Un indicatore che mostra il rapporto tra i vari componenti del prodotto in questione è la resistenza all'urto della benzina. Questo è trattato in questo articolo.
Il concetto di detonazione
Quest'ultimo si verifica quando la miscela aria-benzina si accende spontaneamente nella parte più lontana dalla candela. La sua combustione è esplosiva.
Le condizioni ottimali per il suo flusso si formano nella parte della camera di combustione, in cui si ha un aumento della temperatura e una grande esposizione della miscela.
Il battito può essere identificato dai caratteristici colpi metallici che si formano a causa del riflesso delle onde d'urto dalle pareti della camera di combustione e dalla conseguente vibrazione dei cilindri.
Può verificarsi una combustione a colpi di benzinapiù probabile se sono presenti depositi di carbonio nella camera di combustione, nonché quando le condizioni del motore si deteriorano. Questo fenomeno porta a una diminuzione della sua potenza, una diminuzione degli indicatori economici e degli indicatori tossicologici dei gas di scarico.
Proprietà delle benzine che provocano la detonazione
Includono: composizione frazionaria, contenuto di zolfo, stabilità dal punto di vista fisico e chimico, struttura degli idrocarburi, ecc.
La più alta resistenza alla detonazione è tipica degli idrocarburi aromatici e la più bassa - per quelli normali paraffinici. Altri, che fanno parte della benzina, occupano una posizione intermedia.
Valuta la resistenza agli urti della benzina in base al numero di ottani.
Modi per prevenire la detonazione
Deve essere impedito al momento del funzionamento del motore, quando il veicolo è in movimento, e quindi diventa necessario adottare misure urgenti al fine di prevenire il più possibile danni al motore. Inoltre, gli sforzi dei progettisti dovrebbero essere diretti allo sviluppo di quest'ultimo con un contrasto globale al fenomeno in esame.
Uno dei modi principali per prevenire la potenziale detonazione è produrre benzina con una resistenza agli urti sufficientemente elevata.
Determinazione del numero di ottani
Successivamente, abbiamo deciso quale numero determina la resistenza all'urto della benzina. Il numero di ottano (OC) viene determinato utilizzando un cilindro singoloapparecchiature con un rapporto di compressione dinamico, utilizzando metodi di ricerca o motori. Quando viene determinato, viene eseguita la combustione della benzina studiata e del carburante di riferimento con un valore desiderato noto. La composizione di quest'ultimo include eptano con RON=0 e isoottano con RON=100.
Durante il test, la benzina viene versata in questa apparecchiatura. Durante la ricerca, il rapporto di compressione viene gradualmente aumentato fino alla comparsa della detonazione, dopodiché il motore viene rifornito di carburante con un carburante di riferimento con una misurazione preliminare della detonazione e fissando il rapporto di compressione che lo ha portato. Il contenuto in volume di isottano nella miscela determina l'OC.
Il nome della marca di benzina può contenere la lettera "I". Ciò indica che l'OC è stato determinato dal metodo di ricerca. In caso di sua assenza, è stato utilizzato il metodo motorio. Gli SP ottenuti con metodi diversi differiscono leggermente nei loro valori. Pertanto, il numero di ottano per la resistenza all'urto della benzina deve essere accompagnato dall'indicazione del metodo con cui è stato determinato il suo valore.
L'ultimo valore è determinato con il metodo del motore a carichi nominali e con il metodo di ricerca - a modalità instabili.
Oltre a questi due metodi, il metodo della strada può essere utilizzato per determinare il ROI. Le miscele contenenti eptano normale e isottano vengono alimentate nel motore riscaldato. L'auto viene accelerata alla massima velocità possibile in trasmissione diretta e la fasatura dell'accensione viene regolata fino a quando i colpi scompaiono. Successivamente, secondo lo stesso metodo, viene determinata l'impostazione dell'accensione,a cui inizia la detonazione. Viene costruita una curva di base in funzione del grado dell'angolo di rotazione dell'albero motore, in base al quale viene determinato l'OC.
Al fine di aumentare l'OC delle benzine di prima distillazione, queste vengono sottoposte a reforming catalitico. Quanto aumentano è determinato dalla rigidità di questi regimi.
Le benzine per processi termici sono superiori in termini di resistenza agli urti rispetto a quelle a ciclo diretto.
Il concetto di aumentare la resistenza ai colpi
Quanto sopra indica che quest'ultimo deve essere aumentato per prolungare la vita del motore.
Per aumentare la resistenza agli urti della benzina, vengono utilizzati speciali additivi antidetonanti. Il numero di ottano aumenta con l'aumento della massa molare degli idrocarburi e del grado di ramificazione della catena del carbonio, nonché con la trasformazione degli alcani in alcheni, nafteni e idrocarburi aromatici aventi lo stesso numero di atomi di carbonio.
Modi per aumentare l'indicatore in questione. Caratteristiche delle benzine etiliche
Ci sono i seguenti modi per migliorare la resistenza agli urti delle benzine:
- Introduzione di componenti ad alto numero di ottani;
- selezione delle materie prime e della tecnologia di lavorazione;
- Introduzione di antidetonanti.
Fino a tempi recenti, il principale di quest'ultimo era il piombo tetraetile (TEP), che è un veleno sotto forma di liquido, insolubile in acqua, ma facilmente solubile nei prodotti petroliferi.
Tuttavia, piombo come prodottola combustione si accumula nella camera di combustione, aumentando la compressione del motore. Pertanto, insieme ai TPP, gli spazzini di questo elemento vengono aggiunti alla benzina, che durante la combustione formano sostanze volatili, che vengono rimosse con i gas di scarico.
Come ultime sostanze possono essere utilizzate quelle contenenti alogeni come bromo o cloro. La miscela di scavenger con TES è chiamata liquido etilico. Le benzina in cui viene utilizzato sono dette con piombo. Sono altamente velenosi e il loro uso deve essere accompagnato dall'uso di misure di sicurezza rafforzate.
Nel tempo sono iniziati ad essere introdotti nuovi requisiti per la compatibilità ambientale dei motori, che hanno portato al passaggio alla benzina senza piombo.
Caratterizzazione di additivi antidetonanti più sicuri
La benzina senza piombo ha richiesto un cambiamento nella tecnologia di produzione di questo prodotto e l'uso di additivi antidetonanti che si sarebbero distinti per una ridotta tossicità.
La resistenza all'urto della benzina è valutata, tra l' altro, dall'uso di antidetonanti atossici in quest'ultima. L'efficienza a livello di TPP è dimostrata dalle sostanze al manganese, che sono liquidi non tossici. Tuttavia, hanno trovato un uso limitato in quanto riducono la durata del motore.
L'additivo metil terz-butil etere (MTBE) con proprietà fisiche e chimiche simili alla benzina è considerato promettente. Quando viene aggiunto in una quantità del 10% al carburante, il numero di ottani aumenta di 5-6 unità.
Per benzine ad alto numero di ottaniusa una sostanza organica chiamata cumene.
Inoltre vengono utilizzati additivi ad alto numero di ottani a base di alcoli monovalenti e isobutilene.
Gli eteri hanno trovato la maggiore distribuzione nella produzione di benzina pulita.
Si utilizzano anche composti di ferro organici, additivi a base di manganese a base di N-metil-anilina, raffinato decerato
Inoltre, è possibile utilizzare piombo tetrametile (TMS) al posto del TPP nella benzina, che evapora meglio ed è distribuito in modo più uniforme sui cilindri.
Dalla pratica di utilizzo delle centrali termiche
Gli automobilisti con una significativa esperienza di guida hanno familiarità con le "candele rosse". Il colore delle candele di questo colore si è verificato quando un agente antidetonante puro è stato aggiunto alla benzina a basso numero di ottani invece del TPP con gli spazzini. Ciò ha portato alla guida di questi dispositivi. Dopodiché, non è più possibile riparare e ripristinare le candele. Pertanto, la resistenza all'urto della benzina è caratterizzata non dall'uso sconsiderato, ma dall'uso corretto di agenti antidetonanti appositamente progettati per questo scopo.
