Повысить октановое число бензина: Как повысить октановое число бензина

Содержание

измерение, как повысить, как понизить

Октановое число знакомо любому автолюбителю. Этот показатель мы ежедневно видим на заправочных станциях, выбирая марку топлива – А-92, А-95, А-98. И, хотя слова «октановое число» знакомы многим, далеко не все владельцы автомобилей понимают значение присутствия этого числа в типе бензина. Разобраться в тонкостях параметров топлива можно даже не являясь профессионалом. В данной статье мы расскажем, зачем нужно октановое число обычному автомобилисту, как его рассчитывать и как правильно выбирать топливо, основываясь на этом показателе.

Содержание:

  1. Что такое октановое число?
  2. Октановое число бензина
  3. Октановое число керосина
  4. Октановое число дизельного топлива
  5. Прибор для измерения октанового числа
  6. Как повысить октановое число
  7. Как понизить октановое число

Что такое октановое число?

Октановое число – это универсальный параметр, который обозначает уровень стойкости топлива к самовозгоранию.

Наряду с химическим составом бензина, включая фракции и примеси, является основной характеристикой качества топлива.

Если говорить просто, то чем выше цифра в наименовании топлива, тем ниже вероятность самопроизвольной детонации во время движения транспортного средства. А чем реже происходит самовозгорание внутри отсека, тем меньшая нагрузка оказывается на двигатель. Дело в том, что во время движения машины поршень, приходя в максимальное верхнее положение, создает давление на топливную жидкость. Чем ниже октановый показатель, тем больше вероятность, что бензин самовоспламенится. Это создает дополнительную нагрузку на мотор транспортного средства. Внешне это выражается в постукивании во время движения со стороны двигателя. Регулярное использование бензина низкого качества может привести к поломке пускового механизма.

Октановое число напрямую зависит от органического состава горючего. Например, углеводороды с разветвленным строением и циклические углеводороды имеют более высокое ОЧ, чем линейные углеводороды. Исходная смесь для подсчета величины – это изомер октана (изооктан) + n-гептан в условиях работы двигателя внутреннего сгорания. В данном случае октановое число будет соответствовать процентному соотношению первого компонента ко второму. Для массового использования предлагается бензин с октановым числом в рамках от 70 до 95, что соответствует 70-95% содержанию изомера октана в изначальной смеси. Чем выше ОЧ бензина, тем лучше его взаимодействие с двигателем.

Топливо с октановым числом выше 95, включая 100, производится путем каталитической переработки нефтяных фракций в условиях изменения температуры и в процессе промышленной переработки бензиновых фракций. Результатом становится увеличение количества углеводородов с разветвленной и цикличной структурой, а следовательно, и стойкости к самодетонированию. Возможно также получение топлива с октановым числом выше 100 при использовании специальных присадок. В случае достижения октанового числа 100, количество n-гептана в смеси равно 0, в случае превышения 100 речь идет о возможной замене n-гептана металлорганическим соединением ТЭС.

Из-за ядовитых свойств вещества его используют только в ограниченном перечне видов горючего.

Октановое число бензина

Октановое число бензина 92 и 95 – самое распространенное сегодня, что отражается в названии марок топлива АИ-92, АИ-95. Самую большую стойкость к возгоранию внутри камеры показывает АИ-98. Современный автопром, как российский, так и зарубежный, выпускает транспортные средства, двигатели которых могут эффективно работать только с высокооктановыми продуктами, поэтому бензин с октановым числом менее АИ-92 просто перестал быть нужным (за исключением отдельных областей вроде сельского хозяйства).

Стоимость бензина высокого качества с максимальным октановым показателем будет выше, чем у аналогов – поэтому у нечестных поставщиков продукции возникает умысел «разбавить» АИ-98 или АИ-95 менее качественным горючим, чтобы получить большую прибыль. В этой связи крайне важно заправлять автомобильные средства только в сетях проверенных АЗС, гарантирующих качество предоставляемого топлива.

Особенно если ваш бизнес связан с транспортировкой, грузами или логистикой. Повышение октанового числа бензина самостоятельными усилиями не приносит ощутимой экономии, так как корректно этот процесс может проходить только в промышленной среде при соблюдении определенных условий хранения.

Существует взаимосвязь октанового числа бензина со степенью сжатия внутри двигателя. Любая таблица степени сжатия показывает – чем выше степень сжатия, тем больше вероятность самовоспламенения. При этом высокая степень сжатия гарантирует эффективную работу мотора. Это еще один довод в пользу заливки высокооктановых марок бензина.

Октановое число керосина

Бензин – это не единственный вид топлива, и наряду с ним по всему миру используются керосин и дизель, также имеющие свои уникальные характеристики. Все три состава выделяются из нефти, но имеют различную химическую структуру.

Керосин старше бензина, сейчас его используют для питания реактивных и авиационных объектов и в составе ракетного топлива. По своему составу керосин ближе к дизельному топливу, чем к бензину. Он состоит из нескольких алкановых углеводородов, не имеющих тройных и даже двойных связей. И это создает трудности в определении октанового числа данного вида топлива.

Сложность в отделении одного алканового углеводорода от другого в керосиновой цепочке и непостоянность химического состава обработанных нефтепродуктов во время получения керосина не дают возможности точного цифрового выражения антидетонационных свойств топлива. Поэтому большинство исследователей, проводивших тестирование, утверждают, что у керосина октановое число просто отсутствует. Кроме того, воспламенение керосина происходит не моментально, как в случае с бензином, а постепенно – и время разнится в зависимости от типа мотора и объекта, который он питает.

По отношению к керосину более целесообразным становится подсчет цетанового числа (скорость воспламеняемости для топлива дизельного вида). Именно такую характеристику используют в отношении керосина для реактивных двигателей.

От октанового числа цетановое отличается тем, что последнее это, по сути, отрезок времени, который проходит между впрыском топлива и его воспламенением.

Октановое число дизельного топлива

Как говорилось ранее, различия в химической структуре производных нефти определяет использование двух разных параметров для оценки антидетонационных свойств.

Дизельное топливо обладает низкой температурой воспламенения, поэтому целесообразно по отношению к нему использовать не октановое число, а цетановое. Оно определяет промежуток времени, за который происходит впрыскивание состава из струи и дальнейшее возгорание.

Определить цетановое число можно по такому же принципу, как и октановое, но с другой исходной смесью – гексадекан + альфа-метилнафталин, в стандартном соотношении объемная доля гексадекана составляет 100%, что соответствует цетановому числу 100. Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость топлива при запуске мотора, и тем оно качественнее.

Стандартный диапазон цетанового числа для дизеля– от 45 до 55. Значение выше 50 делает топливо пригодным для использования в зимнее время года. Сразу несколько российских стандартов ГОСТ запрещают использовать в холодную погоду и арктических условиях жидкости с ЦЧ ниже 48.

Прибор для измерения октанового числа

Октановое число бензина определяется двумя способами. Первый – это исследовательский метод, который реализуется в специальных лабораторных условиях. Таким путем тестируется бензин с номинальным октановым числом от 92 до 98.

Бензин с низким октановым числом, например 76, оценивается моторным методом, который описывает соответствующий ГОСТ. Отличия двух методов в применении температуры. Во время исследовательского тестирования не происходит нагревания смеси до высокой температуры +150 градусов и не требуется вращения мотора с высокой скоростью (600 оборотов против 900, используемых в моторном определении числа в соответствии с ГОСТ).

Испытуемая смесь сравнивается с изначальным образцом, описанным выше, с соотношением углеводороды / гептан, равному 100 / 0. Дальнейшее вычисление октанового числа происходит с помощью специальной установки.

Для рядовых автолюбителей остается использование октанометра, определяющего силу взаимодействия точечных зарядов, находящихся в диэлектрической среде бензиновой субстанции. Расчет октанового числа происходит с помощью калибровки, поэтому измеритель октанового числа выдает достаточную большую погрешность в 5-10 пунктов. В то же время моторное октановое число определяется с минимальной погрешностью.

Как повысить октановое число

Повышение октанового числа бензина происходит в промышленных условиях с помощью присадок. Улучшение качества состава обеспечивают так называемые антидетонаторы – чаще всего это спиртовые компоненты и реже — тетраэтилсвинец.

Из спиртовых компонентов используются метил и этил. Добавление этих составов в бензин с относительно низким октановым числом повышает параметр на несколько пунктов. Так, этиловый спирт в концентрации 10% позволяет «улучшить» маркировку бензина АИ-92 до АИ-95. Однако желание повысить класс топлива таким простым способом может, наоборот, привести к проблемам с механизмом:

  • при неправильном хранении в субстанции появляется вода, что увеличивает расход топлива на ходу;
  • вода в составе также может замерзнуть зимой – образуется лед;
  • спирт косвенно влияет на повышение давления насыщенных паров, это способствует появлению пробок в трубопроводных магистралях механизма и их повышенному износу.

Тетраэтилсвинец является эффективным антидетонатором. Это вещество всего лишь в 0,05%-ой концентрации позволяет поднять октановое число минимум на 15 пунктов. Используется вместе с компонентами, которые обеспечивают удаление свинца из камеры сгорания посредством образования летучих соединений. Но даже это не позволяет полностью избавиться от свинцового вещества, опасного для нервной и других систем организма человека. Поэтому ТЭС в последнее время активно заменяют на ацетон, изопентан или неогексан.

Нетоксичное соединение с бензином гарантируют добавки эфирного сегмента, к которым относится метил-трет-бутиловый эфир. В концентрации до 15%, достаточной для работы, он поднимает октановое число на 12 пунктов. Требует особых условий хранения, особенно в теплое время года. МТБЭ часто выбирают производители топлива экстра-класса, решая, как повысить октановое число бензина до максимального.

Как понизить октановое число

Понижение октанового числа требуется для некоторых частных работ, в сельском хозяйстве или для заправки личного спортивного транспорта (к нему относятся, в частности, мопеды).

Самая распространенная ситуация – понизить октановое число бензина А-92 на 12 и более пунктов. Так, для сельскохозяйственной техники подходят маркировки бензина А-80, А-76 и А-72. Проще всего обеспечить канистрам с бензином доступ к кислороду – контакт с воздухом понижает октановое число соединения в среднем на 1/5 пункта в день.

Среди добавок можно использовать соединения серы или нефтяных растворителей, однако любая из них может негативно сказаться на работе двигателя.

Статьи по теме

Октановое число, повышение — Справочник химика 21

    Бензины, вырабатываемые из газовых конденсатов, часто пе удовлетворяют требованиям ГОСТа по октановому числу и температуре выкипания 10%-ной фракции, а дизельные топлива — по температуре застывания. Для повышения качества прямогонных бензинов используются процессы термического и каталитического крекинга и риформинга, депарафинизация и компаундирование для снижения температуры застывания дизельных топлив — депарафинизация для удаления сернистых азотистых и кислородных соединений — гидроочистка и щелочная очистка. [c.216]
    Чрезвычайно хорошее и до сих пор не превзойденное действие тетраэтилсвинца, особенно с учетом его цены и стабильности, видно из табл. 71. В табл. 71 показано также количество (в мл) различных антидетонационных добавок, которое необходимо добавить к 1 л бензина для повышения октанового числа (по исследовательскому методу) с 67 до 77 [177]. [c.212]

    Важнейшей качественной характеристикой автомобильных бензинов является октановое число. Повышение степени сжатия в двигателях позволяет увеличить их мощность и к. п. д., уменьшить расход топлива. Но повышение мощностных и экономических показателей двигателя возможно лишь за счет увеличения октанового числа бензинов. По данным [41, 42], увеличение октанового числа автомобильного бензина на единицу позволяет снизить его удельный расход в двигателе на 1,3—1,5%, что ведет к улучшению топливной экономичности автомобилей. [c.43]

    Первым промышленным процессом дегидрирования циклоалифатических углеводородов был гидроформинг-процесс. Он был разработан в нефтяной промышленности для повышения октанового числа бензинов посредством ароматизации его нафтеновой части и мог быть очень быстро перестроен для прямого получения ароматических углеводородов [2].[c.102]

    Добавление этиловой жидкости к углеводородам и бензинам повышает их октановое число. Повышение октанового числа разных бензинов от прибавления одного и того же количества этиловой жидкости неодинаково и зависит от химического состава бензинов. [c.210]

    Основной целью этих процессов является повышение октанового числа бензинов или получение индивидуальных ароматических или легких изопарафиновых углеводородов. [c.175]

    Впервые синтетический цеолит СаА для определения н-алканов, входящих в состав бензинов, был применен Шварцем [1]. Браун и др. [2] использовали тот же цеолит для выделения н-алканов из бензинов с целью повышения их октанового числа. [c.197]

    В процессе каталитической очистки качество бензина улучшается, содержание непредельных углеводородов в бензине понижается, а ароматических углеводородов возрастает. В результате получается бензин с лучшим октановым числом и с повышенной устойчивостью к окислению. Кроме того, улучшению октановой характеристики бензинов после их каталитической очистки способствует снижение температуры его конца кипения (до 160—170°) по сравнению с концом кипения исходного сырья. [c.156]

