октаново число, центровка, детонации

[madpetio]

Извинявам се че се намесвам, ама практиката учи
Една есенна утрин на '98 моят любим петак не можа да изкачи баира за Горни Лозен На 1-ва Тогава реших че вече е време за ремонт И бях прав

Май май малко по-рано му е бил нужен ремонта когато не го е качвал вече и на трета

[pako Профил]

Искам само да те попитам, с какво вдигат октановото число на безоловния бензин? До колкото знам на "старото" ололвно гориво го качваха с оловен-тетраетил, на който химичната формула и пълното название не са за писане изобщо, и с колко октановото число на гаста е по-голямо от това на бензина (средно, все пак бензини много) и колко бензина е по-калоричен от гаста.

Това дето вдигат октана се наричаше:
метил-третичен-бутилов етер .... ако се не лъжа

[Postman Профил]

Тази тема е много интересна и затова реших да изкажа своето мнение, но първо искам да заема позиция.
От написаното досега ми се струва, че условно мненията се разделят на две групи: едната поддържа тезата, че горивото се самозапалва малко преди ГМТ поради високата температура и като следствие възниква детонация; втората поддържана като че ли само от Dr.Schnaps твърди че първо възниква нормално горене, което при определени условия преминава в детонационно. Ако не съм се ориентирал правилно ви моля да ме поправите .
Аз изцяло подкрепям втората теза, те детонацията никога според мен не е първично събитие, а напротив - винаги е следствие от физико-химичните процеси през периода на горенето и не е възможно да се самоинициира. Това явление, което подкрепя първата група си има друго име и то е калилно горене (запалване), а на английски обикновено се нарича preignition. Двата процеса са доста различни по отношение на причини за възникване и характер на протичане. Ще се опитам да подкрепя мнението ми с факти.
Температурата на самовъзпламеняване на бензини-въздушните смеси е около 515...525 градуса по Целзий (зависи от конкретния бензин). В момента на подаване на искрата, температурата на сместа в цилиндъра е по-ниска. Ако беше по-висока, то целия обем щеше вече да се е самовъзпламенил и ролята на свещта би била само да запуши отвора. При детонационно горене с максимална интензивност, обикновено изгарят детонационно не повече от 20% от сместа. Останалите 80% вече са изгорели и като резултат от променените условия в цилиндъра (силно нарастване на налягането и температурата) детонират останалите 20%. Температурата и налягането са обаче само необходими външни условия. Вътрешните условия за възникването на детонацията са качествата на бензина. Ще опитам да изкажа какво точно и как се случва. През процеса на сгъстяване, заедно с налягането се покачва и температурата. Когато тя достигне стойности около 200 градуса по Целзий, започват термичните преобразувания в молекулите на горивото (разлагане, рекомбинация и други, които не са ми известни), в резултат на което се образуват доста голям брой междинни химични продукти, най-нежеланите от които са прекисите. Прекисите доколкото знам са съединения с химична връзка между 2 съседни кислородни атома. Най-простият прекис е водородния ( Н2О2 или Н-О-О-Н ), който е силен окислител (перхидрола е 30% воден разтвор на водороден прекис) и като такъв е способен да разкъса собствената си молекула и да окисли всеки свободен радикал, откъснал се от молекулата на горивото. Радикалите са части от молекулата, които имат един или повече несвързани електрони и са също така силни редуктори. Когато в процеса на сгъстяване непрекъснато се увеличава температурата, едновременно с нея се увеличава и концентрацията на прекиси и свободни радикали. Когато се подаде искрата, тази концентрация никога не е достатъчно висока, за да предизвика детонация при текущата температура. Когато започне горенето, отделената топлина повишава налягането и температурата, с което значително намалява разстоянието между молекулите и съществено улеснява встъпването им в окислително-редукционна реакция (на тези, които още не са реагирали). В тези нови условия, в които се оказват прекисите и радикалите вече са налице условията за детонация и тя започва. Веднъж започнала, никой не може да я спре. Ако сместа детонира преди да е подадена искрата (както имаше предположения), това означава че двигателя ще работи много твърдо (подобно на дизеловите) защото налягането би следвало да се повиши почти мигновенно, а то не е така. Всеки, които е чел по този въпрос е виждал графики на налягането в цилиндъра при детонация и там единствената разлика със случаите, в които няма детонация, е накъдряне на кривата и то доста след ГМТ. Това означава, че около и преди ГМТ, нещата си се развиват еднакво и при двата вида горене.
Ще се опитам и да напиша каква според мен е ролята на бензина и защо едните бензини са склонни, а другите не толкова към детонационно горене. Значи за да се развие една детонация са необходими както написах по-горе редуктор (радикали от горивото) и окислител (прекиси от най-различен вид). Защо при качествените бензини е по-трудно да се предизвика детонационно горене. Явно, че едно от двете или двете липсват или са недостатъчни (имат малка концентрация). Високооктановите бензини са смес от въглеводороди с разклонени пространствени вериги и такива с пръстеновидна и полициклична структура, докато нискооктановите освен такива имат и доста от въглеводородите с права верига. Т.е. и двата типа са смес от такива, но при високооктановитеправите молекули са много малко. Разклонените пространствени молекули имат по-малка склонност към отделяне на радикали поради по-големте сили на привличане в самата молекула (по-малки разстояния) и поради това енергията им на разкъсване е малко по-голяма. Енергията се взима от температурата в цилиндъра, поради което отделянето на едно и също количество радикали от високо и нискооктановите бензини става при различна температура (при по-висока за високооктановите). Това означава, че при по-малко отделено количество радикали, по-малко ще са и прекисите, тъй като те се образуват от водорада от радикалите и кислорода от въздуха. Като цяло общата концентрация ще намалее при една и съща температура при употребата на високооктанов бензин. Освен това, другата основна съставка на тези бензини (поличикличните и пръстеновидните въглеводороди) са наситени на водород в ощте по-малка степен от разклонените, така че отделят още по-малко свободни водородни атоми, което допълнително се затруднява и от голямата полярност на молекулата им.
Ако погледнем например метанола и се опитаме да си обясним защо той е толкова стабилен и трудно детонира, ще видим че там нещата имат малко по-друго обяснение. Неговата температура на самовъзпламеняване не е много по-висока от тази на бензина - 535 градусая по Целзий. Обаче кислорода в молекулата му (по-точно хидрокилната група -О-Н ) превръща цялата молекула в силно полярна и прави отделянето на радикали и свободни водородни атоми много по-трудно (заради големите сили на привличане между -О-Н групата и СН3-радикала).
Както може де предположи, това е едно съвсем повърхностно обяснение на процестите, които се случват в цилиндъра. За съжаление никой от нас не е бил вътре и едва ли някога ще бъде, така че можем да разменяме мисли единствено на база на прочетеното тук и там. Искa ми се да го обясня още по-подробно и логически свързано, но за съжаление нямам капацитет за подобно нещо.
Ако тук има инженер-химици с сериозни познания по химия на горивата, нека се включат за да стане дискусията абсолютно достоверна.
На базата на написаното, аз твърдо заставам зад тезата че детонацията винаги е следствие на един нормално започнал горивен процес и никога не се получава (защото не може) от само себе си преди подаването на искрата. Отворен съм към критика.
УВАЖЕНИЕ

[kay Профил]

Има два различни параметъра, които са малко или много взаимосвързани, но не са едно и също нещо. Склонност към ранна детонация и равномерно изгаряне - т.е. детонация на сместа още преди искрата, и частична детонация в следствие на искрата. И двете са лоши, колкото по-равномерно изгаря бензина, толкова по-добре.