В моей предыдущей статье и видео про октановое число и степень сжатия (кстати, рекомендую вам посмотреть и видео внизу), многие мне начали задавать интересный вопрос – «а какой бензин, горит быстрее? Скажем 92 или 95?» Были также не такие распространенные варианты – «какой дольше» или «лучше». Лично мне они показались интересными, и я решил подробно подумать об этом. Как обычно будет и видео версия в конце. Так что читаем – смотрим …

В самом начале хочется сказать — что не всегда быстрое горение бензина, говорит о его качестве! Сейчас скорее наоборот, но не буду раскрывать карты сразу, читайте информацию внизу.

Нормальный фронт воспламенения

У любого бензина, под любой тип топлива есть свой нормальный фронт воспламенения. Обычно он колеблется в районе от 10 до 30 м/с. При правильно подобранном топливе максимально используется весь потенциал механической и тепловой энергии, ДВС работает можно сказать с и его ресурс не снижается.

Фронт воспламенения зависит от различных параметров, таких как: — октановое число (ОЧ), степень сжатия, зажигание (сейчас оно может быть электронное или аналоговое), подача топлива ().

В идеале для каждой конструкции двигателя, подбирается рекомендуемое топливо. Особенно актуально это было на аналоговых карбюраторных моторах (ведь там зажигание не могло автоматически подстраиваться), в отличии он современных «инжекторных» агрегатов, где электроника сама все может вывести, основываясь на различные датчики (детонации, лямбда-зонды и т.д.)

Разрушительное воспламенение

Я про это уже рассказывал, его еще . Если какой-то из параметров не правильно подобран, например мотор рассчитан на 95-й бензин, а вы залили 80-й. Электроника, а именно «датчик детонации» уже не в силах будет справиться с разрушительными процессами внутри.

При детонационных процессах, фронт распространения пламени — около 2000 м/с, что очень много, такие нагрузки просто разрушают ДВС изнутри

Это очень плохо. В нашем случае у нас неправильно подобрано топливо. Просто 80-й бензин, будет быстрее воспламеняться от сжатия, чем 95-й.

Что такое современный бензин?

Современные виды бензинов делаются по другим технологиям, и они не такие как были раньше. Раньше лет так 30 – 50 назад, единственным типом изготовления был только один – метод прямой перегонки. Если ходите это что-то напоминает самогонный аппарат, только вместо «браги», заливалась сырая нефть и первыми выходили легкие фракции – именно бензин. Затем керосин и самая тяжелая фракция – .

От этого метода давно уже отказались, все дело в том, что при таком производстве октановое число получалось всего 50 – 60 единиц. Нужно добавлять много присадок чтобы довести конечный продукт до нужного ОЧ, хотя бы до АИ 76 – 80! ДА и присадки раньше использовались на тетраэтилсвинце и т.д., они очень эффективные, но очень вредные для человека и окружающей среды.

Сейчас все изменилось, метод прямой перегонки практически не используют, НПЗ обновляются и сейчас основной метод это различного рода крекинги – термический, каталитический и т.д. (не будем углубляться, у меня уже есть статья — , кому интересно почитайте).

Здесь суть немного другая тут нефть при помощи давления, температур раскладывают как бы на слои, и самый верхний слой – бензины – сливают. Плюсов таких методах много:

• Это большее ОЧ – примерно 80 – 85 единиц. А в идеале нужно вообще избавиться от присадок
• С литра нефти получается больше бензина

НО 80 – 85 единиц для современного мотора ОЧЕНЬ МАЛО! Нужно как минимум .

НО присадки, которые использовались раньше – СЕЙЧАС ЗАПРЕЩЕНЫ! Опять же если не сильно углубляться на данный момент разрешенными считаются только ЭФИРЫ и СПИРТЫ . Именно они практически не наносят окружающей среде и человеку вреда (такие нормы нам рекомендуются через стандарты «ЕВРО»).

НО спирты и эфиры имея высокое ОЧ (примерно 113 — 130), горят не так быстро как хотелось бы! Вот мы и подходим к самому интересному

От чего зависит скорость горения бензина?

Думаем логически – он присадок, чем больше их в бензине, тем медленнее, но дольше горит конечный продукт!

Простыми словами если взять 92-й он зажигается быстрее, но быстро прогорает . Его воспламенения похоже на вспышку.

Если взять 95-й он зажигается медленнее, но горит дольше .

98-й зажигается еще медленнее , но горит еще дольше

НУ и с 100-м вы меня поняли .

Каким образом достигается больше мощности и экономии топлива при бензинах высокого октанового числа?

