Влияние октанового числа на расход топлива — Автокадабра
Юристы у нас есть, компьютерщики есть, нужны ещё инженеры и прочие химики.Октановое число бензина определяет его устойчивость к детонации. Чем больше октановое число, тем дольше бензин не взрывается при сжатии, тем сильнее его можно сжать. То есть, если двигатель хочет выжать из топлива больше энергии, он должен сжать топливо сильнее, а бензин от этого может взрываться (не в баке, а в цилиндре двигателя). Поэтому для таких двигателей придумывают бензины, которые выдерживают большее сжатие, не взрываясь. Чем больше степень сжатия топлива в двигателе, тем выше должно быть октановое число бензина.
Как это влияет на расход? Под кат.
Возьмём абстрактный двигатель одной абстрактной современной легковой машины. Степень сжатия топлива в этом двигателе не зависит от вида топлива, это характеристика, связанная исключительно с геометрическими параметрами: (Vc+Vh)/Vc, см. картинку к топику. На расход может повлиять только выделяемая при сгорании топлива энергия.
Для нашего абстрактного двигателя разница между бензинам следующая: если двигатель имеет степень сжатия 6-8, то ему достаточно, чтобы октановое число было 76/80 — бензин уже не будет детонировать в цилиндрах, но если 80-й бензин залить в наш абстрактный двигатель, у которого степень сжатия 8-9, то 80-й бензин начнёт взрываться (детонировать) раньше, чем его подожжёт искра от свечи, и пользы двигателю от этого будет мало: бензин не должен взрываться внутри цилиндра в нормальном режиме, он должен сгорать. Если же в этот двигатель залить 98-й, то он точно не будет детонировать раньше времени, зато он будет слишком медленно гореть после поджига (потому что рассчитан на большее сжатие) и поэтому будет вытекать недогоревшим в выхлопную трубу (от этого, кстати, клапана и прогорали раньше).
К счастью, в современных двигателях есть «мозги», которые позволяют ему самому решать, в какой момент поджигать топливо в цилиндре, поэтому в обоих случаях топливо поджигается раньше, чем если бы был залит родной 92/95. В случае с пониженным октановым числом это приводит к тому, что топливо сгорает слишком рано, расход растёт, движок ощутимо «не тянет». В случае с повышенным октановым числом просто снижается КПД (из-за растянутого времени сгорания топлива), расход растёт некритично, возможно ощущение что «не тянет» (на раннем зажигании так будет, даже с родным бензином).
Итак, правильный ответ на вопрос «влияет ли октановое число на расход»: если лить бензин с октановым числом ниже, чем расчётное, то расход повысится, если выше — то как минимум не снизится, может тоже повыситься.
Если двигатель рассчитан на 95-й — на 92-м расход повысится. Если двигатель рассчитан на 92-й, то на 95-м никаких преимуществ не будет.
Есть уточнения.
1.
Если бензин разбавлять ослиной мочой, то его энергия сгорания снизится, соответственно расход увеличится. Так что расход зависит от заправки. Если на заправке бодяжат только 95-й или только 92-й, то расход может изменяться при переходе с одного на другой (вопреки вышеизложенной теории), но в данном случае это происходит из-за ослиной мочи, а не из-за октанового числа бензина.
2. Производитель автомобиля может заявлять заниженное октановое число в требованиях к топливу, чтобы привлечь больше нищебродов покупателей. Стоит проверить степень сжатия своего двигателя, чтобы знать, имеет ли смысл попробовать более дорогой бензин, не рискуя нарваться на эффект плацебо. Занижение минимального октанового числа может приводить ко всяким спецэффектам, например, я замечал, что после каждой заправки (я заправляюсь 95-м) моя машина «не тянет» несколько первых километров. Это потому что мозги ещё не определили, что там залито в бак, и настроились на дефолтный 92-й, то есть, включили раннее зажигание.
3. 95-экто, 95-G-drive и т.п. — надо понимать,что даже если они и работают, то есть даже если они и прибавляют мощи, то точно не за счёт изменения октанового числа. Октановое число — 95, это указано в чеке. Соответственно:
1 как я отмечал выше, у этого топлива может быть повышена теплота сгорания (за счёт присадок),
2 у него могут быть присадки, повышающие другие характеристики, влияющие на общий КПД (вязкость, количество и вид образуемых газов, скорость сгорания, etc),
4 либо у него могут быть присадки, вызывающие эффект плацебо.
Что примечательно, нефтяники этот момент скрывают, то есть узнать, какой именно вариант используется для G-drive, а какой для 95-экто, — достаточно проблематично. Я склонен считать, что это комбинация из 3 и 4, но народ утверждает, что некоторые виды такого бензина смывают осадок в бензобаке, что намекает на элементы варианта 2 (очевидно, что смывают осадок они прямо в двигатель, так что с этим нужно поаккуратнее).
4. «95-й делают из 92-го, добавляя присадки». На самом деле — пофиг, хоть из 80-го, если у него октановое число 95 — значит, он 95-й, если он горит как бензин — значит это бензин, если он выделяет нужно количество энергии — машина будет ехать на нём, как на 95-м. До тех пор, пока в составе нет ослиной мочи и эти присадки не разъедают чего не надо (например, они могут убивать катализатор — но на расходе это не отразится) — этот бензин является нормальным 95-м. Если же он выпадает хлопьями в осадок на второй день — то здесь уже снова не в октановом числе проблема.
5. Есть разные способы определения октанового числа бензина, которые применяются в разных странах по дефолту. Американский способ определения октанового числа покажет на нашем 95-м примерно 90-92 своих попугая. Если в руководстве от американского автомобиля написано «лить 92-й», то при переходе на 95-й вы получите улучшение всех характеристик в точном соответствии с теорией, изложенной выше: расчётным бензином для такой машины является аналог нашего 95-го.
Можно ориентироваться на степень сжатия, чтобы проверить, не занижает ли производитель требования и не скопипастил ли он октановое число из доков на американские запчасти. Правда, найти источник этой информации мне не удалось:
| Октановое число: | Степень сжатия: |
| 92 | до 10,5 |
| 95 | 10-12,5 |
| 98 | 12-14,5 |
| 102 | 13,5-16 |
| 109 | 15,5-18. |
Ссылка на теорию: http://www.cars-love.ru/record-107.html Картинка оттуда.
P.S. не пытайтесь лить в бак своей машины 80-й бензин — клина словите, а я виноват окажусь. Коррекция зажигания «помогает», если октановое число отличается на 2-3 единицы, и предназначено для небольшой корректировки при колебании октанового числа, а не для того, чтобы на 80-м ездить.
Октановое число бензина — что это такое и на что влияет?
Октановое число бензина — важный показатель. От него зависят эксплуатационные свойства топлива, динамические и другие характеристики автомобиля. Под данным понятием подразумевается мера стойкости к детонации (возгоранию) этого типа топлива. Существуют определенные стандарты для различных видов бензина. Различные типы двигателей рассчитаны на использование бензина с определенным октановым числом.
Что же такое октановое число?
Октановое число, это мера химической стойкости бензина к автоматическому зажиганию. Чем больше октановое число бензина, тем он устойчивее к возгоранию. А возгорание влечет за собой выход двигателя из строя. На что влияет октановое число? Дело в том, что во время такта сжатия поршень начинает сжимать топливно-воздушную смесь. Когда смесь оказывается под высоким давлением, она может самопроизвольно возгораться. Это серьезная проблема в том случае, когда смесь загорается до того, как ласт искру свеча зажигания.
Грохот напоминает звон монет, которые вы кидаете в копилку. Звук и стон возникает по той причине, что самовоспламенение приводит к образованию волн высокого давления, которые сталкиваются между собой. Детонация может повредить внутренние компоненты двигателя. Возгорание легко расплавит поршневые отверстия, и даже погнет шатуны. В итоге двигатель придется ремонтировать. Однако в наше время этого практически не происходит по той причине, что производители используют компьютерные блоки управления двигателем.
Благодаря детонационным датчикам, которые представляют собой электронные преобразователи небольшого размера, закрепленные на блоке двигателя, могут обнаруживать характерные для детонации частоты. Когда датчики фиксируют появление частот, модуль, управляющий коробкой передач, выполняет ряд действий, направленных на возвращение контроля воздушно-топливной смеси.
На что влияет октановое число?
При работе автомобиля топливо в его двигателе перемешивается с воздухом, после чего полученная смесь поступает в камеру сгорания, где и поджигается при помощи искры. Если эта смесь не имеет достаточной стойкости к самовоспламенению, происходит взрыв с неприятными последствиями для двигателя.
Чтобы таких проблем не возникало, при производстве транспорта автомобильные концерны производят двигатели с высокой степенью сжатия.
Именно здесь и имеет значение октановое число. Двигатели с более высокой степенью сжатия требуют бензина, имеющего более высокое октановое число.
Как правило, их устанавливают в спортивные или представительские машины, то есть чем лучше и дороже транспорт, чем выше сжатие в его двигателе, тем выше должно быть октановое число в заправляемом топливе.
Как влияет использование бензина с повышенным или пониженным октановым числом на работу двигателя
Для каждой марки и модели автомобиля заводом-изготовителем предусмотрен бензин с определенным октановым числом. Узнать его можно из руководства по эксплуатации авто. Но что же произойдет, если не придерживаться рекомендаций?
Применение топлива с меньшим октановым числом, как мы уже знаем, ведет к детонации. Кроме этого увеличивается расход, снижается мощность двигателя, а при длительной нагрузке на него возможно прогорание клапанов, перегрев двигателя, выход из строя деталей поршневой группы. При использовании бензина с большим октановым числом ничего страшного не произойдет, разве, что немного снизится динамика за счет более длительного времени сгорания горючей смеси.
Ниже представлена таблица, из которой можно узнать, какое топливо лучше подойдет для двигателей с разной степенью сжатия.
| Степень сжатия | Марка бензина |
| < 10 | АИ-92 (кроме «Турбо») |
| 10-12 | АИ-95 |
| 12-14 | АИ-98 |
Как понизить октановое число бензина
С недавнего времени с заправок исчез бензин с октановым числом 76 и 80.
Но при этом большое количество техники, которая ещё на данный момент эксплуатируется, требует для своей нормальной работы именно такое топливо. Особенно часто возникают такие сложности с мотоблоками, выпущенными около 10 лет назад или же более. Приобретать новый — достаточно дорогостоящее мероприятие. Именно поэтому вопрос по поводу снижения октанового числа бензина очень актуален.
