logo1

logoT

 

Температура горения бензина и газа в двигателе


Температура кипения, горения и вспышки бензина - АвтоЖидкость

Любой, кто решит отыскать информацию о температуре кипения, горения или вспышки бензина обнаружит интересную вещь: даже в довольно авторитетных источниках между указываемыми значениями одного и того же параметра наблюдается существенная разница. Почему так происходит и каковы реальные величины?

Что такое бензин?

Этот пункт идёт первым, потому что он крайне важен для понимания вопроса. Забегая вперёд, скажем так: вы никогда не найдёте химической формулы бензина. Как, например, можно без проблем отыскать формулу метана или другого однокомпонентного нефтепродукта. Любой источник, который покажет вам формулу автомобильного бензина (не важно, будь то вышедший из оборота АИ-76 или наиболее распространённый сейчас АИ-95) однозначно заблуждается.

Дело в том, что бензин – это многокомпонентная жидкость, в которой как минимум присутствует не менее десятка различных веществ и ещё больше их производных. И это только база. Перечень присадок, используемых в различных бензинах, в разные промежутки времени и для различных условий эксплуатации, занимает внушительный лист из нескольких десятков позиций. Поэтому невозможно выразить одной химической формулой состав бензина.

Краткое определение бензина можно дать такое: легковоспламеняющаяся смесь, состоящая из лёгких фракций различных углеводородов.

Температура испарения бензина

Температура испарения – это тот тепловой порог, при котором начинается самопроизвольное перемешивание бензина с воздухом. Эта величина не может быть однозначно определена одной цифрой, так как зависит от большого количества факторов:

  • базовый состав и пакет присадок – наиболее весомый фактор, который регулируется при производстве в зависимости от условий эксплуатации ДВС (климата, системы питания, степени сжатия в цилиндрах и т. д.);
  • атмосферное давление – с повышением давления температура испарения незначительно снижается;
  • способ исследования этой величины.

Для бензина температура испарения играет особую роль. Ведь именно на принципе испарения построена работа карбюраторных систем питания. Если бензин перестанет испаряться – он не сможет смешаться с воздухом и попасть в камеру сгорания. В современных авто с прямым впрыском эта характеристика стала менее актуальной. Однако после впрыска форсункой топлива в цилиндр именно испаряемость определяет, насколько быстро и равномерно туман из мелких капель перемешается с воздухом. А от этого зависит эффективность работы мотора (его мощность и удельный расход топлива).

В среднем температура испаряемости бензина находится в пределах от 40 до 50°C. В южных регионах эта величина часто бывает выше. Её не контролируют искусственно, так как в этом нет нужды. Для северных районов наоборот, её занижают. Обычно это делается не за счёт присадок, а за счёт формирования базового бензина из наиболее лёгких и летучих фракций.

Температура кипения бензина

Температура кипения бензина – также интересная величина. Сегодня мало кто из молодых водителей знает, что в своё время при жарком климате закипевший в топливопроводе или карбюраторе бензин мог обездвижить авто. Это явление просто создавало пробки в системе. Лёгкие фракции чрезмерно разогревались и начинали отделяться от более тяжёлых в виде пузырьков горючего газа. Автомобиль остывал, газы становились снова жидкостью – и можно было продолжать путь.

Сегодня бензин, реализуемый на АЗС, закипит (с очевидным бурлением с выделением газа) примерно при +80 °C с разбежкой в +-30% в зависимости от конкретного состава того или иного топлива.

Температура вспышки бензина

Температура вспышки бензина – это такой тепловой порог, при котором свободно отделяющиеся, более лёгкие фракции бензина воспламеняются от источника открытого пламени при нахождении этого источника непосредственно над исследуемым образцом.

На практике температуру вспышки определяют методом нагрева в открытом тигле.

В небольшую открытую ёмкость наливают исследуемое топливо. Далее его медленно разогревают без привлечения открытого пламени (например, на электроплите). Параллельно контролируется температура в режиме реального времени. Каждый раз при повышении температуры бензина на 1°C на небольшой высоте над его поверхностью (так, чтобы открытое пламя не соприкасалось с бензином) проводят источником пламени. В тот момент, когда появится огонь, и фиксируют температуру вспышки.

Проще говоря, температура вспышки отмечает тот порог, при котором концентрация в воздухе свободно испаряющегося бензина достигает величины, достаточной для воспламенения под воздействием открытого источника огня.

Температура горения бензина

Этот параметр определяет, какую максимальную температуру создаёт горящий бензин. И здесь также вы не найдёте однозначной информации, отвечающей на этот вопрос одной цифрой.

