ЦЕЛЬ:

Чтобы помочь учащимся стать более разумными потребителями бензина и дать им возможность выбрать правильный бензин с октановым числом, что приведет к экономии энергии, а также к экономии денег.

ЗАДАЧИ:

Студенты будут:

1. Поймите, что правильный выбор октанового числа топлива может изменить MPG.

2. Осознайте экономическую выгоду от правильного выбора октанового числа топлива.

3. Поймите, что для очистки топлива с более высоким октановым числом требуется больше сырой нефти.

УРОК/ИНФОРМАЦИЯ:

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степени сжатия двигателя; Требования к цетановому числу дизельного топлива также зависят от степени сжатия. Степень сжатия двигателя — это относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения хода поршня. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше тепла выделяется в цилиндре во время такта сжатия.

Октановые числа, указанные на бензонасосах, являются результатом тестирования характеристик топлива в лабораторных условиях и в реальных условиях эксплуатации. Чем выше октановое число топлива, тем меньше летучесть (испаряемость) и тем медленнее горит топливо. Топливо с более высоким октановым числом содержит больше энергии, но требует более высокой теплоты, выделяемой двигателями с более высокой степенью сжатия, чтобы должным образом подготовить топливо до такой высокой потенциальной энергии. В процессе переработки из барреля сырой нефти получается меньше галлонов топлива с более высоким октановым числом.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самовоспламеняется слишком рано, и топливный заряд ВЗРЫВАЕТСЯ , а не ГОРИТ , что приводит к неполному сгоранию. Чистым эффектом является потеря мощности и возможное повреждение двигателя. Оператор слышит слышимый «стук» или «пинг», именуемый детонацией. Детонация может варьироваться от слабого шума при легком ускорении до постоянного глубокого стука при движении с постоянной скоростью. Неправильная регулировка фаз газораспределения, утечка вакуума или чрезмерно обедненная топливная смесь также могут вызвать детонацию.

Многие владельцы транспортных средств считают, что топливо с более высоким октановым числом лучше для их автомобилей, поскольку оно имеет маркировку «ПРЕМИУМ». Логика в том, что поскольку это топливо премиум-класса, оно должно быть лучше. В действительности премиальная этикетка возникает из-за более высокой стоимости очистки и, как следствие, более высокой розничной стоимости. Некоторые нефтепереработчики маркируют свое высокооктановое топливо номером «СУПЕР». Некоторые владельцы считают, что эти виды топлива сделают их автомобили более мощными. Только двигатели с высокой степенью сжатия могут передать всю потенциальную энергию топлива с более высоким октановым числом! Всегда сверяйтесь с рекомендациями производителя по октановому числу, чтобы определить надлежащие требования к октановому числу для любого автомобиля. Как правило, двигатели со степенью сжатия 9.3 : 1 или меньше будет безопасно работать с неэтилированным топливом с октановым числом 87. Двигатели с более высокой степенью сжатия обычно требуют топлива с более высоким октановым числом.

Многие владельцы автомобилей, предназначенных для работы на бензине с октановым числом 87, испытывают стук и стук. Обычно они «решают» эту проблему, покупая более дорогое топливо с более высоким октановым числом. В большинстве руководств по эксплуатации указано, что некоторый легкий и прерывистый стук является нормальным, но на этот сильный или продолжительный стук или стук следует обратить либо путем покупки топлива с правильным октановым числом, либо путем обслуживания двигателя.

Большинство заводов по переработке топлива смешивают топливо для географических регионов и корректируют свои смеси в зависимости от сезона. Эти методы смешивания компенсируют уменьшение содержания кислорода с увеличением высоты и компенсируют летучесть в более теплое или более прохладное время года. Значительные изменения температуры окружающей среды (40 градусов по Фаренгейту) или изменения высоты над уровнем моря (4000 футов) могут вызвать серьезную детонацию двигателя. Эта проблема обычно решается заправкой бака «местным» топливом, соответствующим сезону и высоте.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ:

1. Из руководства по эксплуатации определите требования к октановому числу для личного или семейного автомобиля. Если руководство по эксплуатации недоступно, позвоните, напишите или посетите официального дилера для этого автомобиля, чтобы определить подходящее топливо с октановым числом для этого автомобиля.