При заливке 92-го бензина вместо 80 или даже 76 двигатель обычно работает неровно, либо заводится и сразу глохнет. Потому прежде, чем использовать 92-ой, следует понизить его октановое число до приемлемого в конкретном случае. Существует несколько «народных» способов осуществить данную процедуру в домашних условиях: оставить канистру с бензином на открытом воздухе с незакрученной пробкой — каждый день величина октанового числа снижается на 0.5; использовать как добавку керосин — данный метод ранее использовался на старых автомобилях (достаточно сложно будет выбрать подходящие пропорции). При этом прежде, чем использовать такой метод, необходимо будет обязательно измерить величину октанового числа.
Степень сжатия и октановое число
Благодаря высокой степени сжатия двигатель вырабатывает больше мощности при меньшем сжигании топлива. Степень сжатия – показатель того, насколько плотно сжата топливно-воздушная в цилиндре. В современных двигателях степень сжатия 10 к 1, но если речь идет о двигателях с прямым впрыском топлива, то она может быть выше. Если двигатель с наддувом, то степень сжатия наоборот, меньше. Производители автомобилей должны знать тонкие нюансы, которые не приведут к возгоранию. Именно октановое число играет здесь большую роль. Высокая степень сжатия обычно у двигателей, которые используются в спорткарах. Они почти всегда нуждаются в топливе, у которого высокое октановое число, и которое реже воспламеняется. Бензин с высоким октановым числом, не влияет на расход горючего. Необходимо понимать, что высокое внутрицилиндровое давление требует горючего с более высоким октановым числом, для того, чтобы предостеречь двигатель от повреждений, вызванных самовоспламенением.
Однако ошибиться может каждый, и залить в бак не тот сорт бензина.
Что будет, если в бензобак «подать» не тот бензин?
Если автомобиль требует горючего премиум класса, а вы залили бензин с октановым числом 87, при этом начинаете слышать внутри нехарактерные звуки, то вам необходимо очень деликатно обращаться с автомобилем до тех пор, пока вы не доедете до заправочной станции. Причем не всегда вы будете слышать какой-либо шум в двигателе. Неправильный «бензин» станет причиной снижения производительности. Расход топлива увеличится в разы. Тепло начнет попадать в выхлопной катализатор, в результате чего его прочность будет снижена. Не заливайте в бак бензин с меньшим октановым числом, чем вам порекомендовал производитель.
САМЫЕ РАСПРОСТРАНЁННЫЕ ПРИСАДКИ, ПОВЫШАЮЩИЕ ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО
В последнее время химики постоянно работают над созданием различного рода присадок, способных максимизировать октановое число бензина. Повышение достигается посредством добавления в основной состав бензина различных ароматических и парафиновых углеводородов, все такие вещества являются алканами с разветвлённым строением.
После добавления таких компонентов, естественно, октановое число возрастает на несколько ступеней, однако приобретённый запах в несколько раз неприятнее низкооктанового бензина. Ещё один минус бензина, оснащённого присадками, — это его летучесть. Когда топливо длительно хранится в открытой канистре или ёмкость воздействует с окружающей средой, октановое число бензина понижается, ввиду чего такого рода бензин лучше использовать пока он «свежий».
Во времена СССР, чтобы значительно повысить октановое число, в топливо добавляли тетраэтилсвинец, такое вещество являлось ядовитой смесью, одной из составляющих которой был свинец. Несмотря на прекрасную эффективность, которую тетраэтилсвинец показал на практике, его ядовитые свойства вкупе с быстрым уничтожением каталитических нейтрализаторов и лямбда-зондов, повсеместно встречаемых практически во всех современных машинах, с течением времени заставили учёных отказаться от его активного использования. Эту присадку впоследствии заменили средства, основанные на марганце, правда, сейчас они тоже находятся под запретом ввиду различных экологических соображений.
Довольно распространено среди «продвинутых» автолюбителей такое вещество, как ферроцен. Такого рода современная присадка содержит большое количество железа, из-за которого после длительного использования на свечах появляется трудно выводимый налёт, обладающий отличной токопроводностью, заметить его можно по яркому оттенку красноватого цвета. Этот налёт негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля, одновременно уменьшая работоспособность и срок службы свечей.
Можно встретить бензины, в которых повышение октанового числа достигается добавлением других присадок. Используемые примеси способны выполнять широкий спектр различных задач, наряду с уменьшением разного рода вредных примесей из топлива (серы и воды) они способны очистить детали силового агрегата и всей топливной системы. Наиболее безвредной на сегодняшний день для составляющих мотора является антидетонационная примесь, которая называется метилтретбутиловый эфир. С недавнего времени именно эта присадка широко распространена не только в России, но и на Украине, и в Европе.
Посредством качественной примеси автовладелец может получить качественное топливо, такой бензин будет обладать октановым числом со 110 единицами. Стоит отметить, что это разновидность авиационного топлива. В бензин добавляется газовый конденсат, его октановое число всегда превышает отметку в 100 единиц.
Методы определения октанового числа
Официально на территории России октановое число измеряется двумя способами – «исследовательским» и «моторным». Указанные методы предусматривают использование специализированных установок на основе одноцилиндровых моторов с возможностью контроля степени сжатия и температуры топливной смеси. Алгоритмы измерения детонационной стойкости для указанных методов совпадают.
Образцы бензина сравниваются с эталонными смесями. Задачей исследования является выбор эталона, который будет детонировать с той же интенсивностью, как и исследуемое топливо.
Различие данных методов заключается в режимах работы установок, в которых происходит исследование детонационной стойкости.
«Моторный» метод предусматривает изучение бензина в условиях максимальной мощности работы двигателя при увеличенной температуре впрыскиваемой топливно-воздушной смеси. В ходе испытания количество оборотов мотора равно 900 в минуту, температура впрыскиваемой топливно-воздушной смеси – 149 °С. Условно считается, что данный режим работы мотора характерен для движения автомобиля за городом.
«Исследовательский» метод дает возможность определять октановое число бензина при частичной нагрузке мотора. Обороты устанавливаются на отметке 600 в минуту, температура впрыскиваемого топлива равна 52 °С. Подобный режим работы имитирует движение автомобиля в городе.
Значения исследовательского и моторного октановых чисел, как правило, не совпадают. Разница между ними называется чувствительностью топлива. В связи с этим при выборе топлива необходимо обращать внимание на то, каким методом производилось определение детонационной стойкости. Кроме того, в разных странах маркировка топлива может различаться.
К примеру, в Европе основным показателем является RON. В США и Канаде распространен другой параметр – AKI – среднее значение между исследовательским и моторным октановыми числами.
В связи с тем, что в руководстве по эксплуатации техники указываются требования к бензину с маркировкой страны-производителя, владельцу автомобиля иностранного производства следует использовать таблицы октановых чисел, чтобы выбрать наиболее подходящее топливо.
Указанные выше методы определения детонационной стойкости трудоемки и требуют наличия специализированного оборудования и реактивов. При этом многих автолюбителей интересует вопрос, как проверить октановое число бензина в домашних условиях. В связи с этим широкое распространение получил способ экспресс-оценки октанового числа с помощью так называемых «октанометров».
Указанные приборы измеряют диэлектрическую проницаемость бензина и сравнивают полученное значение с базой данных, заложенной в память прибора. Однако данный способ не отличается высокой точностью, поскольку показания прибора сильно зависят от типа топливных присадок, используемых производителями бензина.
Максимальное октановое число бензина
Развитие технологии двигателей внутреннего сгорания идет по пути наращивания мощности и увеличения экономичности. С увеличением этих параметров повышаются требования к используемому топливу.
Применение присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинец, ферроцен и др.) позволяет получить бензин с детонационной стойкостью на уровне 130-140 единиц. Однако в большинстве развитых стран подобные добавки к автомобильному топливу запрещены по экологическим причинам. Неэтилированные (не содержащие тетраэтилсвинец) бензины могут иметь октановое число до 109 единиц.
Большинство современных автомобилей рассчитано на использование бензина с октановым числом 95 или 98.
Гоночные автомобили применяют топливо с повышенным октановым числом – до 102 (согласно техническому регламенту FIA). Высшее октановое число бензина характерно для некоторых видов авиационного топлива – до 115.
Рекомендованное для автомобиля октановое число
На вопрос, какое топливо лучше использовать для автомобиля можно дать однозначный ответ – то, которое предписано для конкретного типа двигателя. Применение низкоктанового бензина, как было сказано ранее, приведет к детонации.
Многие современные автомобили оснащены системами предотвращения детонации, поэтому способны потреблять топливо с октановым числом ниже рекомендуемого. Но при этом увеличивается расход горючего и падает мощность двигателя, что делает попытку сэкономить подобным образом бессмысленной.
Однако и использование горючего с октановым числом, превышающим рекомендуемое, не принесет пользы. В лучшем случае это обернется повышенными расходами в силу более высокой стоимости высокооктанового топлива. В худшем может наблюдаться неполное сгорание бензина.
Мифы об октановом числе
В начале статьи отмечалось, что лишь немногие автовладельцы четко представляют себе, что такое октановое число. Результатом этого стало появление большого количества мифов. И если некоторые из них относительно безвредны, то вера в другие может обернуться серьезным ущербом для автомобиля.
Миф 1. Температура сгорания высокооктанового бензина выше, поэтому двигатель на нем развивает большую мощность. Октановое число никак не связано с температурой горения и выделяемым количеством теплоты. Все марки бензина обладают близкой по величине теплотворной способностью, поэтому не стоит рассчитывать увеличить мощность двигателя за счет применения высокооктанового топлива.
Миф 2. Октановое число можно измерить портативным прибором. Всевозможные «октанометры» выдают достаточно приблизительное значение октанового числа, поэтому не стоит на них всецело полагаться. Точное значение детонационной стойкости может быть получено лишь путем стендовых испытаний.
Сгорание бензина с разной величиной октанового числа
Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.
Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.
В чем заключается пагубность детонации для двигателя
Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.
Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
- Лазерные фары: что это такое и как работает?
- audi quattro технические характеристики обзор описание фото видео
- Фольксваген Туарег 2020 года c новым интерфейсом App-Connect и тремя дополнительными USB-разъемыми
- Тормозная жидкость: описание,виды,состав,основные свойства,фото,видео
- Как помыть двигатель автомобиля самому?
- Распиновка розетки прицепа легкового автомобиля:соединение,виды,фото
- Audi A6 — история создания,фото,видео.
- Автомобильный двигатель повышенный расход топлива,описание,фото.