Как ни странно, но именно для температуры горения главную роль играют условия протекания процесса, а не состав топлива. Если посмотреть на теплотворную способность различных бензинов, то разницы межу АИ-92 и АИ-100 вы не увидите. На самом деле октановое число определяет исключительно стойкость топлива к появлению детонационных процессов. И на качество самого топлива, а уж тем более на температуру его горения, не влияет никак. Кстати, зачастую простые бензины, такие как вышедшие из оборота АИ-76 и АИ-80, более чистые и безопасные для человека, чем тот же AИ-98, модифицированный внушительным пакетом присадок.

В двигателе температура горения бензина находится в пределах от 900 до 1100°C. Это в среднем, при пропорции воздуха и топлива, близкой к стехиометрическому соотношению. Реальная температура горения может как опускаться ниже (например, активация клапана ЕГР несколько снижает тепловую нагрузку на цилиндры), так и повышаться при определённых условиях.

На температуру горения в значительной мере влияет и степень сжатия. Чем она выше, тем горячее в цилиндрах.

Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах. Приблизительно, около 800-900 °C.

avtozhidkost.ru

Газ – соперник бензина

Виктор Лаврус

Газ (фр. gaz, от греч. chaos – хаос), агрегатное состояние вещества, в котором оно равномерно заполняет весь предоставленный ему объем.

В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было.

Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых «самодвижущихся колясках» – автомобилях.

Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина. О газе как о возможном моторном топливе надолго забыли. Лишь через 100 лет после Барнетта, в конце тридцатых годов нашего столетия, возродилась мысль о его использовании. Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель.

Бензин дорожает, и сегодня его пытаются заменить. И природным газом, и синтезированными газами и жидкостями, например – спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок.

Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.

Октановое число 105?

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина – вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.

Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.

В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) – токсичное для человека вещество.

И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления. Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества – этил и этилен, а газовый двигатель – метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен (см. рис. 1.5 книги «Источники энергии»).

Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра.

Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации*, тем больше мощность двигателя. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа – 105 – недостижимо для любых марок бензина.

* Детонация [лат. detonare прогреметь] – распространение пламени в веществе со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе.

Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ, в сравнении с бензином, горит при меньших концентрациях, т.е. при более «бедных» смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, наоборот, можно понизить мощность. Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно «послушнее» бензина.

Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы – в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях – ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.

Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.

Метан

В переходе на газовое топливо есть свои сложности. Так, например, плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20...25 МПа (200...250 атмосфер). Для хранения в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.

Природный газ-метан способен резко уменьшать объем (в 600 раз) при его низкотемпературном cжижении. Такой жидкий газ можно перевозить в специальных «бензобаках» при давлении не более 6 атмосфер (давление воды в водопроводном кране). Имеется множество технических разработок и патентов по реализации такой технологии получения жидкого метана. Во всем мире уже производится и потребляется много миллионов тонн охлажденного (до температуры около –120°C) метана. Крупнейшими производителями является Индонезия, Алжир, Ливия, США, Норвегия и т.д. Для перевозки используются танкеры-метановозы водоизмещением до 120 000 тонн (Япония). Продуктами полного сгорания метана являются безвредные вещества – углекислый газ и вода. Именно поэтому мы не испытываем неудобств на наших кухнях, где иногда целый день горят газовые (метановые) горелки.

Пропан-бутан

Пропан-бутан – синтетическое топливо. Его получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Газобаллонная аппаратура для сжиженного пропан бутана несколько проще. Процесс заправки машин на газонаполнительных станциях несложен и очень похож на заправку бензином.

По своим свойствам сжиженный пропан-бутан почти не отличается от сжатого природного газа. То же высокое октановое число, те же неплохие экологические и эксплуатационные показатели. Есть у сжиженного пропан бутана и преимущество перед метаном – 225 литров этого горючего хватает на пробег около 500 километров, а метана, помещающегося в восьми баллонах – на вдвое меньший. На сжиженном газе работает вдвое меньше машин, чем на сжатом и вот почему. Пропан бутана получают в 20...25 раз меньше, чем добывают природного газа.

Источники информации:

Лаврус В.С. Источники энергии. К.: НиТ, 1997.

Дата публикации:

27 августа 1999 года

Электронная версия:

© НиТ. Cтатьи, 1997

n-t.ru

Мифы о ГБО — Сообщество «Ремонт и Эксплуатация ГБО» на DRIVE2

Сегодня исполнилось три года с тех пор, как я газифицировал свою первую машинку. Вспомнив себя тогда, свои мысли и убеждения, поржав над собой тогдашним с высоты своего опыта сегодняшнего

В ходе прочтения я ужаснулся тем заблуждениям и/или неточностям, которые были высказаны в комментариях. Так как я давно уже занимаюсь развенчанием подобных заблуждений на профильных форумах, у меня накопилось прилично материала по этой тематике. Попробую выложить их тут – авось, кому-то да пригодится. Ни одно из моих утверждений не является голословным.

