ОЧ, детонация или почему "приехал" движок, Почему у Нексии от 98-го будет "язва желудка" Опции Подписка на тему Сообщить другу Версия для печати Скачать тему Подписка на этот форум Режимы отображения Древовидный Переключить на: Стандартный Переключить на: Линейный

[Rovsche]

Многие до сих пор путают детонацию со стуком в приводе клапанов. Это происходит от незнания многих процессов происходящих в ДВС. Большинство не представляет что такое ОЧ бензина, для чего так много марок и почему в двигатели автомобилей российского и нашего производства нельзя лить высокооктановые сорта бензинов класса Супер или Премиум.
Пожалуй начну по порядку. Итак октановое число (ОЧ) автомобильных бензинов. Что это такое, каким оно бывает и как это "переводится" на понятный рядовому автомобилисту язык. Если использовать "сухую" формулировку, то ОЧ - это единица обозначающая детонационную стойкость используемого топлива. Про детонацию мы поговорим позже, а сейчас я расскажу, как устанавливают ОЧ. Для определения ОЧ бензина принято использовать два метода: моторный и исследовательский. ОЧ бензина определяемое моторным методом обозначают индексом "А", соответственно ОЧ исследовательского метода обозначают индексом "Аи". А определяют ОЧ бензина этими двумя методиками следующим образом:
1. Моторный. Для этого метода используется специальный одноцилиндровый двигатель с головкой цилиндра специальной конструкции, позволяющей изменять на ходу степень сжатия. Испытуемое топливо наливают в двигатель (грубо говоря) и во время работы доводят степень сжатия до тех пор пока не начнется детонация. По таблицам смотрят значения и определяют марку топлива.
2. Иследовательский. Метод заключается в иследовании топлива по отношению к эталонному. В качестве эталонов для определения октанового числа используют два углеводорода, один из которых - изооктан - обладает очень высокими антидетонационными свойствами, то есть горит, а не взрывается. Другой - н-гептан - наоборот. Октановое число изооктана принято считать равным 100, а н-гептана - равным нулю. Если эти два соединения смешать в пропорции 92 к 8, то получится горючее с октановым числом, равным 92 - это эталон 92-го бензина. По этому эталону и определяются антидетонационные свойства бензина, претендующего на звание "девяносто второго".

Для определения октанового числа применяют одноцилиндровый двигатель, как я уже говорил, с изменяемой степенью сжатия. В установку заливают образец бензина и измеряют детонацию, т.е. порог на границе которого нормальное сгорание топлива превращается во взрывообразное. Затем в ту же установку последовательно заливают смеси изооктана и н-гептана в разных пропорциях, добиваясь того же уровня детонации. Доля изооктана в такой смеси и говорит об октановом числе бензина.
Моторный метод отличается от исследовательского лишь более жесткими условиями работы двигателя - выше обороты и температура горючей смеси. Поэтому моторное октановое число всегда меньше исследовательского. Например, число оборотов испытательного двигателя по моторному методу - 900 об/мин, по исследовательскому - 600. Топливовоздушная смесь в первом случае подогревается до 149°С, во втором - не более 50°С.

Теперь немного о стандартах.
В различных странах обозначают разное октановое число бензина, при этом даже методика определения октановых чисел бензиновых топлив в разных странах различна. Как вы уже поняли, существуют два основных метода определения ОЧ бензина: исследовательский (RON или ИОЧ) и моторный (MON или МОЧ). Однако, например, в США используют октановое число, определяемое как среднее арифметическое между ОЧ по моторному методу, и по исследовательскому. А в России (СНГ) - А-76 нормируется по моторному методу (на него ОЧ по исследовательскому не нормируется), а высокоооктановые сорта (АИ-95 и АИ-98) - по исследовательскому! Таким образом, если, к примеру, брать ОЧ по моторному методу того же 92-го и 95-го, то вы получите цифру 85 в обоих случаях (по ГОСТ 2084-77).
Еще более запутанная ситуация со словесными обозначениями:
В США, например, стандартный бензин Regular имеет октановое число 87 (т.е. АИ-90 в пересчете по российскому ГОСТу), а Premium или Super - 92 или 93 (то есть, не ниже российского 98-го в пересчете). Причем октановое число в Америке пишут не на всех заправках. Есть там и более высокооктановые бензины Super - 94 и выше, но они встречаются гораздо реже.
В Англии даже стандартный бензин (Standard или Premium) имеет октановое число 95 RON (аналог нашему АИ-95 - там октановое число также определяется по исследовательскому методу) (см., например, 2.4.1 Type of Fuel to Use http://www.sidc.co.uk/faq.html). А Super в той же Великобритании имеет показатель 98 RON (то есть, близкий к нашему АИ-98).
В Японии стандартный бензин Regular не ниже 89 RON (в среднем - 90,3 RON/81,4 MON), а Premium или Super - не ниже 96 RON (в среднем - 99,8 RON/88,1 MON), то есть бензин Super в Японии имеет октановое число 100!
По японскому мануалу для нетурбированных двигателей рекомендуется использовать стандартный бензин Regular, то есть аналог нашему АИ-92, а вот для турбированных моделей рекомендуется только Premium (то есть ближе к АИ-98!).