- Технические характеристики Opel Mokka
- Как и когда был изобретен автомобиль
- Новые машины из Японии, которые тюнеры превращают в старые
- Мерседес 221 описание характеристики неисправности фото видео обзор
Что такое октановое число|Доставка дизельного топлива
Главная » Статьи » Что такое октановое число и на что оно влияет?
В мире каждый день потребляется огромное количество топлива. На нём не только ездят автомобили, летают самолёты, но ещё много где человек его использует. Оно стало неотъемлемой частью нашей жизни. Но, для того, чтобы двигатель работал стабильно, топливо должно обладать широким спектром свойств. Важнейшее из них – это октановое число.
Что такое октановое число?
Октановое число – важнейший параметр, от которого зависят не только эксплуатационные свойства топлива, но и некоторые характеристики автомобиля. На вопрос: «Что такое октановое число?». Можно ответить: «Это мера стойкости к возгоранию или детонации определённого вида топлива».
Существует множество стандартов для разных видов бензина. Для любого двигателя есть свой вид топлива с определённым октановым числом.
Октановое число – это стойкость к воспламенению под воздействием сжатия.
Есть разные типы октанового числа:
- исследовательское;
- моторное.
Различие между исследовательским и моторным типом – это чувствительность к воспламенению при сжатии.
Исследовательский тип можно проверить только в лабораторных условиях. Моторный тип проверяется на одноцилиндровом стандартном двигателе.
Как регулируется октановое число?
Раньше октановое число регулировалось добавлением в топливо свинца и прочих вредных веществ. Сейчас изменение происходит с помощью добавления различных присадок. Таким образом, из 80-го бензина можно сделать 92-ой и выше. Современные присадки дают возможность получить бензин с октановым числом выше 100. Правда, необходимо помнить, что длительное хранение такого бензина невозможно из-за высокой летучести. Другими словами, со временем такое топливо теряет свои свойства.
На что влияет октановое число?
Каждый двигатель, согласно заводу изготовителю, должен эксплуатироваться на определённом виде топлива, со своим октановым числом.
Многие думают, что бензин с большим октановым числом подходит для любых двигателей. Это мнение абсолютно ошибочно. Использование топлива и повышенным октановым числом не придаст большей мощности двигателю.
Если заправлять автомобиль топливом, непредусмотренным для него, это отразится на расходе топлива и сократит моторесурс двигателя. Впоследствии, это чревато капитальным ремонтом железного коня.
Заправляйте свой автомобиль тем топливом, которое предусмотрено заводом изготовителем, тогда он будет долго вам служить верой и правдой.
Как качество топлива влияет на расход и ресурс мотора
Многие автовладельцы уже давно поняли, что качество бензина, так или иначе, влияет на его расход. Но, не всем известно как именно это происходит.
Факт зависимости качества топлива с расходом актуален в случаях, когда у автомобиля стоит инжекторная система, и имеются кислородные датчики. Их задача – отслеживание состава топливной смеси. Так вот, если они вдруг «заметили», что бензин не соответствует стандартам качества, происходит автоматическое увеличение времени впрыска. Как результат – увеличение объема затрачиваемого горючего на целых 50, а то и 200%.
Основные причины влияния плохого топлива на расход
Некоторые утверждают, что всему виной октановое число. К примеру, если машине по инструкции (о топливе) положено заливать 95, то понижение до 92 сильно скажется на расходе. То есть, нельзя чтобы октановное число было ниже положенного. Однако и 95 в данном случае может быть не лучшего качества! Очень чувствительны к качеству топлива немецкие автомомбили с непосредственным впрыском топлива, наприме Audi TSFI
Дело вот в чем. Некачественный бензин – это тот, где содержится очень много ароматических углеводородов. Производители добавляют их с целью увеличения того самого октанового числа. Но, когда водитель заливает в свой автомобиль такое горючее, происходит следующее:
• Во впускном коллекторе, на поршнях, ДЗ, форсунках, свечах, а также на впускных клапанах откладывается сажа, отсюда и понижение топливной экономичности;
• Уменьшение мощности мотора, в отработавших газах повышается количество токсичных веществ;
• Катализатор забивается вдвое быстрее, чем на качественном топливе. Забитое фильтрующее устройство приводит к перегреву масла в движке. Масло теряет свое смазывающее свойство. Происходит перегрев двигателя;
• Увеличивается процент отложения нагара и смолистых веществ на деталях мотора;
• Износ отдельных элементов двигателя.
Из всего следует вывод, что технические параметры авто зависят напрямую от качества топлива. Те составы, которые не несут 100% соответствия требованиям и нормам, очень отрицательно сказываются на работе двигателя и увеличивают расход бензина.
В связи с этим, за последние годы требования к качеству нефтяных составов возросли. Были внесены ограничения, которые запрещают увеличивать объем содержания в горючих смесях ароматических углеводородов и сернистых соединений.
Важно! Почему не стоит использовать присадки, уменьшающие расход бензина?
Автомаркеты часто торгуют подделками, и может получиться так, что вам продадут вместо специализированной присадки, обычный нафталин. Когда вы добавляете его в бензин, октановое число возрастает. Отмечается высокий рост мощности двигателя, при этом сокращается расход топлива. Такой эффект длится около недели. Причиной тому становятся свойства нафталина: он кристаллизуется, забивает шланги топливной системы, а также форсунки. Поэтому не рискуйте и не экспериментируйте, а просто заправляйте бензин как можно высшего качества!
Октановое число бензина
Думаем, любой автолюбитель когда-либо задумывался о загадочных цифрах, указанных на колонке с бензином на заправках. Почему для одного автомобиля водитель выбирает одну цифру, для другого — другое. Инструкторы по вождению объяснили нам, что такое загадочное октановое число, и как оно влияет на нашего железного друга и его основные агрегаты.
Откуда берется октановое число?
К сожалению, во время обучения вождению будущим автомобилистам не дают подробной информации об октановом числе, поэтому эта статья будет вам очень полезной. Как говорят специалисты, октановое число является показателем устойчивости жидкого топлива к детонации. Таким образом, чем выше данное число, тем бензин во время сжатия дольше не будет воспламеняться, то есть тем сильнее и быстрее его можно сжать.
Говоря другим языком: если вы хотите взять от бензина больше энергии, то топливную смесь необходимо сжать сильнее, отчего она воспламеняется.
Этот процесс происходит в камере сгорания. Именно поэтому для моторов с высоким уровнем сжатия подходит топливо, которое может сильно сжиматься, не взрываясь. Высокое октановое число достигают путем добавления в бензин особых присадок, что делается на нефтеперерабатывающих предприятиях.
Октановое число — как узнать самостоятельно?
Определить октановое число, но только примерное значение, можно при помощи специализированного устройства под названием октанометр с погрешностью около 10 ед.
То есть определить качество бензина самостоятельно, без лабораторных тестов невозможно.
В лабораторных условиях есть два метода:
- исследовательский;
- и, так называемый, моторный метод.
В первом случае топливо сравнивается с эталонным образцом. Что касается моторного метода, то здесь используется особый одноцилиндровый ДВС, где головка блока цилиндров сконструирована по особому, что позволяет быстро менять степень сжатия.
Влияние на расход топлива
Если вы выбираете топливо с небольшим октановым числом, сгорание бензина происходит быстрее, поэтому и его расход увеличится, да и двигатель будет «тупить» на трассе. Заправляясь бензином с высоким числом октана, время сгорания топлива повышается, КПД двигателя уменьшается, причем его мощность также теряется. Отсюда вывод: расход увеличивается не сильно.
Говоря о влиянии октанового значения на потребление топлива, можно сказать следующее: когда это число выше расчетного, расход не снизится, когда ниже — увеличится. Например, ваша машина рассчитана на 95-ый бензин.
Если вы заправитесь 92-ым, то расход топлива станет выше. Если в авто, рассчитанный на 92-ой, вы зальете 95-ый, то никаких плюсов не получите.
Часто производители автомобилей, чтобы привлечь покупателей, заявляют заниженное октановое число. Чтобы понять, нужно ли использовать более дорогое топливо, обратите внимание в первую очередь на уровень сжатия двигателя.
Не стоит использовать высокооктановый бензин в машинах, рассчитанных на более низкие варианты. Минусы очевидны. Если конструкция двигателя была изначально сконструирована под низкое октановое число, то при применении более высокого это повлечет полную перенастройку выпускных и впускных газов. Более того, это может привести к замене некоторых агрегатов двигателя авто.
Видеоматериал о проверке октанового числа специальным прибором:
Будьте внимательны и аккуратны на дорогах города!
В статье использовано изображение с сайта motorpuls.ru
виды топлива, контроль качества и технологии заправки
Каждый день в мире выполняется более 100 тысяч авиарейсов. В год мировая авиация потребляет около 300 млн тонн топлива. Эти цифры прекрасно отражают масштаб и сложность системы авиатопливообеспечения. Системы, от надежной работы которой во многом зависит безопасность миллионов людей, пользующихся авиатранспортом
Чем заправляют самолеты
Топливо для самолетов бывает двух видов. Поршневые двигатели, которыми оборудуются небольшие самолеты и вертолеты, работают на бензине — так же, как и автомобильные моторы. Правда, по составу такое топливо несколько отличается от автомобильного. Газотурбинные двигатели (турбореактивные и турбовинтовые), которыми сегодня оснащены практически все коммерческие воздушные суда, потребляют топливо для реактивных двигателей, которое также называют авиакеросином.
Основная марка авиакеросина, которым в России заправляют почти все пассажирские, транспортные и военные дозвуковые самолеты и большую часть вертолетов — ТС-1 — топливо сернистое. Оно вырабатывается из нефти с высоким содержанием серы.
В Европе основа системы авиатопливообеспечения — керосин Jet A-1. Он считается более экологичным как раз за счет меньшего содержания серы — при его производстве прямогонная керосино-легроиновая фракция полностью проходит процедуру гидроочистки. Российский авиакеросин — это смесь гидроочищеного и неочищенного прямогонного дистиллятов. В целом же это аналоги — более того, отечественный продукт может использоваться при гораздо более низких температурах, чем «Джет». ТС-1 сегодня наравне с Jet A-1 включен в международные документы и руководства по эксплуатации не только самолетов российского производства, но и лайнеров семейств Airbus и Boeing (правда, только выполняющих полеты по России). Но это авиакеросин для гражданской авиации, не предназначенный для сверхзвуковых самолетов.