    Качество продуктов коксования дано в табл. 9. Видно, что бензин, получаемый при замедленном коксовании, имеет невысокое октановое число, повышенное содержание непредельных и для сернистого сырья —серы. Наиболее.рациональный путь его использования— глубокая гидроочистка с последующим каталитическим риформингом. Легкий газойль также нуждается в гидроочистке — как для снижения содержания -серы, так и для удаления непредельных, после чего газойль можно использовать в качестве дизельного топлива. Тяжелый газойль может явиться сырьем или компонентом сырья для производства игольчатого кокса (при ограниченном содержании серы) или идти на каталитическую переработку (каталитический крекинг, гидрокрекинг). [c.106]


    Для повышения октанового числа моторных топлив в качестве антидетонационной добавки применяется соединение свинца с массовой долей С 46,37 и 1Т(г) Молекулярная масса соединения 323 кг/моль. Определить формулу этого соединения. [c.235]

    Дополнительные количества сырья для каталитического крекинга на некоторых заводах получают, подвергая мазуты де-асфальтизации пропаном. Деасфальтированный мазут, как содержащий повышенное количество примесей (по сравнению с дистил-лятным сырьем), портящих катализатор, и дающий много кокса, крекируют в смеси с прямогонными соляровыми дистиллятами. Тяжелые прямогонные соляровые фракции, а также деасфальти-рованные мазуты крекируются, как правило, значительно легче, чем легкие прямогонные дистилляты. Октановые числа (76—79) автобензинов, получаемых при каталитическом крекинге тяжелых фракций, близки К октановым числам автобензинов из керосиновых ри легких соляровых дистиллятов. [c.29]

    Вакуумная перегонка мазут. С целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов, а также повышения октанового числа автомобильного бензина широко применяются процессы каталитического крекинга. Основным сырьем этих процессов служат высококипя-щие вакуумные отгоны и в первую очередь вакуумный газойль. На отечественных заводах в качестве сырья каталитического кре- [c.123]

    Принимая во внимание многообразие исходного сырья и высокие требования, предъявляемые к октановым числам и выходам бензина, рассмотрим те реакции различных углеводородов, которые способствуют повышению октанового числа. Для этого остановимся отдельно на реакциях парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. Практически в бензинах прямой гонки ароматических углеводородов содержится относительно мало (от 5 до 15%), и поскольку последние обладают высоким октановым числом и достаточно стабильны в процессе каталитического риформинга, то пет необходимости останавливаться подробно на их конверсии. Таким образом, основное внимание будет уделено рассмотрению конверсии парафиновых и нафтеновых углеводородов. В заключение главы будут обсуждены реакции углеводородов бензинов термического крекинга, которые также нуждаются в повышении их октанового числа, и некоторые другие вопросы. [c. 164]

    Депарафинизация — процесс удаления из бензиновых и дизельных фракций жидких парафинов с целью повышения октанового числа бензинов и снижения температуры застывания дизельных топлив. [c.221]

    С повышением температуры реакции термического крекинга не только увеличивается скорость процесса, но и несколько возрастает октановое число бензина. [c.54]

    Экстрактивная кристаллизация с мочевиной используется главным образом не для получения парафиновых углеводородов, а для снижения температуры застывания нефтяных фракций, например средних дистил-лятных топлив, для повышения цетанового числа дизельных топлив или октанового числа бензинов прямой гонки [56]. [c.57]

    После добавки этиловой жидкости октановое число автобензина (с концом кипения 200—205° и упругостью паров по Рейду около 500 мм рт. ст.) увеличивается на 4—10 пунктов. Степень повышения октанового числа зависит от группового химического состава бензина, содержания в нем сернистых соединений, количества добавляемой этиловой жидкости и концентрации в последней тетраэтилсвинца.[c.229]

    Октановое число по моторному методу 91—94 (без ТЭС). Реакция алкилирования протекает без побочных реакций даже при некотором повышении температуры. Несмотря на это преимущество, высокая летучесть фтористоводородной кислоты, высокая токсичность и коррозийность сдерживают широкое ее при-менение. [c.62]

    Вследствие высокой температуры и короткого времени контакта обычно не пользуются реакционными камерами, Рисайклинг также не применяется по той причине, что по существу возможное повышение октанового числа достигается за один проход без образования кокса. [c.45]

    Промышленный каталитический крекинг протекает при давлениях несколько выше атмосферного. Как правило, процесс проводится в присутствии пара таким образом, что парциальное давление нефтяного сырья несколько меньше, чем общее давление. Необходимость проведения реакции при низком давлении объясняется данными, приведенными в табл. 6 и 7. Повышение давления приводит к увеличению отложения кокса и к снижению октанового числа бензина (рис. 2). При низких давлениях образуется большое количество газа, являющегося в значи-> тельной степени ненасыщенным. Содержание олефинов в бензине также высоко. С увеличением давления бромное число бензина постепенно снижается, что указывает на уменьшение содержания олефиновых углеводородов. Однако уменьшение количества олефинов не связано с наблюдаемым [c.147]


    Основное назначение каталитического риформинга заключается в повышении октанового числа исходного сырья без значительных потерь последнего. Создание двигателей с более высокой степенью сжатия выявило потребность в производстве все более высокооктановых топлив. Поэтому в процессе каталитического риформинга всегда наблюдалась тенденция к получению топлива с максимально большими октановыми числами. В настоящее время целью каталитического риформинга является производство топлив с октановыми числами ио исследовательскому методу без ТЭС порядка 90—95 при минимальных потерях исходного сырья.[c.164]

    Можно сделать обш,ее заключение, что совместная изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов не играет большой роли в процессах каталитического риформинга и является, по-видимому, лишь вспомогательной реакцией. Этими процессами нельзя объяснить имеюш,ее место повышение октанового числа некоторых бензиновых фракций от 10—20 до 50—60, хотя цифры 50—60 все еш,о далеки от требуемых (90— 95). Риформинг-бензин, содержаш,ий достаточную концентрацию компонентов с октановыми числами 50—60, может в какой-то мере удовлетворять спецификации на октановые числа, в то время как компоненты с октановыми числами порядка 10—20 допустимы лишь в очень незначительном количестве. [c.166]

    КОНЕЦ КИПЕНИЯ АВТОБЕНЗИНОВ — ВЛИЯНИЕ НА ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО. Повышение к. к. автомобильных бензинов прямой перегонки и термич. крекинга вызывает понижение о. ч. (по данным Е. Й. Забрянского и А. П. Зарубина). [c.287]

    Влияние на октановое число. Повышение т-ры смеси снижает о. ч. бензинов. Чем больше содержится непредельных углеводородов в бензине, тем значительнее снижается их о. ч. Ниже приводятся по данным Е. И. Забрян-ского и А. П. Зарубина влияние подогрева смеси на о. ч. бенаинов различного хим. состава. [c.617]

    Потребление тетраэтилсвинца достигло чрезвычайно крупных масштабов. Уже в 1937 г. оно составило только в США 30 000 т. В США этилируют 70% общего потребления бензина, что соответствует приблизительно 64 млн. м . В среднем на 1 л бензина добавляют 0,27 мл этиловой жидкости, чем достигается среднее повышение октанового числа на 8 единиц. Этим удается приблизительно на 5% повысить ресурсы топлива, что дает экономию бензина около 2,8 млн. м 1год [178]. В США в 1950 г. для проиэводства тетраэтилсвинца было израсходовано около 114 тыс. т свинца [179]. [c.212]

    Для повышения антидетонационных свойств авиабензина к нему обычно после смешения с высокооктановыми компонентами добавляют антидетонатор. Антидетонаторами называют веш ества, прп добавлении которых к бензинам в небольшом количестве резко повышаются их октановое число и сортность, причем остальные физпко-химические свойства топлива практически остаются без изменения. В качестве антидетонаторов было предложено большое количество различных веществ — углеводородов, аминов, металлорганических соединений. Наибольший антндеюнационный эффект получается при добавке тетраэтилсвинца РЬ (СзНд) , который широко применяется в производстве автомобильных и авиационных бензинов. В авиационных бензинах содержание тетраэтилсвинца допускается в пределах от 2,5 до 3,3 г в 1 кг бензина, при этом октановое число бензина повышается на 10—16 пунктов. Степень повышения октанового числа бензина при добавлении тетраэтилсвинца, обычно называемая приемистостью, зависит от химического состава бензина и содержания в нем серы. Повышенное содержание ароматических углеводородов и серы снижает приемистость бензина к тетраэтилсвинцу. [c.177]

    Добавка тетраэтилсвинца к бензинам для повышения октанового числа наиболее полно используется в тех случаях, когда бензин практически ие содержит серы. В присутствии же сернистых соединений ан-тидетонационное действие тетраэтилсвинца частично падает снижение его активности прямо пропорционально содержанию серы з бензине. [c.214]

    Конструкции современных двигателей внутреннего сгорания ставят перед нефтяной промыш.пенностью вопрос не только о количестве бензина, но и об его качестве. Бензин с высоким октановым числом повышает коэффициент полезного действия, сохраняет и удлиняет работоспособность двигателя, поэтому повышение антидетонациоиных свойств бензина имеет практический интерес. [c.183]

    Бензин из туркменской нефти (продукция Батумского нефтеперерабатывающего завода) имеет столь низкое октановое число (55), что без его повышения он не находит применения в народном хозяйстве. Низкое октановое число данного бензина обусловлено присутствием алканов нормального строения, поэтому их удаление должно повышать антидетонационные свойства бензина. Объектом исследования в данной работе был бензин из туркменской нефти с т. кип. 37—158°С, а в качестве адсорбента н-алканов применяли синтетический цеолит СаА в виде гранул — образец Горьковской опытной базы ВНИИНП Ц-202-238. [c.193]

    Кроме кокса, на УЗК получают газы, бензиновую фракцию и коксовые (газойлевые) дистилляты. Газы коксования используют в качестве технологического топлива или направляют на ГФУ для извл1 чения пропан—бутановой фракции — ценного сырья для нефтехимического синтеза. Получающиеся в процессе коксования бензиновые фракции (5 — 16 % масс.) характеризуются невысокими октановыми числами ( 60 по м.м.) и низкой химической стабильностью (> 100 г /ЮО г), повышенным содержанием серы (до 0,5 % масс.) и требуют дополнительного гидрогенизационного и каталитического облагораживания. Коксовые дистилляты могут быть ис — пользованы без или после гидрооблагораживания как компоненты дизе. ьного, газотурбинного и судового топлив или в качестве сырья каташтического или гидрокрекинга, для производства малозольного электродного кокса, термогазойля и т. д. [c.53]

    Базовые авиабензины каталитического крекинга в зависимости от свойств перерабатываемого сырья и условий процесса имеют октановые числа по моторному методу от 82 до 85, а после добавки допустимого количества этиловой жидкости (3—4 мл на 1 кг топлива) от 92 до 96. Высококачественные товарные авиабензины приготовляют путем смешения базовых бензинов каталитического крекинга с компонентами, вырабатываемыми другими методами. К основным из этих компонентов относятся технический изооктан, авиационный алкилат, изопентан, изонронилбензол и некоторые другие. Для повышения антидетонационных свойств к авиабензину добавляют этиловую жидкость (тетраэтилсвинец с Еыносителем), а для улучшения химической стабильности — антиокислитель (ингибитор). [c.10]

    Как и в ранее рассмотренных примерах, здесь влияние роста температуры крекинга сказывается также в значительном повышении выхода газа и в увеличении доли превраш енного сырья. Одновременно повышается йодное число бензина. Его октановое число достаточно высоко и мало отличается от октановт чнсаг бензинов, получаемых из сернистых нарафинистых дистиллятов менее тяжелого фракционного состава. [c.193]

    Экспериментальными исследованиями процесса крекинга установлено, что с повышением давления содержание олефиновых углеводородов в бензине уменьпхаетсяГ 6дновремё1шоТс1дакается его октановое число, определяемое по исследовательскому методу. С понижением давления увеличиваются выход газов и концентрация в них ненасыщенных углеводородов. [c.196]

    При риформинг-процессе часть сырья превраш,ается в газ и крекинг-остаток, что приводит к соответствующему уменьшению выхода бензина. Чем жестче условия риформинг-процесса, тем выше октановое число бензина и в тоже время тем меньше выход бензина из-за образования менее ценных побочных продуктов. Если для повышения октанового числа бензина использовать тетраэтилсвинец, то при этом оптимальная производительность риформннг-процесса определяется экономическим балансом между стоимостью тетраэтилсвинца и потерями в выходе, свойственными данному процессу [11].[c.46]

    Таким образом ароматизацию, важный фактор повышения октанового числа бензинов каталитического крекинга, можно охарактеризовать, как вторичную реакцию, идущую через стадию полимеризации или конденсации олефинов, получаемых при крекинге различных исходных соединений. Простые циклоолефины С5 и Се, циклонентен и циклогексен 16] образуют значительное количество ароматических углеводородов, но с относнтельио высокой температурой кипения, что может быть результатом быстрой полимеризации или конденсации таких олефинов, с последующей изомеризацией кольца, переносом водорода и крекингом. [c.135]

