такими качествами не обладает). Антидетонационные свойства изооктана оценили значением 100, гептану приписали О (ноль).
Двигатель тестируют при 600 об/мин на определенном топливе и постепенно, до возникновения детонации, повышают степень сжатия. Затем, в тот же день, при той же степени сжатия, на том же двигателе проводятся тесты с использованием в качестве топлива смеси изооктана и гептана. При этом ищется такая пропорция смеси, которая будет обладать тем же порогом возникновения детонации, что и исследуемый бензин. Так вот, если смесь с содержанием 80% изооктана и 20% гептана показала точно такой же результат, как и бензин – значит это бензин с октановым числом 80. А если смесь 98% к 2%, так это будет 98 бензин. Данный метод называется Research Octane Number (RON), Эта классификация используется во многих странах, включая Россию.

Америкосы, как всегда, пошли своим путем и придумали свои правила. Это точно такой же тест, только температура воздуха выше и производится на 900 оборотах. Называется это — Motor Octane Number (MON). Результаты обычно отличаются на 8 -10 чисел в меньшую сторону (условия ближе к реальным). 98 RON будет 88 MON. Американцам и этого недостаточно, они решили у себя использовать для классификации бензина следующею схему — (RON + MON) / 2. Значит сотый (100) бензин для Европы или России будет классифицироваться в Америке как 95 (100 + 90) / 2. Поэтому, если у вас машина из Америки, будьте осторожны.

Октанометр и его принцип работы

Сегодня есть возможность приобрести приборы для экспресс анализа топлива – Октанометр. Конечно это г

www.drive2.ru

Способы определения октанового числа в топливе

В настоящее время на территории России официально приняты и повсеместно применяются только 2 метода определения уровня октана в бензине:

• исследовательский;
• моторный.

   Исследовательский метод определения октанового числа подразумевает проведение испытаний в строгом соответствии с ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013. Для проведения испытаний моторного метода определения данного критерия предусмотрены ГОСТ 511-82 и ГОСТ Р 32340-2013.

   Определение октанового числа названными методами производится в ходе испытания топливной смеси на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый мотор — УИТ-65, УИТ-85 (ГОСТ 8226-82, ГОСТ 511-82) и УИТ-85М и CFR (ГОСТ 32339-2013 и ГОСТ 32340-2013). Их использование позволяет изменять степень сжатия, благодаря чему удается сравнивать эталонное топливо с образцами бензина, предоставленными для исследования. Эталонным топливом в исследовании служит смесь, состоящая из двух углеводородов – изооктана с октановым числом, равным 100 единицам и нормального гептана с нулевым уровнем его содержания. Таким образом, смешивание этих веществ в необходимых для исследования пропорциях позволяет получить топливо с определенным октановым числом: например, 82% изооктана + 18% нормального гептана = топливо с октановым числом 82 единицы.

Моторный метод (движение за городом)

   Данный метод определяет, насколько устойчив бензин к детонации при максимальной мощности работы мотора в режиме увеличенной температуры. В ходе испытания обороты устанавливаются на отметке 900 в минуту, температура всасываемой смеси – на 149 градусах по Цельсию. Угол опережения зажигания – переменный. Проверка топлива моторным методом сравнивает испытываемый образец бензина с эталонным топливом в процессе переключения питания мотора автомобиля с одной топливной смеси на другую. Задачей метода является определение той смеси эталонного бензина, момент детонирования которого совпадает с детонацией исследуемого образца.

Исследовательский метод (движение в городе)

   Данный метод позволяет исследовать детонационную стойкость предоставленной для исследования смеси в условиях эксплуатации мотора при его частичной нагрузке. Основной принцип проведения данного исследовательского метода совпадает с алгоритмом метода моторного – испытываемый образец сравнивают с эталонным топливом. Однако в этом случае обороты уже снижены до 600 в минуту, а угол опережения зажигания установлен постоянный – 13°, при этом температура всасываемого воздуха равняется 52 градусам по Цельсию.

Как еще определить октановое число бензина?

   Моторный и исследовательский способы определения октанового числа в топливе являются официально утвержденными и широко используемыми. Однако есть еще некоторые способы узнать, сколько единиц октанового числа содержится в бензине. Так цифровые октанометры позволяют оперативно проанализировать состав топлива и узнать его октановое число, что очень удобно и востребовано среди производителей топлива.