2. Перед началом этой операции убедитесь, что уровень в резервуаре составляет ¼ или меньше. Выполните «тест MPG, как указано в руководстве «Расчет расхода топлива» с самым высоким октановым числом (9с октановым числом 1+) доступно для двух последовательных баков. Вычислите два танка MPG. В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого теста и отметьте стоимость за галлон.

3. Повторите шаг «2» для следующего топлива с более низким октановым числом (октановое число 89). В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого испытания и укажите стоимость за галлон.

4. Если применимо, повторите шаг «2» в третий раз с топливом самого низкого качества (октановое число 87). В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого испытания и укажите стоимость за галлон.

5. Для каждого сорта топлива используйте MPG и стоимость за галлон, чтобы спрогнозировать стоимость топлива для эксплуатации этого автомобиля на 10 000 миль.

ЗАВЕРШЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

1. Подготовьте краткий отчет о необходимости определения октанового числа для выбранного автомобиля.

2. Используя данные о расходах на галлон для каждого сорта топлива, сравните эксплуатационные расходы за десять лет при пробеге 10 000 миль в год. Предположим, топливо стоит 1,25 доллара за октановое число 87, 1,45 доллара за 89.октановое число и 1,65 доллара за октановое число 91+.

ТАБЛИЦА ОКТАНИРОВАНИЯ ТОПЛИВА

1. Рекомендуемое октановое число (источник: руководство пользователя): _______

2. Заполните бак топливом с октановым числом 91+; показания одометра: ______

3. Заполните бак топливом с октановым числом 91+; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Смешанный трафик: ________________________

4. Заполните бак топливом с октановым числом 89; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Смешанный трафик: ________________________

5. Заполните бак топливом с октановым числом 89; показания одометра: ______
Приобретено галлонов:______
Стоимость за галлон: ______
Смешанный трафик:_____________________________

6. Заполните бак топливом с октановым числом 87; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Стоимость за галлон: ______
Смешанный трафик: ________________________

7. Заполните бак топливом с октановым числом 87; показания одометра: ______
Приобретено галлонов:______
Стоимость за галлон:______
Смешанный трафик:_____________________________

8.

Тип топлива	Стоимость/галлон	миль на галлон	Стоимость за 10 000 миль
Октановое число 91+
Октановое число 89
Октановое число 87

ПРОВЕРКА ИНФОРМАЦИИ

Поместите « T » перед верными утверждениями и « F » перед ложными утверждениями. После каждого ложного утверждения объясните, почему оно ложно.

_______1. Топливо с октановым числом 91 обладает большей потенциальной мощностью, чем топливо с октановым числом 87.

_______2. Чтобы высвободить всю потенциальную мощность бензина с октановым числом 91, необходимо, чтобы двигатель имел степень сжатия выше 9,3:1.

_______3. Любой бензиновый двигатель будет эффективно сжигать топливо с любым октановым числом.

_______4. Степень сжатия двигателя является наиболее важным фактором при выборе октанового числа бензина.

_______5. Заявленные октановые числа топлива являются результатом испытаний топлива в лаборатории и в реальных условиях эксплуатации.

