Карбюраторное топливо

Явление детонации с химической точки зрения объясняется пе­ренасыщением последней части топливного заряда первичными продуктами окисления углеводородов — гидроперекисями и про­дуктами их распада — высокоактивными свободными радикалами, которые при достижении определенной концентрации реагируют со скоростью взрыва. В результате вся несгоревшая часть горю­чей смеси мгновенно самовоспламеняется. Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем ско­рее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распро­странение фронта пламени перейдет в детонационное и последст­вия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окислению у углеводородов различного строения при сравнимых условиях резко различна.

Если в топливе преобладают углеводороды, не образующие в условиях предпламенного окисления значительного количества пе­рекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасы­тится активными частицами и сгорание будет проходить с обычны­ми скоростями, без детонации.

Оценка детонационной стойкости (ДС) [11] или антидетонационных свойств углеводородов и топлив проводится на стационарных од­ноцилиндровых двигателях. В основе всех методов оценки ДС ле­жит принцип сравнения испытуемого топлива со смесями эталон­ных топлив. В качестве последних выбраны 2,2,4-триметилпентан (изооктан) и гептан, а за меру детонационной стойкости принято октановое число.

Октановым числом называется условная единица измерения де­тонационной стойкости, численно равная процентному (по объему) содержанию изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с гептаном, эквивалентной по детонационной стойкости испытуемому топливу при стандартных условиях испытания.

Октановое число изооктана принято равным 100, а гептана — 0. Следовательно, если испытуемый бензин оказался эквивалент­ным в стандартных условиях испытания смеси, состоящей, напри­мер, из 70% изооктана и 30% гептана, то его октановое число равно 70. Октановое число—нормируемый показатель детонацион­ной стойкости автомобильных бензинов, а также авиационных бензинов при работе на бедных смесях и без применения над­дува.

Для оценки ДС авиационных бензинов при работе двигателя на богатых смесях и с применением наддува нормируемым пока­зателем служит сортность топлива.

Сортность топлива на богатой смеси — это характеристика, по­казывающая величину мощности двигателя (в процентах) при ра­боте на испытуемом топливе по сравнению с мощностью, полу­ченной на эталонном изооктане, сортность которого принимается за 100.

Октановые числа определяются на специальных испытатель­ных установках при строго стандартных условиях. Имеется не­сколько методов определения октановых чисел, отличающихся друг от друга режимом испытания. В Советском Союзе оценка топлив ведется по моторному и исследовательскому мето­ду. Октановые числа, определенные по исследовательскому мето­ду, для некоторых бензинов на несколько единиц выше. Поэтому, когда приводятся данные по октановым числам, всегда надо ого­варивать метод их определения.

Одним из путей повышения детонационной стойкости топлив для двигателей с зажиганием от искры является применение анти­детонаторов. Это вещества, которые добавляют к бензинам в коли­честве не более 0,5% с целью значительного улучшения антиде­тонационных свойств.

Достаточно эффективным, применяемым во всех странах, ан­тидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) Pb(С2Н5)4, ко­торый уже при 200—250 °С [13] легко распадается на свинец и свобод­ные радикалы (этил), присутствие которых в топливно-воздушной среде замедляет образование перекисей в предпламенный период. Это приводит к снижению их концентрации перед фронтом пла­мени, и, следовательно, переход нормального сгорания в детона­ционное затрудняется. В свою очередь, и атомарный свинец уже при более высоких температурах, т. е. на более поздней стадии процесса горения, дезактивирует различные частицы, образующие­ся при бурном распаде перекисей. Это также приводит к ослабле­нию детонации.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru