Равномерность распределения октановых чисел по фракциям бензина

  Главная      Учебники - АЗС, нефть     Производство высокооктановых бензинов (Гуреев А.А., Жоров Ю.М.) - 1981 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7   ..

 

Равномерность распределения октановых чисел по фракциям бензина

В последние годы появилось новое требование к качеству высокооктановых бензинов — равномерное распределение октановых чисел по фракциям бензина [б]. Это свойство имеет важное значение для обеспечения нормальной работы двигателя на переменных режимах, в частности при разгоне автомобиля. Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя достигается в результате резкого открытия дроссельной заслонки. При этом создаются особенно неблагоприятные условия для распыливания и испарения бензина вследствие того, что в первый момент после открытия дросселя значительно падает скорость подачи воздуха и уменьшается разрежение во впускной системе. Основная часть бензина оседает на стенках впускного трубопровода, а паровоздушная смесь обогащается низкокипящими углеводородами, т. е. происходит фракционирование бензина. Сразу после открытия дросселя в цилиндры поступает лишь паровоздушная смесь, поскольку она обладает меньшей инерцией, чем жидкая пленка. Таким образом, в начале в цилиндры двигателя поступает горючая смесь, обогащенная низкокипящими углеводородами.

Если низкокипящие фракции бензина имеют меньшую детонационную стойкость, чем высококипящие, то при каждом открытии дросселя в течение какого-то времени в камерах сгорания возможна детонация. При этом происходит повышенный износ деталей цилиндро-поршневой группы, прогорание прокладок головки блока и т. д.

Явление фракционирования бензина во впускном трубопроводе известно давно, но до недавнего времени оно не вызывало существенных осложнений. Однако в последние годы в товарных высокооктановых автомобильных бензинах резко возросло содержание ароматических углеводородов в связи с широким развитием процессов риформинга. Ароматические углеводороды имеют октановые числа выше 100 единиц и группируются в основном в «хвостовых» фракциях бензинов. При среднем октановом числе таких бензинов 93—95, «хвостовые» фракции имеют октановое число более 100» а «головные» — всего лишь 70—75. Применение бензинов с таким неравномерным распределением октановых чисел по фракциям снижает надежность и долговечность работы двигателей.

Для контроля за равномерностью распределения октанового числа по фракциям предложено, кроме октанового числа бензина в целом, определять октановое число головной (легкой) фракции. Разделение бензина на фракции проводят заранее, отгоняя в колбе легкие фракции в определенном объеме (25—30—50% об.) или кипящие до определенной температуры (например, 100, 110 или 120 °С).

 

 

 

 

Рис. 2. Вставка во впускной трубопровод для определения октановых чисел по методу DON.

 

 



Октановое число легкой фракции по исследовательскому методу может отличаться от октанового числа бензина на определен-нос число единиц. Допустимая разница устанавливается при испытаниях конкретных моделей двигателей.

При другом способе оценки детонационной стойкости головных фракций бензина обычная установка для определения октанового числа исследовательским методом дооборудуется вставкой во впускной трубопровод (рис. 2). Конструкции вставки могут быть различны, но назначение их одно: обеспечить конденсацию и отвод наиболее высококиггящих фракций бензина, т. е. фракционировать бензин непосредственно в условиях определения октанового числа. Метод получил название метода распределения, а октановые числа бензинов по этому методу — октановые числа распределения.

 

 

 

Склонность бензинов к калильному зажиганию

В результате осуществляемых усовершенствований двигателей тепловой режим их повышается. Рабочая смесь в камере сгорания в конце такта сжатия становится более подготовленной к воспламенению. Может произойти самопроизвольное (неуправляемое) воспламенение рабочей смеси независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, нарушающее нормальный процесс сгорания, получило название поверхностного воспламенения или калильного зажигания. Источниками воспламенения могут служить перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т. п. Калильное зажигание, нарушая нормальное протекание сгорания, делает процесс неуправляемым, снижает мощность и ухудшает топливную экономичность двигателя. Калильное зажигание принципиально отлично от детонационного сгорания, хотя эти явления в условиях работы двигателя тесно переплетаются. Сгорание смеси после калильного зажигания протекает с нормальными скоростями и может не сопровождаться детонацией [1]

 

Для товарных бензинов отмечена общая закономерность повышения калильной стойкости с увеличением октановых чисел. Для оценки склонности бензинов к калильному зажиганию в США приняты так называемые смеси ТИБ — изооктан с бензолом —, содержащие 0,8 мл ТЭС на 1 л топлива. В смесях ТИБ изооктан принят за эталон, имеющий 100 единиц, а бензол за эталон, имеющий

0 единиц. За число ТИБ принимают состав такой эталонной смеси, применение которой устраняет слышимое калильное зажигание при условиях испытаний.

Калильная активность нагара зависит от содержания в бензинах ароматических углеводородов и зольных присадок. Высокомолекулярные ароматические углеводороды образуют активный нагар, склонный к саморазогреванию. Присутствие в нагаре продуктов сгорания ТЭС снижает температуру воспламенения нагаров с 550—600 до 200—300 °С.

Основные направления борьбы с калильным зажиганием — конструктивное улучшение камер сгорания и изменение свойств образующегося нагара за счет введения специальных присадок в топливо. Наибольшее распространение получили фосфорные присадки, например трикрезилфосфат. Их действие связывают со способностью взаимодействовать с продуктами сгорания ТЭС с образованием фосфатов свинца. Нагары, содержащие вместо оксидов свинца фосфаты свинца, имеют более высокую температуру воспламенения (затлевания).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7   ..