ДА все просто – чем дольше горит бензин, тем дольше он толкает поршень, вот вам — экономия топлива и увеличение мощности. То есть 92-й прогорает быстрее, толкает поршень меньше. 95-й прогорает медленнее, толкает дольше. 98-й еще дольше и т.д.

Конечно, не стоит ждать ГЛОБАЛЬНОГО прироста мощности, тут скорее всего дело в погрешности 2 – 5%. Которые вы можете и не ощутить. Ведь октановое число напрямую зависит от добавленного в бензин количества присадок, а вот разница между 92 и 95 всего 3%! Как вы считаете много это или мало?

Сейчас видео версия смотрим

НУ и в заключение спрашивают — какой бензин горит лучше? Этот вопрос (как я считаю) риторический, конечно тот который воспламеняется не так резко, горит дольше и толкает поршень лучше, то есть высокооктановые варианты! НО, не всегда можно его лить в свой авто, банально не рассчитан (скажем карбюратор или моновпрыск), тогда могут прогореть клапана. А вот если у вас современный авто, тогда эффект будет заметен, причем сразу. ДА и на лючках бензобаков, современных авто зачастую пишут — «не менее 92-го и более», что говорит о том что можно использовать почти все типы современных бензинов.

НА этом заканчиваю, думаю мои статья и видео были вам полезны. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

Любой, кто решит отыскать информацию о температуре кипения, горения или вспышки бензина обнаружит интересную вещь: даже в довольно авторитетных источниках между указываемыми значениями одного и того же параметра наблюдается существенная разница. Почему так происходит и каковы реальные величины?

Что такое бензин?

Этот пункт идёт первым, потому что он крайне важен для понимания вопроса. Забегая вперёд, скажем так: вы никогда не найдёте химической формулы бензина. Как, например, можно без проблем отыскать формулу метана или другого однокомпонентного нефтепродукта. Любой источник, который покажет вам формулу автомобильного бензина (не важно, будь то вышедший из оборота АИ-76 или наиболее распространённый сейчас АИ-95) однозначно заблуждается.

Дело в том, что бензин – это многокомпонентная жидкость, в которой как минимум присутствует не менее десятка различных веществ и ещё больше их производных. И это только база. Перечень присадок, используемых в различных бензинах, в разные промежутки времени и для различных условий эксплуатации, занимает внушительный лист из нескольких десятков позиций. Поэтому невозможно выразить одной химической формулой состав бензина.

Краткое определение бензина можно дать такое: легковоспламеняющаяся смесь, состоящая из лёгких фракций различных углеводородов.

Температура испарения бензина

Температура испарения – это тот тепловой порог, при котором начинается самопроизвольное перемешивание бензина с воздухом. Эта величина не может быть однозначно определена одной цифрой, так как зависит от большого количества факторов:

• базовый состав и пакет присадок – наиболее весомый фактор, который регулируется при производстве в зависимости от условий эксплуатации ДВС (климата, системы питания, степени сжатия в цилиндрах и т. д.);
• атмосферное давление – с повышением давления температура испарения незначительно снижается;
• способ исследования этой величины.

Для бензина температура испарения играет особую роль. Ведь именно на принципе испарения построена работа карбюраторных систем питания. Если бензин перестанет испаряться – он не сможет смешаться с воздухом и попасть в камеру сгорания. В современных авто с прямым впрыском эта характеристика стала менее актуальной. Однако после впрыска форсункой топлива в цилиндр именно испаряемость определяет, насколько быстро и равномерно туман из мелких капель перемешается с воздухом. А от этого зависит эффективность работы мотора (его мощность и удельный расход топлива).

В среднем температура испаряемости бензина находится в пределах от 40 до 50°C. В южных регионах эта величина часто бывает выше. Её не контролируют искусственно, так как в этом нет нужды. Для северных районов наоборот, её занижают. Обычно это делается не за счёт присадок, а за счёт формирования базового бензина из наиболее лёгких и летучих фракций.

Температура кипения бензина

Температура кипения бензина – также интересная величина. Сегодня мало кто из молодых водителей знает, что в своё время при жарком климате закипевший в топливопроводе или карбюраторе бензин мог обездвижить авто. Это явление просто создавало пробки в системе. Лёгкие фракции чрезмерно разогревались и начинали отделяться от более тяжёлых в виде пузырьков горючего газа. Автомобиль остывал, газы становились снова жидкостью – и можно было продолжать путь.