Бывает так, что заблуждения «кучкуются» вокруг какой-то одной темы. С такой темы мы и начнем, и тема эта – расход газа. ГБО ведь ставится не для красоты, а во имя уменьшения расходов на ежедневные поездки.

Миф1: «Расход газа считается так же, как расход бензина» Миф2: «Расход газа на ГБО последних поколений такой же, как расход бензина» Миф3: «Расход газа на исправном ГБО не должен быть больше, чем на 10% от расхода бензина».

Наслушется народ таких вот мифов, и начинается подсчет: вот на бензе у меня был расход 10, на газе – 12, то естьвырос на 20% — почему так много? Вот у чувака на такой же машине с таким же ГБО расход газа вообще снизился – до 9л на сотню. Да и установщики чесали что будет не более чем на 10% больше… Что-то тут не так!

На самом деле, все просто. Принцип работы двигателя при переходе на газ ни капельки не изменился. Это все так же тепловой двигатель, который работает по циклу Отто, превращая тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу по перемещеню автомобиля из точки А в точку Б.

Опа-опа, а что у нас с «тепловой энергией»? Сколько нужно сжечь газа, чтоб получить столько же энергии, сколько дает сжигание одного литра бензина?Ответ: 1,2 — 1,3 литра в зависимости от количественного состава пропан-бутановой смеси. В среднем – 1,25 литра. То есть – на 25% больше, а ни разу не 10%! Сцуко физика-химия, их ведь не обманешь!

Пропан:Плотность жидкой фазы = 0.51 кг/лУдельная теплота сгорания = 48 МДж/кг

Теплота сгорания одного литра = 0.51 * 48 = 24.48 Мдж

Бутан:Плотность жидкой фазы = 0.58 кг/лУдельная теплота сгорания = 45.8 МДж/кг

Теплота сгорания одного литра = 0.58 * 45.8 = 26.564 Мдж

Бензин:Плотность = 0.7кг/лУдельная теплота сгорания = 46 МДж/кг

Теплота сгорания одного литра = 0.7 * 46 = 32.2 Мдж

Кол-во литров бутана дла замещения литра бензина = 32.2 Мдж / 26.564 Мдж = 1.21Кол-во литров пропана дла замещения литра бензина = 32.2 Мдж / 24.48 Мдж = 1.31

Так что же – установщики, да и чувак с упавшим расходом врут? Не поверите – они говорят чистую правду. С их точки зрения прибавка расхода действительно составит 10%.«Фак мой мозг», скажете вы. Да как это так получается?А вот так. Расход газа большинство народа считает неправильно, оттого и результаты у всех разные.Вот был один вид топлива – бензин – все было просто. Заправил до полного, отъездил «до лампочки», снова заправил до полного. Поделил литры на километры, домножил на 100 – на тебе расход.

Но автомобиль с ГБО при эксплуатации расходует два вида топлива: собственно газ (что логично) и бензин.

Расход бензина может отсутствовать только у владельцев ГБО первого-второго поколения (эжекторное ГБО. Можно завестись на газе. Не рекомендуется, т.к. это гробит редуктор) и пятого-шестого (впрыск жидкой фазы, редуктора вообще нет). Наиболее популярное инжекторное ГБО4 поколения (впрыск паровой фазы во впускной коллектор) требует прогрева двигателя до температуры 35-55 градусов. Естественно, прогрев происходит при работе двигателя на бензине.

Вот как схематически может выглядеть рядовая поездка с точки зрения расхода двух топлив:

Если применить ту же логику, что и раньше, то в формулу закрадывается ошибка – не учитывается расход собственно бензина на участке АВ, который подменяет собою газ при непрогретом двигателе. Даже если собственно движения на газе не происходит (чувак греет автомобиль на месте), и расстояние АВ равно нулю – все равно бензин на прогрев так или иначе расходуется. А зимой его, кстати, уходит не так и мало.Степень влияния «неучтенного» бензина сильно зависит от среднего пробега автомобиля на один прогрев. Если кто проезжает за раз 5 км, то он действительно получит расход газа меньше, чем до этого был расход бензина – за счет увеличения расход бензина, естественно. А чувак с пробегом в 100-150 км – получит расход газа куда больше. Зато расход бензина у него будет меньше.Кстати, именно поэтому расход по трассе у «газированных» автомобилей практически всегда соответствует +25% к их бензиновому расходу.Вот чтобы не заморачиваться более со всей этой сложной темой насчет расхода – прогревы, средние пробеги, город-трасса и т.д., проще всего экономические расчеты по газу и бензину вести через энергоемкость. Ведь любое топливо – это лишь энергоноситель.