    Изомеризация. Хорошо разработанный процесс представляет сОбой каталитическая изомеризация пентана. Точно так же в промышленном масштабе нашла себе применение и изомеризация гексана. Однако с точки зрения производства моторного топлива изомеризация этих углеводородов в процессе каталитического риформинга имеет небольшое значение. Это объясняется тем, что в большинстве случаев октановые числа фракций С 5—С в достаточно высоки и нет необходимости прибегать к каталитическому риформингу этих фракций. Кроме того, они не нуждаются в рифор-мииге ввиду достаточно хорошей приемистости к тетраэтилсвинцу. Однако образование ароматических углеводородов и особенно бензола из фракции С6 требует изомеризации парафиновых углеводородов этой фракции. Объектом глубокого изучения является изомеризация парафинов фракции С,. Эти исследования еще не привели к созданию промышленного процесса, хотя теоретически реакция представляет интерес для повышения октанового числа парафиновых углеводородов фракции С 7. Главное до-стоилство этой операции заключается в получении исключительно больших теоретических выходов высокооктановых изомеров. Однако на практике наличие в продукте нафтеновых и ароматических уг.певодородов, а также тенденция к диспропорционированию между высоко и низкокипящими фракциями значительно затрудняют промышленную реализацию этого процесса. По-видимому, парафиновые углеводороды фракции С. являются наиболее высококипящими из тех, которые целесообразно подвергать изомеризации, так как углеводороды фракций Сз, С и Сщ даже после низкотемвературной изомеризации до равновесного состояния над катализаторами Фриделя-Крафтса неспособны повысить октановое число фракций настолько, чтобы удовлетворить требованиям сегодняшнего дня.[c.165]

    Так как с повышением температуры реакции- разветвлеиность углеводородов уменьшается, то и повышение октанового числа нри этом будет соответственно меньше. Например, по данным Фроста [И] при температуре каталитического риформинга около 450° С продукты равновесной изомеризации фракции С7 и Сд должны иметь октановые числа по моторному методу порядка 59 и 55 пунктов соответственно. Мэвити [33] для равновесных продуктов тех же фракций получил соответственно 68 и 43 пункта. Таким образом, при температуре каталитического риформинга порядка 450—500° С удовлетворительного повышения октанового числа вследствие изомеризации парафиновых углеводородов выше гептана пе получается. [c.165]

    Картина несколько изменяется в лучшую сторону нри применении сырья, содержащего значительное количество нафтеновых углеводородов. Как известно, нятичленные нафтеновые углеводороды обладают более высокими октановыми числами, чем соответствующие шестичленные нафтены. При этом равновесное отношение ири высоких температурах более благоприятно для пятичлешилх нафтенов. Таким образом можно добиться некоторого повышения октанового числа в результате изомеризации нафтеновых углеводородов бензипа. Однако для сырья, которое содержит много нафтеновых углеводородов, нанример, в калифорнийской иефти, и без этого характерно высокое отношение пятичленных [c.165]

    С точкп зрения повышения октанового числа конверсия нафтеновых углеводородов до слаборазвс твленных парафинов не является желательной. Следует заметить, что все рассуждения, касающие я метилцикло- [c.173]


Октановое число бензина: определение, повышение октанового числа.

  Что такое октановое число бензина и что от него зависит? Таким вопросом задавался практически каждый автомобилист, заправляющий на заправке свою машину, с мыслью о выборе заправочного шланга с какими-то условными цифрами над ним.
Окта́новое число́ — это фактически уровень детонации, при котором бензин воспламеняется и взрывается в камере сгорания вашего автомобиля.

Что будет если октановое число заливаемого бензина сильно отличается от предусмотренного конструкцией

 Если бензин воспламенится ранее чем надо, в то время когда еще не закрыты полностью впускные клапана, и цилиндр не находится в верхней точке, то естественно что от этого взрыва останется не так уж много полезной мощности. Она просто вылетит в трубу! Двигатель будет работать на полную мощность, появится детонация, «чихание» и т.д. и т.п. При таком низком октановом числе бензина, мы получим кучу проблем. И это не только потеря мощности. Здесь и износ клапанов и седел под ними и дополнительный нагар… Кроме того, несоответствие октанового числа для двигателя, влечет за собой и ту самую дополнительную незапланированную детонацию, которую можно спутать со стуком клапанов. Но дело совсем не в них!
 Тоже самое можно сказать и о случае, когда октановое число завышено. Взрыв в камере сгорания будет происходить с запозданием, то есть когда клапана уже успели открыться. Отсюда все те же проблемы, но с зеркальной стороны, то есть не до того как клапана закрылись, а после того, как они уже открылись. ..

 Современные двигатели имеют автоматизированные системы управления питанием, так называемые ЭБУ. которые постоянно отслеживают соотношения топлива и воздуха в камере сгорания, детонации, частоту вращения, период поджигания смеси свечами, время впрыска топлива в камеру. Все это позволяет несколько скорректировать «правильность» работы, а значит использовать бензин с некоторым разбросом по октановом числу. То есть если к машине заявлен бензин 95, то наверняка она неплохо будет ездить и на 92, однако применение 80 бензина уже явно скажется на работе двигателя. С таким широким диапазоном корректировки всех характеристик работы двигателя, ЭБУ просто не справится.

Как закладывается октановое число бензина при производстве

 Октановое число получается путем смещения баланса составляющих бензина. По большому счету их два. Это изооктан и н-гептана, остальное все не столь существенно, по крайней мере для октанового числа бензина. Изооктан, вещество почти не взрывоопасное. Он мал реагирует на повышение давления и на температуру, до известного предела. В итоге, его детонационная стойкость была принята за 100 условных единиц. В то же время, н-гептана совершенно не стоек к детонации при незначительном повышении давления. Можно сказать он обладает самодетонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0 условных единиц. Именно смесь данных составляющих и позволяет регулировать октановое число в бензине, получая бензин с различным октановым числом: 80, 92, 95,98. На самом деле бывает бензин и с октановым числом более 100 единиц. В этом случае используют только изооктан, с добавлением различных объемов присадок. Именно о присадках, повышающих октановое число бензина, мы и расскажем далее.

Присадки для повышения октанового числа бензина

 Для повышения октанового числа добавляют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения. Именно с применением данных компонентов и повышается октановое число. Но как вы заметили, применяемые вещества называется ароматическими (ароматические углеводороды), то есть говоря языком обывателя, высокооктановый бензин сильнее пахнет, чем низкооктановый. В этом есть и определенные минусы, так как высокооктановый бензин вследствие включения ароматических составляющих более летуч. Что при длительном хранении в открытой емкости или с определенным сообщением емкости с внешней средой, приведет к понижению октанового числа бензина. Поэтому можно сказать, что высокооктановый бензин должен быть «свежим». Ранее в СССР, для повышения октанового числа применялся тетраэтилсвинец — ядовитая смесь в составе со свинцом. К сожалению тетраэтилсвинец не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и лямда-зонды, которые стали применяться в конструкции современных автомобилей. Вследствие чего, пришлось отказаться от данной присадки совсем. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они они также запрещены по экологическим соображениям. Кроме того, для повышения октанового числа иногда используют присадку — ферроцен. Данная присадка (ферроцен) имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах (оттенок красного цвета), который ухудшает эксплуатационные характеристики, (о них можно посмотреть в разделе «Свечи зажигания») и, соответственно, уменьшает срок службы свечей зажигания.  Бензины включают в себя и другие присадки и примеси. Присадки в бензине выполняют различные задачи. Уменьшают количество вредных примесей в бензине – сера, вода. Также чистят детали двигателя или топливную систему. Относительно безвредной для двигателя антидетонационной присадкой является метилтретбутиловый эфир. В настоящий момент он наиболее широко применяется в Украине, России и Европе.
Вполне реально получить бензин, с октановым числом более 110 (таковыми являются авиационные топлива, но опять же с присадками свинца, что повторимся неприемлемо для современных систем управления двигателем автомобиля). Кроме того, известная схема со смешиванием бензина и газового конденсата. В этом случае также возможно «вздернуть» октановое число. Ведь октановое число природного газа, как правило, выше 100 единиц.

Сгорание бензина при разных октановых числах

 От октанового числа зависит и скорость сгорания бензина, то есть фактически время протекания взрыва. При высоких октановых числах бензина происходит более длительное и плавное сгорание бензина. При этом, соответственно и взрывные газы не вызывают на поршни ударных нагрузок и излишних резонансных детонаций. Двигатель работает более равномерно, плавно и четко. Поэтому у автомобильной промышленности и присутствует тенденция выпускать двигатели современных автомобилей работающие на высокооктановом бензине. В этом случае, при нормально настроенном двигателе и должном октановом числе бензина, детонации будут минимальны.

Определение октанового числа бензина

 Определить октановое число можно специализированным прибором — октанометром. Он дает погрешность в октановых числах на 5-10 единиц. Поэтому, проще говоря, проверить качество бензина нет никакой возможности без лабораторных исследований. В лаборатории октановое число определяют двумя способами:

— моторный (MON), Более подробно об этом способе определения октанового числа можно узнать из статьи «Моторный метод определения октанового числа бензина»;
— исследовательский (RON).

После исследований получаются следующие показатели, сведенные в таблице ниже

Исследовательский     Моторный     Октановый индекс    Торговое название
метод                             метод
А-80                            A-76                       78                             Стандарт
АИ-91                          A-82,4                    86,7                           Регуляр
АИ-92                          A-83                       87,5                           Регуляр
АИ-95                          A-85                       89                              Регуляр
АИ-93                          A-87                       91                              Премиум
АИ-98                          A-89                       93,5                           Супер

 В США октановое число заменяется на так называемый октановый индекс, представляющий собой среднеарифметическое составляющее октановых чисел, полученных по моторному и исследовательскому методу для данного топлива. А вот в Японии для обозначения марок бензина используют только исследовательский метод. На наших АЗС также декларируется октановое число полученное по исследовательскому методу.

Применение бензина с несоответствующим октановым числом для двигателя

Применение бензина с низким октановым числом

 Если получилось так, что вы заправили машину низкооктановым топливом, то прислушайтесь к двигателю. Если двигатель работает стабильно, но плохо тянет, в этом нет ничего страшного, просто сожгите весь низкооктановый бензин и впоследствии заправьте бензин с нормативным октановым числом. При этом, старайтесь избегать динамичной езды, для избегания детонации в двигателе и перегрузок.
 Если из двигателя слышны звонкие звуки, которые часто путают со стуком клапанов, значит смесь детонирует ранее чем закрываются клапана. Фактически это взрывная волна распространяется по блоку двигателя и в выхлопную систему. В этом случае это может привести к прогоранию поршней и выпускных клапанов. Конечно, может не в случае сжигания одного бака топлива, но факт негативного влияния будет налицо. «Естественную» детонацию можно порой наблюдать в случаях чрезмерной нагрузки двигателя, при подъеме в горку, при движении на повышенной передаче. Длительная работа двигателя даже с «естественной» детонацией недопустима, так как это может привести к перегреву двигателя, и как следствие, к повреждению прокладки головки блока цилиндров, прогоранию поршней и клапанов.

Применение бензина с высокооктановым числом

 Не надо пытаться применять высокооктановый бензин для автомобилей, чьи двигатели не рассчитаны на него. Минусы такого применения очевидны. Если изначально конструкция была разработана под низкооктановые числа бензина, и вы применили высокооктановый бензин, то это повлечет за собой полную перенастройку впускных и выпускных газов, а возможно и замену некоторых составляющих двигателя. Время взрыва для бензина, в этом случае, будет чуть затянутым, то есть не вовремя. Фактически необходимо будет настроить клапана и зажигание.  На ненастроенном двигателе, высокооктановый бензин будет сгорать с запозданием, при этом будет происходить потеря мощности.

Октановое число бензина – ничего лишнего о важном

Тот бензин, что получается сразу после процессов нефтеперегонки, всегда имеет низкое октановое число, около 35 и этих параметров недостаточно для того, чтобы мотор заводился и работал исправно. Требуется получить марки высокооктановых бензинов, и для этого применяются методы высокотемпературной обработки (крекинга), риформинга, введение в «полуфабрикат» – сырой бензин – специальных присадок на установках компаундирования. Со стороны физико-химических процессов задача увеличения октанового числа решается на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Но мериться размерами октанового числа не прочь и автовладельцы: это любимая тема для обсуждения, причина споров о качестве бензина, происхождений мифов и заблуждений. На что же на практике влияет октановое число бензина и что это, если обойтись без сложных формул и научных разъяснений?


Октановое число – просто о важном

Если коротко, любые бензины, поступая в камеру сгорания двигателя, способны сжиматься такого предела, чтобы начался процесс управляемого самовоспламенения – так работает свечное зажигание. Но до каких именно пределов могут сжиматься бензины, чтобы не сработало самопроизвольное воспламенение и последующая опасная детонация? Именно способность бензина сопротивляться нежелательной детонации и измеряется октановым числом. Параметр является важной составляющей безопасности для работы моторов, поскольку любая неконтролируемая, возникающая произвольно детонация является причиной оплавления, разрушения узлов мотора.  

Название такого показателя антидетонационной устойчивости бензинов возникло, конечно же, не просто так, в расчёте участвуют такие химические соединения, как n-гептан и изооктан. Вещества обладают противоположными характеристиками относительно устойчивости к детонации, а их соотношение в итоге и показывает что такое октановое число.   

Детонация, изооктан и гептан

Это три основных параметра в системе расчёта октановых чисел. Если детонация – это неконтролируемый самопроизвольный взрыв, физико-механический процесс, то изооктан и n-гептан – химические соединения, являющиеся эталонами по отношению к взрывам.  

Изооктан – вещество с максимальной устойчивостью к сжатию, такое соединение способно выдержать нагрузки, превышающие те, что характерны для двигателей, работающих на бензине. 

N-гептан – смесь, не выдерживающая даже минимальной нагрузки сжатия. 

