Автомобильная физика

Давеча думал про степень сжатия мотора и октановое число бензинов. Если рассуждения неправильные поправьте.

Степень сжатия мотора определяет отношение обьема камеры сгорания в самой нижней точке хода поршня к обьему камеры сгорания в самой верхней точке хода поршня. Таким образом, если степень сжатия 11:0, при максимальной наполняемости камеры сгорания при сжатии смесь будет иметь давление около 10 атмосфер. Под это давление подбирается октановое число бензина, при таком давлении смесь не должна самовоспламенятся. Допустим, производитель определил 95-ый бензин. На 80-ом с большой вероятностью будет детонация = самовоспламенение. Но, если мотор работает не в предельных режимах, когда заслонка открыта совсем немного, в камеру сгорания в нижней точке хода поршня попадет меншье смеси, допустим 5 грамм вместо 10-ти и давление будет полатмосферы, тогда в верхней точке хода поршня давление будет чуть меньше 5-ти атмосфер. При таком давлении скорее всего и 80-ый бензин не будет самовоспламенятся.

Правильные ли я делаю выводы:

Даже на высокофорсированных моторах со степенью сжатия 12:1, рассчитанных на 98-ой бензин, можно ездить безболезненно на 80-ом, просто едя всегда в четверть педали, и через 200тыс. км. мотор будет как новенький.

Байка про то, что обьемные моторы (в частности американские) легко переваривают 80-ый бензин, обусловлена тем, что при таком моторе проще ехать в четверть педали и держаться в потоке, соответственно давление в камере не достигает величин, когда бы происходило самовоспламенение на 80-ом бензине.

Вот ещё нарыл в сети:

Большой Энциклопедический словарь (БЭС):

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО - условная количественная характеристика стойкости к детонации моторных топлив, применяемых в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. Октановое число численно равно процентному (по объему) содержанию изооктана (октановое число которого принято за 100) в его смеси с н-гептаном (октановое число равно 0), эквивалентной по детонационной стойкости испытуемому топливу при стандартных условиях испытания. Октановое число наиболее. распространенных отечественных марок автобензинов 76-89, авиабензинов 91-95.

Т.е. по русски другими словами октановое число бензина - это его способность противостоять детонации, являющейся нарушением нормального процесса сжигания топлива. Детонация возникает тогда, когда топливо - воздушная смесь достигает температуры и давления, при которых равномерный процесс сгорания переходит во взрывной.

Что такое детонация и каковы ее внешние признаки?

Детонационное сгорание чаще всего происходит при неправильном выборе бензина для двигателей с высокой степенью сжатия. При детонационном горении скорость распространения фронта пламени резко увеличивается, достигая 1500...2000 м/с. Поскольку пространство камеры сгорания невелико, упругие детонационные волны многократно ударяются и отражаются от стенок камеры сгорания, что вызывает характерный для детонации металлический стук. Отражающиеся ударные волны нарушают нормальный процесс сгорания, вызывают вибрацию деталей, вызывают ударную нагрузку на двигатель в результате чего значительно возрастает износ. Выпускные газы приобретают темный, иногда черный цвет, т.е. при детонации увеличивается неполнота сгорания топлива.

Горячие газы, ударяясь о стенки цилиндра, повышают коэффициент теплопередачи и вызывают перегрев двигателя. Температура и давление оставшейся части рабочей смеси сильно повышаются, что также способствует перегреву деталей двигателя. Обычно детонация возникает в одном из цилиндров двигателя, но может быстро передаваться на другие. При сильной детонации возможны пригорание колец, прогар клапанов, поршней, разрушение подшипников. Внешние признаки и последствия детонации (износ, разрушение деталей) в значительной степени обусловлены ее силой.

Интенсивность детонации зависит от того, какая часть циклового заряда топлива перейдет во взрывное сгорание, что определяется главным образом химическим строением углеводородов топлива, температурой и давлением газов. Если нормально сгорает 93...95 % рабочей смеси, а детонирует 5...7 %, то наблюдается слабая детонация. Если же со взрывом сгорает 20...25 % циклового заряда, то возникает очень сильная детонация, часто приводящая к аварии.

При работе двигателя даже с незначительной детонацией, особенно на режимах разгона и в тяжелых дорожных условиях из-за увеличения максимального давления сгорания, механического и теплового воздействия ударной волны, усталостных явлений в металле, вызванных вибрацией, значительно возрастает износ деталей цилиндропоршневой группы. При детонационном сгорании пленка масла на стенках цилиндра сгорает и срывается под действием ударной волны...

при езде в четверть педали цилиндры заполняются меньше и давление сильно меньше

по трассе в равномерном режиме — допускаю...

В режиме разгон-торможение-разгон — практически невыполнимо.

хм

допустим 5 грамм вместо 10-ти и давление будет полатмосферы

что-то мне подсказывает что добиться этого можно только изменением фаз газораспределения и более ранним закрытием впускных клапанов

а управление дроселем имеет несколько другие масштабы

Roman4x4,

Если он прикрыт, то смеси подается мало

в том то и дело! мало это сколько? разы? или минус 5-10%?

в разы можно уменьшить только закрыв впускной раньше!

Андрей Владимирович, я не знаю во сколько, я пытаюсь понять. По своему борткомпьютеру я вижу, что при движении с постоянной малой скоростью мгновенный раход топлива 3-4 л, а при нажатии акселератора в пол - до 20-ти литров. Это ведь не значит что в тот же лбьем воздуха (или измененный на 15-20%) вливается в 5-7 раз больше бензина? Наверно, больше смеси (возух + топливо) попадает в цилиндры?

Roman4x4, при разгоне смесь обогощается. это раз. второе - что у вас комп меряет не знаю, но на двухлитровом моторе моментальных расход при троганьи с места в режиме тапка в пол можно добиться и 80 литров. но это очень кратковременно. при разгоне в движении - 25-30.

насчет октана - не забывайте что моторы под высокооктановое топливо и искру зажигают в другое время, и фазы там по другому отстроены.

badguy, при трогании скорость мала, потому расход такой. Я написал довольно понятно, что мерял на скорости, когда можно увидеть расход без ускорения и с ускорением. на скоростях 20-30 км/ч цифры примерно такие. Думаю вряд ли смесь обогащается в 6-7 раз, т.к. экологи обкакаются и свечи зальются.

насчет октана - не забывайте что моторы под высокооктановое топливо и искру зажигают в другое время, и фазы там по другому отстроены.

Как сильно влияют на детонацию эти факторы при частичных нагрузках мотора? Или это пшик по сравнению с давлением, составом смеси?

при разгоне смесь обогощается. это раз.

Да не обогащается смесь ни при разгоне, ни в других режимах прогретого мотора.

Только при холодном моторе смесь излишне обогащена.

В остальных случаях в подавляющем большинстве моторов подерживается четко 14 к 1. Или сколько там точно.

Рюмкин, ну вообщето по теории должно быть как и везде 14.7:1