Резюме: расход сжиженого газа всегда составляет около 125% от расхода бензина даже при идеальной установке ГБО.

Следующая группа мифов посвящена температцуре горения газа по сравнению с температурой горением бензина:Миф4: «Газ горит при более высокой температуре, чем бензин» Миф5: «Раз газ горит горячее, то и свечи должны быть с большим калильным числом» Миф6: «Раз газ горит горячее, то поршни/клапана/седла сильнее нагреваются, что приводит к их усиленному износу» Миф7: «Раз газ горит горячее, то при особо нагруженных режимах нужно переводить двигатель на бензин»Миф8: «Раз газ горит горячее, то его нельзя применять на турбированных двигателях»

Ну что же, будем разбираться – а что вообще такое – «температура горения», от чего она зависит, и действительно ли газ горит горячее?Горение – экзотермическая химическая реакция, в ходе которой кислород воздуха окисляет углеводороды до воды и углекислого газа. Азот в ходе горения не участвует (вернее, почти не участвует – им смело можно пренебречь).Температуру пламени можно вычислить, исходя из теплопроизводительности сгорания того или иного вида топлива, и теплоемкости продуктов сгорания.Например, теплота вспышки стехиометрической бензовоздушной смеси в цилиндре двигателя объемом 1,6л составит 1480 джоулей, а теплота вспышки стехиометрической смеси пропан-бутана даст 1420 джоулей.

Расчеты-пруф под катом:

Удельный вес воздуха = 0.0012041 кг/л при 20 градусахУдельный вес пропана = 0.002019 кг/лУдельный вес бутана = 0.002703 кг/л

Удельный вес паров бензина — увы, табличных данных не нашел. Если принять среднюю длину углеродной цепочки 8 атомов углерода, то удельный вес паров можно принять за 0.0045 кг/л

Стехиометрическое соотношение воздух/пропан = 15.6Стехиометрическое соотношение воздух/бутан = 15.3

Стехиометрическое соотношение воздух/бензин = 14.7

рассчитываем вес горючего вещества

V = m1/r1 + m2/r2 ; V — объем смеси газов, m1 масса воздуха, m2 масса горючего, r1 плотность воздуха, r2 плотность горючегоm1 = S*m2 ; S — стехиометрическе соотношение

V = S*m2/r1 + m2/r2V = m2 * (S/r1 + 1/r2)

m2 = V / (S/r1 + 1/r2)

Или в цифрах:вес порции пропана = 0.4 / (15.6 / 0.0012041 + 1/0.002019 ) = 0.0000297375 кгвес порции бутана = 0.4 / (15.3 / 0.0012041 + 1/0.002703 ) = 0.00003058911 кг

вес порции бензина = 0.4 / (14.7 / 0.0012041 + 1/0.0045 ) = 0.00003217888 кг

И, наконец, искомое — теплота вспышки одной порции топливовоздушной смеси:пропан = 0.0000297375 кг * 48 МДж/кг = 1427.4 Джбутан = 0.00003058911 кг * 45.8 МДж/кг = 1401 Дж

бензин = 0.00003217888 * 46 МДж/кг = 1480.2 Дж

Качественный состав продуктов сгорания газа и бензина одинаков, а количественный – почти одинаков: в продуктах сгорания газа содержится чуть больше паров воды. А как известно из справочника, теплоемкость паров воды больше, чем у углекислого газа.Отсюда вывод: температура горения газа ну никак не может быть больше, чем температура горения бензина. На самом деле – она слегка меньше.Теоретические расчеты подтверждаются практическими опытами с ЕГТ-датчиком.

А как же остальные мифы этого семейства? Как же свечи «под газ», их же выпускают именитые фирмы типа Denso и NGK. У них же толпа инженеров – они ж не могут быть тупее какого-то киевского программиста?