Октановое число – это пропорция, демонстрирующая, как поведёт себя та или иная марка бензина, будь на её месте смесь изооктана и n-гептана. Цифра в наименовании топлива указывает, сколько изооктана потребовалось бы для корректной работы мотора

Бензин АИ-95 – это расчёт антидетонационной устойчивости, аналогичный смеси из 95 единиц изооктана и 5 единиц n-гептана. Чем выше цифра в октановом числе, тем меньше нужно опасаться за взрывоопасность такого горючего в камере сгорания.   

Значения ГОСТ для октановых чисел бензина

Существует два основных документа, в каждом из которых установлены минимальные значения октановых чисел для автомобильных марок бензинов. На территории РФ хождение имеет топливо четырёх марок: 

  • Нормаль-80, Регуляр-92 – октановое число установлено в ГОСТ Р 51105-97 

  • Высокооктановые Премиум-95 и Супер-98 – для каждого из этих видов горючего октановое число прописано в ГОСТ Р 51866-2002

Также общие характеристики для автомобильных топлив указаны в ТУ 0251-001-12150839-2015. И каждый из документов описывает свойства только неэтилированных видов бензина, поскольку предшественник современного горючего, этилированный состав, запрещен почти во всех странах мира, включая Россию. Решение было принято в 2003 году из-за высочайшей токсичности этилированного бензина для человека и огромного вреда для экологии. 

Конечно, стоит упомянуть и новые сорта бензинов – ЭКТО-100, также продаётся под наименованиями АИ-100, Ultimate 100 или Pulsar 100, а также гоночные (спортивные) смеси, в которых октановое число заявлено не менее 100, 102 и даже 105 ед. Но пока ни один ГОСТ характеристики таких марок не описывает. 

В регламентах ГОСТ и ТУ к одному и тому же бензину всегда указывается два числа устойчивости к детонации, и оба верны, хотя и получены в разных условиях тестирования топливно-воздушных смесей. Речь идёт о замерах октановых чисел моторным и исследовательским методом. 

Исследовательский метод замера октановых чисел

Именно этот способ определения антидетонационного числа отражён в маркировке на АЗС – АИ-80 / 92 / 95 / 98. Цифры получены, исходя из тестов на профессиональных установках, настроенных на определенные параметры работы двигателя. Исследовательский метод проводится с имитацией нагрузок на мотор и, соответственно, на бензин, как если бы автомобиль ехал в режиме «город». 

Методика тестирования определена в ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013, исследование выполняется на установках УИТ и СFR, имитирующих работу одноцилиндрового четырехтактного двигателя, и такая работа позволяет оценить октановое число от 40 до 120 единиц.  

Метод показывает антидетонационные качества топливно-воздушной смеси при работе ДВС на 600 об/мин, при условии t впрыска горючего +52С. 

Моторный тест для определения октанового числа

Такие результаты больше необходимы для сертификации нефтепродуктов, а в бытовом применении достаточно показателей по исследовательскому методу. В этом случае, в отличие от первого способа, октановое число бензина выявляется уже при максимальных нагрузках на двигатель: это 900 об/мин и температуре впрыска топлива +149 С.

Тестирование проходит по условиям ГОСТ 511-2015, на тех же установках, имитирующих работу мотора, диапазон замера октановых чисел от нуля до 120 единиц. 

Бытовые приборы, измеряющие октановое число

Октанометры – распространённые, но относительно точные устройства, показывающие октановое число жидкости, которая находится в ёмкости, а не рабочих качеств бензинов в камере сгорания. Теоретически, любой подобный аппарат  с большой вероятностью покажет погрешность, при этом калибровка таких приборов также является неточной. Но если в функционале предусмотрено определение запрещенных присадок, это можно узнать с помощью октанометров.    

Нужно ли повышать октановое число – мифы и заблуждения

Если вы помните из начала обзора, нефть, прошедшая первичный этап переработки, то есть, деления на фракции, уже является бензином, но не тем, который можно заливать в баки автомобилей и даже техники. Поэтому получение высокооктановых марок топлива – задача, в идеале, для производителей, несмотря на соблазн воспользоваться одной из присадок, обещающих повысить октановое число до 5-6 единиц. Такие составы предназначены для заливки в бак и продаются в специализированных  магазинах. 

А зачем дополнительно повышать октановое число?

Высокая степень сжатия топлива – это большее давление в камере сгорания. Чем выше давление, тем больше потребность в высокооктановом топливе. 

Но производитель авто всегда указывает на внутренней стороне крышки люка бензобака минимальный показатель детонационной устойчивости. Это означает, что конструкция двигателя рассчитана на работу именно с бензинами указанного качества. При добавлении октанокорректоров добиться большей экономичности или КПД от мотора точно не получится, поскольку конструкция мотора вряд-ли имеет секретную запасную мощность на случай добавления присадок. 

Магазинные присадки в бензобак для повышения октанового числа

Стоит помнить, что присадки, имеющие в составе магний, железо и свинец запрещены регламентом таможенного союза ТР ТС 013/2011, этот же документ предупреждает о нежелательности применения составов с N-метиланилином (монометиланилинов). Лояльность к присадкам для увеличения октановых чисел проявляется надзорными органами, пожалуй, только в отношении продуктов на основе МТБЭ – трет-бутилметиловых эфиров. 

Это правило стоит применять не только по отношению к присадкам, повышающим октановое число. Как правило, такие смеси являются мультифункциональными и работают, как антикоррозийные средства, моющие, антигелевые и т.д. Выбирая многофункциональный состав, стоит обратить внимание на его компоненты, даже если придание бензину лучших антидетонационных параметров  не является приоритетной задачей. 

Увеличение октанового числа на этапе производства

Этот этап неизбежен и регламентирован ГОСТами, но преимущество метода состоит в том, что присадки к бензину добавляются на специальных установках компаундирования. Подобные конструкции позволяют добиться равномерного смешивания разных масс, также допускается введение до 5 составов. Дополнительно производитель проводит тестирование и сертификацию бензинов, что существенно снижает риск заправки некачественным топливом.  

Конечно,  выбор надёжных, проверенных АЗС, где можно заправиться чистым, качественным бензином, основывается на официальных и негласных, «народных» рейтингах доверия. Напоминаем, что даже если вы находитесь далеко от привычных локаций, для поиска и выбора одного из проверенных вариантов можно пользоваться нашей картой – здесь указаны все рейтинговые автозаправочные станции. Кроме того, все они являются участниками всероссийской программы топливных карт.


Повышение октанового числа бензина. В чём подвох? | Автобрюзгач

Современные бензиновые автомобили очень плохо работают на некачественном топливе с низким октановым числом. Их двигатель устроен так, чтобы обеспечить быстрые обороты коленвала за минимальное количество времени.

Сделать это при использовании низкооктанового бензина трудно, ведь топливо в таком случае воспламеняется раньше, чем это нужно. Все это отрицательным образом влияет в первую очередь на разгон и динамику транспортного средства, и на его мощность в целом.

Однако низкое качество бензина обеспечивает не только плохие скоростные показатели автомобиля. Использование некачественного топлива ставит в первую очередь под удар систему зажигания и мотор. Выход из сложившейся ситуации один, либо использовать только качественный бензин, либо же повысить его октановое число путём специальных средств и добавок.

Как увеличить октановое число топлива?

Кроме всех вышеперечисленных проблем, во время использования бензина с низким октановым числом, наблюдается повышенная детонация, которая оказывает губительное действие на автомобильный двигатель.

К счастью на сегодняшнее время есть различные способы увеличения октанового числа. Для этого используются специальные присадки в топливо, которые могут быть изготовлены на различной основе.

Так, например, хорошо себя зарекомендовали присадки для бензина на основе свинца. Используя такой способ повышения октанового числа, можно увеличить его вплоть до 8 единиц.

Железосодержащие присадки дают устойчивый детонационный прирост до 4 единиц, а вот присадки на основе аминобензола способны существенно увеличить число октана, до 8 единиц.

Следует знать, что использование присадок в бензин не является безопасным способом повышения его качеств и характеристик.
К примеру присадки на основе свинца небезопасны для здоровья и окружающей среды. К тому же они образуют немалый налёт в камере сгорания автомобильного двигателя.

Марганцевые добавки в бензин приводят к повышенному износу поршневых элементов двигателя, также как и свинцовые. Они образуют нагар на стенах и свечах зажигания. При использовании железосодержащих добавок не только происходит износ цилиндров, а еще и поршней самого двигателя в автомобиле, но и заметно увеличивается отложение золы при сгорании топлива.

Кроме специальных присадок, опытные автомобилисты используют и различные другие способы увеличения октанового числа, с помощью например таких доступных веществ, как ацетон и чистый спирт. При этом пропорции спирта и ацетона к объёму бензина должны быть не более 10 %.

Как повысить октановое число бензина в домашних условиях

В промышленном и частном строительстве распространены профильные трубы. Из них конструируют хозяйственные постройки, гаражи, теплицы, беседки. Конструкции бывают как классически прямоугольными, так и витиеватыми. Поэтому важно правильно сделать расчет трубы на изгиб. Это позволит сохранить форму и обеспечить конструкции прочность, долговечность, на сайте https://avtoindustriya.com/gruzovye-avtomobili/gruzovye-avtomobili-kitay/faw/.


Ремонт бампера от AUDI A8 своими руками при помощи паяльной станции

Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.

Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.


ШКОЛЬНЫЕ УРОКИ Бензин Октановое число Способы повышения октанового числа

Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.

Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.

Ружьё, которое вам подходит, попадает туда, куда вы смотрите. Таким образом, когда вы подносите приклад ружья к вашему лицу – вы можете нажимать на спуск без колебаний, будучи уверенным, на что бы вы ни смотрели – оно получит заряд дроби в самый центр. Кроме того, с ружьём, которое вам подходит, удобнее обращаться и из него гораздо приятнее стрелять, на сайте https://avtoindustriya.com/gruzovye-avtomobili/gruzovye-avtomobili-kitay/faw/.

Как же узнать, подходит ли вам ваше ружьё? Большинство людей берут ружьё, вскидывают его к плечу и склоняются к прицелу. Если линия прицеливания совпадает с ожидаемой: « Оно неплохо подходит» . Обратная сторона подгонки – это использование пробного ружья с полностью регулируемым ложем. Вы стреляете по стальной пластине или по тарелочкам, а мастер в это время подгоняет под вас размеры ложа.

     

 

Хотя полная подгонка и очень полезная вещь – вы можете подогнать ружьё под себя самостоятельно. Всё больше моделей ружей – полуавтоматы Браунинг, Бенелли и Беретта, а также помповые ружья и полуавтоматы Моссберг – продаются с прокладками и проставками, с помощью которых вы можете изменить отгиб (погиб), отвод и длину приклада. С другими ружьями вам придётся импровизировать.

 

Мастера-оружейники используют квадратные стальные пластины размером 91 или 121 см, покрытые краской или смазкой, чтобы увидеть дробовую осыпь при проверке результатов подгонки ружья. Если у вас нет пластины, можно использовать лист или пластиковую скатерть. Подвесьте её и в центре прицельную метку размерами 5 см. Используйте чок с сильным сужением и встаньте на расстоянии 14 метров. Сначала используйте незафиксированное ружьё и плавно поднимайте его к щеке. Сфокусируйтесь на цели и выстрелите сразу же, как только ружьё коснется плеча. Не пытайтесь прицеливаться и не смотрите на мушку. Повторяйте, пока в мишени не появятся отверстие. Если отверстие располагается строго выше или ниже метки – вам нужно изменить отгиб (погиб) приклада. Если строго слева или справа – вам нужно изменить отвод. Каждый см смещения на дистанции 14 метров соответствует 1, 58 миллиметра изменения размеров приклада.

Многие автолюбители знают, что использование бензина с октановым числом ниже рекомендованного производителем двигателя приводит к детонации топливовоздушной смеси в камерах сгорания и, как следствие, к сокращению срока службы двигателя, а то и к немедленному выходу его из строя. Конечно, в городе и его окрестностях на автозаправках всегда можно купить топливо, подходящее вашей машине. Однако если вы являетесь любителем автотуризма, вам могут встречаться такие отдаленные уголки, где посчитаешь за удачу наличие на АЗС любого низкооктанового топлива. В таком случае хорошо бы знать, как повысить октановое число бензина в домашних условиях.  Но сначала о самом параметре топлива.

Детонационная устойчивость

Октановое число, или октановый индекс – это параметр, характеризующий способность бензина не воспламеняться от сжатия. Показатель равен объемному процентному содержанию изооктана в смеси с н-гептаном, при котором детонационная устойчивость этой жидкости и исследуемого бензина совпадает. Изооктан крайне неохотно воспламеняется даже при очень высокой степени сжатия, поэтому его октановое число принято за 100. Н-гептан, напротив, легко самовоспламеняется даже при низкой степени сжатия, потому значение его антидетонационного параметра приравняли к нулю.

Первым способность бензина к детонации в 21 году прошлого века исследовал англичанин Гарри Рикардо. Он и предложил использовать шкалу устойчивости бензина к детонации. Длительное время основной антидетонационной присадкой для бензина был тетраэтилсвинец. Добавление всего 0,01% этого вещества в бензин повышает его индекс детонационной устойчивости на 3 единицы. Но так как он очень ядовит, сейчас его использование как присадки к бензину запрещено. Вместо него, чтобы повысить антидетонационные свойства, сейчас применяют более безопасные присадки, например, метил-трет-бутиловый эфир, который считается на сегодня самым перспективным средством для этой цели. Используется также его смесь с трет-бутиловым спиртом. Недостатками этих присадок является высокая агрессивность к резинотехническим изделиям и низкая (около 50 ?C) температура кипения. Последнее является причиной испарения этих присадок из топлива на жаре.