Сегодня бензин, реализуемый на АЗС, закипит (с очевидным бурлением с выделением газа) примерно при +80 °C с разбежкой в +-30% в зависимости от конкретного состава того или иного топлива.

Температура вспышки бензина

Температура вспышки бензина – это такой тепловой порог, при котором свободно отделяющиеся, более лёгкие фракции бензина воспламеняются от источника открытого пламени при нахождении этого источника непосредственно над исследуемым образцом.

На практике температуру вспышки определяют методом нагрева в открытом тигле.

В небольшую открытую ёмкость наливают исследуемое топливо. Далее его медленно разогревают без привлечения открытого пламени (например, на электроплите). Параллельно контролируется температура в режиме реального времени. Каждый раз при повышении температуры бензина на 1°C на небольшой высоте над его поверхностью (так, чтобы открытое пламя не соприкасалось с бензином) проводят источником пламени. В тот момент, когда появится огонь, и фиксируют температуру вспышки.

Проще говоря, температура вспышки отмечает тот порог, при котором концентрация в воздухе свободно испаряющегося бензина достигает величины, достаточной для воспламенения под воздействием открытого источника огня.

Температура горения бензина

Этот параметр определяет, какую максимальную температуру создаёт горящий бензин. И здесь также вы не найдёте однозначной информации, отвечающей на этот вопрос одной цифрой.

Как ни странно, но именно для температуры горения главную роль играют условия протекания процесса, а не состав топлива. Если посмотреть на теплотворную способность различных бензинов, то разницы межу АИ-92 и АИ-100 вы не увидите. На самом деле октановое число определяет исключительно стойкость топлива к появлению детонационных процессов. И на качество самого топлива, а уж тем более на температуру его горения, не влияет никак. Кстати, зачастую простые бензины, такие как вышедшие из оборота АИ-76 и АИ-80, более чистые и безопасные для человека, чем тот же AИ-98, модифицированный внушительным пакетом присадок.

В двигателе температура горения бензина находится в пределах от 900 до 1100°C. Это в среднем, при пропорции воздуха и топлива, близкой к стехиометрическому соотношению. Реальная температура горения может как опускаться ниже (например, активация клапана ЕГР несколько снижает тепловую нагрузку на цилиндры), так и повышаться при определённых условиях.

На температуру горения в значительной мере влияет и степень сжатия. Чем она выше, тем горячее в цилиндрах.

Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах. Приблизительно, около 800-900 °C.

Воспламеняемость топлив характеризуется показателями, определяющими возможность возникновения и распространения пламени по топливовоздушной смеси.

Пределы воспламенения топлив выражаются концентрационными и температурными пределами распространения пламени: нижним НКПР и верхним ВКПР.

НКПР - наименьшая концентрация вещества в воздухе при атмосферном давлении, при которой смесь способна воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени на весь объем смеси.

ВПКР - наибольшая концентрация вещества в воздухе при атмосферном давлении, при которой смесь теряет способность воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени.

В зависимости от значений НКПР производства подразделяют на две категории:

А - где применяют вещества, у которых НКПР 10% и менее;

Б - где применяют вещества, у которых НКПР более 10%.

Если НКПР вещества выше 50%, то вещество считают взрывобезопасным.

Температурные пределы воспламенения выражают температурами, ниже и выше которых при заданных условиях насыщенные пары топлива в смеси с воздухом не воспламеняются.

Температура воспламенения - температура, при которой вещество, нагреваемое в стандартных условиях, загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения на несколько градусов выше температуры вспышки.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура, при которой вещество в стандартных условиях может воспламениться без открытого пламени.

Топлива с низкой температурой вспышки имеют более высокую температуру самовоспламенения, чем топлива с высокой температурой вспышки.

При воспламенении жидкости открытым пламенем фронт пламени заранее сформирован, для его возникновения требуется меньшая концентрация паров, и она быстрее образуется у легколетучих жидкостей. По этой причине тяжелые углеводороды дизельного топлива самовоспламеняются при более низкой температуре, чем легкие термически стойкие углеводороды бензина.

Таблица 1 - Концентрационные и температурные пределы воспламенения бензинов

Воспламенение и горение топлива представляют собой сложный комплекс физико-химических процессов, связанных с возникновением и распространением реакций окисления топлива кислородом, сопровождающихся интенсивным выделением теплоты и световым излучением.

Воспламенение - начальная стадия процесса горения, возникающая под воздействием высоковольтного электрического разряда в двигателе с принудительным воспламенением.

Горение - последующая за воспламенением стадия превращения топлива, связанная с распространением пламени в пространстве и световым излучением вследствие процессов переноса теплоты и активных химических продуктов окисления.

Горение в ДВС - периодический и циклический процесс, каждый акт которого развивается в условиях прогрессивного самоускорения, связанного с повышением температуры и накопления активных промежуточных продуктов окисления.

Условия воспламенения и распространения пламени:

• · Топливо должно находиться в газообразном фазовом состоянии;
• · Концентрация топлива в смеси с воздухом должна быть в пределах воспламенения;
• · Скорость накопления теплоты и активных продуктов реакции должна обеспечивать прогрессивное самоускорение реакций.

В поршневых двигателях воспламенение и горение протекают по цепочно-тепловому механизму. При искровом зажигании инициатором цепных реакций являются активные атомы и ионы, которые возникают при электрическом разряде. Развитие химических реакций происходит за счет экзотермических реакций окисления. Выделение тепла увеличивает скорость цепных реакций и рождение новых активных центров.

Распространение пламени из зоны воспламенения в свежие участки ТВС происходит путем диффузии активных центров воспламенения и теплопроводности. Пламя может перемешаться сплошным фронтом, имеющим определенные ширину зоны и скорость, что характерно для гомогенных горючих смесей при ламинарном и слаботурбулентном движении.

Горение может происходить без четко выраженного фронта пламени, распространяться по всему объему горючей смеси и иметь многоочаговый характер воспламенения в различных точках объема смеси. Такое объемное горение характерно для гетерогенных горючих смесей. Различают диффузионное и кинетическое горение, нормальное и детонационное горение.

Скорость горения автомобильных бензинов

Нормальная скорость характеризует горение однородных смесей в узком интервале температур зоны химической реакции, ширина которой мала по сравнению с шириной фронта пламени.

Турбулентная скорость характеризует горение в диффузионной области. Она выше нормальной скорости за счет увеличения скорости смешения топлива с воздухом, улучшения качества распыления и увеличения поверхности испарения жидкого топлива.

Линейная скорость учитывает искривление поверхности фронта пламени. Она возрастает обратно пропорционально соs б угла наклона нормальной скорости к направлению распространения фронта пламени.

Массовая скорость сгорания характеризует процесс сгорания в реальном двигателе при турбулентной скорости распространения пламени. Турбулентность увеличивает скорость горения за счет процессов турбулентной теплопроводности и диффузии, которые увеличивают теплопроводность горючей среды и толщину зоны пламени. Мелкомасштабная турбулентность увеличивает интенсивность переноса тепла и вещества в зоне пламени. При крупномасштабной турбулентности разрушается целостность фронта пламени и появляются отдельные беспорядочно движущиеся объемы невоспламененной и горящей смеси, резко увеличивающие зону горения, и скорость горения в целом. В ламинарном потоке ширина зоны горения составляет доли миллиметра, а при турбулентном горении - десятки и сотни миллиметров.

В камере сгорания скорость горения увеличивают за счет увеличения поверхности фронта пламени, нормальной скорости горения и удельной массы горючей смеси:

U m = S U n с cм / V к, (2)

где S - поверхность фронта пламени, м 2 ;

U n - нормальная скорость распространения пламени, м/с;

с cм - удельная масса горючей смеси, кг/м 3 ;

V к - объем камеры сгорания, м 3 .

Виды и фазы горения автомобильных бензинов

Процесс сгорания в бензиновом двигателе, в зависимости от кинетики предпламенных химических реакций, скорости тепловыделения и распространения пламени может быть нормальным и детонационным.

Нормальное горение сопровождается плавным повышением давления в камере сгорания и относительно невысокой скоростью распространения фронта пламени - 40-50 м/с.

Выделяют три основные фазы горения:

• · начальная - период задержки воспламенения от момента подачи искры до возникновения пламени;
• · основная - от возникновения пламени до максимального давления;
• · завершающая - период догорания горючей смеси в отдельных объемах, образующихся при разрушении фронта пламени.

Основные факторы определяющие скорость нормального распространения пламени: химический состав топлива, начальная температура и давление, состав смеси, турбулентность смеси.

Нормальная скорость распространения пламени уменьшается в следующей последовательности:

алканы < алкены < алкадиены < алкины

С увеличением длины алканов скорость распространения пламени снижается. Нафтеновые углеводороды имеют скорость близкую к алканам. Введение в молекулу углеводорода атома кислорода увеличивает нормальную скорость распространения пламени, а введение азота - снижает. Нормальная скорость горения для бензино-воздушных смесей примерно равна 40-50 м/с. С увеличением температуры нормальная скорость горения существенно возрастает, а давление оказывает несущественное влияние.