   Принцип устройства заключается в сравнении исследуемых образцов бензина с заранее сохраненными параметрами основных марок топлива. Это становится возможным благодаря диэлектрической проницаемости автомобильного бензина. Прибор достаточно прост и удобен в использовании – результаты исследования в течение самого короткого времени отображаются на экране. Однако полностью полагаться на данные, полученные благодаря даже самом надежному октанометру, не рекомендуется, посколько в настоящее время он все еще не является официальным и сертифицированным инструментом для проведения подовных исследований на территории РФ.

inntt.ru

Про Октановое число — DRIVE2

Несколько раз мне уже задавали вопрос по специальности. Типа, а что такое октановое число, с чем его едят…и увеличивает ли бензин с большим октановым числом мощность моего двигателе…
В общем, чтобы не копировать каждый раз одно и то же сообщение, решил сделать небольшую выжимку из лекционного курса «Основы нефтепереработки» бывшего препода Технического университета (то беж меня). Да и потом надо же чем-то занять обед, пока у нас тут льет как из ведра и даже не выйдешь до столовой…
Не стану закидывать и загружать терминами и определениями из умных книжек мастодонтов данной науки и постараюсь представить всё в удобоваримой форме.

Ну-с, начнем…)))
Октановое число – что же это такое? Не вдаваясь в громоздкие определения, по сути это устойчивость горючей жидкости, в частности бензина, к детонации, то есть грубо, к самовоспламенению в определенных условиях. Каждая горючая жидкость в смеси с окислителем в испаренном состоянии или виде взвеси, то есть в виде очень мелких капель распределенных в газе (а обычно эти оба состояния присутствуют одновременно) способна к самовоспламенению в определенных условиях. Этим же свойством обладают и горючие газы. Применимо к ДВС, окислителем служит воздух. Он же является и газом в котором вся эта гадость растворена/распределена. Почему гадость? Эх, знали бы вы что делает вся эта органика и химия с человеком…

Отвлекаться не буду))). Так вот. Условий, при которых происходит это самовоспламенение, всего три:
1. Соотношение горючая жидкость(газ) и окислитель. При разных соотношениях смесь может воспламенять, а может, и нет. Все зависит, от так называемых, пределов воспламенения и пределов взрываемости. Принцип один для всех. Предел – это процент содержания окислителя в смели. До нижнего предела смесь не взрывается и не загорается потому что не хватает окислителя чтобы произошел процесс горения или взрыв. Начиная с нижнего предела и до верхнего процессы происходят. А вот при переходе выше верхнего предела окислителя уже столько много, что вещества не хватает чтобы оно загорелось/взорвалось, так как его молекулы так сильно удалены друг от друга, что им трудно передать реакцию дальше по цепи.
Небольшое отступление.
Хочу уточнить, что процессы горения и взрыва с точки зрения химии процессы разные. Горение – это хоть как-то контролируемый процесс окисления. А вот процесс взрыва, истинного взрыва, практически не контролируем, так как протекает по так называемому радикальному механизму… Как раз детонация это и есть радикальный процесс. И при эго протекании происходит выделение гигантской энергии.
Так вот, применимо к ДВС, данное условие можно считать условно постоянным, так как в двигателе сгорает смесь с точки зрения соотношения бензин : воздух приготавливаемая в определенном диапазоне. Специально чтобы она горела!
И поэтому влияние этого фактора для правильно настроенной системы смешения можно не считать. Однако для неверно работающей системы смешения этот фактор становится актуальным.

2. Температура, при которой происходит самовоспламенение. Здесь тоже не все так просто. Она зависит от химического строения вещества и от его теплоты сгорания. То есть от той энергии которую вещество выделяет при сгорании. А также от давления. Чем сильнее сжать смесь, с соотношением горючее вещество : окислитель заведомо попадающее в пределы воспламенения, тем меньше его надо нагреть. Это связано с так называемым законом Рауля-

www.drive2.ru

Прибор для измерения октанового числа бензина. «ОКТИС-2»

Ни для кого не секрет, что качество реализуемого бензина в России оставляет желать лучшего. Автозаправочные станции не всегда дают правдивую информацию клиенту о продаваемом топливе, вследствие чего наносится вред транспортному средству. Иногда на определенной АЗС продают бензин с искусственно завышенным октановым числом. Это достигается путем добавления специальных добавок. Как определить, какой бензин был залит в автомобиль? Имея представление о том, сколько стоит бензин, автовладелец хочет получить качественно оправданное топливо.