«Газпром нефть» запустила НИОКР по созданию неэтилированного авиационного бензина. Вместе с учеными из Всероссийского научно-исследовательского института нефтяной промышленности специалисты компании в 2014 году занялись разработкой рецептуры неэтилированного топлива с октановым числом 91, и сейчас эта работа уже завершена.
Основное авиатопливо для сверхзвуковой авиации — РТ. При его производстве с помощью гидроочистки из нефтяного дистиллята удаляются агрессивные, а также нестабильные соединения, содержащие серу, азот и кислород. При этом повышается термическая стабильность топлива, что крайне важно при полетах на сверхзвуковых скоростях, когда за счет трения о воздух нагревается весь корпус самолета, а вместе с ним и топливо в баках.
Разумеется, РТ, обладающее такими характеристиками, можно использовать и в обычных воздушных судах вместо ТС-1. Для самых же скоростных самолетов применяется авиакеросин Т-6, обладающий еще большей термостабильностью и повышенной плотностью.
Что касается авиабензина, то это, по сути, автомобильное моторное топливо, но с улучшенными свойствами, влияющими на надежность работы двигателя. Именно потребность в повышении детонационной стойкости, октанового числа, сортности, обеспечивающих запас динамических характеристик и надежности, заставляет производителей авиабензина добавлять в него тетраэтилсвинец (этилировать). Из-за токсичности эта присадка давно запрещена при производстве автомобильного бензина, но двигатель самолета работает в гораздо более напряженном режиме, а создать неэтилированный авиабензин, не уступающий по характеристикам этилированному, октановое число которого превышает 92–95, пока не удалось никому.
При этом самым современным и совершенным самолетам и вертолетам с поршневыми двигателями нужен авиабензин с повышенным октановым числом — не меньше 100. Поэтому разработкой экологичных аналогов этилированного авиабензина 100LL (одна из самых востребованных марок в мире) сегодня занимаются ведущие производители и научные центры во всем мире. В том числе подобная программа существует и у «Газпром нефти».
100 тысяч авиарейсов выполняется в мире каждый день
Заправка в крыло
Правильная организация заправки даже одного воздушного судна — процесс сложный и при этом очень ответственный. Инцидентов и катастроф, причиной которых стала некачественно организованная заправка, к сожалению, в истории мировой авиации произошло немало. Достаточно вспомнить аварию 2000 года, когда у Ту-154 авиакомпании «Сибирь», летевшего из Краснодара, при посадке в Новосибирске отказали все три двигателя. Как показало расследование, топливные насосы просто забило частицами эпоксидного покрытия, кустарно нанесенного на внутренние стенки топливозаправщика умельцами одного из краснодарских ремонтных предприятий. Но если в этом случае благодаря профессионализму пилотов обошлось без жертв, то в Иркутске при падении гигантского транспортника Ан-124 на жилые дома в 1997 году погибли 72 человека. Одна из версий причины отказа трех двигателей «Руслана» из четырех — превышение содержания воды в авиационном топливе, которое привело к образованию кристаллов льда, забивших топливные фильтры. Чтобы такого не случалось, весь процесс заправки очень жестко регламентирован, а само топливо проходит несколько проверок качества на пути от нефтеперерабатывающего завода до бака самолета.
Первый этап — выходной контроль на самом НПЗ. Однако качественные характеристики керосина могут измениться при его перевозке в случае несоблюдения всех правил транспортировки. Поэтому при приеме керосина на топливозаправочном комплексе (ТЗК), вне зависимости от того, каким путем оно пришло с завода: по трубе, как в аэропортах московского авиаузла или санкт-петербургском Пулково; железнодорожным или автомобильным транспортом, как это происходит в большинстве воздушных гаваней страны, или, тем более, если керосин проделал долгий путь, включающий и наземные и водные маршруты, как при доставке в отдаленные точки, такие как Чукотка, — обязательно проводится входной контроль. Из каждой партии берутся пробы для лабораторных исследований, а также арбитражная проба, которую сразу опечатывают и хранят на случай возникновения разногласий в оценке качества у разных участников процесса топливообеспечения. Само топливо при закачке в приемные резервуары ТЗК проходит через фильтры с тонкостью фильтрации не более 15 мкм.
Топливо по бакам на современных лайнерах распределяется автоматически с помощью бортового компьютера. Соблюдение баланса крайне важно, так как влияет на центровку самолета. Контролировать же процесс заправки и скорректировать его можно со специальной панели, расположенной рядом с местом подсоединения рукава.
Затем керосин отстаивается в резервуарах, после чего проходит полномасштабную проверку по всем основным параметрам, определенным ГОСТом, таким как плотность, фракционный состав, кислотность, температура вспышки, кинематическая вязкость, концентрация смол, содержание воды и механических примесей, температура начала кристаллизации, взаимодействие с водой, удельная электропроводность. Если экзамен успешно сдан, керосин получает паспорт качества, который становится для топлива пропуском на перрон аэропорта. Правда, перед выдачей для заправки самолета, керосин проходит еще один этап контроля — аэродромный — и еще раз фильтруется, теперь через еще более мелкий фильтр. Проверке подвергается и сама заправочная техника, которую без специального контрольного талона до самолета не допустят.
Заправляют самолеты двумя способами. В крупных современных аэропортах перрон соединен с ТЗК системой центральной заправки, а на самолетных стоянках установлены топливные гидранты. Из них керосин в баки воздушного судна перекачивается через специальные заправочные агрегаты (ЗА). Однако пока все же более распространен другой способ — с помощью цистерн—топливозаправщиков (ТЗ). В свою очередь в ТЗ керосин наливается на пунктах налива — складских или перронных. В зависимости от размера цистерны топливозаправщик может вместить до 60 тысяч литров керосина.
Перед началом закачки топливо еще раз проверяют, правда, без использования лабораторий. Керосин сливается из резервуаров ТЗ в прозрачную банку, и визуально определяется наличие в нем воды, кристаллов льда или осадка. Также проверяется и наличие воды в баках самолета перед заправкой и после нее. Перед подсоединением рукава топливозаправщика к горловине бака и само воздушное судно, и ТЗ обязательно заземляются. В истории бывали случаи, когда разряды статического электричества воспламеняли топливо и вызывали серьезные пожары. Для обеспечения безопасности людей самолеты практически всегда заправляются до посадки в них пассажиров.
Где хранится керосин
Объем топливных баков самого крупного и вместительного до последнего времени пассажирского лайнера Boeing-747 достигает 241 140 л (у последних модификаций). Это позволяет залить около 200 тонн топлива. Более привычные ближне- и среднемагистральные Boeing-737 и Airbus A-320 могут принять по 15–25 тонн.
В большинстве самолетов топливо размещается в крыльях и баке, расположенном в центральной части самолета. На некоторых моделях еще один бак есть в хвосте или стабилизаторе — для утяжеления задней части самолета и облегчения взлета, а также для регулировки центровки самолета в полете.
Сначала топливо вырабатывается из внутренних отсеков крыла, затем из концевых. Однако непосредственно к двигателям керосин поступает только из одного бака — расходного (как правило, центрального), куда перекачивается изо всех остальных емкостей.
Для того чтобы предотвратить снижение давления при расходе топлива и прекращения его подачи в топливную систему, все баки сообщаются с атмосферой с помощью специальных дренажных баков в концевой части крыла. Попадающий в них забортный воздух замещает объем израсходованного горючего.
Топливо по бакам на современных лайнерах распределяется автоматически с помощью бортового компьютера. Соблюдение баланса крайне важно, так как влияет на центровку самолета, нарушение которой может привести к самым печальным последствиям, вплоть до катастрофы. Контролировать же процесс заправки и скорректировать его в случае необходимости можно со специальной панели, расположенной рядом с местом подсоединения рукава.
Сам оператор топливозаправщика в процессе заправки держит в руке специальный прибор контроля Deadman, кнопку которого необходимо нажимать через определенные промежутки времени. Если этого не происходит, заправка прекращается — система воспринимает пропуск в нажатии как нештатную ситуацию. Как только заданное количество керосина попало в баки, автоматика отключает подачу топлива, и заполняются документы, фиксирующие результаты заправки.
Автоматизация по всем направлениям
Постоянно автоматизируется не только сам процесс того, как заправляют самолеты. Именно в этом направлении развивается и вся система авиатопливообеспечения. Уже сегодня клиенты лидеров мирового рынка в этом сегменте могут в онлайн-режиме заказать заправку своего самолета в любом аэропорту присутствия топливного оператора. Такую схему развивает, например, Air Total International, свою интегрированную облачную систему управления топливозаправкой создает и Air BP, причем делает он это совместно с глобальным центром планирования полетов RocketRoute, в платформу которого интегрируются данные о топливозаправочной сети по всему миру.
В этом же направлении двигается «Газпромнефть-Аэро» в рамках реализации программы «Цифровой ТЗК».
241 тыс. л — объем топливных баков одного из самых крупных и вместительных в настоящее время пассажирских лайнеров Boeing-747
Сам процесс заправки по такой схеме выглядит как кадр из фантастического фильма. К лайнеру на стоянке подъезжает ТЗ, пилот, как на обычной АЗС, платит за топливо пластиковой картой с помощью мобильного терминала, которым оборудован топливозаправщик. Водитель ТЗ с планшета оформляет и распечатывает документы, подтверждающие факт заправки для пилота — уже через 10 минут в офис авиакомпании приходят необходимые финансовые документы, а баки самолета заполняются топливом.
Наличие такой системы, очевидно, повышает конкурентоспособность топливных операторов, так как значительно упрощает и оптимизирует процесс планирования полетов их клиентам — авиакомпаниям.
Биокеросин производят из биомассы с помощью процесса Фишера — Тропша, из растительного масла, создают горючее для самолетов и на основе этилового спирта. Биокомпоненты в разных пропорциях (максимум 50 50) смешиваются с обычным авиакеросином, что позволяет сократить объем выбросов углекислого газа в атмосферу почти на 50%.
Зеленый керосин
Еще одно направление развития авиатопливного рынка совпадает с вектором движения рынка автомобильного — это снижение уровня вредных выбросов в атмосферу. Главная технология здесь — создание более чистого топлива, в первую очередь за счет разработки и использования биокомпонентов.
На сегодня процедуру сертификации прошли несколько технологий производства авиационного биотоплива. Биокеросин производят из биомассы с помощью процесса Фишера — Тропша*, из растительного масла, создают горючее для самолетов и на основе этилового спирта. Биокомпоненты в разных пропорциях (максимум 50×50) смешиваются с обычным авиакеросином, что позволяет сократить объем выбросов углекислого газа в атмосферу почти на 50 %. При этом конечный продукт по химическому составу эквивалентен традиционному авиатопливу, и его применение не влияет на эксплуатационные характеристики самолетов.