_______6. Для дизельных двигателей требуется топливо с низким октановым числом.

_______7. Детонация или стук в двигателе всегда являются результатом некачественного топлива.

_______8. Бензины смешиваются в зависимости от сезона и региона.

ЗАМЕТКИ УЧИТЕЛЯ

Это важное мероприятие по энергосбережению для учащихся. За прошедшие годы наше общество каким-то образом усвоило неправильное представление о том, что топливо сорта «Премиум» лучше для автомобиля, чем топливо сорта «Обычный». Большинство владельцев транспортных средств никогда не обращаются к руководству по эксплуатации, чтобы определить приемлемое октановое число топлива для своего автомобиля. Кроме того, когда автомобиль начинает стучать и гудеть при ускорении, многие владельцы применяют «быстрое решение», переключаясь на топливо премиум-класса. Это правда, что чрезмерный и продолжительный стук и стук вредны для двигателя, и это ДОЛЖЕН немедленно принять меры, иначе это приведет к серьезному повреждению двигателя. Очень немногим недавно выпущенным автомобилям требуется топливо премиум-класса с высоким октановым числом. Эксплуатация этих автомобилей на топливе с более низким октановым числом, чем требуется, может привести к немедленному и серьезному внутреннему повреждению двигателя. Большинству двигателей, которые звенят или стучат при легком ускорении, не требуется топливо премиум-класса; эти двигатели нуждаются в надлежащем обслуживании, таком как регулировка фаз газораспределения, устранение утечек вакуума или обслуживание клапанов управления выбросами. Для работы правильно настроенного двигателя, рассчитанного на октановое число 87, с 89или топливо с октановым числом 91 только увеличит стоимость эксплуатации. Топливо с более высоким октановым числом не даст никакой дополнительной мощности, экономии топлива или долговечности.

ОТВЕТЫ НА ПРОВЕРКУ ИНФОРМАЦИИ:

3. Ложь . Чтобы эффективно сжигать любое топливо с любым октановым числом, степень сжатия двигателя должна быть достаточно высокой, чтобы высвободить всю потенциальную энергию топлива.

6. Ложь . Топливо для дизельных двигателей оценивается по цетановым числам, а не по октановым числам.

7. Ложь . Детонация или стук в двигателе могут быть результатом слишком низкого октанового числа для степени сжатия этого двигателя; большинство стуков и стуков в двигателе являются результатом ненастроенного двигателя или обслуживания системы контроля выбросов.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЧТЕНИЕ:

Эллингер, Герберт Э. Автомеханика, четвертое издание. Prentice Hall, Englewood Cliffs, Нью-Джерси. 1988.

_____ Министерство энергетики США. Информация по энергосбережению для владельцев транспортных средств. Типография правительства США: 1991-289-606.

Нефтяная компания Шелл. Как получить больше миль на галлон. Книга «Лучший пробег». 1991.

Комментарии или вопросы по адресу: [email protected]

Вернуться в меню транспорта

Обсуждая степень сжатия и совместимость с насосным газом

Если вы называете себя редуктором, то, скорее всего, вы цените лошадиные силы. Один из способов увеличить мощность двигателя без наддува — начать с высокой степени сжатия. В этой статье мы коснемся нескольких моментов, связанных со сжатием, и того, как вы можете заставить это сжатие работать в ваших интересах.

Компрессия — одна из немногих областей в двигателе, где теория «чем больше, тем лучше» действительно верна. Стандартная рекомендация для уличных двигателей, работающих на насосном газе, всегда заключалась в том, чтобы стремиться к степени сжатия от 9,0: 1 до, возможно, 9,5: 1. Это сделано для того, чтобы двигатель мог безопасно работать на насосном газе, который для большей части страны ограничен октановым числом 91. Хотя 9:1 — безопасное число, максимальное сжатие — отличный способ увеличить мощность, а также улучшить расход топлива, приемистость и управляемость. Общепринятой оценкой является улучшение на три-четыре процента на полную точку сжатия. Это означает, что просто переход от 9Статическая степень сжатия от 1 до 10:1 на небольшом блоке мощностью 400 л.с. будет стоить целых 16 лошадиных сил.

Графически так выглядит детонация на следе давления. Зазубренные края представляют собой неконтролируемые и экстремальные скачки давления, которые имеют тенденцию вызывать дребезжание поршня в цилиндре и вызывать повреждение двигателя.

Предотвращение детонации

Самым большим ограничивающим фактором при попытке увеличить степень сжатия является угроза детонации. Это определяется как неконтролируемое сгорание, которое происходит после зажигания свечи зажигания. Думайте о процессе горения не как о взрыве, а скорее как о пожаре, горящем на большом поле сухой травы.