Максимальная скорость распространения пламени лежит в обогащенной области б = 0,8-0,95, когда создаются наиболее благоприятные условия для воспламенения и горения.

При дальнейшем обогащении или обеднении смеси скорость распространения пламени снижается. Также присутствие инертных газов и продуктов сгорания сужают область воспламенения горючей смеси.

Турбулентность увеличивает скорость горения за счет возрастания теплопроводности смеси и ширины фронта пламени.

Мелкомасштабная турбулентность увеличивает интенсивность переноса тепла и вещества. Крупномасштабная турбулентность разрушает целостность фронта пламени и образует отдельные беспорядочно движущиеся объемы невоспламененной и горящей смеси, резко увеличивающие ширину зоны горения и массовую скорость горения.

Детонационное горение - процесс химического превращения вещества (сгорания), сопровождающийся выделением теплоты и распространяющийся со скоростью, превышающей скорость звука.

В отличие от нормального сгорания, где распространение пламени обусловлено медленными процессами диффузии, и теплопроводности детонация представляет собой комплекс мощной ударной волны и следующей за ее фронтом зоны химического превращении смеси (детонационная волна).

Ударная волна сжимает ТВС, вызывая в ней химические реакции, продукты которых, быстро расширяясь, вызывают взрыв.

Энергия, выделяющаяся в результате химических реакций, поддерживает ударную волну, не давая ей затухнуть. Скорость детонационных волн достигает 1-3 км/с в газовых смесях и 8-9 км/с в конденсированных, а давление при фронте ударной волны составляет 1-5 МПа и 10 ГПа соответственно.

Скорость V гд газовой детонации вычисляют по формуле:

V гд = (2q (г 2 - 1)) 1|2, (3)

где V гд - скорость газовой детонации, м/с;

q - тепловой эффект реакции, Дж/кг;

г - показатель адиабаты.

Детонационное распространение пламени происходит при воспламенении горючей смеси вследствие сжатия ее в ударной волне. Ударная волна, проходя по горючей смеси, вызывает ее нагрев. Степень нагрева смеси зависит от скорости ударной волны, температуры и давления. Если степень сжатия достаточна для воспламенения смеси, то возникает детонационная волна. Детонационная волна представляет собой совместное распространение механической ударной волны с фронтом пламени. Скорость распространения детонационных волн в зависимости от условий составляет 1,2-3,5 км/с. Детонационное сгорание вызвано накоплением нестабильных промежуточных продуктов предпламенного окисления углеводородов и быстрым их сгоранием во фронте ударной волны.

Таблица 2 - Характеристики ударных волн детонации

В результате большой скорости и взрывного характера детонационного сгорания часть топлива и промежуточных продуктов сгорания "разбрасываются" по объему камеры сгорания, перемешиваются с конечными продуктами и не успевают полностью сгореть. Выхлоп становится дымным, экономичность и мощность двигателя падают. Повышается отдача тепла стенкам камеры сгорания и днищу поршня из-за высоких температур в детонационной волне и увеличение теплоотдачи в результате срыва пограничного слоя более холодного газа с поверхности металла. Все это приводит перегреву двигателя и может вызвать местные разрушения камеры сгорания и днища поршня.

Одновременно с перегревом ударные волны при своем многократном отражении от стенок могут механически удалять масляную пленку с поверхности гильзы цилиндра и приводить к увеличению износа цилиндров и колец. Вибрационные нагрузки на поршень могут вызвать повышенный износ шатунных подшипников. При длительной работе двигателя с детонацией даже в тех случаях, когда и не наблюдается аварийных разрушений, ресурс его работы уменьшается в 1,5-3 раза.

Явление детонации вызвано особенностями реакций окисления углеводородов. При окислении углеводородов кислородом воздуха в период подготовки топлива к сгоранию образуются гидроперекиси R-О-О-Н, которые распадаются с выделением свободных радикалов. Свободные радикалы инициируют цепные реакции окисления. После того как рабочая смесь воспламенится от искры, в несгоревшей части смеси возрастает концентрация активных частиц, которые при достижении некоторой предельной концентрации реагируют со скоростью взрыва. Несгоревшая часть топлива мгновенно самовоспламеняется, и происходит детонационное сгорание.

Чем больше скорость образования гидроперекисей в ТВС, тем скорее возникнет взрывное сгорание и нормальное распространение пламени перейдет в детонационное.

Факторы, влияющие на детонационную стойкость бензинов

Зависит от химического состава бензина, а детонационная стойкость углеводородов зависит в свою очередь от химического строения.