Ответ таков: инженеры тут ни при чем. Со свечами тут прикол такой же, как с гомеопатическими «лекарствами». Народ верит в их лечащее действие – значит, можно продавать. Хуже ж точно не будет, если в газовый двигатель поставить холодную свечу. Газ тем характерен, что при его сгорании не образуются твердые отложения, и даже холодная свеча отлично работает. Профит! Странно, что вместе со свечами «под газ» не продают также и ремни привода агрегатов «под газ» и коврики в салон «под газ». То бишь балом правят как раз не инженеры, а маркетологи.Остальные мифы, связанные с температурой горения газа, являются чуть более сложными. Да, если сравнивать температуры горения газа и бензина в одинаковых условиях, то газ горит с чуть меньшей температурой, чем бензин. Но кто сказал, что условия всегда будут одинаковые? Из-за неправильно подобранного оборудования (в первую очередь – редуктора и форсунок), жопорукой установки и кривой настройки условия горения газа могут сильно отличаться от условий горения бензина. Там, где подавалась слегка обогащенная бензиновая смесь (для наиболее быстрого сгорания, что нужно для максимума мощности) такая кривая система может выдать сильно обедненную смесь. Время ее горения будет значительно ниже, чем у богатой бензиновой. А поджигаться она будет исходя из предположения, что с составом все ОК. В результате имеем позднее зажигание и снижение КПД. Как следствие – повышенный нагрев камеры сгорания, турбины (у кого есть) и т.д.Масла в огонь подливает то, что именно турбированные моторы наиболее критичны к производительности форсунок и редуктора.

Резюме: при прочих равных условиях газ горит при температуре чуть ниже, чем та, при которой горит бензин. При обеспечении правильных условий горения топлива во всех режимах работы двигателя газ не может навредить. При нарушении же условий подачи топлива запороть двигатель можно и на газе, и на бензине: попробуйте-ка понаваливать на «турбе» на бедной смеси — увидите, что станет с двигателем вообще и с турбиной в частности.

Газуем дальше. Группа мифов, посвященных скорости горения газа по сравнению со скоростью горения бензина.Миф8: «Газ горит медленнее, чем бензин…» Миф9: «… и сгорает не в цилиндре, потому что не успевает, а в коллекторе, турбине или даже в катализаторе» Миф10: «… и потому двигатель на газе нельзя крутить выше 4000 оборотов в минуту» Миф11: «. и потому, чтоб не угробить двигатель, обязательно нужно править угол опережения зажигания – ставить вариатор или модифицировать прошивку»

Начнем с самого первого мифа. На самом деле, в одинаковых условиях газ горит примерно на 5% быстрее, чем бензин. Да-да, именно так. Но речь идет именно об одинаковых условиях! А самое главное условие, влияющее на скорость горения топлива — это коэффициент избытка воздуха (λ). Иными словами, если сравнивать горение бензина при λ = 0.86 (богатая смесь, наиболее бысстрое горение) и горение газа при α = 1,25 (бедная смесь, наиболее медленное горение), то миф превращается в чистую правду.Из буржуинских исследований я вытянул два вот таких графика:

users.ugent.be/~lsileghe/…ments/JFUE-D-13-00501.pdf, стр. 39.citeseerx.ist.psu.edu/vie…62.3188&rep=rep1&type=pdf, стр 201

Обратите внимание, в обоих графиках скорость горения зависит от коэффициента избытка горючего φ (а не коэффициента избытка воздуха λ, как это обычно принято у автомобилистов). λ = 1 / φ, φ = 1 / λЛевый – это аналитический прогноз. Правый – экспериментальные данные. Исследования никак друг с другом не связанные, напрямую сравнивать их нельзя. Но всегда можно привязаться к изооктану – его-то свойства не могут изменяться от исследования к исследованию. Исходя из левого графика, скорость горения бензина должна быть на ((42,5 – 40) / 40) * 100% = 6,25% выше, чем изооктана.Стехиометрическая смесь пропана при по факту горит со скоростью 39 см/с, изооктана – 32 см/с. Смесь бензина горела бы на 6,25% быстрее изооктана, или со скоростью 34 см/с. Пропан горит на 5 см/с или на 15% быстрее. Во всяком случае – уж точно не медленнее.Но посмотрите, что произойдет, если взять горение изооктана при λ = 0,9, а пропана – при λ = 1,25. В таком случае, бензин будет гореть со скоростью 34 см/с * 1,0625 = 36 м/с, а пропан – 26 м/с, о чем я и писал выше.Нормально подобранное, установленное и настроенное ГБО обеспечивает сгорание газа при таком же λ, как «было запланировано» для бензина. И в этом случае утверждение о газе, горящем в коллекторе – чистой воды миф. И не важно, с какими оборотами крутить двигатель. И ничего страшного, если угол опережения зажигания «под бензин».

Косвенное доказательство – это уже упомянутый расход газа. Ведь если бы газ сгорал в коллекторе, это неизбежно привело бы к падению КПД и, как следствие, возрастанию расхода по сравнению с расчетным. Но т.к. правильно посчитаный расход газа составляет 1,25 от расхода бенина – значит, никакого падения КПД не происходит. А значит – нет и никакого догорания газа в коллекторе.