Назначение прибора

Решением в этом вопросе станет наличие у автовладельца специализированного устройства «Октис-2». Прибор может, в отличие от других аналогов, измерять октановый показатель бензина непосредственно при заливке в бак транспортного средства на АЗС. Это является очень удобным действием, когда при оплаченном топливе марки АИ-95 устройство выдает, например, показания, равные 89,1. Двигатель на таком бензине заведется, но негативное влияние однозначно скажется на его работоспособности.

В общепринятых нормах допустимой погрешностью октанового числа топлива можно считать в пределах плюс/минус 1,5 единицы от предлагаемого на заправочных станциях. Имея в постоянном пользовании прибор для измерения октанового числа бензина и проверяя его, можно легко убедиться в качестве или в отсутствии такового.

«Октис-2» разработан для определения октанового показателя автомобильного топлива таких марок, как:

· АИ – 80.

· АИ – 92.

· АИ – 95.

· АИ – 98.

Функциональная особенность устройства позволяет прибору действовать в двух режимах:

1. Проточный – замер производится во время заправки бензина в бак.

2. Режим погружения – прибор помещается в отдельную емкость, наполненную достаточным количеством замеряемой жидкости.

Технические данные

Производитель особо отмечает, что прибор работает в качестве индикатора. Информирует заинтересованное лицо о первичных, предварительных данных по качеству бензина. В России, где расположен производитель, устройство не предназначается как аргумент в конфликтных и спорных ситуациях по поводу качества топлива, реализуемого на АЗС.

«Октис-2» определяет октановый показатель в спектре от 75 до 99,9 единицы. Необходимый минимальный объем жидкости для замера в проточном режиме должен составлять от 5 до 10 литров, а для режима погружения достаточно будет 80 мл. При включении должно пройти не более 15 секунд для нормального функционирования прибора. Устройство питается от двух батареек типа «АА» с общим напряжением в 3 В. Ток, который потребляется от данных элементов питания, не должен превышать более чем 80 мА.

Прибор, по требованию производителя, должен эксплуатироваться при температуре внешней среды не менее +5 ℃ и не более +40 ^оС. Влажность воздуха должна составлять от 30 до 80 % при температуре 30 ℃. Температура проверяемой жидкости не должна превышать +40 ℃. Масса прибора для измерения октанового числа бензина не превышает 360 грамм.

Безопасность эксплуатации

Все проводимые операции при помощи устройства «Октис-2» должны осуществляться на открытом воздушном пространстве, либо в зданиях с мощной вентиляционной системой и максимально проветриваемых.

Категорически запрещено при работе с прибором:

· совмещать пользование с измерительным прибором других источников электрического питания;

· замена элементов питания внутреннего использования во время измерения октановых показателей, когда существует непосредственный контакт «Октиса-2» с бензином;

· использовать устройство для измерения октанового числа рядом с открытым огнем.

Производить установку или замену внутренних батареек рекомендуется только при выключенной кнопке запуска прибора «Октис-2».

После завершения измерительных процедур нужно встряхнуть прибор с целью освобождения чувствительного узла в замеряющей части от остатков бензина и положить назад в специальный футляр, поставляемый в комплекте.

Категорически не рекомендуется при очистке измерительного элемента в приборе прибегать к использованию ацетона и других похожих растворяющих жидкостей.

Устройство прибора «Октис-2»

Прибор для измерения октанового числа бензина является единым целым механизмом, который включает в себя три рабочих основных элемента:

1. Блок с электрической начинкой.

2. Переходной блок.

3. Измерительная трубка с чувствительным узлом.

Три элемента объединены между собой таким образом, что блок с электрической начинкой скреплен с переходным отсеком, который имеет уплотнительные кольца. Непосредственно в переходной блок вмонтирована измерительная трубочка, в конце которой находится чувствительный узел.

Переходной блок имеет крышку и совместно с трубкой образует проточный канал, пропускающий сквозь себя топливо. Электронный блок имеет табло с цифрами для отражения октанового показателя и вмещает в себя отсек для размещения элементов питания.