В двигателе свеча зажигания зажигает огонь в одном углу верхней части поршня, который является нашей травянистой прерией. Однако есть одно большое отличие. Когда происходит сгорание, давление в цилиндре продолжает расти — вместе с температурой. В какой-то момент, если октановое число топлива окажется недостаточным, отходящие газы загорятся сами по себе в виде самопроизвольного мини-взрыва в той части камеры, где скопились отходящие газы. Это создает скачок давления, который вызывает вибрацию поршня в отверстии. Это то, что вызывает этот слишком распространенный скрежет или стук.

Детонация — это плохо, и ее нельзя допускать, поскольку она может привести к поломке деталей, повреждению камер сгорания и прокладок головки блока цилиндров. Самое простое и легкое средство — добавить октановое число в топливо, и в конце статьи мы дадим несколько советов, которые доступны по цене и очень хорошо работают. Но с точки зрения механики, есть также несколько шагов, которые производитель двигателя может сделать, чтобы увеличить компрессию, а также свести к минимуму вероятность детонации.

Статическая или динамическая

Когда мы говорим о сжатии, его следует точнее определить как статическую степень сжатия. Это буквально отношение объема цилиндра с поршнем в нижней части к объему с поршнем в верхней части его хода. Если мы вычислим объем 6,0-литрового двигателя LS с поршневым двигателем с диаметром цилиндра 4,030 дюйма и ходом поршня 4,00 дюйма, получится объем 51 кубический дюйм (ки) или 836 кубических сантиметров (см). Если мы затем подтолкнем поршень к верхней точке его хода, в нашем конкретном случае мы сожмем тот же самый объем почти точно в десять раз, создав объем всего 5,1 ci или 83,6 cc для степени сжатия 10,0:1. Это статическая степень сжатия.

Вот пример того, что детонация может сделать с поршнем. Эти стрелки указывают на разорванные контактные площадки, вызванные сильной детонацией. Это мгновенно уничтожит уплотнение цилиндра, и вы очень быстро поймете, что двигатель поврежден.

Хотя это хороший сравнительный анализ двигателей, реальность такова, что двигатели фактически работают с гораздо более низким передаточным числом, потому что впускной клапан все еще открыт, когда поршень движется вверх от нижней мертвой точки (НМТ). Фактическую или динамическую степень сжатия можно рассчитать, только зная, где находится поршень, когда впускной клапан закрывается. United Engine and Machine (UEM) предлагает калькулятор динамической степени сжатия, который вводит статическую степень сжатия, ход и длину шатуна, а также степень закрытия впуска при подъеме толкателя 0,050 дюйма плюс 15 градусов. Если ваша кулачковая карта предлагает закрытие впуска на 0,006 дюйма (рекламируемая продолжительность), вы можете использовать это число (возможно, добавив один градус к указанному числу), и вы будете очень близки.

Плотная закалка достигается за счет минимизации зазора между поршнем и головкой до менее 0,045 дюйма для двигателей с клиновидной головкой диаметром 4,00 дюйма. Таким образом, для двигателя с 0,003-дюймовым расстоянием между поршнем и декой добавление 0,041-дюймовой прокладки даст зазор между поршнем и головкой 0,044 дюйма. Узкая зона охлаждения улучшает движение смеси и фактически повышает эффективность сгорания. Избегайте больших зазоров между поршнем и головкой более 0,050 дюйма.

Для того же двигателя Stroker LS мы установили статическое сжатие 10:1, длину штока 6,125 дюйма, ход поршня 4,00 дюйма и степень закрытия впуска 0,050 дюйма, составляющую 47 градусов плюс 15 градусов. Это равно 62 градусам. С этими входными данными калькулятор UEM предложил 8,19динамическое сжатие 8 или 8,2:1. Общепринятая консервативная оценка составляет от 8,0 до, возможно, 8,5: 1 динамической степени сжатия для бензина с октановым числом 91. Это, как правило, верно для старых традиционных двигателей с менее эффективными камерами сгорания. Но для более поздних моделей двигателей с лучшими камерами это может быть улучшено до 9,0: 1 динамического.