Октановое число - показатель детонационной стойкости бензина, численно равный процентному по объему содержанию изооктана в смеси с нормальным гептаном, эквивалентной по своей детонационной стойкости бензину, испытуемому в стандартных условиях. При этом детонационная стойкость изооктана принята за 100 единиц, а н-гептана за 0 единиц. Октановые числа определяют на одноцилиндровых моторных установках в лабораторных условиях на режиме стандартной интенсивности детонации. Разница между ОЧ (ИМ) и ОЧ (ММ) называют "чувствительностью" бензина к детонации.

Сортность - показатель детонационной стойкости авиационного бензина, численно равный сортности такого эталонного топлива, которое при испытании в стандартных условиях имеет с испытуемым топливом одинаковое значение среднего индикаторного давления.

Чем выше показатель сортности, тем выше детонационная стойкость авиационного бензина при работе двигателя на богатой смеси. При маркировке авиационных бензинов в числители дроби указывают ОЧ (ММ), а в знаменателе - сортность на богатой смеси.

Разница между показателями сортности и ОЧ (ММ) показывает степень форсирования двигателя на богатой смеси по мощности до возникновения детонации.

Детонационная стойкость углеводородов нормального строения мала, растет с степенью разветвленности углеводородной цепи и в

ряду классов углеводородов:

парафины < олефины < нафтены < арены

Также важную роль играют конструкционные факторы:

Степень сжатия. С увеличением степени сжатия возрастают температура и давление в цилиндре двигателя, что способствует интенсивному образованию гидроперекисей.

Форма камеры сгорания. Оказывает влияние на возникновение детонации через время, в течение которого пламя свечи может дойти до наиболее отдаленных точек камеры сгорания. Чем больше это время, тем вероятнее образование перекисей и возникновение детонации.

Диаметр цилиндра. С увеличением диметра возрастает длина пути, которую проходит пламя, и, следовательно, повышается возможность образования перекисей и возникновения детонации.

Свечи зажигания влияют на возникновение детонации в случае их перегрева.

Впускной клапан является наиболее горячей деталью в цилиндре (750-800С), и его температура способствует ускоренному образованию перекисей и возникновению детонации.

К эксплуатационным факторам можно отнести:

Состав горючей смеси. Обогащенные смеси (б? 0,9) сгорают с наибольшей скоростью и приводят к максимальному давлению и температуре цикла, что увеличивает скорость предпламенных реакций и вероятность возникновение детонации.

Частота вращения коленчатого вала. При увеличении частоты вращения детонация уменьшается, так как при этом время, отводимое на химическую подготовку части топлива, окисляющейся в последнюю очередь.

Нагар на поршне и головке цилиндра увеличивает интенсивность детонации посредством увеличения температуры газов. Теплопроводность нагаров на поршне и головке цилиндра в десятки раз меньше теплопроводности чугуна. Кроме того, отложения нагара уменьшают объем камеры сгорания и повышают степень сжатия, что способствует повышению температуры газов, образованию перекисей и детонации.

Опережение зажигания. Увеличение угла опережения зажигания сдвигает точку максимального давления ближе к ВМТ, что способствует уменьшению задержки самовоспламенения последней части топлива и возрастанию детонации.

Температура охлаждающей жидкости. Повышение ее температуры увеличивает температуру стенок цилиндра, головки и днища поршня, что способствует образованию перекисей и усилению детонации.

Атмосферные условия. Повышение атмосферного давления, температуры сопровождается повышением детонации, а снижение - ее уменьшением. С повышением влажности воздуха, поступающего в двигатель, возрастает количество водяного пара в рабочей смеси, снижается температура, в результате чего снижается интенсивность детонации.

Впрыск воды повышает антидетонационные качества ТВС, пары воды оказывают существенное влияние на скорость сгорания рабочей смеси, температуру и давление рабочего цикла. Антидетонационный эффект воды проявляется в результате охлаждения рабочей смеси, действия водяного пара как инертной среды. Вода снижает тепловые нагрузки и содержание окислов азота в отработавших газах. Распыленная вода в количестве 10% от расхода топлива эквивалентна повышению октанового числа на 2-3 единицы. Непосредственное добавление воды в бензин не дает положительного эффекта, а наоборот ухудшает, топливную экономичность и другие эксплуатационные свойства, особенно антикоррозийные.

На режимах максимальной мощности незначительное уменьшение угла опережения зажигания по сравнению с оптимальным, резко снижает детонацию при относительно небольшом уменьшении мощностных показателей.