Одним из первых коммерческие заправки биотопливом начал аэропорт норвежского Осло, а пионером в использовании экологичного керосина стала немецкая Lufthansa. Использование биотоплива одобрено Федеральной авиационной администрацией США (FAA), им уже заправляют свои самолеты в США несколько десятков авиакомпаний.
Но у развития этого направления есть одно но — производство биотоплива пока слишком дорого, поэтому сегодня, во времена низких цен на нефть, оно не может на равных конкурировать с обычным «Джетом», а тем более с ТС-1.
Полезные дополнения
Авиакеросин, как правило, не используется в чистом виде. Для улучшения его характеристик используются различные присадки. Основные из них:
Противодокристаллизационная (ПВК-жидкость): наиболее известная присадка этого типа — жидкость «И-М». При полете на большой высоте топливо охлаждается до очень низких температур (от −30°С до −45°С). В таких условиях вода, содержащаяся в топливе, кристаллизуется, частицы льда могут забить фильтры, и двигатель остановится. Присадки эффективно решают эту проблему.
Антистатическая: увеличивает электропроводность топлива, снижая при этом активность накопления статического электричества в топливной системе и, соответственно, риск возникновения пожара.
Антиокислительная: борется с окислением топлива и отложением смолистых образований в топливной системе и двигателе.
Противоизносная: увеличивает срок эксплуатации механизмов топливной системы.
* Процесс Фишера — Тропша — химическая реакция, происходящая в присутствии катализатора, в которой монооксид углерода (CO) и водород h3 преобразуются в различные жидкие углеводороды. Обычно используются катализаторы, содержащие железо и кобальт. Принципиальное значение этого процесса — производство синтетических углеводородов
Октановое число бензнина, что это такое и как его повысить
Октановое число топлива оказывает влияние на большое количество характеристик автомобиля. Этот показатель характеризует степень стойкости вида горючего к самопроизвольному возгоранию — детонации.
Что такое октановое число бензина и на что оно влияет?
Многие не знают, октановое число бензина — что это такое, какое воздействие этот показатель топлива оказывает на функционирование бензинового двигателя внутреннего сгорания.
Показатель является мерой химической устойчивости бензина к самопроизвольному горению. Чем он выше, тем более стойкое топливо к детонированию. Самопроизвольное горение провоцирует повышенный износ мотора и уменьшает его рабочий ресурс.
В процессе функционирования бензинового ДВС в момент осуществления сжатия поршень начинает сжимать топливную смесь. При достижении высокого давления она способна самопроизвольно загораться. Такое явление представляет проблему, если оно происходит до того момента, как свеча подаст искру.
Детонирующая топливно-воздушная смесь провоцирует появление волн высокого давления, сталкивающихся между собой. Такое состояние приводит к прогоранию поршней в цилиндрах двигателя и к повышенному износу всей конструкции.
Для исключения возникновения негативного явления на новых автомобилях устанавливается система предупреждения. Она обеспечивает контроль развития негативных процессов при работе мотора. Такая система состоит из специальных датчиков, регистрирующих характерные для детонации изменения и управляемых компьютерным блоком.
При появлении изменений происходит смена режима работы двигателя, которая препятствует детонации.
Октановое число и степень сжатия
Высокая степень сжатия в двигателе обеспечивает выработку большей мощности при использовании меньшего количества топлива. Это значение представляет собой показатель того, насколько сильно сжимается топливно-воздушная смесь в камере сгорания цилиндра двигателя.
В новых бензиновых ДВС этот показатель достигает значения 10 к 1. Такие автомоторы оснащаются системами прямого впрыска топлива. Если мотор оснащается наддувом, то значение степени сжатия меньше.
Детонационная устойчивость топливной смеси оказывает существенное влияние на работу двигателя.
Высокое сжатие применяется в ДВС спортивных автомобилей. Для моторов спорткаров требуется высокооктановый бензин. Наличие высокого показателя сжатия в цилиндрах требует от топлива большой степени детонационной устойчивости для предупреждения повреждения мотора в процессе работы.
Как закладывается октановое число бензина при производстве?
Нужный показатель детонационной устойчивости топлива достигается при производстве путем смещения баланса между составляющими бензина в ту или иную сторону. Основными составляющими бензина являются изооктан и н-гептан, остальные компоненты не оказывают существенного влияния на показатель.
Изооктан представляет собой практически не взрывоопасное соединение. Он не реагирует на повышение давления и температуры до некоторого предела. Стойкость этого соединения принята за 100 ед.
Н-гептан представляет собой полную противоположность изооктана. Этот компонент топлива практически не обладает стойкостью к повышению давления и температуры. Это соединение способно самодетонировать, по этой причине его стойкость принята за 0 ед.
Смесь основных компонентов в разных соотношениях позволяет регулировать показатель, получая топливо со значениями 80, 92, 95, 98.
Существует топливо с показателем более 100 ед., для его получения к чистому изооктану добавляются разные присадки.
Измерение ОЧИ и ОЧМ
Разработано 2 метода определения ОЧ:
- исследовательский;
- моторный.
Первый метод предусматривает проведение проверки топлива на степень устойчивости к детонации путем умеренной нагрузки на бензиновый ДВС.
Исследования горючего осуществляются на оборудованном стенде. При этом применяется одноцилиндровый ДВС при переменной нагрузке на него и удержании 600 об/мин. Температура воздуха, подаваемого для получения воздушно-топливной смеси, должна составлять +52°C при угле опережения зажигания 13°.
Запуск двигателя проводится на исследуемом горючем. После появления детонационных изменений двигатель переводится на эталонные смеси изооктана с н-гептаном в разном соотношении. После фиксирования возникновения детонации на эталонной смеси испытания прекращаются. Объем изооктана в исследуемом образце бензина представляет собой октановое значение данного вида топлива.
Если в маркировке топлива имеется буква «И», то показатель получен исследовательским методом.
Моторный метод предполагает определение детонационной устойчивости в условиях езды при увеличенной нагрузке на мотор. Количество оборотов при проведении определения должно быть 900 в минуту, а температура воздушно-топливной смеси — +49°C, угол опережения зажигания — переменный.
Сам процесс определения показателя устойчивости топлива является аналогичным тому, который применяется в исследовательском методе.
Использование приборов
Для установления величины содержания изооктана в топливе можно применять специализированный прибор — цифровой октанометр. Устройство является простым и удобным в применении.
Принцип его функционирования основан на проведении сравнения исследуемого бензина с эталонными образцами. Для этого используются диэлектрические особенности топлива при разных соотношениях в нем изооктана и н-гептана.
Эта методика не является сертифицированной на территории России, и по этой причине прибор не может использоваться официально для проведения исследований.
При применении разных методик исследования показатель детонационной устойчивости одного и того же вида топлива может незначительно отличаться.
Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель
Каждая марка автомобиля должна эксплуатироваться на топливе, предусмотренном заводом-изготовителем. При заправке автомобиля не соответствующим видом бензина следует прислушаться к работе мотора.
Если его функциональность является стабильной, но имеется потеря мощности, то ничего страшного не происходит, требуется удалить весь заправленный бензин и залить в машину топливо с нужным значением стойкости к детонации. В процессе эксплуатации на неподходящем топливе следует избегать динамичной езды, это позволит предупредить появление детонации и перегрузок.
Если при работе мотора на несоответствующем горючем появляются звонкие звуки, которые неопытные автовладельцы путают со стуком клапанов, то эксплуатация автомобиля нежелательна.
Распространение детонационной волны приводит к износу двигателя и может спровоцировать прогорание поршней. Длительная работа двигателя даже в условиях возникновения естественной детонации является недопустимой.
При использовании высокооктанового топлива в двигателе, предназначенном для работы на низкооктановых видах бензина, требуется полная перенастройка системы впуска-выпуска, в некоторых случаях может потребоваться замена комплектующих.
При использовании высокооктанового топлива время взрыва воздушно-топливной смеси является затянутым, что требует перенастройки работы клапанов и системы зажигания. Эксплуатация двигателя в ненастроенном состоянии провоцирует увеличение его износа и потерю мощности, что связано с запозданием сгорания топлива.
Сгорание бензина с разной величиной октанового числа
От значения детонационной стойкости зависит скорость сгорания воздушно-топливной смеси. При высоком значении детонационной стойкости наблюдается более длительное горение смеси.
Горение такого бензина не провоцирует появления ударных нагрузок, а мотор работает равномерно. Такой эффект от горения топлива является причиной того, что все новые автомобили производятся с двигателями, рассчитанными на высокооктановые разновидности топлива.
В чем заключается пагубность детонации для двигателя?
Появление детонации приводит к разрушению элементов кривошипно-шатунного механизма двигателя и прогоранию поршней. Увеличивается степень общего износа двигателя, что снижает ресурс его работы.
Помимо износа двигателя, его рывковые движения способствуют уменьшению рабочего ресурса коробки передач и всей системы передачи крутящего момента на ведущие оси автомобиля.
Повышение и понижение октанового числа бензина
На заправках не реализуется топливо с АИ-76 и АИ-80, но имеется большое количество техники, которая работает с использованием низкооктанового горючего.
При эксплуатации устройств, предназначенных для работы на 76 бензине, на 92 горючем наблюдается неровная функциональность техники. Двигатели на неподходящем бензине либо плохо заводятся, либо сразу глохнут после запуска. По этой причине, прежде чем применять 92 бензин для такой техники, следует снизить его детонационную стойкость до необходимого уровня.
Существует несколько способов осуществления данной процедуры:
- можно оставить канистру с горючим открытой на несколько дней;
- применить в качестве добавки к топливу керосин.
При помощи первого способа можно добиться снижения стойкости к детонации на 0,5 ед. в сутки. Второй способ является более сложным, т. к. трудно подобрать требуемые пропорции.
Применение обоих методов требует первоначального измерения имеющегося значения стойкости к детонированию.
В случае возникновения необходимости увеличения стойкости топлива к детонации к нему добавляются разные присадки, представляющие собой парафиновые и ароматические углеводороды. При этом важно, чтобы компоненты таких присадок имели разветвленную химическую структуру. Чем сильнее запах бензина, тем выше его стойкость. По этой причине не рекомендуется хранение горючего в открытой таре. Такой способ ведет к снижению устойчивости бензина к детонации.
Самые распространенные присадки
Наиболее распространенной присадкой является тетраэтилсвинец, но это соединение считается ядовитым, что связано с наличием в составе присадки свинца.