При попадании топлива на чувствительный узел данные элемента изменяются, электроника начинает сравнивать с показателями, имеющимися в памяти электроблока. В итоге на цифровом табло отражаются показания, которые соответствуют октановому уровню бензина.

Включение прибора для проверки бензина «Октис-2» осуществляется нажатием кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ» до упора. Повторная манипуляция с кнопкой приведет к выключению устройства.

Подготовка к рабочему режиму

Для работоспособного функционирования прибора необходимо провести некоторые подготовительные шаги.

1. Нужно убедиться, что прибор выключен путем визуального осмотра кнопки выключения. Данный узел должен находиться в положении «выключено».

2. Открыть крышку, закрывающую горловину переходного блока.

3. Поместить батарейки типа «АА» (2 штуки) в отсек для элементов питания, при этом необходимо строго соблюдать полярность монтажа.

4. Вернуть удерживающую пластину элементов питания на место, закрутить винтами.

5. Кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» переместить в положение «включено».

При правильно проведенной подготовке засветится цифровое табло, пройдет сканирование в виде мелькающей строки и появятся три цифры – «00.0». Это оповещение станет сигналом к тому, что прибор готов к работе.

Режим протекания

В данной функции для успешной работы надо поместить заправочный «пистолет» в переходной блок до упора. Прибор вставить в горловину бензобака и начать заправку автомобиля. Через некоторое время на цифровом табло отобразятся показания измерения октанового числа бензина. В расчет следует брать показания после первого появившегося. По завершении заправки или замера прекратить подачу топлива, отключить прибор «Октис-2» посредством кнопки «ВКЛ/ВЫКЛ». Отсоединить устройство, удалить остатки бензина, упаковать.

Режим погружения

В этом режиме нужно будет вставить прибор для измерения октанового числа бензина в емкость с измеряемой жидкостью. Положение должно быть вертикальное или немного под наклоном, но так, чтобы топливо доходило до специальной отметки, начерченной на измерительной трубке. Последующие шаги идентичны режиму протекания.

Неисправности и хранение

При включении прибора может появиться ошибка на цифровом счетчике прибора в виде недвижимой строки. Это является следствием загрязнения измеряющего узла. На элемент могли попасть пыль, вода, металлические крупинки при постоянной вставке заправочного «пистолета» или любые другие посторонние предметы. Необходимо промыть загрязненные участки бензином. Процесс очистки нужно проводить при выключенном аппарате, опуская его в указанную жидкость глубже начерченной отметки. Учитывая, сколько стоит бензин, прибор очень пригодится автомобилистам, которые заботятся о своем «железном коне» и личном финансовом благополучии.

Хранить «Октис-2» следует в поставляемом в комплекте футляре. Не подвергать прибор нагреву от солнечных лучей. Беречь от пыли.

fb.ru

все, что должен знать автолюбитель! — DRIVE2

Многим автолюбителям было бы интересно узнать об октановом числе бензина. Каждый день они заправляют свой автомобиль каким-то определенным бензином, даже не задумываясь, что означает та или иная цифра (92,95 или 80). В данной статье приведем основную информацию, которую должен знать любой уважающий себя владелец транспортного средства.

Октановое число. Что это?

Данное определение характеризует меру химической стойкости топлива к возгоранию. То есть чем выше октановое число, тем устойчивее топливо к самопроизвольному зажиганию. Это очень важно. В процессе движения поршня (в крайне верхнем положении) топливно-воздушная смесь может находиться под большим давлением. Если октановое число низкое, то бензин воспламеняется (без участия искры). Данное явление крайне негативно сказывается на двигателе.
Наверное, каждый владелец отечественных авто знает на себе, что такое детонация. Так вот данное явление происходит как раз по причине плохого качества бензина. В процессе работы двигателя могут появляться лишние шумы, которые очень надоедают автолюбителям. Происходит это из-за столкновения волн высокого давления, образующихся в процессе неправильной работы мотора.

Чем опасна детонация?

