Un indicateur indiquant le rapport des différents composants du produit en question est la résistance au cognement de l'essence. Ceci est couvert dans cet article.
Le concept de détonation
Ce dernier se produit lorsque le mélange essence-air s'enflamme spontanément dans la partie la plus éloignée de la bougie. Sa combustion est explosive.
Les conditions optimales pour son écoulement sont formées dans la partie de la chambre de combustion, dans laquelle il y a une température accrue et une grande exposition du mélange.
Knock peut être identifié par les coups métalliques caractéristiques qui se forment en raison de la réflexion des ondes de choc sur les parois de la chambre de combustion et de la vibration résultante des cylindres.
La combustion de l'essence peut se produire avecplus probable s'il y a des dépôts de carbone dans la chambre de combustion, ainsi que lorsque l'état du moteur se détériore. Ce phénomène entraîne une diminution de sa puissance, une diminution des indicateurs économiques, ainsi que des indicateurs toxicologiques des gaz d'échappement.
Propriétés des essences qui provoquent la détonation
Ceux-ci comprennent: la composition fractionnaire, la teneur en soufre, la stabilité des points de vue physique et chimique, la structure des hydrocarbures, etc.
La résistance à la détonation la plus élevée est typique pour les hydrocarbures aromatiques, et la plus faible - pour les hydrocarbures paraffiniques normaux. D'autres, qui font partie de l'essence, occupent une position intermédiaire.
Évaluer la résistance au cliquetis de l'essence par l'indice d'octane.
Moyens d'empêcher la détonation
Il doit être évité au moment du fonctionnement du moteur, lorsque le véhicule est en mouvement, et il devient donc nécessaire de prendre des mesures urgentes afin d'éviter au maximum les dommages au moteur. De plus, les efforts des concepteurs devraient être dirigés vers le développement de ces derniers avec une contre-réaction globale au phénomène considéré.
L'un des principaux moyens d'éviter une éventuelle détonation est de produire de l'essence avec une résistance au cognement suffisamment élevée.
Détermination de l'indice d'octane
Ci-dessus, nous avons décidé quel nombre détermine la résistance au cliquetis de l'essence. L'indice d'octane (OC) est déterminé à l'aide d'un monocylindreéquipements à taux de compression dynamique, utilisant des méthodes de recherche ou motrices. Lorsqu'elle est déterminée, la combustion de l'essence étudiée et du carburant de référence avec une valeur souhaitée connue est effectuée. La composition de ce dernier comprend de l'heptane avec RON=0 et de l'isooctane avec RON=100.
Lors des tests, de l'essence est versée dans cet équipement. Lors de la recherche, le taux de compression est progressivement augmenté jusqu'à l'apparition de la détonation, après quoi le moteur est ravitaillé avec un carburant de référence avec une mesure préliminaire de la détonation et la fixation du taux de compression qui y a conduit. La teneur volumique en isooctane du mélange détermine l'OC.
Le nom de la marque d'essence peut contenir la lettre "I". Cela indique que le CO a été déterminé par la méthode de recherche. En cas d'absence, la méthode motrice a été utilisée. Les SP obtenus par différentes méthodes diffèrent quelque peu dans leurs valeurs. Par conséquent, l'indice d'octane pour la résistance au cliquetis de l'essence doit être accompagné d'une indication de la méthode par laquelle sa valeur a été déterminée.
La dernière valeur est déterminée avec la méthode du moteur aux charges nominales et avec la méthode de recherche - aux modes instables.
Outre ces deux méthodes, la méthode routière peut être utilisée pour déterminer le retour sur investissement. Des mélanges contenant de l'heptane normal et de l'isooctane sont introduits dans le moteur chauffé. La voiture est accélérée à la vitesse maximale possible en transmission directe et le calage de l'allumage est ajusté jusqu'à ce que le cliquetis disparaisse. Après cela, selon la même méthode, le réglage d'allumage est déterminé,à partir de laquelle la détonation commence. Une courbe de base est construite en fonction du degré de l'angle de rotation du vilebrequin, en fonction duquel l'OC est déterminé.
Afin d'augmenter l'OC des essences de distillation directe, celles-ci sont soumises à un reformage catalytique. Leur augmentation est déterminée par la rigidité de ces régimes.
