Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

поршень движется вверх и сжимает ее. При сжатии пары нагреваются. (Пощупайте низ велосипедного насоса после того, как Вы накачали шину. Он окажется горячим. Тот же эффект приводит и к нагреванию цилиндра двигателя.) Если смесь паров бензина и воздуха достаточно сильно сжать, то она сильно нафеется и может самовоспламениться без участия свечи зажигания. Если это случится раньше, чем поршень достигнет верхней точки своего хода, то произойдет детонация, то есть двигатель будет препятствовать движению коленчатого вала, вместо того, чтобы ему способствовать. Детонация обычно воспринимается как постукивание или гудение двигателя.

Очевидно, детонации следует избегать, так как она не только работает против движущей силы мотора, но также отрицательно сказывается на его механических частях. На ранних стадиях разработки бензиновых двигателей было обнаружено, что различные компоненты бензина ведут себя по-разному. Ключевой характеристикой компонента является степень сжатия. На рисунке 12.2 степень сжатия - это просто отношение объема цилиндра в нижней точке хода поршня к объему в верхней точке. При измерении октанового числа бензина или компонента бензина имеет значение конкретная степень сжатия, а именно та, при которой самовоспламенение произойдет именно в верхней точке хода поршня. Для измерения степени сжатия, при которой данный компонент бензина детонирует, был разработан специальный ряд чисел. За бензин с октановым числом 100 был условно принят изооктан (2,2,4-триметилпентан) CgHjg. Нормальный гептан CyHjg, который детонирует при значительно меньшей степени сжатия, был принят за бензин с октановым числом 0. Используя испытания на стендовом двигателе, каждому компоненту бензина можно поставить в соответствие смесь изооктана и н-гептана определенного состава. Октановым числом считается процентная доля изооктана в смеси, детонирующей при той же степени сжатия.

Испытание на детонацию. Рассмотрение методики испытаний может оказаться полезным. Для этого использу-

Рис. 12.2. Степень сжатия - это V1/V2.

ется стендовый двигатель с подвижной крышкой цилиндра, которую можно поднимать или опускать, меняя таким образом степень сжатия. Бензин, который испытывают, подают в двигатель при крышке, сдвинутой вниз. В некоторой точке происходит детонация, что можно заметить либо на слух, либо используя детонометр. Степень сжатия записывают, после чего крышку перемешают вверх. Приготовляют две смеси изооктана и н-гептана. При некотором опыте работы с прибором можно подобрать смеси таким образом, чтобы одна из них детонировала при меньшей, а другая - при большей степени сжатия, чем компонент, который только что испытывали. Октановые числа для этих смесей известны по определению (это процентное содержание изооктана). Для каждой из смесей проводят те же измерения и записывают критическую степень сжатия. Построив график по трем известным точкам, как показано на рисунке 12.3, можно определить октановое число компонента бензина.

Например, компонент бензина детонирует на стендовом двигателе при степени сжатия 8:1. Приготовляют две модельные смеси - одна содержит 88% изооктана

8,6 8,4 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Октановое число исследуемого компонента

Рис. 12.3. График для определения октанового числа.

(04 88), а другая - 96% (ОЧ 96). На стендовом двигателе они детонируют соответственно при степенях сжатия 7,2 :1 и 8,4: 1. По графику определяем, что неизвестное октановое число равно 93,3.

Требования к октановым числам. Теперь Вы знаете, что показывает октановое число. Почему это так важно? Конструкция двигателя обычно рассчитана на то или иное поведение топлива. Степень сжатия топлива в двигателе определяет мощность, которую тот способен развить. Чем больше степень сжатия, тем длиннее рабочий такт и тем более мощным является двигатель. Таким образом, на машины разного размера устанавливают двигатели различной конструкции, которым требуется бензин с разными октановыми числами. Короче говоря, чтобы изменить степень сжатия для Вашей машины, Вам не нужно передвигать крышку цилиндра вверх-вниз. Вместо этого