Надежная, эффективная, долговечная и экономичная работа бензинового двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин удовлетворяет следующим требованиям:
1. Имеет высокие карбюрационные свойства, т.е. образует такую рабочую смесь, которая обеспечивает легкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах.
2. Не вызывает детонационного сгорания смеси, т.е. имеет достаточную детонационную стойкость.
3. Обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя.
4. Обладает высокой стабильностью, т.е. при длительном хранении, перекачках и транспортировке состав и свойства остаются без существенных изменений.
5. При хранении не вызывает коррозии металла резервуаров, а при сгорании - деталей двигателей от действия продуктов сгорания (имеет высокие антикоррозионные свойства).
6. Теплота сгорания топливовоздушной смеси должна быть максимально возможной.
Соответствие бензина перечисленным требованиям зависит от его физико-химических свойств:
- детонационной стойкости;
- фракционного состава;
- давления насыщенных паров;
- удельной теплоты сгорания;
- кислотности;
- индукционного периода.
Детонационная стойкость (детонация) - важнейший показатель качества бензина. Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от свечи зажигания части бензовоздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер.
Условия для детонации наиболее благоприятны в той части камеры сгорания, где выше температура и больше время пребывания смеси. Внешне детонация проявляется в виде звонких металлических стуков - результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн и вибрации цилиндров, обусловленных этим.
Возникновению детонации способствуют повышение степени сжатия, увеличение угла опережения зажигания, повышенная температура воздуха и особенности камеры сгорания. Вероятность детонационного сгорания топлива возрастает при наличии нагара в камере сгорания и по мере ухудшения технического состояния двигателя. В результате детонации снижаются экономические показатели двигателя, уменьшается его мощность, ухудшаются токсические показатели отработавших газов.
Способность вызывать детонацию зависит от многих свойств сжигаемого бензина: строения углеводородов, фракционного состава, химической и физической стабильности, содержания серы и др. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные парафиновые углеводороды, наибольшей - ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, занимают промежуточное положение. Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая оценивается октановым числом.
Детонационная стойкость бензинов характеризуется октановым числом.
Октановое число (ОЧ) определяется на специальных одноцилиндровых установках с переменной степенью сжатия по моторному или исследовательскому методам. Сущность определения сводится к сравнительному сжиганию испытуемого бензина, октановое число которого нужно найти, и эталонного топлива, октановое число которого известно. Эталонное топливо составляют из двух компонентов: изооктана (ОЧ равное 100 ед.) и гептана (ОЧ равное 0).
Испытание ведут следующим образом. Одноцилиндровый двигатель заправляют испытуемым бензином. В процессе работы степень сжатия постепенно повышают до появления детонации. Ее интенсивность измеряют специальным датчиком. Фиксируют степень сжатия, при которой возникла детонация. После этого двигатель заправляют эталонным топливом и подбирают такую смесь изооктана и гептана, при которой интенсивность детонации будет такой же, как на исследуемом бензине. По количеству (процентному содержанию по объему) изооктана в смеси устанавливают октановое число.
В марке автомобильного бензина число характеризует минимальное значение октанового числа по моторному методу. Если в марке содержится буква "И", то октановое число определено исследовательским методом.
Октановые числа бензинов, определенные различными методами, отличаются, например, как показано в табл. 6.1. Это связано с различными условиями исследования бензинов по этим методам.
Таблица 6.1