Независимо от химической природы антидетонатора, концентрация присадки в бензине по объективным причинам ограничена, что ведет к невысокому приросту октанового числа. Кроме того, увеличение индекса детонационной устойчивости бензина зависит от концентрации присадки нелинейно. Для каждого антидетонатора существует пороговая концентрация, после достижения которой показатель детонационной устойчивости не увеличивается.

Сравнение свойств различных антидетонаторов

Значения пороговой концентрации некоторых присадок и другие их эксплуатационные особенности:

Оксигенаты (низшие спирты и простые эфиры). Пороговая концентрация присадки – 15%. Особенности: относительно низкая теплота сгорания и высокая агрессивность по отношению к резиновым изделиям. Максимальный прирост октанового индекса топлива 4–6 единиц. Параметры нескольких эфиров, используемых в качестве присадок. Метил-трет-бутиловый (МТБЭ) – усредненное октановое число 114, температура кипения 55 ?C; этил-трет-бутиловый (ЭТБЭ) – усредненное октановое число 110, температура кипения 70 ?C; метил-трет-амиловый (МТАЭ) – усредненный октановый индекс 104.5, температура кипения 87 ?C; диизопропиловый (ДИПЭ) – усредненный октановый индекс 104,5, температура кипения 69 ?C.
Присадки на основе свинца. Пороговая насыщенность бензина металлом – 0,17 г/л. Особенности: высокий уровень токсичности и нагарообразования в камере сгорания. Максимальный прирост индекса детонационной устойчивости бензина составляет 8 единиц. Такие присадки не используют в наше время.
Содержащие марганец. Пороговая концентрация металла в топливе – 50 мг/л. Особенности: повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы, значительное нагарообразование на свечах зажигания и в камере сгорания. Максимальный прирост индекса детонационной устойчивости составляет 5–6 единиц.
Железосодержащие. Пороговая концентрация – 38 мг/л. Приводит к повышенному износу поршней и цилиндров двигателя за счет заметного отложения золы при сгорании. Максимальный прирост числа детонационной устойчивости бензина 3–4 единицы.
Ароматические амины, например, аминобензол (анилин), который запрещен к использованию в чистом виде из-за чрезвычайной ядовитости. Из веществ этой группы к применению допущен только монометиланилин (N-метиланилин). Пороговая концентрация 1–1,3%. Особенность присадки на основе этого вещества – высокое октановое число. В процессе эксперимента было получено значение в 280 единиц. Однако есть и существенные недостатки, к которым можно отнести значительное отложение смолы на деталях двигателя и топливной системы. Также наблюдается повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы. Максимальный прирост числа детонационной устойчивости бензина, достигающийся применением такой присадки, составляет 6 единиц.

Уменьшение риска детонации подручными средствами

Добавление к бензину 10% этилового или любого другого спирта способно повысить его октановое число на 3 единицы. Недостатком этого способа является образование в бензопроводах паровых пробок, которые затрудняют работу топливной системы. Связано это с довольно низкой температурой кипения спиртов, что особенно заметно при жаркой погоде. Еще один минус этого приема в том, что спирты очень гигроскопичны и хорошо впитывают влагу из воздуха, которая в сильный мороз будет застывать, образуя в топливопроводе ледяные пробки. Разумеется, доступ бензину в таком случае будет перекрыт.
Повышать детонационную устойчивость бензинового топлива можно, доливая в него ацетон. По данным, опубликованным в сети самодеятельными экспериментаторами, добавление 1 литра ацетона к 20 литром бензина повышает его октановое число на 6 единиц. Измерения они, правда, не проводили, ориентируясь только по детонации. Автомобиль, двигатель которого рассчитан на АИ-98, заправляли АИ-92, и добавляли к топливу ацетон до исчезновения детонации.
Использование присадок для повышения детонационной устойчивости бензина, продающихся в магазинах автохимии. Нужно иметь в виду, что если верить отзывам, наиболее эффективны присадки, содержащие железо и аминные соединения. Учтите, что присадки, содержащие железо, могут, особенно при систематическом использовании, стать причиной выхода из строя свечей зажигания.


Бензин — повышение октанового числа | Моторное масло — ГСМ

Современные автомобильные бензины настолько сложны по своему углеводородному составу и наличию присадок различного функционального назначения, что качество товарных бензинов контролируется двадцатью показателями, в т. ч. октановое число бензина, результаты оценки которых фиксируют в паспорте качества на каждую партию бензина.

Если такие показатели качества, как индукционный период или водорастворимые кислоты и щелочи известны только специалистам, то, что такое октановое число (ОЧ) бензина, знают практически все. Этот показатель характеризует самое главное эксплуатационное свойство бензина — его детонационную стойкость(ДС), величина которой настолько важна, что обозначена в каждой марке бензина. Например, в основном отечественном стандарте на бензины (ГОСТ Р 51105-97) предусмотрена маркировка различных марок автобензина в соответствии с мировыми требованиями: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98». Цифры в маркировке указывают на величину детонационной стойкости данной марки бензина в единицах ОЧ, определенных по исследовательскому методу (ОЧИ) на специальной стандартной одноцилиндровой моторной установке.

Почему такое повышенное внимание к октановому числу бензина и его значению? Очевидно, потому что величина ДС бензина прямым образом влияет на мощность бензинового двигателя и его топливную экономичность. Именно поэтому за почти столетний период развития бензинового двигателя ДС товарных бензинов увеличилась с 66 до 98 октановых единиц.

 

Высокого значения ДС бензина можно добиться технологическим путем — с помощью вторичных каталитических процессов переработки прямогонных бензиновых нефтяных фракций в высокооктановые бензиновые компоненты. При этом значительно возрастают расход нефти и стоимость производства бензина.

Можно добавлять в бензин высокооктановые спирты и эфиры, что требует больших капиталовложений на организацию многотоннажного промышленного производства этих синтетических компонентов.

Октановое число бензина Есть ли альтернатива?

Самый экономичный путь повышения детонационной стойкости бензина — это применение антидетонационных (АД) присадок, способных при концентрации в бензине сотых долей процента повысить его октановое число на 8 и более единиц. Производство автобензинов без использования АД присадок в 5-7 раз дороже по сравнению с производством, в котором такие присадки применяются.
Первой АД присадкой, получившей путевку в нефтеперерабатывающую промышленность, стала этиловая жидкость на основе высокотоксичного, но очень эффективного антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС). С этого момента началась и до настоящего времени не прекращается своеобразная «гонка за лидером» в направлении разработки эффективных, экологически безопасных и рентабельных в производстве АД присадок.

Любопытна история создания свинцового антидетонатора, который на многие десятилетия стал основой промышленного производства бензинов. Впервые ТЭС был синтезирован в 1852 г. и долгое время рассматривался лишь как образец редкого химического металлоорганического соединения. В 1921 г. один инженер в Америке построил небольшую электростанцию с бензиновым двигателем. Но ее не застраховали по причине высокой пожарной опасности применяемого бензина. Была предпринята попытка заменить бензин керосином. Но при этом двигатель работал с большой детонацией (ОЧИ керосина всего 30 единиц) и мог в любую минуту выйти из строя. Чтобы не переделывать двигатель, приятели инженера Миджлей и Бойд в лаборатории фирмы «Дженерал Моторс» попробовали найти вещество, способное повысить ДС керосина и подавить детонацию в двигателе. Среди многих химических соединений исследователям попался ТЭС, который показал свою исключительную антидетонационную эффективность и сразу же был запатентован в качестве антидетонатора, конечно, не к керосину, а к автомобильному бензину, потребность в котором возрастала буквально с каждым днем. Еще одним свидетельством американской предприимчивости и деловитости стал факт сверхбыстрого строительства завода по производству ТЭС и этиловой жидкости на его основе, который заработал с февраля 1923 г. В продажу все в большем количестве стал поступать этилированный высокооктановый бензин под названием «этилбензин».

 

Запрет на Плюмбум

Высокоприбыльное производство эффективной, хотя и очень ядовитой, этиловой жидкости постоянно расширялось и к середине минувшего века достигло в мировом масштабе сотен тысяч тонн в год, причем добавлялась она к бензину в мизерных количествах — около 1 мл на 1л бензина.

А дальше, на первый взгляд, произошло невероятное. Америка, приложившая немалые усилия для мирового распространения ТЭС, включая жесточайшую борьбу против других антидетонаторов, одной из первых стала в 1970 г. ограничивать его применение в бензинах на своей территории, а в 1986 г. полностью запретила в стране производство и применение этилированных бензинов из-за возрастающего свинцового отравления окружающей среды продуктами сгорания ТЭС в автомобильных двигателях. Кроме того, ТЭС буквально за несколько часов прекращал работу каталитических нейтрализаторов отработавших газов (ОГ) бензиновых двигателей.

Получив колоссальный технический и экономический эффект от применения ТЭС, американское общество ужаснулось, оценив понесенные экологические потери. Только в одном 1975 г. в атмосферу Земли вместе с ОГ двигателей попало, по различным оценкам, от 150 до 260 тысяч тонн свинца, этого сильнейшего токсина, способного накапливаться в организме человека и снижать содержание в крови ее основного компонента — гемоглобина. Губительному воздействию свинца в первую очередь подвержены дети. Повышенная агрессивность, потеря интереса к развитию, умственная отсталость — типичные признаки отравления свинцом, которые стали все чаще фигурировать в медицинской статистике.

В нашей стране ТЭС и этиловые жидкости не применялись до 1942 г. Но, получив по ленд-лизу у союзников первые партии грузовиков Studebekker, а также американских и английских истребителей, нам пришлось срочно закупать этиловую жидкость. Дело в том, что степень сжатия иностранных карбюраторных двигателей была выше, чем у отечественных, и надо было этилировать отечественные бензины для повышения их ДС, что и было организовано не только на нефтеперерабатывающих заводах, но и на армейских складах горючего.

После войны постановлением правительства применение этилированных бензинов было запрещено в Москве, Ленинграде, столицах союзных республик и в курортных зонах. Но обеспечить выполнение этого постановления было крайне затруднительно из-за все возрастающего объема в стране междугородных автомобильных перевозок.

Выше уже отмечалось, что после «рождения» ТЭС постоянно проводились исследования с целью создания его не менее эффективной, но менее токсичной альтернативы. В результате была исследована АД эффективность тысяч соединений, содержащих в своем составе практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева. Но для организации промышленного производства наиболее эффективных антидетонаторов необходимо решить многочисленные задачи сырьевого, технологического и экономического характера, а также вопросы обеспечения требований надежной и долговечной эксплуатации двигателей на бензине с новыми АД присадками. В круг изучаемых проблем входили вопросы растворимости антидетонатора в бензине, его стабильности в нем в условиях транспортирования и хранения горючего, влияния антидетонатора на состав ОГ двигателя, количество отложений в камере сгорания, эффективность работы нейтрализатора ОГ и т.д.

Марганец, свинец, железо… Что предпочесть?

Несмотря на большой список выявленных эффективных антидетонаторов различного химического состава, в промышленных масштабах реализованы АД присадки только на основе трех химических элементов: свинца, марганца и железа. Это уже известный нам ТЭС и его ближайший «химический родственник» тетраметилсвинец (ТМС), циклопентадиенилтрикарбонил марганца (ЦТМ), метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца (МЦТМ), дициклопентадиенил железа (ферроцен) и его алкильные производные.

ТЭС и ТМС под давлением возрастающих требований к экологической безопасности автотранспорта завершают свою «биографию» в истории науки и техники. В ряде развитых стран, в том числе и в России, применение в бензинах свинецсодержащих АД присадок запрещено, и эта тенденция постоянно расширяет свои географические границы.

Присадки на основе марганца применяются в высокооктановых бензинах в ограниченных масштабах, в основном из-за низкой допустимой концентрации (не более 17 мг марганца на 1 л бензина), что не позволяет им серьезно конкурировать в борьбе за ОЧ со спиртами и эфирами.

В середине 90-х годов прошлого века в производство автобензинов все более энергично стали внедряться эффективные и экологически безопасные АД присадки на основе ферроцена, и произошло это в России.

Развитию этого нового направления способствовал ряд факторов экологического, экономического и технического характера.

  1. В результате продолжительного периода интенсивного применения в стране этилированных бензинов, в городах и густонаселенных районах резко ухудшилась экологическая обстановка из-за отравления среды токсичными свинецсодержащими продуктами сгорания ТЭС. Кроме того, использование ТЭС, даже в ограниченном объеме товарных бензинов, тормозило оснащение новых марок отечественных автомобилей нейтрализаторами ОГ.
  2. Имеющихся в нефтеперерабатывающей промышленности технологических резервов для обеспечения необходимого уровня ДС бензинов, в случае запрета ТЭС, явно не хватало, учитывая растущие потребности в высокооктановых бензинах развивающегося автопарка страны.
  3. Накопленный объем результатов исследований и испытаний АД присадок на основе ферроцена и его производных свидетельствовал об их высоких эксплуатационных свойствах, экологической безопасности и положительном влиянии на эффективность работы нейтрализаторов ОГ бензиновых двигателей.
  4. В стране образовались свободные промышленные мощности производства ферроцена и его производных.

