Un indicador que muestra la proporción de varios componentes en el producto en cuestión es la resistencia a los golpes de la gasolina. Esto se trata en este artículo.
El concepto de detonación
Esto último ocurre cuando la mezcla gasolina-aire se enciende espontáneamente en la parte más alejada de la bujía. Su quema es explosiva.
Las condiciones óptimas para su flujo se forman en la parte de la cámara de combustión, en la que hay un aumento de temperatura y una gran exposición de la mezcla.
Los golpes se pueden identificar por los característicos golpes metálicos que se forman debido al reflejo de las ondas de choque en las paredes de la cámara de combustión y la vibración resultante de los cilindros.
La combustión de la gasolina puede ocurrir conmás probable si hay depósitos de carbón en la cámara de combustión, así como cuando la condición del motor se deteriora. Este fenómeno conduce a una disminución de su potencia, una disminución de los indicadores económicos, así como indicadores toxicológicos de los gases de escape.
Propiedades de las gasolinas que provocan detonación
Estos incluyen: composición fraccional, contenido de azufre, estabilidad desde el punto de vista físico y químico, estructura de los hidrocarburos, etc.
La mayor resistencia a la detonación es típica de los hidrocarburos aromáticos, y la más baja, de los parafínicos normales. Otros, que forman parte de la gasolina, ocupan una posición intermedia.
Evaluar la resistencia a los golpes de la gasolina por octanaje.
Maneras de prevenir la detonación
Debe prevenirse en el momento de la operación del motor, cuando el vehículo está en movimiento, por lo que se hace necesario tomar medidas urgentes para evitar al máximo daños al motor. Además, los esfuerzos de los diseñadores deben dirigirse al desarrollo de este último con una contrarrestación integral del fenómeno en consideración.
Una de las principales formas de evitar una posible detonación es producir gasolina con una resistencia suficientemente alta a los golpes.
Determinación del octanaje
Arriba, decidimos qué número determina la resistencia a los golpes de la gasolina. El número de octano (OC) se determina utilizando un motor de un solo cilindroequipos con una relación de compresión dinámica, utilizando métodos de investigación o motores. Cuando se determina, se realiza la combustión de la gasolina estudiada y combustible de referencia con un valor deseado conocido. La composición de este último incluye heptano con RON=0 e isooctano con RON=100.
Al realizar la prueba, se vierte gasolina en este equipo. Al realizar la investigación, se aumenta gradualmente la relación de compresión hasta que aparece la detonación, luego de lo cual se recarga el motor con un combustible de referencia con una medición preliminar de la detonación y fijando la relación de compresión que la llevó a ella. El contenido volumétrico de isooctano en la mezcla determina el OC.
El nombre de la marca de gasolina puede contener la letra "I". Esto indica que el CO fue determinado por el método de investigación. En caso de no existir se utilizó el método motor. Los SP obtenidos por diferentes métodos difieren algo en sus valores. Por lo tanto, el índice de octano para la resistencia a la detonación de la gasolina debe ir acompañado de una indicación del método por el cual se determinó su valor.
El último valor se determina con el método del motor en cargas nominales y con el método de investigación en modos no estacionarios.
Además de estos dos métodos, el método de la carretera se puede utilizar para determinar el ROI. Las mezclas que contienen heptano normal e isooctano se alimentan al motor calentado. El coche se acelera a la máxima velocidad posible en transmisión directa y se ajusta el tiempo de encendido hasta que desaparecen los golpes. Después de eso, de acuerdo con el mismo método, se determina la configuración de encendido,en que comienza la detonación. Se construye una curva base dependiendo del grado del ángulo de rotación del cigüeñal, según el cual se determina el OC.
Para aumentar el OC de las gasolinas de primera destilación, se someten a reformado catalítico. Cuánto aumentan está determinado por la rigidez de estos regímenes.
Las gasolinas de proceso térmico son superiores en resistencia a los golpes que las de destilación directa.