Le benzine con piombo contribuiscono a ridurre l'usura delle camme dell'albero a camme rispetto alle benzine non CHP. Si presume che i prodotti formati a seguito della combustione siano caduti attraverso l'olio in superficie, proteggendolo dall'usura. Quest'ultimo è diminuito anche in relazione ad altre parti del motore quando si utilizzano benzine con piombo.
Altri additivi per carburanti
Per inibire le reazioni ossidative, alla benzina vengono aggiunti antiossidantiadditivi, che possono essere catrame di legno, che è una miscela di fenoli con oli, paraossifenilammina e PF-16, che è una miscela di fenoli.
Per prevenire il congelamento del carburatore, vengono utilizzati additivi antighiaccio. Sono usati come composti che dissolvono l'acqua e formano con essa miscele a basso congelamento, oltre a formare un guscio sulle particelle di ghiaccio, prevenendone la crescita e depositandosi sulle pareti del carburatore.
Per rimuovere i depositi è possibile utilizzare vari additivi detergenti.
Fattori che influenzano l'indicatore in esame
La resistenza all'urto della benzina viene valutata non solo dal numero di ottani. È influenzato da vari fattori.
Il battito aumenta con l'aumentare della compressione del motore, aumentando il diametro del cilindro, utilizzando pistoni e teste in ghisa. Questi fattori sono costruttivi.
Le caratteristiche prestazionali che migliorano la detonazione includono un aumento del carico del motore a una velocità dell'albero motore costante o una diminuzione della velocità del motore a un carico costante con un aumento della fasatura di accensione, una diminuzione dell'umidità dell'aria, un aumento della strato di fuliggine nella camera di combustione e temperatura di combustione del liquido di raffreddamento.
Oltre a questo, la detonazione è causata dall'influenza di fattori fisici e chimici. Questi ultimi sono dovuti al fatto che il combustibile è in grado di formare composti perossidici che, al raggiungimento di una certa concentrazione, contribuiscono alla formazionedi questo fenomeno. La decomposizione di questi composti procede abbastanza rapidamente, mentre si sprigiona calore e si forma una fiamma “fredda” che, propagandosi, satura la miscela con prodotti di decadimento del perossido. Contengono centri attivi, a causa dei quali appare un fronte di fiamma calda.
Il fattore fisico principale è il rapporto di compressione del motore. È direttamente proporzionale alla pressione e alla temperatura nella camera di combustione. Al raggiungimento dei valori critici, una parte della miscela di lavoro si accende e si brucia a velocità esplosiva.
Resistenza ai colpi di vari tipi di motori
L'elevata resistenza agli urti della benzina per motori è tipica dei motori a benzina leggera. Garantisce la normale combustione di questi tipi di carburante nelle varie modalità di funzionamento del motore. Il processo di detonazione in questo caso è stato discusso sopra.
Per garantire un ciclo di lavoro normale nei motori diesel che funzionano per autoaccensione dalla compressione della miscela di lavoro, la resistenza all'urto del carburante deve essere bassa. Per questi motori viene utilizzata una caratteristica come il "numero di cetano", che mostra il periodo di tempo dall'ingresso del carburante nel cilindro all'inizio della sua combustione. Più è alto, più breve è il ritardo, più regolare sarà la combustione della miscela di carburante.
Grado benzina
Oltre alla resistenza alla detonazione della benzina per i tipi di aviazione di questo carburante, viene utilizzato il concetto di grado. Lei èdimostra quanto cambia la potenza quando un motore monocilindrico funziona con una miscela ricca del carburante studiato, rispetto alla potenza sviluppata dallo stesso motore sull'isoottano, la cui potenza è presa come unità di gradazione 100 o 100%.
In conclusione
La resistenza all'urto della benzina è un parametro che caratterizza la capacità di questo tipo di carburante di resistere all'autoaccensione durante la compressione. Si riferisce alle caratteristiche più importanti di qualsiasi carburante, anche per il tipo in questione. Per i motori a carburante leggero, è determinato dal numero di ottano. Per aumentare questo indicatore si utilizzano additivi ad alto numero di ottani, si introducono antidetonanti, si selezionano le materie prime e si sviluppano le tecnologie per la sua lavorazione.