При производстве бензина отказываются от использования этого типа компонента и переходят на применение новых видов, изготовленных на основе марганца, но такие разновидности добавок приносят вред окружающей среде.
Еще одной новой добавкой к горючему является ферроцен. Она содержит большое количество железа в своем составе. Эксплуатация автомобиля на топливе с такой присадкой ведет к образованию на свечах зажигания трудно выводимого налета, который обладает хорошей токопроводностью.
Свечи на таком автомобиле имеют нагар ярко-красного цвета.
Наличие налета на свечах приводит к снижению эффективности работы мотора и уменьшает сроки эксплуатации свечей зажигания.
Безвредной присадкой к горючему является антидетонационная смесь, изготовленная на основе метил-трет-бутилового эфира. Эта разновидность добавки к бензину распространена на территории России, Украины и Европы.
При применении качественной присадки к топливу можно получить бензин с октановым значением 110. Если в состав горючего добавляется газовый конденсат, то детонационная устойчивость превышает 110 ед.
Влияние двух классов октанового числа на производительность, выхлоп и акустическую эмиссию двигателя с искровым зажиганием
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.04.025Получить права и содержаниеОсновные моменты
- •
Использование бензин с октановым числом выше требуемого снижает мощность двигателя.
- •
Объемная эффективность октана 95 больше, чем октана 90, на 5% из-за более высокой скрытой теплоты.
- •
Концентрация выбросов NOx и CO для октана 95 ниже, чем для октана 90, на 11% и 17% соответственно.
- •
Увеличение расхождения между двумя значениями SPL при более высокой скорости для обоих бензиновых топлив с октановым числом.
- •
Использование более высокого октанового числа, чем требуется, вызывает большее беспокойство, чем требуемое октановое число топлива.
Реферат
В этом исследовании представлен сравнительный анализ характеристик, выбросов выхлопных газов и шума для одноцилиндрового четырехтактного двигателя с искровым зажиганием, работающего на бензиновом топливе с двумя разными классами октанового числа по исследовательскому методу (RON), а именно октан 90 и октан 95.В ходе экспериментальных работ каждое испытание топлива проводилось с варьированием частоты вращения двигателя в диапазоне от 1000 до 3600 об / мин. Двигатель SI был подключен к вихретоковому динамометру с электронным блоком управления (ECU), анализатором выхлопных газов и шумомером (SLM) для определения производительности двигателя, выбросов выхлопных газов и измерения уровня звукового давления (SPL) в децибелах (дБА). ) и однооктавные полосы частот в слышимом человеком диапазоне при разных оборотах двигателя соответственно. Результаты экспериментов показали, что использование бензина с октановым числом выше, чем требуется для двигателя, снижает его характеристики.В среднем тормозная мощность и тепловой КПД двигателя SI, работающего на топливе с октановым числом 90, выше, чем у бензина с октановым числом 95, на 6% и 11% соответственно, а улучшение BSFC на 14%, что в основном связано с более высокой теплотворной способностью. Несмотря на то, что объемная эффективность октана 95 составляет более 5%, чем октана 90, из-за более высокой скрытой теплоты и теплоемкости. В целом профили выбросов NOx и CO двигателя улучшились для октанового числа 95 на 11% и 17% соответственно. С другой стороны, концентрация выбросов HC и CO 2 для бензина с октановым числом 90 ниже, чем у бензина с октановым числом 95, на 18% и 12% соответственно.Наконец, уровни шума показали тенденцию к увеличению возмущающего воздействия для более высокого октанового числа и увеличению расхождения между двумя значениями SPL при более высокой скорости для обоих видов топлива.
Ключевые слова
SI
Производительность двигателя
Эмиссия
Октан
Шум
SPL
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Полный текст© 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Влияние октанового числа на топливную экономичность современных транспортных средств
Образец цитирования: Shuai, S., Ван, Ю., Ли, X., Фу, Х. и др., «Влияние октанового числа на топливную экономичность современных транспортных средств», SAE Int. J. Fuels Lubr. 6 (3): 702-712, 2013 г., https://doi.org/10.4271/2013-01-2614.Загрузить Citation
Автор (ы): Ши-Цзинь Шуай, Иньхуэй Ван, Синьян Ли, Хайчао Фу, Цзяньхуа Сяо
Филиал: Цинхуа Унив
Страниц: 11
Событие: SAE / KSAE 2013 Международное совещание по силовым агрегатам, топливу и смазочным материалам
ISSN: 1946-3952
e-ISSN: 1946–3960
Также в: SAE International Journal of Fuels and Lubricants-V122-4EJ, SAE International Journal of Fuels and Lubricants-V122-4
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Влияние октанового числа на топливную экономичность современных автомобилей согласно JSTOR
АбстрактныйРЕЗЮМЕ Качество топлива, в том числе антидетонационная способность, играет решающую роль в обеспечении оптимальной работы современных бензиновых двигателей.Поскольку новые конструкции, представленные на рынке, реализуют технологии для повышения эффективности использования топлива, может потребоваться повышение общего октанового числа бензина для обеспечения оптимальных характеристик. Турбонаддув, более высокая степень сжатия и уменьшенный рабочий объем — все это приводит к более высоким давлениям сгорания и температурам, что делает двигатели более восприимчивыми к детонации. Все современные бензиновые двигатели оснащены датчиками детонации, которые обнаруживают ненормальное сгорание в результате самовоспламенения, вызванного недостаточным октановым числом.Способность двигателя учитывать использование топлива с более низким октановым числом за счет замедления момента зажигания и увеличения соотношения воздух-топливо для уменьшения детонации ограничена, а эффективность двигателя напрямую и отрицательно сказывается при использовании бензина с более низким октановым числом, что приводит к более высокий расход топлива. В этой статье исследуется влияние октанового числа бензина на топливную экономичность современных автомобилей в Китае. Пять находящихся в эксплуатации автомобилей, оснащенных различными технологиями топливосберегающих двигателей, прошли испытания на экономию топлива и выбросы на различных видах коммерческого топлива, охватывающих соответствующий диапазон октанового числа для этого рынка.Результаты показали, что использование высокооктанового бензина позволяет усовершенствованным бензиновым двигателям достигать максимальной экономии энергии в виде примерно на 1% большей экономии топлива при увеличении октанового числа.
Информация о журналеМеждународный журнал горюче-смазочных материалов SAE — ведущий международный научный журнал, в котором публикуются отчеты об исследованиях, посвященных топливам и смазочным материалам в автомобильной промышленности. Журнал призван стать основным источником информации для всесторонних и инновационных исследований в области топлива, смазочных материалов, добавок и катализаторов, предоставляя рецензируемую платформу для академиков, ученых и промышленных исследователей для презентации своей работы.
Информация об издателеSAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.
Права и использование Этот предмет является частью коллекции JSTOR.
Условия использования см. В наших Положениях и условиях
Авторское право © 2013 SAE International и Авторское право © 2013 KSAE
Запросить разрешения
Высокое октановое число и снижение выбросов CO2
Бензин — это сложная смесь различных химических соединений, которая должна соответствовать ряду строгих спецификаций.Одним из ключевых параметров, указывающих на топливные характеристики двигателя, является октановое число. Октановое число показывает, насколько хорошо бензин сопротивляется преждевременной детонации в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания (детонация). Детонация в двигателе может привести к серьезной поломке двигателя. Так называемый R esearch O ctane N umber (RON), который имитирует топливные характеристики при низкой скорости и работе двигателя с малой нагрузкой, наиболее актуален для современных двигателей.
В Европе большая часть продаж бензина состоит из топлива с бензином с октановым числом 95.На их долю пришлось 86,3% от общего объема продаж бензинового топлива в 2016 году. В 2016 году 7,6% проданного топлива имели RON от 95 до 98 и 5,8% с RON более 98. [1]
ЕС взял на себя обязательство сократить выбросы CO 2 в секторах, не связанных с ETS, к 2030 году на 30%. Ожидается, что жидкое топливо по-прежнему будет составлять 93% [2] всей энергии, используемой на транспорте к 2030 году. Поэтому ЕС необходимо использовать все имеющиеся в его распоряжении средства для уменьшения углеродного следа существующих технологий. Один из вариантов — поднять октановое число бензина до 102 с октановым числом.
Продвижение более качественного топлива с целью снижения расхода топлива может быть выгодным как для потребителей, так и для нефтепереработчиков и производителей автомобилей. Потребители могут дольше ездить с одним и тем же баком, в то время как нефтепереработчики и производители автомобилей могут сократить выбросы CO 2 экономичным способом. Чтобы добиться этих значительных улучшений, законодателям просто необходимо адаптировать Директиву о качестве топлива и целевые показатели CO 2 для автомобильного законодательства
.Топливо более высокого качества обеспечит экономию энергии как минимум на 7% и на 20 миллионов тонн меньше CO 2 из автомобилей с бензиновым двигателем ежегодно, а также улучшит качество воздуха.
Согласно исследованию Общества автомобильных инженеров [3], увеличение октанового числа бензина может привести к снижению расхода топлива как минимум на 7% [4]. В сочетании с небольшими изменениями в двигателе увеличение октанового числа может снизить выбросы CO 2 на 20 миллионов тонн в год от автомобилей с бензиновым двигателем.
Более высокое октановое число также означает уменьшение количества некоторых загрязнителей (летучих органических соединений, таких как бензол и твердые частицы), которые сегодня оказывают прямое влияние на здоровье европейцев.Фактически, 7% экономии на КПД равняются 7% сокращению выхлопных газов и неконтролируемых выбросов.
Хотя более высокое октановое число — не единственное решение для сокращения выбросов CO 2 на автомобильном транспорте, оно является одним из наиболее экономически эффективных, технологически нейтральных и легко доступных для достижения целей в области климата и энергетики к 2030 году.
Дополнительную информацию о высокооктановом топливе см. В брошюре «Устойчивое топливо».
[1] МЭА: Качество топлива в ЕС в 2016 году.Мониторинг качества топлива в соответствии с Директивой о качестве топлива
[2] Исследование E4Tech
[3] CO 2 Синергия по сокращению выбросов благодаря усовершенствованной конструкции двигателя и октановому числу топлива, Бен Лич, Ричард Пирсон, Рана Али и Джон Уильямс из BP International Ltd, технический документ SAE № 2014-01-2610
[4] Согласно исследованию Общества автомобильных инженеров, увеличение октанового числа бензина может привести к снижению эффективности от 4% до 30%.Мы берем консервативные и иллюстративные 7%.