Для двигателя наличие детонации – это крайне опасный момент. Неконтролируемое возгорание может привести к расплавлению поршневых отверстий. В большинстве случаев могут даже погнуться шатуны. В конечном итоге мотор потребует капитального ремонта. К счастью, на современных авто подобная поломка исключена, ведь управление осуществляется с помощью компьютерных блоков. Здесь в действие вступают специальные датчики, которые отслеживают появление детонаций. Как только подобные проявления обнаруживаются, специальный модуль возвращает контроль над топливной смесью. В зависимости от ситуации, может быть снижен уровень наддува или оттянуто время воспламенения свечи. То есть компьютерный блок самостоятельно производит защиту двигателя.

Зависимость степени сжатия от октанового числа

Чем выше степень сжатия поршней в двигателе, тем выше его мощность при минимально объеме бензиновой смеси. В современных машинах степень сжатия может составлять 10:1, но в некоторых случаях она может быть выше. Вопреки стереотипу многих автолюбителей двигатель с наддувом имеет, наоборот, меньшую степень сжатия. Производители машин обязатель

www.drive2.ru

Октановое число — это… Что такое Октановое число?

Указание октановых чисел на американской АЗС.

Окта́новое число́ — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объёму) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний.

Изооктан трудно окисляется даже при высоких степенях сжатия, и его детонационная стойкость условно принята за 100 единиц. Сгорание в двигателе н-гептана даже при невысоких степенях сжатия сопровождается детонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0. Для бензинов с октановым числом выше 100 создана условная шкала, в которой используют изооктан с добавлением различных количеств тетраэтилсвинца.

Характерный металлический звон при детонации создаётся детонационной волной, многократно отражающейся от стенок цилиндра. При детонации снижается мощность двигателя и ускоряется его износ.

Испытание топлива

Испытания на детонационную стойкость проводят или на полноразмерном автомобильном двигателе, или на специальных установках с одноцилиндровым двигателем. На полноразмерных двигателях при стендовых испытаниях определяют т. н. фактическое октановое число (ФОЧ), а в дорожных условиях — дорожное октановое число (ДОЧ). На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение октанового числа принято проводить в двух режимах: более жёсткий (моторный метод) и менее жёсткий (исследовательский метод). Октановое число топлива, установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше, чем октановое число, установленное моторным методом. Точность определения октанового числа, более правильно именуемая воспроизводимостью, составляет единицу. Это означает, что бензин с октановым числом 93 может показать на другой установке при соблюдении всех требований метода определения октанового числа (ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, ГОСТ 511, ГОСТ 8226) совсем другую величину, например 92. Существенным является то, что обе величины, 93 и 92, являются и точными, и правильными и при этом относятся к одному и тому же образцу топлива.

Виды октановых чисел: ОЧИ и ОЧМ

Исследовательское октановое число (ОЧИ) определяется на одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия, называемой УИТ-65 или УИТ-85, при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, температуре всасываемого воздуха 52°С и угле опережения зажигания 13 град. Оно показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.

Моторное октановое число (ОЧМ) определяется так же на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала 900 об/мин, температуре всасываемой смеси 149°С и переменном угле опережения зажигания. ОЧМ имеет более низкие значения, чем ОЧИ. ОЧМ характеризует поведение бензина на режимах больших нагрузок. Оказывает влияние на высокую скорость и детонацию при частичном дроссельном ускорении и работе двигателя под нагрузкой, движении в гору и т. д.

По крайней мере в 1950-х годах использовалось также октановое число по температурному методу.^[1]

Значения октанового числа углеводородов и различных видов топлива

Вещество	ОЧМ	ОЧИ
Метан	110,0	107,5
Пропан	100,0	105,7
н-бутан	91,0	93,6
Изобутан	99,0	101,1
н-пентан	61,7	61,7
Изопентан (2-метилбутан)	90,3	92,3
Изогексан (2,2-диметилбутан)	93,4	91,8
2,2,3-Триметилбутан	101,0	105,0
н-Гептан	0	0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)	100	100
1-Пентен	77,1	90,9
2-Метил-1-бутен	81,9	101,3
2-Метил-2-бутен	84,7	97,3
Метилциклопентан	80,0	91,3
Циклогексан	77,2	83,0
Бензол	111,6	113,0
Толуол	102,1	115,7
Бензины прямой перегонки	41-56	43-58
Бензины термического крекинга	65—70	70—75
Бензины каталитического крекинга	75—81	80—85
Бензины каталитического риформинга	77—86	83—97
Бензин Н-80((ОЧИ+ОЧМ)/2))	76[t 1]	84
Бензин АИ-92	83,5[t 1]	92
Полимербензин	85	100
Алкилат	90	92
Алкилбензол	100	107
Этанол	100	105
Метил-трет-бутиловый эфир	—	117[t 2]

1. ↑ ^{1 2} Ориентировочно, может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
2. ↑ Октановое число было определено при смешении с бензином.