На основании указанных факторов, а также положительных межведомственных приемочных результатов испытаний в 1994 г. допущены к производству и применению бензины А-76 и Аи-93 с первой отечественной АД присадкой на основе гидроксиизопропилферроцена, получившей название ФК-4.

В дальнейшем разработано несколько присадок на основе других производных ферроцена, но далеко не все из них по результатам испытаний допущены к применению. Специалистам в области нефтепродуктообеспечения и эксплуатации автотранспорта перечень железосодержащих присадок, допущенных к применению в бензинах, был бы полезен, чтобы не использовать непроверенные присадки и подделки. Вот этот перечень: ФК-4 (ТУ 38.301-27-012-94), «ФеРоЗ» (ТУ-38.401-58-83-94), «Октан-максимум» (ТУ 6-00-05808008-002-96), «Феррада» (ТУ 38.401-58-186-97), «АПК» (ТУ 38.401-58-189-97), «МАФ» (ТУ 38.401-58-217-98), «SOA» (ТУ 0257-309-05808008-99), «КВ-мотор» (ТУ 0257-001-18419946-99).

Еще одна важная деталь. Все АД присадки на основе ферроцена должны содержаться в бензинах в концентрации не более 37 мг железа на 1 л, что определено требованиями технических условий на бензинах этого вида.

В случае превышения указанной концентрации возрастает склонность бензина к образованию отложений на электродах свечей зажигания, что снижает надежность их работы. Предельная концентрация железосодержащих присадок в бензине установлена на основании результатов большого объема стендовых, дорожных и эксплуатационных испытаний отечественных автомобилей и иномарок. Под пристальным вниманием специалистов автомобили проехали на железосодержащих бензинах сотни тысяч километров. В результате показано, что при этом не снизились надежность и параметры работы двигателей, зафиксировано уменьшение концентрации в ОГ токсичных компонентов: окиси углерода на 15-30 % и несгоревших углеводородов — в 1,2-2,8 раза. Однако в условиях функционирующих в стране многочисленных малотоннажных производств бензинов, основанных на смешении бензиновых компонентов и присадок, иногда допускают передозировку железосодержащих присадок с целью получения максимального АД эффекта от их применения. В результате бензин фактически не соответствует по качеству требованиям ТУ, а возможные в случае применения такого бензина неполадки в работе свечей зажигания целиком лежат на совести недобросовестных производителей. К сожалению, зафиксировав перебои в работе свечей зажигания, зачастую начинают обвинять во всех грехах «железо», забывая, что в пересоленном супе виновата не соль, а повар.

Объективности ради следует отметить, что попытки «потеснить» в бензине опасный свинец железом имели место и ранее. В Германии в 30-х годах прошлого века в противовес этилированному бензину начали выпускать под названием «моталин» бензин с железосодержащей присадкой на основе пентакарбонилжелеза (ПКЖ), но выявленный в результате повышенный износ двигателей заставил прекратить выпуск такого бензина. Причина неудачи заключалась в чрезвычайно высокой концентрации ПКЖ и его низких эксплуатационных свойствах, которые так и не удалось улучшить немецким химикам. Отечественным специалистам на основе результатов большого объема исследований и испытаний удалось избежать ошибок предшественников.

Как и все новое в науке и технике, применение в бензинах ферроценсодержащих присадок имеет своих сторонников и противников.

Одним из главных аргументов оппонентов является довод о том, что железосодержащие АД присадки не применяются нигде, кроме России, а значит, в этом есть еще не изученная и не понятная нам причина. В ответ можно привести десятки примеров разного подхода в нашей стране и за рубежом к решению одних и тех же технических проблем.

Например, после запрета в США в 1986 г. применения этилированных бензинов американские автомобилестроители столкнулись с серьезной проблемой повышенного износа седел впускных клапанов бензиновых двигателей. Следует отметить, что Америка шла к этому решению с 1970 г., то есть 16 лет, и тем не менее!

«Русский путь» железа

В России после перехода в 2002 г. исключительно на применение неэтилированного бензина (а сокращение использования в бензинах ТЭС началось у нас только в середине 90-х годов) такой проблемы не возникло. Положительную роль сыграло очередное русское ноу-хау, известное специалистам в области создания и испытания двигателей.

Несмотря на почти двадцатилетний период успешного и все более масштабного применения в отечественных бензинах железосодержащих присадок, исследования и испытания их продолжаются. На повестке дня стоит задача исследования возможных полезных свойств бензина с добавкой ферроцена, который является основой многих ценнейших кроветворных лекарств (например, ферроцерон), а также лекарств против железодефицитной анемии. Дело в том, что молекула ферроцена по своему строению похожа на молекулу гемоглобина, который также содержит железо и является одним из основных компонентов крови (около 15% от ее массы), выполняя роль переносчика кислорода воздуха из легких человека ко всем органам и тканям его тела.

Вообще, среди группы химических элементов, необходимых для роста, развития и репродуцирования человека (а таких всего восемь), железо стоит на первом месте. По содержанию в земной коре железо занимает третье место после кислорода и кремния.

Суточная потребность этого жизненно важного для человека элемента значительна и составляет для мужчин 10 мг, а для женщин почти в два раза больше — 18 мг. Может быть поэтому средняя продолжительность жизни у женщин в разных странах превышает данный показатель у мужчин на 10 и более лет.

Чтобы подтвердить гипотезу полезного влияния присадок на основе ферроцена в бензине на здоровье человека, необходимы длительные исследования.

Таким образом, в борьбе за прекращение производства и применения высокотоксичных и экологически опасных присадок на основе ТЭС наша страна продемонстрировала свой особенный «русский путь», призвав для вытеснения из бензина ядовитого элемента свинца жизнеутверждающий элемент железо, определивший в начале первого тысячелетия до нашей эры индустриальный путь развития земной цивилизации.

 

Святослав ЛЕБЕДЕВ

Литература:
1. Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив — М: Химия, 1979.
2. Сачивко А.В., Твердохлебов В.П., Демьяненко Е.А., Поляков Б.В. Новые присадки к моторным топливам: технические и экологические аспекты// Российский химический журнал, №1-2, 1998, с. 176-185.
3. Буцкой Ю. Железный занавес для детонации// журнал «За рулем», № 6, 2000.
4. Андреев И.Л. Ноу-хау в бензобаке// журнал «Российская Федерация сегодня», № 17, 2001, с. 49-52.
5. Емельянов В.Е., Симоненко Л.С., Скворцов В.Н. Ферроцен — нетоксичный антидетонатор для автомобильных бензинов// журнал «Химия и технология топлив и масел», № 4, 2001, с. 6-8.

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степень сжатия двигателя. Степень сжатия двигателя относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество теплоты, выделяющееся в цилиндре при сжатии Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и топливный заряд ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРИТ, что приводит к неполному горение. Чистый эффект — потеря мощности, возможный двигатель повреждения и слышимый «стук» или «пинг», называют детонацией.

 Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам.Октановое число определяется путем сравнения характеристика бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентану) и гептан. Изооктану присвоено октановое число 100. Он представляет собой сильно разветвленное соединение, которое легко горит, с небольшим стук. С другой стороны, гептан, прямая цепь, неразветвленная молекуле присваивается октановое число, равное нулю, из-за ее плохой детонационные свойства.

Бензин прямогонный (непосредственно с перегонки НПЗ колонка) имеет октановое число около 70.Другими словами, прямолинейный бензин имеет те же детонационные свойства, что и смесь 70% изооктан и 30% гептан. Многие из этих соединений являются прямыми цепные алканы. Крекинг, изомеризация и другие процессы очистки может быть использован для повышения октанового числа бензина примерно до 90. Для дальнейшего повышения октанового числа могут быть добавлены антидетонаторы. рейтинг.

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 браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, 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. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Октановое число — Energy Education

Рис. 1. Заправочная станция с пятью октановыми числами, представленными пятью различными числами на насосе. [1]

Октановое число , также известное как Октановое число является мерой качества или производительности бензина. Чем выше число, тем лучше топливо сгорает в двигателе автомобиля. Автомобили с более высокими характеристиками требуют топлива с более высоким октановым числом.

Октановое число конкретной бензиновой смеси основано на соотношениях двух соединений в бензине — изооктана , соединения с той же химической формулой, что и октан, но с несколько иной структурой и свойствами (это химические изомеры). , и нормальный гептан .Эти два соединения очерчивают две крайние точки шкалы: чистый изооктан имеет рейтинг 100, а н-гептан имеет рейтинг ноль. Таким образом, смесь 90 % изооктана и 10 % н-гептана будет иметь октановое число 90. [2]

двигатель. Способность бензина выдерживать сжатие наиболее важна для автомобилей, работающих на традиционном бензине. Напротив, дизельные двигатели сжимают не топливо, а воздух, а затем впрыскивают топливо. Эти двигатели полагаются на разные рейтинги, известные как цетановые числа. [3]

Предварительное зажигание и детонация

Основное различие между использованием высокооктанового или низкооктанового бензина определяется уровнем «детонации» двигателя. В двигателе воздушно-топливная смесь воспламеняется свечой зажигания. При этом поршень также движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь и одновременно повышая ее температуру (поскольку температура увеличивается с ростом давления).При использовании топлива с более низким октановым числом воздушно-топливная смесь также может воспламеняться из-за этого сжатия. Когда этот фронт пламени сталкивается с фронтом пламени, зажженным свечой зажигания, раздается слышимый «стук». Когда воздушно-топливная смесь в двигателе воспламеняется за счет сжатия, а не от свечи зажигания, это называется «преждевременным зажиганием». [4] не полностью. Остатки топлива от этого неполного зажигания приводят к тому, что остатки прилипают к внутренней части топливной камеры, что в конечном итоге приводит к звукам двигателя, известным как детонация двигателя. [5]

Для просмотра полезного видео о детонации двигателя нажмите здесь.

Как правило, в руководстве по эксплуатации, которое прилагается к новым автомобилям, содержатся рекомендации производителей относительно того, какое октановое число следует использовать для предотвращения вредного преждевременного зажигания и детонации из-за накопления отложений. Большинство производителей автомобилей рекомендуют бензин с октановым числом 87, но советуют использовать бензин с более высоким октановым числом, если детонация является проблемой для более низкого сорта. [2]

Для дальнейшего чтения

Каталожные номера

Что на самом деле означает октановое число для вашего автомобиля

Загрузите закуски и включите музыку, потому что сезон летних поездок официально наступил.Но пока вы этим занимаетесь, не забудьте одну важную деталь для вашего каравана повышенной проходимости: топливо, которое его питает. Летние поездки означают долгие часы в дороге с тяжелым снаряжением. Буксировка таких грузов, как лодки и кемперы, может быть особенно обременительна для семейного автомобиля. Поэтому, прежде чем отправиться в путь этим летом, убедитесь, что вы используете топливо, специально разработанное для удовлетворения потребностей вашего автомобиля.

Когда вы находитесь на заправке, вы, вероятно, видите несколько сортов топлива на выбор. Марки топлива, такие как обычный, плюс и премиум, определяются их октановым числом.Многие люди предполагают, что бензин с более высоким октановым числом автоматически увеличит пробег или мощность их автомобиля, но это не всегда так. Так что же на самом деле означают эти разные октановые числа на заправке?

Почему октановое число имеет значение для вашего двигателя

Бензиновые двигатели работают путем воспламенения смеси воздуха и топлива через определенные промежутки времени с помощью свечи зажигания. Перед каждым сгоранием эта воздушно-топливная смесь сжимается, что позволяет извлечь ее максимальный энергетический потенциал.

Но поскольку сжатие создает огромное количество тепла, топливо должно выдерживать экстремальные температуры, иначе оно может преждевременно дать осечку. Эта проблема, когда воздушно-топливная смесь воспламеняется самопроизвольно, а не от свечи зажигания, известна как «стук» в честь производимого ею звука.

Октановое число — это просто показатель термостойкости топлива для предотвращения детонации. Другими словами, октан не улучшает сгорание — он предотвращает воспламенение топливно-воздушной смеси внутри двигателя раньше, чем это должно произойти.

Чем выше октановое число топлива, тем более оно устойчиво к детонации. Если вы слышите стук, возможно, вы используете неправильное октановое число для своей поездки. Рекомендуемое октановое число зависит от автомобиля, поэтому всегда обращайтесь к руководству по эксплуатации, чтобы определить, какое из них подходит именно вам. Некоторым автомобилям требуется более высокое октановое число, потому что они имеют так называемые двигатели с наддувом или турбонаддувом, которые создают более высокие уровни сжатия.

Какое октановое число следует использовать?
Вы всегда должны использовать как минимум минимальное октановое число, рекомендованное производителем вашего автомобиля.Использование топлива с более низким октановым числом, чем требуется, может вызвать детонацию и не позволит вашему автомобилю достичь заявленной экономии топлива. Со временем заправка топливом, не соответствующим требованиям вашего автомобиля, может повредить как двигатель, так и систему контроля выбросов.

С другой стороны, использование топлива с более высоким октановым числом, чем требуется для вашего автомобиля, никогда не причинит вреда, но и не обязательно принесет вам пользу. Топливо с более высоким октановым числом потенциально может повысить производительность некоторых транспортных средств при буксировке тяжелых грузов, особенно в жаркую летнюю погоду.Однако в нормальных условиях лучше всего использовать октановое число, рекомендованное руководством пользователя.