Октановое число| McKinsey Energy Insights
Также известен как: RON, DON
Октан — одно из важнейших качеств бензина. В частности, октан — это мера способности бензина сопротивляться самовоспламенению при сжатии воздухом в двигателе с искровым зажиганием (цикл Отто).
В двигателе с искровым зажиганием смесь бензина и воздуха сжимается в камере сгорания двигателя перед воспламенением от высокотемпературной искры.Для эффективной работы двигателя важно, чтобы топливная смесь бензина не воспламенялась до полного сжатия. Однако, поскольку сжатие повышает температуру смеси, некоторые углеводороды имеют тенденцию к самовоспламенению в неподходящий момент цикла двигателя. Октан — это показатель устойчивости углеводорода к этому.
Материалы с более высоким октановым числом более ценны для нефтепереработчика, поскольку они позволяют нефтепереработчику производить бензин с более высоким октановым числом, который имеет более высокую цену.Кроме того, высокооктановый материал можно использовать для обновления дешевых низкооктановых смесей и при этом добиться качества готового бензина.
У нефтеперерабатывающих заводов есть несколько вариантов получения октана. Самым важным является установка риформинга, которая значительно повышает октановое число тяжелой нафты. Повышение октанового числа также происходит за счет изомеризации легкой нафты. Другими источниками средне- и высокооктанового материала являются FCC и щелочная установка.
Высоко- и низкооктановые материалы
Определенные химические структуры связаны с высоким и низким октановым числом.Вообще говоря, ароматические углеводороды, олефины и изопарафины (разветвленные парафины) будут иметь более высокое октановое число. Парафины с прямой цепью будут иметь более низкое октановое число. Молекулы, содержащие кислород, такие как спирты и простые эфиры, также будут иметь более высокое октановое число.
Следовательно, некоторые из смесей бензинов с более высоким октановым числом составляют:
Запасы смеси низкооктановых бензинов:
Измерение октанового числа
Октан измеряется с помощью индекса, отражающего степень детонации топлива при определенных условиях эксплуатации.Индекс определяется на основе детонационных характеристик двух эталонных видов топлива. Изооктан имеет очень высокую стойкость к детонации даже при высоких уровнях сжатия, и ему присвоено октановое число 100. N-гептан имеет низкую стойкость к детонации даже при очень низких уровнях сжатия, и ему присваивается рейтинг 0. Другим видам топлива присваивается октановое число на основе смеси изооктана и н-гептана, что приводит к детонации при той же степени сжатия, что и рассматриваемое топливо.Например, топливо, которое детонирует при той же степени сжатия, что и смесь 75% изооктана, смешанного с 25% н-гептана, будет иметь октановое число 75.
Поскольку детонационная способность меняется в зависимости от условий работы двигателя, рассматривается несколько различных шкал октанового числа. Двумя наиболее распространенными являются RON (октановое число по исследовательскому методу) и MON (моторное октановое число). Оба они измеряются с использованием одного и того же метода на основе изооктана и н-гептана, но при разных условиях работы двигателя. Условия RON предназначены для отражения достаточно стабильных крейсерских условий.Условия MON предназначены для отражения более сложных условий, таких как высокие скорости или перемещение тяжелого груза. Как правило, RON примерно на 10 пунктов выше, чем MON для того же топлива.
В Северной Америке также широко используется третий октановый индекс, который представляет собой просто среднее значение RON и MON. Это называется ДОН. AKI или R + M / 2.
закачка воды в качестве метода контроля детонации
Heliyon. 2019 Фев; 5 (2): e01259.
S. Brusca
a Инженерный факультет, Мессинский университет, Contrada Di Dio, 98166, Мессина, Италия
A.Galvagno
a Инженерный факультет, Университет Мессины, Contrada Di Dio, 98166, Мессина, Италия
R. Lanzafame
b Кафедра гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Viale A. Doria, 6 — 95125, Катания, Италия
С. Мауро
b Департамент гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Виале А. Дориа, 6-95125, Катания, Италия
М. Мессина
b Департамент гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Виале А.Doria, 6 — 95125, Катания, Италия
a Инженерный факультет, Мессинский университет, Contrada Di Dio, 98166, Мессина, Италия
b Департамент гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Виале А. Дориа, 6 — 95125, Катания, Италия
Поступила в редакцию 20 декабря 2018 г .; Пересмотрено 23 января 2019 г .; Принято 15 февраля 2019 г.
Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Эта статья цитируется в других статьях в PMC.Abstract
Настоящая работа посвящена исследованию влияния воды на горение топлива с низким октановым числом в двигателях внутреннего сгорания. В частности, это исследование проводилось на топливном двигателе CFR с переменной объемной степенью сжатия.
Стандарты ASTM для двигателей и методы исследований использовались для определения топлива и октанового числа топливно-водной смеси. Впускной коллектор топливного двигателя
CFR был модифицирован для установки впрыска воды. Были использованы различные массовые соотношения вода / топливо и измерены октановое число и выбросы загрязняющих веществ исследовательскими и моторными методами.В частности, отношение массового расхода воды к топливу задавалось от 0 до 1,5.
При увеличении массового отношения вода / топливо было зарегистрировано увеличение октанового числа, и это поведение очевидно для каждого исследованного основного октанового числа. В то же время было зарегистрировано снижение выбросов NO x как за счет снижения температуры в цилиндрах, так и за счет химического взаимодействия воды с NO x . Анализ кривых давления в цилиндрах показал, что присутствие воды снижает колебания давления внутри цилиндрового двигателя.
На основании результатов можно констатировать, что вода способна контролировать детонацию при сгорании топлива, и регистрируется приращение октанового числа.
Ключевые слова: Нефтяная промышленность, Энергетика, Машиностроение
1. Введение
В настоящее время в промышленно развитых странах внимание общественности сосредоточено на потреблении энергии и топлива, а также на воздействии производства и использования энергии на окружающую среду [1, 2, 3], систем мобильности, а также об использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и альтернативных видов топлива [4, 5].
В настоящее время правительства промышленно развитых стран вводят очень низкие ограничения на выбросы загрязняющих веществ двигателями легковых автомобилей из-за внимания общественности к экологическим ограничениям. Кроме того, необходимо изучать и постоянно повышать КПД двигателя и снижать выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сгорании [6, 7, 8, 9]. В среднесрочной перспективе существует неопределенность относительно глобального потепления, и существует необходимость в мониторинге и сокращении выбросов CO 2 из систем сжигания.В долгосрочной перспективе есть возможность оказать значительное влияние на эффективность и одновременно на охрану окружающей среды.
Альтернативные виды топлива [8] и биотоплива [10, 11] могут использоваться для уменьшения воздействия двигателей на окружающую среду. Для уменьшения воздействия на окружающую среду работы двигателя можно использовать различные стратегии. Одной из стратегий может быть закачка воды.
Повышение производительности двигателей внутреннего сгорания за счет впрыска воды, безусловно, не является новой концепцией [12, 13].В авиационных двигателях 40-х [13] и мощных двигателях Формулы-1 в 80-х [13] этот метод использовался для контроля детонации, увеличения мощности и снижения выбросов загрязняющих веществ [14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22]. Впрыск воды в цилиндр или порт [14, 16], как правило, допускает более высокие значения степени сжатия двигателя без возникновения явления детонации. Кроме того, впрыск воды позволяет добиться уменьшения габаритов двигателя с большим турбонаддувом, работающего регулярно, без детонации [21, 22]. Основным эффектом впрыска воды является снижение температуры отходящих газов и охлаждение камеры сгорания двигателя [21, 22].
Спирт, такой как метанол, может использоваться в качестве охлаждающей жидкости, но, как правило, предпочтительна смесь воды и спирта 50/50. Следы водорастворимого масла также вводятся в смесь с целью предотвращения коррозии компонентов топливной системы. Вода является основным охлаждающим веществом из-за его высокой плотности и теплоемкости, а спирт можно использовать также в качестве водяного антифриза, добавляя в то же время горючее в двигатель [16, 19].
Использование внутрикорпусного впрыска воды приводит к снижению температуры топливно-воздушной смеси, при этом регистрируется увеличение плотности смеси.Однозначно общая масса, попадающая в цилиндр, больше [23]. Кроме того, при сгорании вода испаряется, поглощая большое количество тепла. Это снижает пиковую температуру в цилиндре, что приводит к уменьшению выбросов NO x [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22], а также к количеству тепловой энергии, теряемой через стенки цилиндра. Спирт горючий; таким образом, он горит при сгорании и в то же время увеличивает детонационную стойкость топливно-воздушной смеси. Следовательно, это эквивалентно более высокому значению топлива O.N. Это позволяет более высокие значения степени сжатия двигателя без детонации [14, 15, 16].
Настоящая статья посвящена исследованию влияния впрыска воды на горение, октановое число (O.N.), контроль детонации и образование загрязняющих веществ в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с экспериментальной точки зрения с помощью стандартных двигателей CFR. В частности, в настоящем исследовании использовалось эталонное топливо вместо добавочной нафты для повышения повторяемости результатов, в то время как анализ теплового потока был проведен для анализа воздействия на горение.
2. Экспериментальная
В данной статье стандартные исследовательские топливные двигатели Waukesha CFR [23] использовались для определения октанового числа испытанных топливно-водных смесей. В стандартном двигателе была введена доработанная система впуска для установки внутрикорпусного водяного инжектора. Эталонные топлива на 66, 75, 90 и 95 O.N. были использованы, чтобы проверить, не изменилась ли работа двигателя CFR введением расширения впуска. Полученные результаты показали, что удлинение воздухозаборника с водяной форсункой не влияет на O.Н. измерения [23].
Топливо подавалось в двигатель через карбюратор с использованием стандартного жиклера с регулируемым гидравлическим напором, а расход топлива измерялся объемным методом из-за сложности установки системы гравиметрических измерений в стандартном CFR. Измеряя изменение объема топлива в определенном временном интервале для различной объемной степени сжатия, был зарегистрирован средний расход топлива 8,6 г / мин, в то время как вода варьировалась от примерно 4,3 г / мин до 12.9 г / мин [24].
В двигателях CFR была установлена система впрыска с поршневым водяным насосом, а также регулятор давления. Массовый расход воды регулировали путем изменения давления закачки (0,2–2,5 МПа) и измеряли гравиметрическим методом. Смачивание стен было сведено к минимуму, а взаимодействие воды и топливных брызг исключено.