Двумя наиболее эффективными переменными в этом расчете являются статическая степень сжатия и точка закрытия впуска. Чтобы продвинуть это дальше, если мы добавим 8 градусов к точке закрытия впускного клапана (70 градусов), это снизит динамическую компрессию с 8,2: 1 до 7,7: 1. Чтобы воскресить динамическое сжатие, потребуется повысить степень статического сжатия до 10,67: 1. Это показывает сильное влияние фаз газораспределения на динамическую компрессию.

Чтобы еще больше подчеркнуть эту концепцию, наихудшей комбинацией будет большой кулачок с очень поздней точкой закрытия впуска, используемый в двигателе с низкой статической степенью сжатия. В качестве примера представьте себе малый блок 350 со статической степенью сжатия 8,2: 1, заявленной продолжительностью 300 градусов и закрытием впуска 58 градусов при 0,050 дюйма плюс 15 градусов равны точке закрытия 73 градуса ABDC. Эта комбинация снижает динамическое сжатие до жалких 6,1:1. Это показывает, как динамическая степень сжатия может помочь определить относительную силу или слабость комбинации двигателей перед сборкой двигателя. 9Двигатели 0254

LS являются хорошим примером современной камерной конструкции. Это камера в нашем 6,0-литровом двигателе с головками Trick Flow Specialties объемом 225 куб.

Но помимо коэффициента статического и динамического сжатия существует множество других факторов. Конструкция камеры, безусловно, является решающим фактором. Двигатели последних моделей имеют гораздо меньшие по размеру и более совершенные камеры, которые улучшают процесс сгорания. Преимущество лучшей камеры заключается в том, что она уменьшает время зажигания, необходимое для получения наилучшей мощности. Возможно, 30 лет назад не было ничего необычного в том, что небольшой блок с большим кулачком и куполообразными поршнями требовал от 38 до 42 градусов полного угла опережения зажигания для оптимизации мощности. Сравните это с современными двигателями, такими как GM LS, со статическим сжатием 10,5:1 и хорошим кулачком, которому для достижения наилучшей мощности требуется всего 30 градусов синхронизации. Уменьшение требований к времени является важным показателем того, что пространство для сгорания намного более эффективно.

Время имеет ключевое значение

Конечно, слишком большой угол опережения зажигания может вызвать другие проблемы. Для современных двигателей трехмерная временная карта, основанная как на нагрузке, так и на частоте вращения, будет иметь большое значение для контроля детонации. Все двигатели могут извлечь выгоду из этого более ограниченного управления зажиганием. Например, мы потратили некоторое время на настройку Chevy с большим блоком 468ci нашего друга Эрика Розендаля после установки корпуса дроссельной заслонки Sniper EFI.

Всего за четыре простых ввода этот бесплатный калькулятор United Engine & Machine может определить динамическую степень сжатия двигателя. Как видно из этих входных данных, движок статического сжатия 10,0:1 вычисляет динамическое сжатие 8,2:1, что хорошо, но несколько консервативно.

После точной настройки соотношения воздух-топливо мы заменили распределитель HEI и канистру вакуумного продвижения на распределитель Sniper и использовали программное обеспечение для управления синхронизацией. Мы смогли добавить больше времени в крейсерском режиме, но убрать время в двух критических точках частичной нагрузки, которые вызывали детонацию при использовании вакуумного опережения. Раньше это требовало от нас отключения вакуумного продвижения, потому что мы не могли его настроить. Но с конечным цифровым управлением кривой синхронизации мы смогли добавить больше синхронизации там, где этого требовал двигатель, а также уберечь двигатель от детонации в других точках. Это было невозможно с простым дистрибьютором.

Эти же методы могут позволить интеллектуальному тюнеру увеличить динамическую компрессию, сводя к минимуму проблемы детонации при использовании бензина с октановым числом 91. Еще одна область, заслуживающая упоминания, заключается в том, что температура воздуха на входе оказывает большое влияние на чувствительность к детонации. Эту информацию мы узнали от ныне вышедшего на пенсию инженера по топливу Rockett Racing Brand Тима Вуса. Он рассказал нам, что несколько лет назад OE провели серьезное испытание, в ходе которого оценивалась взаимосвязь между температурой воздуха на входе и детонацией. Они обнаружили, что повышение температуры воздуха на входе на 25 градусов, скажем, с 70 до 95 градусов, потребовал повышения октанового числа на один пункт (например, с 90 до 91) для предотвращения детонации. Иными словами, если вы сможете снизить температуру воздуха на впуске на 25 градусов, это уменьшит октановое число двигателя на одно полное октановое число — например, с 91 до 90.