Независимо от того, какое октановое число требуется вашему автомобилю, вы можете положиться на МОЮЩИЙ БЕНЗИН CENEX® TOP TIER™ DETERGENT Benz для ваших летних поездок. Благодаря многофункциональному передовому в отрасли пакету присадок, который входит в стандартную комплектацию всех марок бензина Cenex, вы можете не беспокоиться и экономить километры на дороге. УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ о детергентном бензине TOP TIER и используйте наш ПОИСК МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ, чтобы увидеть магазины Cenex на вашем маршруте.Теперь, кто хочет покататься на дробовике?

 

Октановое число — Понимание октанового числа топлива

Понимание октанового числа

Об октановом числе

Октановое число — это мера способности топлива противостоять детонации. Требуемое двигателю октановое число зависит от степени сжатия, геометрических и механических соображений и условий эксплуатации.Чем выше октановое число, тем выше устойчивость топлива к детонации или стуку при сгорании.

Октановое число бензина Synergy™

  • Обычный бензин Synergy™ — октановое число 87
  • Бензин Synergy™ Extra – октановое число 89
  • Бензин Synergy SUPREME+™ – октановое число 91-93

Октановое число, подходящее для вашего автомобиля

Обязательно ознакомьтесь с руководством по эксплуатации, чтобы узнать рекомендуемый уровень октанового числа для вашего автомобиля.

Есть вопрос об октановом числе?

  • Качественное топливо, чтобы добраться туда, куда вы идете

    Узнайте, какие шаги мы предпринимаем для обеспечения качества нашего топлива.

    Узнать больше
  • Подходящее топливо для вашего автомобиля

    Получите максимальную отдачу от своего двигателя и от поездки с бензиновыми и дизельными двигателями Exxon и Mobil SynergyTM.

    Узнать больше
  • Получите больше от каждой поездки

    Изучите наш исчерпывающий список советов, которые помогут вам повысить эффективность использования топлива и получить больше от каждой поездки.

    Узнать больше
  • Бензин Synergy™

    Узнайте больше о нашем бензине Synergy, созданном на основе 7 основных ингредиентов и разработанном для снижения расхода топлива.†

    Узнать больше

*Улучшение топливной экономичности основано на использовании бензина марки Synergy по сравнению с бензином, отвечающим требованиям минимума U.С. государственные стандарты. Фактические преимущества будут зависеть от таких факторов, как тип автомобиля, стиль вождения и ранее использованный бензин.

Все используемые здесь товарные знаки являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками корпорации Exxon Mobil или одной из ее дочерних компаний, если не указано иное.

Октан | McKinsey Energy Insights

Также известен как: РОН, ДОН

Октановое число

является одним из наиболее важных свойств бензина.В частности, октановое число является мерой склонности 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 бензино-топливная смесь не воспламенялась до ее полного сжатия. Однако, поскольку сжатие повышает температуру смеси, некоторые углеводороды имеют тенденцию к самовоспламенению в неподходящий момент цикла двигателя.Октановое число является мерой устойчивости углеводорода к этому.

Материалы с более высоким октановым числом более ценны для нефтепереработчика, поскольку они позволяют нефтеперерабатывающему заводу производить бензин с более высоким октановым числом, который имеет более высокую цену. Кроме того, высокооктановый материал можно использовать для улучшения качества дешевых низкооктановых смесей, сохраняя при этом качество готового бензина.

НПЗ имеют несколько вариантов получения октана. Наиболее важным является реформер, который значительно повышает октановое число тяжелой нафты.Повышение октанового числа также достигается за счет изомеризации легкой нафты. Другими источниками материала со средним и высоким октановым числом являются FCC и алки-блок.

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 эфиры, также будут иметь более высокое октановое число.

Следовательно, некоторые из запасов бензиновой смеси с более высоким октановым числом:

Бензиновые смеси с более низким октановым числом:

Измерение октанового числа

Октановое число измеряется с помощью индекса, отражающего степень детонации топлива при определенных условиях эксплуатации. Индекс определяется на основе детонационных характеристик двух эталонных топлив. Изооктан обладает очень высокой устойчивостью к детонации даже при высокой степени сжатия, и ему присваивается октановое число 100.Н-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 с 25% н-гептана, будет иметь октановое число 75.

Поскольку характер детонации меняется в зависимости от условий работы двигателя, рассматривается несколько различных шкал октанового числа.Двумя наиболее распространенными являются RON (исследовательское октановое число) 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 отображения довольно стабильных крейсерских условий. Условия MON предназначены для отражения более сложных условий, таких как высокие скорости или буксировка тяжелого груза. Как правило, RON примерно на 10 пунктов выше 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. ОПП или R+M/2.

Впрыск воды как метод контроля детонации

Heliyon. 2019 февраль; 5(2): e01259.

S. Brusca

a Инженерный факультет Мессинского университета, Contrada Di Dio, 98166, Мессина, Италия

A. Galvagno

a Инженерный факультет Мессинского университета, Contrada Di Dio, , Мессина, Италия

R. Lanzafame

b Факультет гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Viale A.Дориа, 6 — 95125, Катания, Италия

С. Мауро

b Факультет строительства и архитектуры, Университет Катании, Виале А. Дориа, 6 — 95125, Катания, Италия

М. Мессина

b Кафедра гражданского строительства и архитектуры, Университет Катании, Viale A. Doria, 6 — 95125, Катания, Италия

b Кафедра гражданского строительства и архитектуры Катанийского университета, Виале А.Doria, 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 была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Настоящая работа посвящена исследованию влияния воды на сжигание низкооктановых топлив в двигателях внутреннего сгорания. В частности, это исследование было проведено с использованием двигателя CFR с переменной степенью сжатия.

Стандарты ASTM для двигателей и исследовательские методы использовались для определения октанового числа топлива и топливно-водяной смеси.

Впускной коллектор топливного двигателя CFR был модифицирован для установки впрыска воды. Были использованы различные соотношения массы воды и топлива, и были измерены октановое число и выбросы загрязняющих веществ с помощью методов исследований и двигателей. В частности, отношение массового расхода воды к топливу устанавливалось от 0 до 1,5.

При увеличении массового соотношения вода/топливо было зарегистрировано увеличение октанового числа, и это поведение очевидно для каждого исследуемого базового октанового числа.В то же время было зарегистрировано снижение выбросов NO x за счет как снижения температуры в цилиндрах, так и водно-химического взаимодействия с NO x . Анализ следов давления в цилиндрах показал, что присутствие воды уменьшает колебания давления в цилиндре двигателя.

На основании полученных результатов можно констатировать, что вода способна контролировать детонацию при сгорании топлива и регистрируется прирост октанового числа.

Ключевые слова: Нефтяное машиностроение, Энергетика, Машиностроение

1.Введение

В настоящее время в промышленно развитых странах внимание общественности сосредоточено на потреблении энергии и топлива и воздействии производства и использования энергии на окружающую среду [1, 2, 3], системах мобильности, а также на использовании возобновляемых источников энергии ( ВИЭ) и альтернативные виды топлива [4, 5].

В настоящее время правительства промышленно развитых стран вводят очень низкие ограничения на выбросы загрязняющих веществ из двигателей легковых автомобилей в связи с вниманием 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 существуют неопределенности в отношении глобального потепления, и необходимо отслеживать и сокращать выбросы CO 2 из систем сжигания. В долгосрочной перспективе существует возможность одновременного значительного повышения эффективности и защиты окружающей среды.

Альтернативные виды топлива [8] и биотопливо [10, 11] могут использоваться для снижения воздействия двигателей на окружающую среду.Для уменьшения воздействия работы двигателя на окружающую среду 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 годов [13] и мощных двигателях Формулы-1 в 80-х годах [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, обеспечивает более высокие значения степени сжатия двигателя без появления явления детонации.Более того, впрыск воды позволяет получить двигатель с большим турбонаддувом, работающий регулярно без детонации [21, 22]. Основным эффектом впрыска воды является снижение температуры конечных газов и охлаждение камеры сгорания двигателя [21, 22].

Спирт, такой как метанол, можно использовать в качестве охлаждающей жидкости, но, как правило, предпочтительнее смесь воды и спирта 50/50. В смесь также вводят следы водорастворимого масла с целью предотвращения коррозии компонентов топливной системы.Вода является основным теплоносителем из-за ее высокой плотности и теплоемкости, а спирт может использоваться и как водяной антифриз, добавляя при этом горючести в двигатель [16, 19].

Использование впрыска воды в порт приводит к снижению температуры топливно-воздушной смеси, при этом регистрируется увеличение плотности смеси. Определенно общая масса, поступающая в цилиндр, больше [23]. Кроме того, при горении 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 является горючим; таким образом, он сгорает во время сгорания и в то же время увеличивает детонационную стойкость топливно-воздушной смеси. Следовательно, эквивалентно иметь более высокое значение топлива О.Н. Это позволяет получить более высокие значения степени сжатия двигателя без детонации [14, 15, 16].

Настоящая статья посвящена исследованию влияния впрыска воды на сгорание, октановое число (O.N.), контроль детонации и образование загрязняющих веществ в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с экспериментальной точки зрения с помощью стандартного двигателя CFR.В частности, в настоящем исследовании использовалось эталонное топливо вместо нафты прямого отжима, чтобы повысить воспроизводимость результатов, а для анализа влияния на горение был проведен анализ реализации тепла.

2. Экспериментальный

В настоящей статье для определения октанового числа испытанных топливно-водяных смесей использовались стандартные исследовательские двигатели Waukesha CFR Fuel Engines [23]. В стандартном двигателе была введена модифицированная система впуска для установки инжектора воды в порту.Эталонные топлива на 66, 75, 90 и 95 о.н. использовались для проверки того, не изменился ли режим работы двигателя CFR введением расширения впуска. Полученные результаты показали, что расширение впуска с помощью водяной форсунки не влияет на O.N. измерения [23].

Топливо подавалось в двигатель через карбюратор штатным жиклером с переменным гидронапором, а расход топлива измерялся объемным методом из-за сложности установки гравиметрической измерительной системы в стандартный CFR.Измеряя изменение объема топлива в определенном интервале времени для различной объемной степени сжатия, был зарегистрирован средний расход топлива 8,6 г/мин, в то время как расход воды варьировался примерно от 4,3 г/мин до 12,9 г/мин [24].

В двигателях CFR с объемным водяным насосом установлена ​​система впрыска через порт, а также регулятор давления. Массовый расход воды регулировали изменением давления закачки (0,2–2,5 МПа) и измеряли гравиметрическим методом. Смачивание стен было сведено к минимуму, а взаимодействие струй воды и топлива исключено.

Выбор установки внутрипортовой системы впрыска воды связан с тем, что в данном 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.

В связи с тем, что во впускной системе испаряется лишь небольшое количество воды, а количество воды сравнимо с количеством воды в топливе, воздействие на захваченный воздух незначительно.

Характеристики основных компонентов системы впрыска воды приведены в , а на некоторых фотографиях экспериментальной установки показаны. Выбросы загрязняющих веществ регистрировали с помощью стандартного Eurotron Green Line 4000 [25].

Таблица 1

Характеристики основных компонентов системы впрыска воды.

3 9 DM 3 / мин
Описание
Водяной насос 9/100
Насос Доставка давления 10 MPA
Объемный расход
Насос Скорость вращения
Насос Power 2 кВт @ 2800 R / MIN
Водяной сопл Delavan 45 °

Экспериментальная установка: (A ) Двигатель CFR, (b) Водозаборная труба.

Пьезоэлектрический датчик давления Kistler 6061B с усилителем заряда Kistler 5007, расположенный в отверстии датчика сгорания, использовался для измерения давления в цилиндре. Данные давления, а также угол поворота коленчатого вала регистрировались с помощью ПК, оснащенного высокоскоростной платой сбора данных NI PCI 6221 (250 kS/s) [26].

3. Результаты и обсуждение

По данным научной литературы, октановое число топлива оказывает сильное влияние на характеристики и эффективность SI-ICE [16, 20, 21].Чтобы свести к минимуму этот эффект, необходима модификация конструкции как двигателя, так и нефтеперерабатывающего завода.

Одна из целей настоящего исследования строго связана с уменьшением содержания антидетонационных присадок в бензине, что позволяет снизить производственные затраты на топливо. Другой аспект связан с воздействием двигателя на окружающую среду.

В связи с этим было проведено несколько испытаний двигателя CFR на различных смесях первичной нафты с различным базовым н.у. [15]. Для измерения базы О.N. было проведено несколько испытаний с использованием двигателя CFR в соответствии с Research and Motor Methods [27, 28]. Результаты этого анализа показаны на рис.

Таблица 2

Базовое октановое число для различных бензиновых смесей.

Смесь Классификация Базовый РОН
CR30 BL1 34
CR30 ВМ1 52
CR30 НД2 70
CR30 BL3 73

Для изучения влияния 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 массы воды к топливу (в диапазоне 0–1,5). Соотношение массового расхода воды и топлива было ограничено 1,5 из-за возможного гашения пламени.