Выбор установки внутрипортовой системы впрыска воды связан с тем фактом, что в настоящем исследовании жидкая вода должна поступать в цилиндр, испаряясь при закрытых клапанах.Вероятно, большая часть введенной воды испаряется во время фазы сгорания, контролируя явления детонации и одновременно снижая выбросы загрязняющих веществ.
Из-за того, что во впускной системе испаряется лишь небольшое количество воды и что количество воды сравнимо с топливной, влияние на захваченный воздух незначительно.
Основные характеристики компонентов системы закачки воды приведены, а на некоторых фотографиях показаны экспериментальные установки.Выбросы загрязняющих веществ регистрировали с помощью стандартной Eurotron Green Line 4000 [25].
Таблица 1
Характеристики основных компонентов системы впрыска воды.
| Описание | |
|---|---|
| Водяной насос | Bosch 9/100 |
| Давление нагнетания насоса | 10 МПа |
| Мин. | |
| Скорость вращения насоса | 2800 об / мин |
| Мощность насоса | 2 кВт при 2800 об / мин |
| Водяное сопло | Delavan 45 ° |
Пьезоэлектрический преобразователь давления Kistler 6061B с усилителем заряда Kistler 5007, расположенный в приемном отверстии сгорания, использовался для измерения давления в цилиндре. Данные о давлении и угле поворота коленчатого вала регистрировались с помощью ПК, оснащенного платой высокоскоростного сбора данных NI PCI 6221 (250 kS / s) [26].
3. Результаты и обсуждение
Согласно научной литературе, октановое число топлива оказывает сильное влияние на рабочие характеристики и эффективность SI-ICE [16, 20, 21].Чтобы свести к минимуму этот эффект, необходима модификация конструкции как двигателя, так и процессов нефтепереработки.
Одна из целей настоящего исследования напрямую связана с уменьшением содержания антидетонационных присадок в бензине, что позволяет снизить производственные затраты на топливо. Другой аспект связан с воздействием двигателя на окружающую среду.
Таким образом, было проведено несколько испытаний двигателя CFR на различных смесях первичной нафты с различным базовым O.N. [15]. Чтобы измерить базу О.Н., несколько испытаний было проведено с использованием двигателя CFR согласно Research and Motor Methods [27, 28]. Результаты этого анализа показаны в.
Таблица 2
Базовое RON для различных бензиновых смесей.
| Классификация смеси | Базовый RON |
|---|---|
| CR30 BL1 | 34 |
| CR30 BM1 | 52 |
Чтобы изучить влияние закачки воды на O.Н., топливно-водяные смеси были испытаны на топливном двигателе Waukesha CFR [23]. Измерения октанового числа проводились с использованием различных смесей базовых бензинов (см.) И различного отношения массового расхода воды к топливу (в диапазоне 0–1,5). Отношение массового расхода воды к топливу было ограничено до 1,5 из-за возможного гашения пламени.
Влияние воды на RON показано для различных топливных смесей в зависимости от отношения массового расхода воды к топливу. Хорошо видно, что увеличение отношения массового расхода воды к топливу приводит к почти линейному увеличению октанового числа.Такое поведение наблюдается для всех изученных основных октановых чисел. Как можно видеть на графике в, чем выше отношение массового расхода воды к топливу, тем выше октановое число. Начиная с отношения массового расхода воды к топливу, равного 0, и увеличения отношения массового расхода воды к массе топлива с шагом 0,5, увеличение RON примерно на 8 пунктов было зарегистрировано для каждого этапа увеличения отношения массового расхода воды к топливу. При соотношении массового расхода воды к топливу 1,5 было зарегистрировано увеличение RON примерно на 25.Эффект увеличения RON обусловлен охлаждением конечного газа водой во избежание детонации. Таким образом, можно запустить двигатель с более высокой степенью объемного сжатия, что соответствует более высокому RON.
RON как функция отношения массового расхода воды к топливу для различных смесей бензина.
На основании представленных результатов (см.), CR30 BL2 приводит к RON 93, что ближе к RON коммерческого бензина с антидетонационными присадками.
Как видно, линейное приращение получается с каждой смесью.Было определено уникальное математическое выражение для линейной корреляции приращения октанового числа с соотношением вода / топливо, как указано в формуле. (1).
ONwater = ONbase + 251,5 w / f
(1)
, где ON вода — октановое число, полученное при закачке воды с соотношением w / f , начиная с октанового числа базового ПО база .
Испытания проводились с использованием эталонной топливной смеси с ИОЧ 65 (базовое ИИ 65–65 об.изооктана и 35% об. н-гептана). Выбор этого RON строго связан со значением RON смеси первичной нафты, которое оценивается в диапазоне 63–68 RON.
Чтобы оценить влияние впрыска воды на выбросы оксидов азота, выбросы NOx были измерены во время испытаний с изменением массового расхода воды по отношению к топливу при фиксированной объемной степени сжатия (см.). Выбросы NO x уменьшаются при увеличении массового расхода воды на топливо, и это присутствует в любом случае.Использование воды в качестве топлива с массовым расходом 1,5 приводит к сокращению выбросов NOx примерно на 50%. Уменьшение содержания оксидов азота происходит из-за охлаждения камеры сгорания водой, которая обеспечивает более низкую среднюю температуру в цилиндрах. Это также подтверждается более низкой температурой выхлопных газов, измеренной после выпускного клапана во время испытаний двигателя (см.). Очевидно, что температура выхлопных газов уменьшается почти линейно с увеличением массового расхода воды по отношению к топливу с уменьшением примерно на 6% при изменении массового расхода воды по отношению к топливу от 0 до 1.5.
NO x в зависимости от отношения массового расхода воды к массе топлива для эталонной топливной смеси (CR = 5,25 — Базовое RON 65).
Зависимость температуры выхлопных газов от отношения массового расхода воды к массе топлива для эталонной топливной смеси (CR = 5,25 — Базовое RON 65).
Что касается влияния впрыска воды на давление в цилиндре, то рис. и показывают давление в цилиндре как функцию угла поворота коленчатого вала двигателя и рабочего объема цилиндра, соответственно. Сообщается о различном массовом расходе воды по отношению к топливу (w / f = 0, 0.5 и 1). Объемная степень сжатия двигателя CFR Fuel Engine была установлена так, чтобы обеспечить детонацию в двигателе. В частности, была зафиксирована объемная степень сжатия 5,25 и двигатель питался эталонным топливом.
Давление в цилиндре как функция угла поворота коленчатого вала для различных соотношений массового расхода воды и топлива и фиксированной объемной степени сжатия двигателя (базовый RON 65)).
Давление в цилиндре как функция объема цилиндра для различных соотношений массового расхода воды и топлива и фиксированной степени сжатия двигателя (базовый RON 65).
Как видно на рис. и детонация происходит без впрыска воды. При использовании массового расхода воды и топлива, отличного от нулевого, детонация исчезает при той же объемной степени сжатия. Это подтверждает, что воду можно использовать для контроля детонации в двигателях внутреннего сгорания. В то же время очевидна задержка SOC, которая приводит к задержке кривошипа, при которой возникает пик давления в цилиндре. Также очевидно снижение пикового уровня давления примерно на 1–1,5 МПа.
Влияние нагнетания воды на тепловыделение показано на [29].На этом рисунке кривые суммарного тепловыделения в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя, рассчитанные с использованием данных давления в цилиндре, для трех массовых расходов воды и топлива (w / f = 0,0, w / f = 0,5, w / f = 1.0). Видно, что наличие воды внутри цилиндра несколько снижает интенсивность тепловыделения и замедляет окончание фазы сгорания. Это подтверждает, что введение воды в цилиндр обеспечивает регулярное выделение энергии во время сгорания. Это выделение энергии может быть преобразовано в активную работу поршня вместо того, чтобы рассеиваться при передаче тепла стенке.
Чистое совокупное тепловыделение в зависимости от угла поворота коленчатого вала для различных соотношений массового расхода воды и топлива и фиксированной объемной степени сжатия двигателя (базовое октановое число 65).
Чтобы исследовать способность метода впрыска воды контролировать детонацию, в двигатель CFR подавали эталонную смесь, и была установлена объемная степень сжатия для детонации (см. — W / F = 0 CR = синяя кривая 5,25). При этом был зарегистрирован пик давления около 5 МПа. Поэтому объемная степень сжатия двигателя и массовый расход воды к топливу менялись для поддержания примерно одного и того же пикового уровня давления.Как можно заметить, эффекты закачки воды очевидны. Такой же уровень давления возможен при более высокой степени объемного сжатия. В то же время необходимо увеличение массового расхода воды по отношению к топливу. Интенсивность детонации также уменьшается с увеличением количества воды. Эти факты подтверждают, что воду можно использовать для контроля детонационных явлений и обеспечения более высоких степеней сжатия.
Давление в цилиндре как функция угла поворота коленчатого вала для различных соотношений массового расхода воды и топлива и переменной объемной степени сжатия двигателя (базовое октановое число 65).
4. Выводы
В данной статье представлено исследование метода контроля выбросов загрязняющих веществ и детонации. В частности, в качестве антидетонационной жидкости использовалась закачка воды. При этом было достигнуто сокращение выбросов.
Экспериментальная кампания, основанная на топливном двигателе CFR, работающем на эталонном топливе с впрыском воды и без него, подчеркнула преимущества предлагаемой технологии. Анализ тепловыделения данных сгорания показал, что регулярная реализация энергии может быть достигнута с использованием воды в качестве жидкости для контроля детонации.
Основываясь на результатах экспериментов, основные эффекты закачки воды можно резюмировать следующим образом:
1.
Впрыск воды — эффективный метод улучшения качества антидетонационного топлива;
2.
Впрыск воды влияет на температуру газа в цилиндрах, что приводит к снижению выбросов NO x ;
3.
Закачка воды позволяет использовать более высокие степени объемного сжатия.
Кроме того, впрыск воды может также использоваться для получения высокой плотности мощности в сочетании с методами давления наддува для двигателей с турбонаддувом.Впрыск воды — это эффективный метод уменьшения детонации турбокомпрессора в двигателе.
Заявления
Заявление автора
Себастьян Бруска: задумал и спроектировал эксперименты; Проведены эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал газету.
Стефано Мауро, Микеле Мессина: проводил эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал газету.
Антонио Гальваньо, Розарио Ланцафаме: проводил эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные.
Отчет о финансировании
Это исследование не получало какого-либо специального гранта от финансирующих агентств в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах.
Заявление о конкурирующих интересах
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Дополнительная информация
Дополнительная информация для этого документа недоступна.