Так что же, прошивка под газ либо вариатор УОЗ – это тоже гербалайф?Оказывается, нет. Только дело тут вовсе не в скорости горения газа, а в другой его важнейшей особенности – детонационной стойкости.Ни для кого не секрет, что даже пропан-бутан имеет октановое число под 100 (метан – около 120). Это дает возможность использовать не тот угол опережения зажигания, который с завода и который в некоторых режимах занижен из-за риска детонации, а теоретически оптимальный. Естественно, это приводит к увеличению КПД, и, как следствие, к увеличению тяги и одновременному уменьшению расхода. Да-да, это вовсе не сказки!

Вот упрощенная схема, которая более наглядно иллюстрирует этот эффект:

Другое дело, что эффект ощутим только в «детонационно опасных» режимах, а именно – на низких оборотах с высокой нагрузкой. В тех режимах, где фабричный УОЗ и так оптимален, нет никакой нужды его менять.Соответственно, ощутимый эффект от его правки сильно зависит от манеры езды. Кто-то замечает, кто-то – нет. Но одно могу сказать точно: модификация УОЗ совершенно точно не является обязательной.

Искрообразование в газовой среде. Еще раз о «газовых свечах».Миф12: «Свеча для газа должна иметь меньший зазор, т.к. _______ (подставьте причину на выбор)». Выбор свечей для автомобиля – это вообще благодатная для холивара тема, и уже немало копий сломано на тематических форумах в пользу того или иного производителя, той или иной конструкции свечи, выбора зазора и материалов ее электродов.

Снова рассмотрим рекламу «газовой» свечи, однако, сосредоточим внимание на другой части объявления.

Производитель «газовых» свечей, в частности в данном случае, эксплуатирует миф о том, что сопротивление газовоздушной среду выше, чем бензовоздушной, и требуется уменьшение зазора.Проверим-ка это утверждение на практике. Вот снятая мною осциллограмма одной отдельно взятой искры при работе не бензине:

А вот на газе (двигатель, обороты, свеча и зазор – те же):

Что мы видим? Вроде бы как да – напряжение пробоя увеличилось на 20%. Что же, производитель прав?!Не совсем – напряжение горения-то не изменилось. А значит – длительность разряда осталась прежней. А значит – функционально работа свечи на бензине и на газе не отличается.Опасно ли повышение напряжения пробоя? Конечно, опасно! Да, замена бензина на газ при прочих равных увеличивает напряжение пробоя. Но намного сильнее его увеличивает повышение давления в цилиндре (при открытии дросселя). А еще сильнее – повышение давления в цилиндре при работе двигателя на чистом воздухе, например – когда двигло выкрутили до «отсечки». Да, топливо уже не поступает, но система зажигания продолжает работать. И если катушка из строя не выходит, то уж работу на газе тоже как-нибудь переживет.Бывает так, что поврежденная система зажигания (с пробоем в проводах высокого напрчжения либо с межвитковым замыканием) «не вытягивает» работу двигателя в тяжелых условиях на газе, но справляется на бензине. В этой ситуации уменьшение зазора действительно работает, т.к. напряжение пробоя снижается, и не происходит пропуска воспламенения.Но ничего в этом мире не дается просто так. Уменьшение зазора вызывает уменьшение объема плазмы, а это, в свою очередь, уменьшает качество воспламенения. Речь в первую очередь о времени, проходящему от возникновения искры до пика давления над поршнем. Уменьшая зазор, мы отодвигаем этот пик точно так же, как если бы выставили позднее зажигание – со всеми последствиями в виде падения КПД, снижения мощности и увеличения расхода.

Между тем, рекламируемая свеча вовсе не плохая. Она великолепно будет работать как в бензиновом, так и в газовом двигателе. Речь только о том, что и «просто бензиновая» свеча со, скажем, иридиевым электродом, тоже будет отлично работать как на бензине, так и на газе. И нет никакой необходимости бежать сломя голову в магазин, и менять свои «просто бензиновые», но классные свечи, на «особые газовые». Никакой, подчеркиваю, никакой разницы вы не увидите – просто некая сумма денег перекочует из вашего кошелька в кошелек производителя.