Les essences à procédé thermique ont une meilleure résistance au cliquetis que les essences à tirage direct.
Le concept d'augmentation de la résistance aux chocs
Ce qui précède indique que cette dernière doit être augmentée afin de prolonger la durée de vie du moteur.
Pour augmenter la résistance au cognement de l'essence, des additifs spéciaux anti-cliquetis sont utilisés. L'indice d'octane augmente avec l'augmentation de la masse molaire des hydrocarbures et du degré de ramification de la chaîne carbonée, ainsi qu'avec la transformation des alcanes en alcènes, naphtènes et hydrocarbures aromatiques ayant le même nombre d'atomes de carbone.
Moyens d'augmenter l'indicateur en question. Caractéristiques des essences éthyliques
Il existe les moyens suivants d'améliorer la résistance au cliquetis des essences:
- Introduction de composants à indice d'octane élevé;
- sélection des matières premières et de la technologie de traitement;
- Introduction des anti-cliquetis.
Jusqu'à récemment, le principal de ces derniers était le plomb tétraéthyle (TEP), qui est un poison sous forme de liquide, insoluble dans l'eau, mais facilement soluble dans les produits pétroliers.
Cependant, le plomb en tant que produitla combustion s'accumule dans la chambre de combustion, ce qui augmente la compression du moteur. Par conséquent, avec les TPP, des piégeurs de cet élément sont ajoutés à l'essence, qui forment des substances volatiles lors de la combustion, qui sont éliminées avec les gaz d'échappement.
Comme dernières substances, celles contenant des halogènes comme le brome ou le chlore peuvent être utilisées. Le mélange de piégeur avec TES est appelé liquide éthylique. Les essences dans lesquelles il est utilisé sont dites au plomb. Ils sont hautement toxiques et leur utilisation doit s'accompagner de l'utilisation de mesures de sécurité renforcées.
Au fil du temps, de nouvelles exigences en matière de respect de l'environnement des moteurs ont commencé à être introduites, ce qui a conduit à la transition vers l'essence sans plomb.
Caractérisation d'additifs antidétonants plus sûrs
L'essence sans plomb a nécessité un changement dans la technologie de production de ce produit et l'utilisation d'additifs antidétonants qui se distingueraient par une toxicité réduite.
La résistance au cliquetis de l'essence est évaluée, entre autres, par l'utilisation d'agents antidétonants non toxiques dans cette dernière. L'efficacité au niveau du TPP est démontrée par les substances de manganèse, qui sont des liquides non toxiques. Cependant, ils ont trouvé une utilisation limitée car ils réduisent la durabilité du moteur.
L'additif méthyl tert-butyl éther (MTBE) aux propriétés physiques et chimiques similaires à l'essence est considéré comme prometteur. Lorsqu'il est ajouté à raison de 10 % au carburant, l'indice d'octane augmente de 5 à 6 unités.
Pour les essences à indice d'octane élevéutiliser une substance organique appelée cumène.
De plus, des additifs à indice d'octane élevé à base d'alcools monovalents et d'isobutylène sont utilisés.
Ethers ont trouvé la plus grande distribution dans la production d'essence propre.
Des composés organiques de fer, des additifs à base de manganèse à base de N-méthyl-aniline, du raffinat déparaffiné sont également utilisés
De plus, le plomb tétraméthyle (TMS) peut être utilisé à la place du TPP dans l'essence, qui s'évapore mieux et se répartit plus uniformément dans les cylindres.
De la pratique de l'utilisation des centrales thermiques
Les automobilistes ayant une expérience de conduite significative connaissent les "bougies rouges". La couleur des bougies de cette couleur s'est produite lorsqu'un agent antidétonant pur a été ajouté à de l'essence à faible indice d'octane au lieu de TPP avec des charognards. Cela a conduit à la tête de ces dispositifs. Après cela, il n'est plus possible de réparer et de restaurer les bougies. Ainsi, la résistance au cliquetis de l'essence se caractérise non pas par une inconsidération, mais par l'utilisation correcte d'agents antidétonants spécialement conçus à cet effet.