Разность между ОЧИ и ОЧМ характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя.

Распределение октанового числа

Поскольку при эксплуатации полноразмерного двигателя при переменных режимах происходит фракционирование бензина, необходимо раздельно оценивать детонационную стойкость его различных фракций. Октановое число бензина, с учётом его фракционирования в двигателе, получило название «распределение октанового числа» (ОЧР). В связи со сложностью определения октанового числа на двигателях, разработаны методы косвенной оценки детонационной стойкости по физико-химическим показателям и характеристикам низкотемпературной реакции газофазного окисления, имитирующего предпламенные процессы.

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения. Топлива нефтяного происхождения, полученные каталитическим риформингом и крекингом, имеют более высокие октановые числа, чем полученные при прямой перегонке.

Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые компоненты и антидетонационные присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому звону при полной мощности мотора (если он не оборудован датчиком детонации). Подавляющее большинство современных инжекторных двигателей имеют датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, для двигателей с высокой степенью сжатия может быть необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

См. также

Примечания

1. ↑ Рыбальчик В. С., Поляков С. В., Герасименко В. Ф. ГЛАВА XII Топлива, масла и охлаждающие жидкости § 121. Оценка детонационной стойкости топлив // Теория поршневых авиационных двигателей / под ред. А. А. Добрынина. — М.: Воениздат, 1955. — С. 339. — 352 с.

Литература

• Гуреев А. А., Жоров Ю. M., Смидович E. В. Производство высокооктановых бензинов. М. 1981;
• Гуреев А. А., Серёгин Е. П., Азев В. С. Квалификационные методы испытания нефтяных топлив. М. 1984.
• http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2011/v318/i3/16.pdf

Ссылки

biograf.academic.ru

Ультразвуковой измеритель октанового числа бензина

Многие современные автомобили оснащены электронной системой зажигания с компьютерным блоком управления подачей и впрыском топлива. Один из важных для правильной работы блока управления параметров — октановое число бензина. При его несоответствии стандартному двигатель не сможет работать в оптимальном режиме, нарушится процесс управления впрыском топлива вплоть до аварийной потери мощности. Поэтому наличие простого и доступного для всех автолюбителей устройства контроля октанового числа бензина, заливаемого в топливный бак, сегодня весьма актуально.

Известно множество различных способов измерения октанового числа бензина [1], на основе которых освоен выпуск октаномеров. Например, широко применяемый в России прибор ZX101С фирмы Zeltex использует метод измерения октанового числа, основанный на поглощении бензином инфракрасного излучения в диапазоне 800…1100 нм. Запатентованная оптическая схема прибора содержит 14 светофильтров, в результате чего образуются 14 отсчётов спектра поглощения в указанном диапазоне. Далее на основе калибровочной модели вычисляется октановое число.

Выпускается также лабораторный анализатор ХХ-440, предназначенный для экспресс-анализа октанового числа бензина. Он прост в использовании и имеет высокую надёжность благодаря сложнейшим современным технологиям и запатентованным техническим решениям, применённым при его создании. После каждого включения прибор самотестируется для достижения максимальной точности. Результаты измерения отображаются на дисплее и могут быть распечатаны на встроенном принтере с указанием номера пробы, даты и времени проведения испытаний. Но стоимость такого прибора измеряется десятками тысяч долларов США. Создать аналогичные октаномеры в домашних условиях весьма затруднительно даже очень опытному радиолюбителю.

Для создания малогабаритного и дешёвого прибора оперативного контроля качества топлива можно воспользоваться ультразвуковым методом определения октанового числа бензина [2], в основе которого лежит измерение скорости распространения ультразвука в бензине. На основе этого метода отечественной промышленностью уже выпускаются октаномеры АС-98, SНАТОХ SХ-150, ОКТАН-ИМ и др.