Ну что же, пора заканчивать. Последний:Миф 13: «ГБО могут установить только на специализированном СТО. Установки, сделанные в кустарных условиях – все без исключения опасны» Я сам так думал, когда газифицировал свой первый автомобиль. Я тогда вообще ничего не знал о ГБО, и доверил машинку установщикам довольно немаленькой фирмы. Я заплатил деньги, и попросил все сделать на совесть — что они и пообещали сделать. Реальность разочаровала: автомобиль жрал газ как не в себя, тупил в момент переключения. Никто ничего с этим не мог сделать – все разводили руками и футболили по разным спецам: «проверь зажигание!», «у тебя катализатор забит», «обманывают на заправках, а расход нормальный» и т.д.Короче говоря, я на всех мастеров решил забить и сам стал разбираться. Понемногу стало приходить понимание многих вещей. Вот тогда-то я и стал потихоньку заниматься «мифологией», а именно – анализировал потихоньку доступную информацию на предмет истинности. Результат меня все больше и больше огорчал – я постепенно стал понимать, что 99% установщиков не имеют и 10 классов образования, умеют только повторять схему монтажа и жать кнопку «автокалибровка». Ни о каком глубоком понимании сути работы с их стороны речи вообще не идет. Но машинки на установку приезжают-уезжают, денежку их хозяева платят – красота! Зачем загоняться насчет всяких нюансов насчет скорости/температуры горения газа, вариаторов/прошивок и прочей ерунды? Им же не за это деньги платят!

На данный момент я имею знания и квалификацию круче чем у 99% мастеров-установщиков ГБО, которая позволила мне в 3,5 дня с нуля установить ГБО на мою теперешнюю машинку. Я учел как можно больше факторов – и удобство последующего ремонта-обслуживания, и устойчивость к заправке дерьмовым газом, и защиту от даже малейшего провала мощности в момент исчерпания газа и перехода на бензин. Удобство заправки, в конце концов. Заправочное устройство, например, расположено в лючке так, что он закрывается при закрученном переходнике, тогда как профессиональные установщики в один голос заявляли, что на моем автомобиле такого сделать невозможно. Но вот результат:

Сегодня у меня все. Как видите, я касался только тех заблуждений в сфере ГБО, которые касаются только технической части. Я специально оставил в стороне вопросы рентабельности установки ГБО, безопасности эксплуатации газированных автомобилей, вопроса престижа (точнее, антипрестижа) владения авто с ГБО и т.д.На всякий случай подчеркну еще раз – я не профессиональный установщик ГБО. То есть, я не зарабатываю себе этим на жизнь. Пост не является рекламой, антирекламой и т.д. – я просто хочу бороться с ложными убеждениями.

Всем добра!

Взято отсюдаwww.yaplakal.com/forum11/topic1296744.html

www.drive2.ru

Газ или бензин: плюсы и минусы

Аргументов «за» при использовании пропан-бутановой смеси в качестве топлива для автомобилей — великое множество. Но есть и подводные камни. Которые не всегда перечеркиваются дешевизной газа.

О каком газе идёт речь?

Когда речь заходит об использовании газа вместо бензина, то часто возникает путаница, отягощаемая криками, что известный монополист с буквой G и язычком пламени на логотипе и так неплохо на нас наживается. Так вот, этот монополист добывает и продаёт природный газ метан. Этот газ в нормальных условиях может существовать только в газообразном виде и поэтому размещается в баллонах под давлением до 250 атмосфер. Но в таком виде его в баллонах много не поместится (в массовом выражении), поэтому для более-менее приемлемого запаса хода баллонов должно быть много. И в легковом автомобиле разместить их крайне проблематично. Конечно, пытаются делать баллоны из современных композитных материалов, в которых помещается чуть больше газа из-за большего давления, но всё равно, запас хода не достигает и 300 километров. А вот на грузовиках и на крышах автобусов места для баллонов много.

Другое дело — сжиженная смесь пропана и бутана. При относительно небольшом давлении (примерно 10 атмосфер) и при температуре +20°С пропан превращается в жидкость. А для снижения этого давления и для пущей безопасности добавляют бутан. И жидкая фаза — это уже совсем другое дело в плане запаса топлива на борту автомобиля.

Кстати, упомянутый выше монополист к пропан-бутановой смеси не имеет никакого отношения. И именно эта смесь применяется в качестве топлива для легковых автомобилей.

«Плюсы»

Прежде всего — цена за литр топлива. Литр «пропан-бутана» почти всегда в два раза дешевле литра бензина АИ-95. Теплотворная способность этой смеси чуть меньше бензина, и расход его чуть больше. Но выгода всё равно колоссальная. Даже с учётом затрат на установку газобалонного оборудования (ГБО).

Следующий плюс — октановое число газа составляет примерно 105 единиц. Это означает, что возникновение такого вредного и разрушительного явления, как детонация, абсолютно исключено. С высоким октановым числом, правда, связывают и вероятность «прогара» выпускных клапанов из-за меньшей скорости сгорания смеси газа с воздухом. Но на современных моторах эта проблема почти не актуальна.

Третий плюс, который любят подчёркивать установщики ГБО, — газообразное топливо не смывает плёнку масла со стенок цилиндров и не попадает в картер, где портит масло. Но это явление было характерно для карбюраторной системы питания, где тонкость распыла бензина была невысокая. Современные же системы впрыска с форсунками дают очень мелкий распыл, и смыв масляной плёнки уже не актуален.