El concepto de aumentar la resistencia a los golpes
Lo anterior indica que este último debe aumentarse para prolongar la vida útil del motor.
Para aumentar la resistencia a los golpes de la gasolina, se utilizan aditivos antidetonantes especiales. El número de octano aumenta con el aumento de la masa molar de los hidrocarburos y el grado de ramificación de la cadena carbonada, así como con la transformación de los alcanos en alquenos, naftenos e hidrocarburos aromáticos que tienen el mismo número de átomos de carbono.
Maneras de aumentar el indicador en cuestión. Características de las gasolinas de etilo
Existen las siguientes formas de mejorar la resistencia a los golpes de las gasolinas:
- Introducción de componentes de alto octanaje;
- selección de materias primas y tecnología de procesamiento;
- Introducción de antidetonantes.
Hasta hace poco, el principal de estos últimos era el tetraetilo de plomo (TEP), que es un veneno en forma líquida, insoluble en agua, pero fácilmente soluble en derivados del petróleo.
Sin embargo, el plomo como productola combustión se acumula en la cámara de combustión, lo que aumenta la compresión del motor. Por lo tanto, junto con los TPP, se agregan a la gasolina secuestrantes de este elemento, que forman sustancias volátiles durante la combustión, que se eliminan con los gases de escape.
Como últimas sustancias se pueden utilizar aquellas que contienen halógenos como el bromo o el cloro. La mezcla de secuestrante con TES se denomina líquido etílico. Las gasolinas en las que se utiliza se denominan con plomo. Son altamente venenosos y su uso debe ir acompañado del uso de medidas de seguridad reforzadas.
Con el tiempo, comenzaron a introducirse nuevos requisitos para la compatibilidad con el medio ambiente de los motores, lo que condujo a la transición a la gasolina sin plomo.
Caracterización de aditivos antidetonantes más seguros
La gasolina sin plomo requirió un cambio en la tecnología de producción de este producto y el uso de aditivos antidetonantes que se distinguirían por una toxicidad reducida.
La resistencia a los golpes de la gasolina se evalúa, entre otras cosas, mediante el uso de agentes antidetonantes no tóxicos en estos últimos. Las sustancias de manganeso, que son líquidos no tóxicos, muestran eficiencia al nivel de TPP. Sin embargo, han encontrado un uso limitado ya que reducen la durabilidad del motor.
El aditivo metil terc-butil éter (MTBE) con propiedades físicas y químicas similares a las de la gasolina se considera prometedor. Cuando se agrega en una cantidad del 10% al combustible, el número de octano aumenta en 5-6 unidades.
Para gasolinas de alto octanajeusa una sustancia orgánica llamada cumeno.
Además, se utilizan aditivos de alto octanaje a base de alcoholes monohídricos e isobutileno.
Los éteres han encontrado la mayor distribución en la producción de gasolina limpia.
También se utilizan compuestos orgánicos de hierro, aditivos a base de manganeso a base de N-metil-anilina, refinado desparafinado
Además, se puede usar tetrametil plomo (TMS) en lugar de TPP en la gasolina, que se evapora mejor y se distribuye más uniformemente por los cilindros.
De la práctica de utilizar centrales térmicas
Los automovilistas con mucha experiencia de conducción están familiarizados con las "velas rojas". El color de las velas en este color ocurrió cuando se agregó un agente antidetonante puro a la gasolina de bajo octanaje en lugar de TPP con carroñeros. Esto llevó al plomo de estos dispositivos. Después de eso, ya no es posible reparar y restaurar velas. Por lo tanto, la resistencia a la detonación de la gasolina se caracteriza no por el uso irreflexivo, sino por el uso correcto de agentes antidetonantes especialmente diseñados para este propósito.