Позднее зажигание вызывает уменьшение мощности, перегрев выпускной системы и снижение устойчивости работы двигателя.

Разговор об автомобиле почти никогда не обходится без упоминания о бензине. Мы говорим: бензиновый автомобиль, бензиновый двигатель, бензобак, бензозаправочная станция. Понятия «бензин» и «автомобиль» тесно связаны друг с другом в нашем сознании. Причина такой связи ясна: большинство современных автомобилей работает на бензине.

Но бензин - топливо сравнительно дорогое. Его получают в основном из нефти, где его не очень много. После удаления бензина из нефти остается менее ценная, но зато более значительная часть. Это так называемые тяжелые виды жидкого топлива - керосин, мазут и т. д. Тяжелое топливо воспламеняется не так легко, как бензин, и поэтому применение его в двигателе внутреннего сгорания сопряжено с некоторыми трудностями.

Но мысль превратить сравнительно дешевое тяжелое топливо в горючее для транспортных двигателей заманчива, и конструкторы издавна работают над решением этой задачи. Серьезные успехи впервые были достигнуты русскими конструкторами. Еще в начале XX века они приспособили двигатель внутреннего сгорания, созданный Р. Дизелем и работающий на тяжелом топливе, для транспортных целей. Первые теплоходы, подводные лодки с дизелями, тепловозы были построены в нашей стране.

Гораздо более сложным делом оказался перевод на тяжелое топливо автомобиля. Долгое время не удавалось преодолеть затруднения, связанные с тем, что дизели сравнительно тяжелы и тихоходны. Только в последнее время их начали широко применять на грузовых автомобилях. . |

В Советском Союзе дизели используются на тяжелых грузовиках и автобусах. Их нетрудно узнать по характерному постукиванию. Над радиаторами ярославских грузовиков красуется фигура медведя - старинный герб города Ярославля; на машинах минского завода - могучая фигура беловежского зубра.

Предпринимаются попытки установить дизели и на легковые машины. Некоторые западногерманские, итальянские, английские фирмы снабжают до половины выпускаемых ими автомобилей дизелями. Несмотря па большой вес дизеля, шумиость работы и повышенную его стоимость, дизельные автомобили оказываются выгодными: расходы по их эксплуатации вдвое меньше, чем по эксплуатации автомобиля с карбюраторным двигателем.

Работа большинства дизелей на первый взгляд мало отли- г чается от работы четырехтактного бензинового двигателя - те же такты впуска, сжатия, воспламенения (рабочий ход) и выпуска отработавших газов сменяют друг друга. При впуске так же открывается впускной клапан, а при выпуске - выпускной. Но при тех же четырех тактах работа дизеля существенно отличается от работы бензинового двигателя.

Во время первого такта в цилиндр дизеля входит не горючая смесь, а воздух. Во время второго такта поршень сжимает воздух. Давление его доходит до 30 атмосфер, при этом температура повышается до 500 градусов. В момент наибольшего сжатия и нагрева насос впрыскивает в цилиндр порцию нефтяного топлива. Высокая температура в цилиндре заставляет топливо взорваться. В этом существенное отличие дизеля от бензинового двигателя. Дизель не имеет электрического зажигания, которое доставляло, да и по сей день доставляет автомобилистам много хлопот при регулировке и уходе.

Третий такт дизеля - рабочий ход. Газы, образовавшиеся при взрыве смеси, давят на поршень и заставляют его при помощи шатуна вращать коленчатый вал двигателя. Во время четвертого такта поршень выталкивает из цилиндра через открывшийся в этот момент выпускной клапан отработавшие газы.

Из рассказа о процессе работы дизеля отчетливо видны его достоинства. Прежде всего он не нуждается в карбюраторе - I приборе для распыливания топлива и смешивания его с воздухом. Без такого прибора не обходится двигатель легкого топлива, в цилиндры которого поступает сразу горючая смесь. Далее, дизель избавлен от капризной системы электрического зажигания. Наконец в карбюраторном двигателе топливо, входящее в состав горючей смеси, как бы вдыхается двигателем, а потому должно быть легким, хорошо испаряющимся. Дизельное топливо подается в цилиндр под давлением, а его испарению способствует высокая температура воздуха в цилиндре, поэтому оно может быть более тяжелым.

Дешевизна потребляемого топлива - дизельное топливо примерно вдвое дешевле бензина - не единственное достоинство дизеля. Практика показала, что для выполнения одной и той же работы дизель расходует раза в полтора меньше дешевого топлива, чем карбюраторный двигатель - бензина.