Рассматриваемый ниже октаномер не претендует на высокую точность определения октанового числа бензина по сравнению с заявленной точностью промышленных приборов, но тем не менее позволяет отличить хороший бензин от плохого. Это немаловажно для автолюбителя, так как качество бензина на многих АЗС, к сожалению, не соответствует нормам. К тому же такой октано-мер прост в изготовлении, требует минимального налаживания, в нём использована дешёвая элементная база.

Блок-схема ультразвукового октаномера показана на рис. 1. На выходе генератора одиночного импульса формируется импульс (1), который передатчик переносит на резонансную частоту излучателя ультразвука (2). У наиболее распространённых ныне выпускаемых ультразвуковых излучателей эта частота равна 40, 200 или 400 кГц [3]. Импульс излучается в бензобак автомобиля.

Рис. 1.

На противоположной стороне бензобака ультразвуковой приёмник принимает этот импульс (3), а селективный детектор превращает его в импульс постоянного тока (4), задержанный относительно импульса (1) на время распространения ультразвука в бензине. Это время равно:

Δt = L/V

где L — расстояние между излучателем и приёмником ультразвука; V — скорость распространения ультразвука в анализируемом бензине. По фронтам излучённого и принятого импульсов формируется импульс (5), длительность которого равна Δt.

Измерив её и зная расстояние между излучателем и приёмником, можно вычислить скорость V и по ней оценить октановое число бензина.

Для измерения длительности импульс заполняют следующими с известным периодом счётными импульсами и подсчитывают их число. Затем это число сравнивают с эталонными константами для разных марок бензина, и по результатам сравнения, выводимым на светодиодный индикатор, делают вывод о марке и качестве бензина.

Значения скорости распространения ультразвука при различной температуре в бензинах, используемых в настоящее время в автомобильных двигателях и в воздухе, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Так как скорость распространения ультразвука в бензине существенно зависит от температуры, измерительную установку оснащают термостатом, встроив в бак с бензином датчик температуры и нагреватель. Это существенно повышает точность измерения, особенно в зимнее время.

Принципиальная схема октаномера, работающего по описанному принципу, представлена на рис. 2.

Рис. 2.

Передатчик и селективный детектор ультразвукового сигнала построены на базе микросхемы тонального декодера LМ567 (DА2). Эта микросхема представляет собой синхронный детектор, опорный генератор которого охвачен петлёй ФАПЧ. Генератор можно настроить на любую частоту F от 100 Гц до 500 кГц, выбрав соответствующие параметры элементов С6, R9 и R10:
Поскольку в приборе используются ультразвуковые преобразователи MA40S4R (ВМ1) и MA40S4S (ВА1) с резонансной частотой 40 кГц [3], то и частота генератора должна быть такой же. За счёт использования одного и того же генератора для формирования излучаемого импульса и детектирования принятого обеспечивается устойчивая настройка приёмника на сигнал передатчика.

Кварцевый генератор на логическом элементе DD8.4 формирует счётные импульсы частотой 1 МГц, заполняющие с помощью элемента DD8.3 импульс разности излучённого и принятого сигналов, образующийся на выходе элемента DD8.1. Таким образом, число импульсов, прошедших через элемент DD8.3, равно длительности прохождения ультразвуком мерного отрезка в бензине, выраженной в микросекундах. Для бензина разных марок при температуре 20 °С и длине мерного отрезка 1 м это число (N) указано в табл. 2.

Таблица 2

Импульсы подсчитывает счётчик DD1. Поскольку используются только семь его разрядов, в которых может содержаться число не более 127, в процессе счёта они многократно переполняются и по его завершении в них находится остаток отделения числа подсчитанных импульсов на 128 (N mod 128). Эти остатки также указаны в табл. 2. Поскольку разница между максимально и минимально возможными значениями остатков числа импульсов не превышает 127, неоднозначности отсчёта при анализе состояния только семи разрядов счётчика не возникает.

Число с выходов счётчика поступает на один из входов цифрового компаратора на микросхемах DD3 и DD5. На второй вход компаратора с помощью переключателя SA1 поочерёдно подают числа, соответствующие эталонной длительности задержки для четырех марок бензина. Эти числа устанавливаются на входах буферных элементов DD2, DD4, DD6 и DD9 в инверсном двоичном коде, поскольку эти элементы — инвертирующие. Поскольку выходы этих элементов имеют три состояния, их можно объединить в общую шину, что и сделано в октанометре.