Las gasolinas con plomo contribuyen a un menor desgaste de las levas del árbol de levas en comparación con las gasolinas que no son CHP. Se supone que los productos formados como resultado de la combustión cayeron a través del aceite hacia la superficie, lo que lo protegió del desgaste. Este último también disminuyó en relación con otras partes del motor al usar gasolinas con plomo.
Otros aditivos de combustible
Para inhibir las reacciones oxidativas, se agregan antioxidantes a la gasolinaaditivos, que pueden ser alquitrán de madera, que es una mezcla de fenoles con aceites, paraoxifenilamina y PF-16, que es una mezcla de fenoles.
Para evitar la formación de hielo en el carburador, se utilizan aditivos antihielo. Se utilizan como compuestos que disuelven el agua y forman mezclas de baja congelación con ella, además de formar una capa sobre las partículas de hielo, evitando su crecimiento y sedimentación en las paredes del carburador.
Se pueden utilizar varios aditivos de detergente para eliminar los depósitos.
Factores que influyen en el indicador en consideración
La resistencia a los golpes de la gasolina se evalúa no solo por el número de octanos. Está influenciado por varios factores.
La detonación aumenta al aumentar la compresión del motor, aumentando el diámetro del cilindro, usando pistones y cabezas de hierro fundido. Estos factores son constructivos.
Las características de rendimiento que mejoran la detonación incluyen un aumento en la carga del motor a una velocidad constante del cigüeñal, o una disminución en la velocidad del motor a una carga constante con un aumento en el tiempo de encendido, una disminución en la humedad del aire, un aumento en la capa de hollín en la cámara de combustión y la temperatura de combustión del refrigerante.
Además, la detonación es causada por la influencia de factores físicos y químicos. Estos últimos se deben a que el combustible es capaz de formar compuestos peróxidos que, al alcanzar una determinada concentración, contribuyen a la formaciónde este fenómeno. La descomposición de estos compuestos se produce con bastante rapidez, mientras se libera calor y se forma una llama "fría" que, al propagarse, satura la mezcla con productos de descomposición del peróxido. Contienen centros activos, por lo que aparece un frente de llama caliente.
El principal factor físico es la relación de compresión del motor. Es directamente proporcional a la presión y la temperatura en la cámara de combustión. Cuando se alcanzan los valores críticos, una parte de la mezcla de trabajo se enciende y se quema a una velocidad explosiva.
Resistencia a la detonación de varios tipos de motores
La alta resistencia a los golpes de la gasolina para motores es típica de los motores de combustible ligero. Asegura la combustión normal de estos tipos de combustible en varios modos de funcionamiento del motor. El proceso de detonación en este caso se discutió anteriormente.
Para garantizar un ciclo de trabajo normal en los motores diésel que funcionan por autoencendido a partir de la compresión de la mezcla de trabajo, la resistencia a la detonación del combustible debe ser baja. Para estos motores, se utiliza una característica como el "número de cetano", que muestra el período de tiempo desde que el combustible ingresa al cilindro hasta el inicio de su combustión. Cuanto mayor sea, menor será el retraso, más suave se lleva a cabo la combustión de la mezcla de combustible.
Grado de gasolina
Además de la resistencia a los golpes de la gasolina para los tipos de aviación de este combustible, se utiliza el concepto de grado. Ella esdemuestra cuánto cambia la potencia cuando un motor monocilíndrico funciona con una mezcla rica en el combustible estudiado, en comparación con la potencia desarrollada por el mismo motor con isooctano, cuya potencia se toma como 100 unidades de grado o 100%.
En conclusión
La resistencia a los golpes de la gasolina es un parámetro que caracteriza la capacidad de este tipo de combustible para resistir la autoignición durante la compresión. Se refiere a las características más importantes de cualquier combustible, incluso para el tipo en cuestión. Para motores de combustible ligero, se determina a través del número de octano. Para aumentar este indicador se utilizan aditivos de alto octanaje, se introducen antidetonantes, se seleccionan materias primas y se desarrollan tecnologías para su procesamiento.