За счет чего достигается эта экономия? Прежде всего за счет высокой степени сжатия. В карбюраторном двигателе рабочая смесь сжимается в семь-девять раз. В цилиндре дизеля воздух сжимается в четырнадцать-шестнадцать раз. Большая степень сжатия в бензиновом двигателе трудно достижима из-за явления детонации, то есть преждевременных взрывов смеси. Помогает экономии и езда накатом, когда дизель отсоединен от силовой передачи (например, при движении автомобиля под уклон дизель вовсе не расходует топлива). Наконец при хранении и заправке дизельное топливо испаряется в атмосферу гораздо меньше, чем бензин.

Не следует, однако, думать, что дизель вовсе лишен недостатков. Прежде всего от карбюратора и электрического зажига ния он избавился ценой использования требующих очень точного изготовления и дорогих топливного насоса и форсунок для впрыска топлива.

Высокие давления, возникающие в цилиндрах дизеля, требуют прочной, а следовательно, и тяжелой конструкции. Тяжелые детали и механизмы системы впрыска топлива ограничивают число оборотов двигателя, поэтому дизель не так быстроходен, как бензиновый двигатель.

Запуск дизелей в холодную погоду, когда температура засасываемого в цилиндры воздуха низка, затруднен. Да и вообще для запуска требуется очень мощный и тяжелый электрический стартер. Вручную или с помощью легкого стартера не преодолеть высокой степени сжатия. Для питания стартера необходим мощный и тоже тяжелый аккумулятор.

Наконец дизели более шумны и дымны, чем карбюраторные двигатели.

Все это задерживает их распространение; в частности, эти причины затрудняют применение дизелей на легковых автомобилях.

Конструкторы ряда американских и советских автомобильных дизелей применили иной принцип работы, чем тот, который только что описан. Эти дизели не четырехтактные, а двухтактные. Весь процесс всасывания, сжатия, воспламенения горючей смеси, расширения образовавшихся газов и выпуска в атмосферу происходит в течение двух ходов поршня, а не четырех. За счет сокращения числа тактов коленчатый вал получает более частые толчки, и число цилиндров может быть уменьшено, что упрощает и облегчает двигатель. При том же объеме цилиндров, что и у четырехтактного, двухтактный дизель более мощный. Каждый цилиндр обладает самостоятельным насосом-форсункой. Благодаря отсутствию общего для всех цилиндров насоса каждый цилиндр как бы превращается в маленький двигатель, и выход из строя одного насоса не приводит к остановке всего двигателя.

Двухтактный двигатель работает следующим образом. Поршень подходит к верхней мертвой точке и сжимает находящийся в цилиндре воздух, насос-форсунка, управляемый от коленчатого вала двигателя, впрыскивает порцию топлива. Начинается рабочий ход. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, он открывает отверстия в боковых стенках цилиндра. В эти отверстия под давлением, создаваемым нагнетателем, врывается чистый воздух, который выталкивает отработавшие газы в открывшиеся в этот момент клапаны и заполняет объем цилиндра. Поршень идет снова вверх, закрывая отверстия своим телом и снова сжимая воздух.

Применение в дизеле отдельных насосов для каждого цилиндра позволило создать семейство двигателей различных размеров и мощности из одинаковых, взаимозаменяемых частей. Поршни, вставные гильзы цилиндров, шатуны, насосы всех двигателей одинаковые.

Самые маленькие члены семейства - одноцилиндровый и двухцилиндровый двигатели для сельских электростанций, для садовых тракторов и других, главным образом сельскохозяйственных, нужд.

Трехцилиндровый дизель по своему весу и мощности удобен для 4-тонных грузовых автомобилей, подобных тем, которые выпускает московский автозавод имени Лихачева. Опытная установка этого дизеля на такой грузовик, проведенная в Научном автомоторном институте (НАМИ), показала его высокие ходовые качества.

«Родство» всех двигателей - от 25-сильного до 165-сильного - между собой имеет огромное значение для народного хозяйства. Оно позволяет упростить производство сложной дизельной аппаратуры, удешевить за счет массовости выпуска изготовление взаимозаменяемых деталей, облегчить ремонт и обслуживание однотипных двигателей, в каком бы далеком уголке нашей страны они ни оказались.

На 25- и 40-тонных самосвалах Минского завода устанавливаются двухрядные V-образные четырехтактные дизели.

Перевозка одной тонны груза на дизельном грузовике обходится примерно вдвое дешевле, чем на грузовике с бензиновым двигателем.

Все это открывает перед советскими дизелями - экономичными и падежными в работе - самые широкие области применения.