То, чем вы питаете свой двигатель, определяет его конечную производительность. На потребности двигателя в питательных свойствах влияет ряд факторов. Некоторые из этих наиболее важных факторов включают степень сжатия двигателя, потенциал оборотов в минуту и давление наддува системы принудительной индукции. Двигатели с более высокой степенью сжатия (выше 10:1), работающие на более высоких скоростях (обычно более 6500 об/мин) или использующие ту или иную форму принудительной индукции, как правило, являются приложениями, в которых улучшение качества топлива приводит к значительному увеличению производительности.
Октановое число топлива
Вините эту желто-черную наклейку на бензоколонках во многих недоразумениях с бензином. Октановое число имеет важное значение, но это не единственный аспект топлива, который следует учитывать. Каждая смесь бензина обладает несколькими важными свойствами, которые могут повлиять на производительность. Октановое число - это всего лишь одна из характеристик производительности. Октановое число напрямую связано с детонацией.
Октановое число и детонация
Октановое число указывает на вероятность того, что топливо будет испытывать “детонацию”. Стук, звукоподражание, названное в честь этого состояния, также известно как детонация или самовозгорание. Как бы вы это ни называли, важно иметь в виду, что стук наносит ущерб производительности и надежности. Поэтому этого следует избегать.
Детонация возникает, когда топливно-воздушная смесь в цилиндре не испытывает "идеального горения". "Идеальное горение" позволяет смеси гореть равномерно, начиная от свечи зажигания, пока не образуется вся воздушно-топливная смесь. В лабораторных условиях идеальное горение будет происходить со скоростью около 100 футов в секунду в вакууме. В условиях турбулентности камеры сгорания двигателя хорошие скорости пламени могут достигать 250 футов в секунду. Во время детонации будет наблюдаться сильный взрыв мощностью 2000 футов в секунду. Скорость горения имеет решающее значение для повышения давления в цилиндре.
Горение топливовоздушной смеси приводит к увеличению давления. В идеале давление в цилиндре растет после верхней мертвой точки и достигает пика где-то между 17-20 градусами. Это позволяет давлению в цилиндре производить максимальную мощность на кривошипе. Когда происходит детонация, цикл давления внутри цилиндра происходит не так, как хотелось бы. Фактически, когда происходит детонация, исходный фронт пламени и волна давления от желаемого фронта искрового воспламенения встречаются с волной давления от нежелательного фронта самовоспламенения пламени. Когда эти две волны давления встречаются, колебания давления производят «стук». Когда происходит стук, мощность снижается. Подшипники шатунов, шатуны, прокладки головки и поршни могут получить небольшое повреждение или катастрофический отказ в зависимости от степени детонации. Повышенные температуры обычно возникают в результате детонации, и это может привести к проблемам с преждевременным воспламенением, которые приводят к воспламенению топливовоздушной смеси даже до возгорания искры.
Стук или детонация - это не то же самое, что предварительное зажигание. Предварительное зажигание происходит, когда топливовоздушная смесь воспламеняется до возгорания свечи зажигания. Иногда к преждевременному возгоранию могут привести температуры, превышающие нормальные, или горячая точка в цилиндре. Хотя детонация и преждевременное зажигание вызывают нежелательные ожоги топливовоздушной смеси, разница между ними проста. Стук или детонация происходит после начала горения топливовоздушной смеси, предварительное воспламенение происходит раньше. Оба создают нежелательные волны давления, которые влияют на производительность и могут привести к повреждению двигателя.
Избегайте стука
Наклейка на крышке заливной горловины (или октановое число, указанное производителем) обозначает «антидетонационный индекс» или (R + M / 2) октановое число конкретного топлива.
Топливо, как правило, проверяется как с помощью метода «Октановое число по исследовательскому методу (ASTM D2699-92 [105]]», так и «Моторное октановое число (ASTM D2700-92 [104]]»). Число «R + M / 2», указанное на крышке заливной горловины, является среднее значение, полученных обоими методами. В обоих методах испытаний используется двигатель "Cooperative Fuels Research" (совместный бензиновый и дищельный двигатель для испытания топлива), который позволяет оператору изменять степень сжатия двигателя (от 4: 1 до 18: 1) и контролировать наличие детонации.
Метод исследования проверяет детонацию при 600 об/мин с моментом зажигания, зафиксированным на 13 градусах до верхней мертвой точки (ВМТ). Метод определения октанового числа двигателя тестируется при 900 об/мин, но время зажигания изменяется в зависимости от испытываемой степени сжатия. В целом, показатели октанового числа двигателя будут ниже, чем показатели исследований, поскольку испытания в большей степени свидетельствуют о более тяжелых, высокоскоростных условиях с высокой нагрузкой.
Это число важно, но это лишь верхушка айсберга. Большие турбины, головки блока цилиндров с отверстиями, рабочие распредвалы, системы выпуска отработавших газов и системы впуска воздуха предлагают эффективные методы подачи большего количества воздуха в двигатель. Однако способность двигателя превращать топливо в энергию всегда позволяет вырабатывать мощность на маховике.
Потребность в более высоком октановом числе
Если в вашем двигателе возникает детонация, вам необходимо использовать топливо с более высоким октановым числом. Потребность в топливе с более высоким октановым числом обычно возникает при повышении пикового давления в цилиндрах. Пиковое давление в цилиндре имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения степени сжатия, объемного КПД, опережения зажигания и давления наддува.
Общие правила просты. Безнаддувным двигателям потребуется топливо с более высоким октановым числом, если повышается степень сжатия или увеличивается момент зажигания. Двигатели с принудительным впуском реагируют так же, как двигатели без наддува, но требования к октановому числу будут увеличиваться по мере повышения давления наддува.
Слишком Большое Октановое Число
Возможно, вы слышали следующее: «Не используйте топливо с слишком высоким октановым числом, иначе вы потеряете мощность». Это полуправда. Использование топлива со слишком высоким октановым числом не приведет к потере мощности вашего двигателя. Проблема в том, что популярные компоненты, используемые для повышения октанового числа топлива, замедляют скорость горения, а топливо со слишком низкой скоростью горения может привести к потере мощности двигателя. Конечно, именно так обычно и происходит, и это не относится ко всем видам топлива.
Выводы
Если при езде Ваш автомобиль издает стуки при разгоне или низких оборотах - как минимум смените заправку, на которой заправляетесь. Даже если Вы заправляетесь бюензином, который Вам указал производитель, высока вероятность того, что данная заправка попросту не соответсвует регламенту по октановому числу в бензине. Сейчас множество заправок предлагают накопительные карты, бонусные программы и прочее. И если на другой заправке бензин будет на 3 рубля дороже и при этом детонация пропадет - это лучше, чем ездить на плохом топливе и мысленно готовить "кругленькую" сумму для капитального ремонта двигателя.
Любите себя и своего железного друга! Заботьтесь о нем, также как вы заботитесь о себе и все у Вас будет прекрасно!
См. также:
Двигатели, которые были прорывом в индустрии машиностроения (Часть 1)
3 действия шиномонтажников, которые в обязательном порядке нужно контролировать самому
10 автомобилей, которые мы потеряли
Хитрим с WD-40! Несколько примеров как можно использовать в повседневной жизни