При другой длине мерного отрезка (длине бензобака) образцовые числа N изменяются пропорционально, затем берутся остатки от их деления на 128.

Приступая к измерению октанового числа бензина, следует установить переключатель SА1 в положение «АИ-80». Затем обнулить счётчик нажатием на кнопку SВ1 и, нажав на кнопку SВ2, произвести измерение. Если октановое число бензина меньше эталонного для бензина этой марки, то включится красный светодиод НL3. Если оно равно эталонному, включится жёлтый светодиод НL2. Если больше, то будет включён зелёный светодиод HL1. В последнем случае следует последовательно переводить переключатель SА1 в положения, соответствующие большим октановым числам, продолжая наблюдать за светодиодами.

Налаживание прибора сводится к установке частоты 40 кГц на выводе 5 микросхемы DАЗ с помощью подстроечного резистора R9. Если использовать более высокочастотные ультразвуковые преобразователи на 100 или 200 кГц, то частоту генератора необходимо соответственно увеличить. Однако следует иметь в виду, что с повышением частоты ультразвука его затухание в бензине растёт. Поэтому размеры бака, в котором производятся измерения, придётся уменьшить, а это увеличит погрешность прибора.

Цифровые микросхемы, используемые в октаномере, можно заменить их импортными аналогами серий 4000 и 74НС. Вместо стабилизатора напряжения LТ3013ЕFЕ подойдёт любой линейный стабилизатор с регулируемым или фиксированным выходным напряжением 5 В и максимальным током нагрузки не менее 100 мА. Поскольку на стабилизаторе рассеивается мощность около 0,7 Вт, его нужно снабдить тепло-отводом.

Схема термостата показана на рис. 3. Он построен на специализированной микросхеме термостата LМ56ВIМ (DА1), которая имеет встроенный датчик температуры и источник образцового напряжения 1,25 В (вывод 1).

Рис. 3.

Температуру включения и выключения нагревателя задают значениями напряжения соответственно на входах U_TL (вывод 3) и U_TH (вывод 2), которые должны быть равны [4]:где Т_L и Т_H — заданные значения темпе­ратуры соответственно включения и выключения нагревателя, °С.

Эти напряжения получают из образ­цового напряжения U_ref (вывод 1) с по­мощью резистивного делителя напря­жения R1-RЗ. Задавшись значением R_Σ=R1+R2+R3, сопротивления этих резис­торов можно рассчитать по формулам:

Указанные на схеме номиналы резисторов R1-R3 обеспечивают температуру включения нагревателя около 18 °С, а температуру его выключения около 26°С. Если температура бензина меньше 18°С, то светится светодиод HL2 и включается нагревательный элемент ЕК1. Если температура выше 26°С, то нагреватель выключается, но включается светодиод HL1. Следовательно, когда включён любой из светодиодов, производить измерение октанового числа бензина не стоит.

Для правильного измерения температуры бензина корпус микросхемы LM56BIM должен иметь хороший тепловой контакт с бензобаком. Для подогрева бензобака использованы самоклеющиеся нагревательные фолии [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Способы измерения октанового числа в топливе. — URL: http://www.oktis.ru/press/ sposoby-izmereniya-oktanovogo-chisla-v-toplive/ (02.11.14).
2. Пащенко В. М., Чуклов В. С., Ван-цов В. И., Колосов А. А. Способ определения окта+ювого числа автомобильных бензинов. Патент RU 2189039 С2. — URL: http:// bd.patent.su/2189000-2189999/pat/ servl/servletf315.html (23.10.14).
3. Ultrasonic Sensor. Application Manual. — URL: http://www.symmetron.ru/suppliers/ murata/files/pdf/murata/ultrasonic-sen-sors.pdf (23.10.14)
4. LM56 Dual Output Low Power Thermostat. — URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ Im56.pdf (23.10.14).
5. Самоклеящиеся нагревательные фолии 12 VDC. — URL: http://dip8.ru/files/pdf/ fg12v.pdf (23.10.14).

Автор: А. КОРНЕВ, г. Одесса, Украина
Источник: РАДИО №2, 2015

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

No related posts.