Детка, на улице холодно

Этот эффект можно смягчить. другими атмосферными условиями. Например, высокий уровень влажности имеет тенденцию немного снижать октановую чувствительность, поскольку дополнительная вода в воздухе попадает в камеру сгорания. Это может изменить склонность к детонации. И наоборот, увеличение атмосферного давления приведет к увеличению давления в цилиндре. Это добавляет мощности, но также приводит к увеличению пределов существующего октанового числа топлива. Идеальной ситуацией для максимальной мощности был бы холодный воздух на входе со средней влажностью и высоким атмосферным давлением. Это увеличивает мощность, но также может привести к скачку давления в цилиндре и, возможно, к небольшой детонации.

Свечи зажигания с удлиненным наконечником обеспечивают искру ближе к центру патронника и помогают минимизировать детонацию.

Также важно усилить прямую связь между точкой закрытия впуска и статической степенью сжатия как действительно критическими факторами, относящимися к динамическому давлению в цилиндре. Например, мы исследовали несколько гидравлических роликовых кулачков производительности COMP Cams, которые мы использовали на протяжении многих лет, и большинство из этих кулачков регистрируют закрытие впуска при подъеме толкателя 0,006 дюйма (рекламируемая продолжительность) при угле от 62 до 72 градусов. АБДК. Это может оказать некоторую помощь в определении полезного распределительного вала, учитывая, что меньшее число (например, 62 градуса) повысит динамическое сжатие, а большее число (позднее закрытие) уменьшит его.

Одним из быстрых способов повысить октановое число может быть добавление небольшого количества E85 для создания смеси этанола с концентрацией этанола от 20 до 30 процентов (от E20 до E30). Смешивание этанола в смесях до этих уровней повысит октановое число R + M / 2 примерно на два полных числа, что приведет к повышению октанового числа 91 до 93. Конечно, это также потребует перенастройки системы подачи топлива.

Трудно делать какие-либо общие заявления в отношении комбинаций, но мы можем поделиться парой примеров динамической степени сжатия. Например, большой блок Chevy объемом 468 куб. отзывчивый крысиный мотор, который отлично работает на 91 октан премиум. Калькулятор UEM обеспечивает коэффициент динамического сжатия 8,2:1. Как упоминалось ранее, двигатель действительно гремел в некоторых местах, что заставило нас немного замедлить синхронизацию. Это наводит нас на мысль, что динамика 8,2:1 довольно близка к максимальной степени сжатия, которую мы можем запустить в этом двигателе с топливом с октановым числом 91.

Head Of The Charge

Некоторые могут быть обеспокоены железными головками, так как энтузиасты опасаются, что железные головки более склонны к детонации, чем алюминиевые. На самом деле мы провели динамометрический тест несколько лет назад, используя небольшой блок Chevy, чтобы проверить эту теорию. Результаты показали, что алюминиевые головки имеют большую мощность, чем железные версии с тем же размером и формой камеры. Единственный тест вряд ли является окончательным, но было бы справедливо сказать, что старые железные головки с плохой конструкцией патронника будут менее эффективными и будут способствовать чувствительности к детонации.

Вот еще пример детонации. Эта головка оторвалась от небольшого блока 434ci, который испытал умеренную детонацию в течение длительного периода времени. Этот двигатель работал на насосном газе с октановым числом 91 с мягким гидравлическим роликовым кулачком и статической степенью сжатия 11,0: 1. Небольшие кратеры образовались в результате взрыва.

Мы также использовали 6,0-литровый двигатель LS на динамометрическом стенде с управлением Holley HP EFI с компрессией 10,5: 1, хорошей парой алюминиевых головок Trick Flow Specialties 225 куб.