Les essences au plomb contribuent à réduire l'usure des cames d'arbre à cames par rapport aux essences non CHP. On suppose que les produits formés à la suite de la combustion sont tombés à travers l'huile à la surface, ce qui l'a protégée de l'usure. Ce dernier a également diminué par rapport aux autres pièces du moteur lors de l'utilisation d'essences au plomb.
Autres additifs pour carburant
Pour inhiber les réactions oxydatives, des antioxydants sont ajoutés à l'essenceadditifs, qui peuvent être du goudron de bois, qui est un mélange de phénols avec des huiles, de la paraoxyphénylamine et du PF-16, qui est un mélange de phénols.
Pour éviter le givrage du carburateur, des additifs antigivrage sont utilisés. Ils sont utilisés comme composés qui dissolvent l'eau et forment avec elle des mélanges à faible congélation, ainsi que pour former une coquille sur les particules de glace, empêchant leur croissance et se déposant sur les parois du carburateur.
Divers additifs détergents peuvent être utilisés pour éliminer les dépôts.
Facteurs influençant l'indicateur considéré
La résistance au cognement de l'essence n'est pas seulement évaluée par l'indice d'octane. Il est influencé par divers facteurs.
Le cognement augmente avec l'augmentation de la compression du moteur, l'augmentation du diamètre du cylindre, l'utilisation de pistons et de culasses en fonte. Ces facteurs sont constructifs.
Les caractéristiques de performance améliorant le cliquetis incluent une augmentation de la charge du moteur à une vitesse de vilebrequin constante, ou une diminution de la vitesse du moteur à une charge constante avec une augmentation du calage de l'allumage, une diminution de l'humidité de l'air, une augmentation de la couche de suie dans la chambre de combustion et la température de combustion du liquide de refroidissement.
De plus, la détonation est causée par l'influence de facteurs physiques et chimiques. Ces derniers sont dus au fait que le carburant est capable de former des composés peroxydes qui, lorsqu'une certaine concentration est atteinte, contribuent à la formationde ce phénomène. La décomposition de ces composés se déroule assez rapidement, tandis que de la chaleur est libérée et qu'une flamme «froide» se forme, qui, lorsqu'elle se propage, sature le mélange avec des produits de désintégration de peroxyde. Ils contiennent des centres actifs, grâce auxquels un front de flamme chaud apparaît.
Le principal facteur physique est le taux de compression du moteur. Elle est directement proportionnelle à la pression et à la température dans la chambre de combustion. Lorsque les valeurs critiques sont atteintes, une partie du mélange de travail s'enflamme et brûle à une vitesse explosive.
Résistance au cognement de différents types de moteurs
La résistance élevée au cognement de l'essence à moteur est typique des moteurs à carburant léger. Il assure la combustion normale de ces types de carburants dans les différents modes de fonctionnement du moteur. Le processus de détonation dans ce cas a été discuté ci-dessus.
Pour assurer un cycle de service normal dans les moteurs diesel qui fonctionnent par auto-allumage à partir de la compression du mélange de travail, la résistance au cliquetis du carburant doit être faible. Pour ces moteurs, une caractéristique telle que «l'indice de cétane» est utilisée, qui indique la période de temps entre l'entrée du carburant dans le cylindre et le début de sa combustion. Plus il est élevé, plus le délai est court, plus la combustion du mélange carburé est fluide.
Qualité essence
En plus de la résistance au cliquetis de l'essence pour les types d'aviation de ce carburant, le concept de grade est utilisé. Elle estdémontre combien la puissance change lorsqu'un moteur monocylindre fonctionne avec un mélange riche sur le carburant étudié, par rapport à la puissance développée par le même moteur sur l'isooctane, dont la puissance est prise comme 100 unités de qualité ou 100%.
En conclusion
La résistance au cliquetis de l'essence est un paramètre qui caractérise la capacité de ce type de carburant à résister à l'auto-inflammation lors de la compression. Il fait référence aux caractéristiques les plus importantes de tout carburant, y compris pour le type en question. Pour les moteurs à carburant léger, il est déterminé par l'indice d'octane. Afin d'augmenter cet indicateur, des additifs à indice d'octane élevé sont utilisés, des agents antidétonants sont introduits, des matières premières sont sélectionnées et des technologies pour leur traitement sont développées.
