Файл: Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник.pdf

найденных этими двумя методами, называют «чувствительностью» бен­ зина. Чувствительность бензина зависит от его химического состава

(см. ниже).

Сопоставление октановых чисел с поведением бензинов в дорож­ ных условиях показало, что исследовательский метод в какой-то мере характеризует антидетонационные свойства бензинов при работе дви­ гателя в условиях городской езды при сравнительно низкой тепловой напряженности. При повышении теплового режима двигателя (длительная загородная езда, езда по плохим дорогам, перевозка тяже­ лых грузов, преодоление перевалов и т. д.) фактическая детонационная стойкость бензина больше соответствует октановым числам, определен­ ным по моторному методу.

Соответствие октановых чисел бензинов, определенных тем или иным лабораторным методом, их фактической детонационной стойкости в дорожных условиях зависит не только от конструктивных особен­ ностей самого двигателя (его «жесткости»— см. ниже), но и от типа трансмиссии, использованной в данном автомобиле. В автомобиле с ручным переключением передач возможна работа двигателя на пол­ ностью открытом дросселе при сравнительно малой частоте вращения коленчатого вала. Максимальная детонация в этом случае обычно наблюдается при малой частоте вращения и исследовательский метод сценки октановых чисел точнее отражает дорожную детонационную ха­ рактеристику топлива.

При автоматической передаче двигатель не может работать при малой частоте вращения коленчатого вала с полностью открытым дрос­ селем. Поэтому детонация возникает в области большой частоты враще­ ния и дорожные характеристики бензинов точнее оцениваются мотор­ ным методом определения октановых чисел.

Наиболее полная методика детонационных испытаний полнораз­ мерных автомобильных двигателей и бензинов была разработана и стандартизирована в Советском Союзе в 1963 г.

Метод (ГОСТ 10373—63) предназначен для определения фактиче­ ских октановых чисел автомобильных бензинов и требований двигате­

требований, при оценке фактических антидетонационных качеств товарных и новых сортов автомобильных бензинов и их компонентов, а также в исследовательских работах по изучению рабочих процессов двигателей и детонационной стойкости топлив.

Метод предусматривает проведение детонационных испытаний дви­ гателей (на моторном тормозном стенде со стандартным оборудо­ ванием) или автомобиля (на стенде с беговыми барабанами или на дороге с динамометрическим устройством).

Метод стандартных испытаний позволяет получить детонационную характеристику двигателя на всем диапазоне его рабочих оборотов, и соответственно детонационные характеристики испытуемых бензинов, показывающие их фактические антидетонационные свойства на данном двигателе.

50

Развитие и конструктивное совершенствование автомобильных дви­ гателей и выяснение некоторых особенностей использования высоко­ октановых бензинов заставляют искать пути усовершенствования и уточнения методов детонационных испытаний.

Предложено несколько вариантов впускных систем, имитирующих разделение отдельных фракций бензина (фракционирование) во впуск­ ном трубопроводе. В частности, для стандартной одноцилиндровой установки предложен впускной трубопровод, в котором по потоку сме­ си из карбюратора в цилиндр расположена металлическая вставка (рис. 22). Этот участок трубопровода окружен охлаждающей рубаш­ кой так, что часть смеси конденсируется, конденсат отводят и коли­ чество его замеряют. Полученное таким методом октановое число легкоиспаряющейся части бензина названо «октановым числом распреде­ ления» (см. ниже).

Требования автомобильных двигателй к детонационной стойкости бензинов

Требования автомобильного двигателя к детонационной стойкости применяемых бензинов определяются комплексом их конструктивных особенностей, среди которых наибольшее значение имеют степень сжа­ тия и диаметр цилиндра. Между этими тремя показателями установлена следующая эмпирическая зависимость:

51

Приведенные данные убедитель­ но свидетельствуют о том, что по­ требность в высокооктановом бен­ зине возникает лишь на ограничен­ ном диапазоне режимов работы двигателя. На остальных режимах вполне возможно использование низкооктановых и потому более де­ шевых топлив. В этой связи сделан ряд попыток раздельного питания двигателя на режимах полных и частичных нагрузок путем приме­ нения двойной системы питания или впрыска антидетонационных или охлаждающих жидкостей на режиме полных нагрузок. Эти ме­ тоды не получили широкого прак­ тического применения ввиду зна­ чительного усложнения систем пи­

частичных нагрузках привело к созданию ряда конструкций двигате­ лей с переменной степенью сжатия. Предлагаемые конструкции пред­ усматривают увеличение степени сжатия двигателя при работе на час­ тичных нагрузках, когда это не лимитируется детонацией. К сожа­ лению, конструктивные усложнения, вводимые в двигателях с перемен­ ной степенью сжатия, пока что столь велики, что они не компенсируют­ ся получаемыми преимуществами.

При рассмотрении результатов оценки антидетонационных требова­ ний двигателей (см. табл. 8) можно заметить, что октановые числа ре­ комендуемых и фактически применяемых на этих двигателях бензинов значительно ниже тех, которые требуются на некоторых режимах. Это объясняется следующими обстоятельствами. Наиболее высокие антидетонационные качества бензина требуются двигателю при работе на некоторых режимах со 100-процентной отдачей мощности. Замечено, что если на этих режимах несколько уменьшить угол опережения за­ жигания по сравнению с оптимальным, то антидетонационные требова­ ния двигателя снижаются довольно резко при относительно небольшом уменьшении мощностных показателей. В результате испытаний уста­ новлено, что установка позднего опережения зажигания, вызывающе­ го падение мощности более чем на 5%, приводит к перегреву выпуск­ ной системы и снижению устойчивости работы двигателя. Поэтому ве­ личина 5% падения мощности может быть принята в качестве оценоч­ ной для определения допустимого снижения антидетонационных тре­ бований двигателей. Полученные таким образом значения октано­ вых чисел бензинов, необходимые для работы двигателя, с паде-

53

* В числителе указан оптимальный угол опережения зажигания, а в знаме­ нателе—требуемое октановое число бензина.

нием мощности до 5% могут быть условно названы минимально допу­ стимыми.

Д. М. Ароновым проведено определение минимально допустимых октановых чисел для ряда отечественных двигателей (табл. 9) и най­ дена зависимость допустимого снижения октановых чисел (АОЧ) от уровня исходных требований (ОЧт):

АОЧ = 46,6 — 0,415 (ОЧт).

Эта зависимость свидетельствует о том, что допустимое снижение октановых чисел за счет установки более позднего опережения за­ жигания уменьшается при увеличении исходных требований. Иными словами, с повышением общего уровня антидетонационных требований (см. табл. 9) снижаются допустимые отклонения в октановых числах применяемых топлив.

54