Воздействие воды на RON показано для различных топливных смесей в зависимости от массового расхода воды и топлива. Хорошо видно, что увеличение отношения массового расхода воды к топливу приводит к почти линейному увеличению октанового числа.Такое поведение наблюдается для всех исследованных базовых октановых чисел. Как видно на графике, чем выше соотношение массы воды и топлива, тем выше октановое число. Начиная с отношения массового расхода воды к топливу, равного 0, и увеличивая отношение массового расхода воды к топливу с шагом 0,5, для каждого шага увеличения массового расхода воды к топливу было зарегистрировано увеличение RON примерно на 8 пунктов. При установлении отношения массового расхода воды к топливу, равного 1,5, было зарегистрировано увеличение RON примерно на 25.Эффект увеличения RON обусловлен охлаждением конечного газа водой, что позволяет избежать детонации. Таким образом, можно запустить двигатель при более высокой степени объемного сжатия, что соответствует более высокому RON.

RON

в зависимости от массового расхода воды и топлива для различных бензиновых смесей.

На основании представленных результатов (см. ), CR30 BL2 приводит к октановому числу 93, что является более близким октановым числом товарного бензина с антидетонаторными присадками.

Как видно, линейное увеличение достигается с каждой смесью.Было определено уникальное математическое выражение для линейной корреляции приращения октанового числа с соотношением вода/топливо, как указано в уравнении. (1).

ONwater=ONbase+251.5w/f

(1)

где ON вода — октановое число, полученное с использованием впрыска воды с соотношением w/f , начиная с октанового числа НА база .

Испытания проводились с использованием эталонной топливной смеси с октановым числом 65 (базовое октановое число 65–65 % по объему.изооктана и 35 % об. н-гептана). Выбор этого RON строго связан со значением RON смеси исходной нафты, которое находится 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 на топливо при фиксированной объемной степени сжатия (см. ). Выбросы NO x уменьшаются при увеличении массового расхода воды в топливе, и это присутствует в любом случае.Использование массового расхода воды в качестве топлива, равного 1,5, приводит к сокращению выбросов NOx примерно на 50%. Снижение содержания оксидов азота происходит из-за охлаждения камеры сгорания водой, обеспечивающей более низкую среднюю температуру в цилиндрах. Это также подтверждается более низкой температурой выхлопных газов, измеренной после выпускного клапана во время испытаний двигателя (см. ). Как видно, температура выхлопных газов уменьшается почти линейно с массовым расходом воды в топливо с уменьшением примерно на 6% при изменении массового расхода воды в топливо от 0 до 1.5.

NO x концентрация в зависимости от массового расхода воды и топлива для эталонной топливной смеси (CR = 5,25 — базовое октановое число 65).

Температура отработавших газов в зависимости от массового расхода воды и топлива для эталонной топливной смеси (CR = 5,25 — базовое октановое число 65).

Что касается влияния впрыска воды на давление в цилиндрах, то на рис. и показывают давление в цилиндрах как функцию угла поворота коленчатого вала двигателя и рабочего объема цилиндра соответственно. Сообщается о различных массовых расходах воды на топливо (w/f = 0, 0.5 и 1). Степень объемного сжатия топливного двигателя CFR была установлена ​​таким образом, чтобы гарантировать отсутствие детонации в двигателе. В частности, была зафиксирована степень объемного сжатия 5,25 и питание двигателя эталонным топливом.

Давление в цилиндрах в зависимости от угла поворота коленчатого вала при различных соотношениях массового расхода воды и топлива и фиксированной степени объемного сжатия двигателя (базовое октановое число 65)).

Давление в цилиндрах в зависимости от объема цилиндра для различных соотношений массового расхода воды и топлива и фиксированной степени объемного сжатия двигателя (базовое октановое число 65).

Как видно на рис. и , детонация происходит без впрыска воды. Использование массового расхода воды в топливе, отличного от нулевой детонации, 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 запуска кривошипа, при котором возникает пик давления в цилиндре. Также очевидно снижение пикового уровня давления примерно на 1–1,5 МПа.

Влияние закачки воды на тепловыделение показано на [29].На этом рисунке кривые чистого кумулятивного тепловыделения в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя, рассчитанные с использованием данных о давлении в цилиндрах, для трех массовых расходов воды на топливо (w/f = 0,0, w/f = 0,5, w/f = 1,0). Видно, что наличие воды внутри цилиндра несколько снижает интенсивность тепловыделения и задерживает окончание фазы сгорания. Это подтверждает, что введение воды в цилиндр обеспечивает регулярное выделение энергии при сгорании. Это выделение энергии может быть преобразовано в активную работу поршня вместо того, чтобы рассеиваться в теплопередаче стенки.

Чистое кумулятивное тепловыделение в зависимости от угла поворота коленчатого вала при различных соотношениях массового расхода воды и топлива и фиксированной степени объемного сжатия двигателя (базовое октановое число 65).

Чтобы изучить способность метода впрыска воды контролировать детонацию, в двигатель на топливе CFR заправляли эталонной смесью и устанавливали степень объемного сжатия, обеспечивающую детонацию (см. – W/F = 0 CR = 5,25, синяя кривая). При этом был зарегистрирован пик давления около 5 МПа. Таким образом, объемная степень сжатия двигателя и массовый расход воды к топливу варьировались для поддержания примерно одного и того же пикового уровня давления.Как можно наблюдать в , эффекты закачки воды очевидны. Такой же уровень давления возможен при более высокой степени объемного сжатия. В то же время необходимо увеличение массового расхода воды на топливо. Интенсивность детонации также уменьшается с увеличением количества воды. Эти факты подтверждают, что воду можно использовать для контроля явления детонации и обеспечения более высоких степеней сжатия.

Давление в цилиндрах в зависимости от угла поворота коленчатого вала при различных соотношениях массового расхода воды и топлива и изменяемой степени объемного сжатия двигателя (базовое октановое число 65).

4. Выводы

В настоящей статье представлено исследование метода контроля детонации и выбросов загрязняющих веществ. В частности, в качестве антидетонационной жидкости использовалась закачка воды. В то же время было достигнуто сокращение выбросов.

Экспериментальная кампания, основанная на топливном двигателе CFR, работающем на эталонном топливе с впрыском воды и без него, выявила преимущества предложенного метода. Анализ тепловыделения данных сгорания показал, что регулярная энергия может быть достигнута с использованием воды в качестве жидкости для контроля детонации.

На основании экспериментальных результатов основные эффекты впрыска воды можно резюмировать следующим образом:

  • 1.

    Впрыск воды является эффективным методом улучшения антидетонационных свойств топлива;

  • 2.

    Впрыск воды влияет на температуру газа в цилиндрах, что приводит к снижению выбросов NO x ;

  • 3.

    Впрыск воды позволяет использовать более высокие степени объемного сжатия.

Кроме того, впрыск воды также можно использовать для получения высокой удельной мощности в сочетании с методами повышения давления наддува для двигателей с турбонаддувом.Впрыск воды является эффективным методом уменьшения склонности двигателя к детонации с турбокомпрессором.

Декларации

Заявление автора о вкладе

Себастьян Бруска: задумал и спроектировал эксперименты; Провел эксперименты; Проанализированы и интерпретированы данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал бумагу.

Стефано Мауро, Микеле Мессина: Провели эксперименты; Проанализированы и интерпретированы данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал бумагу.

Антонио Гальваньо, Росарио Ланцафаме: проводил эксперименты; Проанализированы и интерпретированы данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные.

Заявление о финансировании

Это исследование не получило 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

Для этого документа дополнительная информация отсутствует.

Ссылки

1. Taylor P.G., d’Ortigue O.L., Francoeur M., Trudeau N. Использование конечной энергии в странах МЭА: роль энергоэффективности. Энергетическая политика. 2010;38(11):6463–6474. [Google Академия]2. Перес-Ломбард Л., Ортис Дж., Поут С. Обзор информации об энергопотреблении зданий. Энергетическая сборка. 2008;40(3):394–398. [Google Академия]3. Ван Х., Инь В., Абдоллахи Э., Лахделма Р., Цзяо В. Моделирование и оптимизация системы централизованного теплоснабжения на основе ТЭЦ с производством возобновляемой энергии и хранением энергии.заявл. Энергия. 2015; 159:401–421. [Google Академия]4. Бруска С. Новая статистическая энергоэкономическая методология оценки систем ветряных турбин. Энергия 2014;45:180–187. [Google Академия]5. Бруска С., Ланцафаме Р., Марино Куньо Гаррано А., Мессина М. О возможности работы двигателя внутреннего сгорания на ацетилене и спирте. Энергия 2014;45:889–898. [Google Академия]6. Пипитоне Э., Беккари С. Материалы осенней технической конференции ASME по двигателям внутреннего сгорания.2009. Калибровка модели прогнозирования детонации при сгорании смесей бензин-природный газ; стр. 191–197. [Google Академия]7. Бруска С., Ланцафаме Р., Марино Куньо Гаррано А., Мессина М. Влияние давления, температуры и разбавления на скорость горения ламинарного пламени топливно-воздушной смеси. Энергия 2015;82:125–132. [Google Академия]8. Бруска С., Ланцафаме Р., Марино Куньо Гаррано А., Мессина М. Скорость горения ламинарного пламени топливно-воздушной смеси при различном давлении, температуре и коэффициенте эквивалентности.Междунар. Дж. Заявл. англ. Рез. 2015;10:42851–42857. ISSN 0973-9769. [Google Академия]9. Бруска С., Чиодо В., Гальваньо А., Ланзафаме Р., Марино Куньо Гаррано А. Анализ сжигания газа риформинга в двигателе внутреннего сгорания. Энергия 2014;45:899–908. [Google Академия] 10. Chiodo V., Zafarana G., Maisano S., Freni S., Galvagno A., Urbani F. Система топливных элементов с расплавленным карбонатом, питаемая биотопливом для производства электроэнергии. Междунар. Дж. Гидрог. Энергия. 2016;41:18815–18821. [Google Академия] 11. Гуччарди Э., Чиодо В., Френи С., Кавалларо С., Гальваньо А., Барт Дж.С.Дж. Паровая конверсия этанола и диметилового эфира на катализаторах Rh/Al2O 3 для высокотемпературного питания топливных элементов. Реагировать. Кинет. мех. Катал. 2011; 104:75–87. [Google Академия] 12. Ротрок А.М., Крсек А., Джонс А.В. 1942. Подача воды во впускной воздух как средство внутреннего охлаждения цилиндров авиационных двигателей. Отчет НАКА №. 756. [Google Академия] 13. Колвелл А.Т., Каммингс Р., Андерсон Д. 1945. Впрыскивание спирта в воду. Технический документ SAE 450196. [Google Scholar] 14.Николлс Дж.Э., Э.И.-Мессири И.А., Ньюхали Х.К. 1969. «Впрыск воды во впускной коллектор для контроля оксидов азота – теория и эксперимент. Технический документ SAE 6. [Google Scholar] 15. Лестц С.С., Мейер В.Е., Колония К.М. 1972. Выбросы от двигателя с искровым зажиганием и прямым впрыском воды. Технический документ SAE 720113. [Google Scholar] 16. Бруска С., Ланзафаме Р. 2003 г. Впрыск воды в двигателях внутреннего сгорания – внутреннего сгорания для контроля детонации и сокращения выбросов загрязняющих веществ. Технический документ JSAE 20030140.[Google Академия] 17. Пипитоне Э., Генчи Г. Экспериментальное определение детонационной стойкости смесей сжиженного нефтяного газа и бензина. Дж. Инж. Мощность газовых турбин. 2014;136(12) [Google Scholar]18. Генчи Г., Пипитоне Э. Октановое число смесей природного газа с бензином на двигателе CFR. САЕ Интерн. J. Топливная смазка. 2014;7(3):1041–1049. [Google Академия] 19. Амиэль Р., Тартаковский Л. 2016. Влияние высоты полета на детонацию поршневых двигателей с турбонаддувом. Технический документ SAE 2016-32-0006. [Google Академия] 20.Нанде А.М., Валлнер Т., Набер Дж. 2008. Влияние впрыска воды на производительность и выбросы водородного исследовательского двигателя с непосредственным впрыском. Технический документ SAE 2008-01-2377. [Google Академия] 21. Боретти А. Впрыск воды в двигателях с искровым зажиганием и турбонаддувом с непосредственным впрыском. заявл. Терм. англ. 2013; 52:62–68. [Google Академия] 22. Якобаччи А., Маркитто Л., Валентино Г. Впрыск воды для повышения производительности и снижения выбросов бензинового двигателя с турбонаддувом в условиях высокой нагрузки. САЕ Интерн.Дж. Двигатели. 2017;10(3) [Google Scholar]23. Подразделение двигателей Ваукеша. 1980. Исследовательский двигатель Waukesha CFR. Вестник № 1163. [Google Scholar]24. Lanzafame R. 1999. Эффекты впрыска воды в одноцилиндровом двигателе CFR. Технический документ SAE 1999-01-0568. [Google Академия] 26. Национальные инструменты. 2014. Руководство пользователя и спецификации NI PCI-6221. [Google Академия] 27. D02.01 Подкомитет ASTM. 2015. Стандартный метод испытаний для исследования октанового числа топлива для двигателей с искровым зажиганием. ASTM D2699.[Google Академия] 28. D02.01 Подкомитет ASTM. 2016. Стандартный метод определения октанового числа моторного топлива с искровым зажиганием. ASTM D2700. [Google Академия] 29. Мауро С., Шенер Р., Гул М.З., Ланцафаме Р., Мессина М., Бруска С. Расчет тепловыделения двигателя внутреннего сгорания с использованием однозонной и трехмерной численной модели CFD. Междунар. Дж. Энергетическая среда. англ. 2018;9(2):215–226. [Google ученый] .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*