Продолжение следует...

[Автобот]

[Rovsche]

Продолжение. Начало см. выше.

Детонация - друг или враг.

Практически каждый водитель, ну разве что за исключением особой категории, предпочитающей настраивать зеркало на себя, знает, что в цилиндрах двигателя сгорает топливо-воздушная смесь. Некоторые помнят это из курсов физики 7-го класса, вторая половина из уроков в автошколе. Но то, что авто "кушает" бензин это знают все. Как вы уже знаете сортов товарного бензина несколько, также как и его стандартов. Так что же происходит с бензином, когда он попадает в недра двигателя.
Прежде всего определимся, что такое степень сжатия - это отношение полного объема к объему камеры сгорания e=(Vc+Vh)/Vc. Т.е. то на сколько поршень сжимает смесь поднимаясь в ВМТ. Например, степень сжатия е 8,6:1 означает, что смесь сжимается в 8,6 раза. Не вдаваясь в подробности термодинамического цикла поршневых ДВС и уравнения состояния идеального газа, скажу, что проектируя двигатель, степень его сжатия выбирают такую, при которой выделяется максимальное количество энергии сгораемой смеси без возникновения детонации исходя из используемого топлива. Детонацией называется некотролируемое сгорание с очень высокой скоростью. Как она возникает. Прежде всего необходимо объяснить, как происходит процесс сгорания. После зажигания искрой свечи рабочей смеси в камере сгорания фронт пламени распространяется от электродов свечи до самых отдаленных точек цилиндра. Этот процесс происходит со скоростью примерно 30-40м/сек. Это называется Нормальным сгоранием. Скорость этого процесса зависит от температуры и давления рабочей смеси, типа топлива, состава смеси. Большое влияние на процесс сгорания оказывают также движение смеси перед её зажиганием и температура стенок камеры сгорания и цилиндра.
Часть смеси, сгорающей первой в камере сгорания вблизи свечи, расширяется, образуя как бы огневой диск или сферу, при повышенной температуре и сжимает остаток еще не сгоревшей смеси. По этой причине температура и давление несгоревшей смеси постоянно увеличивается, и сама эта смесь оттеняется в места, отдаленные от свечи. Если давление и температура в оставшейся несгоревшей смеси приблизят скорость распространения фронта пламени к скорости звука, то произойдет мгновенное воспламенение всей оставшейся массы, что вызовет резкий скачок температуры и давления. Своего рода микро взрыв. Такой тип сгорания называется детаннационным, проявляющимся в виде характерного постукивания. Скорости при детонации достигают 3-4км/сек, т.е. превышают нормальное сгорание в 100 раз! Если это явление продолжается некоторое время, то это приводит к повреждениям поршня, головки цилиндра, прокладки. Это тоже самое, если бы по поршню били кувалдой и так несколько сотен раз подряд. Ни один двигатель не способен выдержать долговременную откровенную детонацию. При детонации резко падает мощность двигателя, резко растут давление и температура. Создаются условия неконтролируемого сгорания и перетекания в прогрессирующий процесс. Перегреваются свечи и даже после выключения зажигания двигатель продолжает работать, это называется самопроизвольным воспламенением (калильным зажиганием). Определить детонацию не сложно, это характерные постукивания высокой частоты с явно выраженными резкими звуками, называемыми в народе стуком клапанов, "А-а, эт у тебя клапана стучат" уверенно кивая головой ставят диагноз большинство автомехаников. Хотя клапана тут не при чем. Во-первых вы слышите детонацию через стенки блока цилиндров. Во-вторых, из-за резких ударных нагрузок на поршень, даже тепловые зазоры начинают "шуметь", соответственно ударные нагрузки приходятся и по клапанам. Т.к. слышнее лучше то, что ближе к уху, удары клапанного механизма воспринимаются как их неисправность.
Условием, устраняющим детонацию, является обеспечение минимальной удаленности всех точек поверхности камеры сгорания смеси от свечи зажигания. Кроме того, нужно учесть температуру стенок камеры сгорания. Объем смеси, сгорающий последним, должен распологаться в холодной части камеры сгорания. В первую очередь должна сгореть смесь, находящаяся в зоне с самой высокой температурой стенок, вблизи выпускного клапана. По этой причине стараются свечу расположить как можно ближе в выпусному клапану.
Поскольку сгорание вблизи ВМТ протекает весьма быстро, рабочая смесь в зоне свечи сгорит первой и будет долго находится в соприкосновении со стенками камеры сгорания. Тепловые потери в стенку малы в том случае, когда местная температура стенок достаточно высока (например, тарелка выпускного клапана). Зона вокруг впускного клапана имеет самую низкую температуру и сюда должен оттеняться остаток несгоревшей смеси. Положение свечи зажигания обычно обусловлено общей концепцией двигателя. Тем не менее свеча должна располагаться как можно ближе к выпускному клапану, быть легкодоступной и хорошо охлаждаться.


уфф, устал писать...сплю уже ))

продолжение следует