«Минусы»

Их, по словам тех же установщиков ГБО, совсем немного. Это, прежде всего, уменьшение полезного объёма багажника за счёт размещения там баллона. Ну и чуть меньший ресурс свечей и более высокие требования к их качеству.

Что касается безопасности, то баллоны и их «обвязка» даже безопаснее бензина. Если не верите на слово — погуглите как образуются и взрываются смеси бензина с воздухом и газа с воздухом.

А вот про ещё один «минус» газа вам не расскажут ни в одном установочном центре ГБО. А если и расскажут, то честь им и хвала, которая тут же подкрепляется необходимостью установки так называемого «лубрикатора». За который вы тоже заплатите установщикам. Но обо всём по порядку. И сначала — случай из собственного опыта.

В начале 2005 года появилась у меня «Хонда Торнео». И знакомые газовщики уболтали меня на установку ГБО 4-го поколения. Это то самое поколение, которые имеет электронное управление и подаёт газ в цилиндры при помощи специальных форсунок. Короче, на тот момент — самый передовой писк газовой моды.

Поставили, подключили ноутбук, настроили. Показали графики и таблицы — дозирование газа в идеале на всех возможных режимах движения. Да и по поведению машины было понятно, что всё тип-топ. Начал я ездить на газе и радоваться экономии. Но летом решил податься «на дальняк». И во время возвращения домой мотор моей «Хонды» захандрил. Поначалу это было похоже на «умирание» свечей. Я вкрутил новые, но изменений не последовало. На бензине мотор работал получше, но тоже явно нештатно.

С горем пополам приезжаю к ребятам в проверенный «хондовский» сервис. Там очень быстро вынесли вердикт — «ушли» зазоры… впускных клапанов. Вот так новость! С чего бы это? Ребята предположили, что всему виною… газ.

Клапаны мне отрегулировали по новой, и поехал я к газовщикам. А те, похоже, меня уже ждали. И сразу спросили — клапаны? Я им в ответ — а что, мол, не предупредили заранее, когда ставили ГБО, редиски??? Газовщики покаялись, но рассказали, что по таким случаям ещё не набралась статистика. И мой случай — третий или четвёртый в их практике. И что примечательно — все проблемы связаны с «Хондами». Но при этом у моего хорошего приятеля тоже «Хонда» и тоже на газе, но он ездит и в ус не дует. Но эксплуатирует свою «Хонду» исключительно в городе — это означает частые запуски двигателя, когда тот работает на бензине, и относительно небольшие пробеги на газе. Я же к моменту возникновения проблем отмахал более 8000 километров практически на одном только газе.

И вот что произошло. При работе на бензине его (бензина) микро-капельки, с одной стороны, являются тепловым мостиком, благодаря которому происходит передача избыточного тепла с тарелки клапана на седло. С другой стороны, эти же микро-капельки играют роль, своего рода, амортизаторов при соударении тарелки с седлом. При работе же на газе ничего этого не происходит, и на поверхности седла происходит постоянная эрозия (выкрашивание). Как следствие — ухудшение герметичности и «уход» клапанных зазоров.

Примечательно, что этому явлению, в основном, подвержены моторы «Хонды». В меньшей степени — отдельные моторы «Тойоты» и «Субару». И некоторые другие. Остальные прекрасно работают на газе и вышеозначенных проблем не знают. Не менее примечательно, что «Хонда» на внутренний рынок Японии делает моторы для работы на газе с иной геометрией клапанов и сёдел и с другими материалами, из которых они изготовлены.

Газовщики тут же предложили установить новые клапанные сёдла, которые будут изготовлены из… бериллиевой бронзы. Которую они «достают» через «дырку в заборе» на ближайшем оборонном заводе. Но автомобиль уже готовился к продаже, и ГБО было просто демонтировано.

Так вот, чтобы не происходило выкрашивание сёдел впускных клапанов, устанавливают так называемый «лубрикатор», который впрыскивает во впускной коллектор специальное маловязкое легкосгораемоё масло. Расход этого масла невелик, но выгода от использования газа становится меньше. Ведь нужно потратиться на сам лубрикатор и покупать масло для него. Но всё равно — выгода остаётся. Пускай не двукратная, а полуторакратная.

И повторимся — этой эрозионной напасти подвержены очень немногие моторы. И давно работающие на рынке установщики ГБО прекрасно знают — какие именно. Лично я, когда, наконец, куплю себе большой американский пикап, то точно поставлю на него ГБО. А с лубрикатором или нет — изучу проблематику на профильных форумах и порешаю с газовщиками.

Фото: Caro / Teich/ Globallookpress

svpressa.ru


Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf