1.2.3. Склонность к калильному зажиганию

Склонность к калильному зажиганию является показателем, характеризующим вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи искры свечей зажигания. Неуправляемое зажигание связано с появлением «горячих точек» в камере сгорания: нейтральных нагретых тел (металлических поверхностей) и активных нагретых поверхностей (нагаров). Появление первых обусловлено конструктивными особенностями материалов и тепловых режимов в камере сгорания, вторых количеством и свойствами нагара, которые в значительной степени зависят от углеводородного состава бензина и наличия в нем присадок [4].

Преждевременное воспламенения (калильное зажигание) горючей смеси сопровождается снижением мощности и топливной экономичности двигателя и в ряде случаев приводит к пригоранию и механическому разрушению цилиндропоршневой группы. Оценку склонности бензина к калильному зажиганию проводят по двум, принципиально разным методикам.

Склонность бензина к калильному зажиганию от нагретой металлической поверхности определяется на двигателе, в камеры сгорания которого вставляется спираль нагреваемая электрическим током. В качестве критериев оценки принимают температуру спирали, при котором появляется калильное зажигание на рабочем режиме или безразмерный коэффициент частное от деления температуры калильного воспламенения испытуемого топлива на температуру калильного воспламенения эталонного топлива.

Методы оценки склонности бензинов к калильному зажиганию от нагара заключается в предварительном накоплении нагара в камере при работе на специальном режиме и последующем определении способности накопления нагара вызывать калильное зажигание.

Стандартизованные и междуведомственные методики оценки склонности бензинов к калильному зажиганию, к сожалению, в комплексе квалификационных методов пока отсутствуют. Но рядом исследователей разработаны методы испытаний на одноцилиндровых стандартных моторных установках, которые в перспективе могут быть «доведены» до квалификационных.

Для оценки склонности бензинов к калильному зажиганию от нагретых металлических поверхностей предложен метод, базирующийся на установке ИТ-9, калильное зажигание вызывается спиралью, которая нагревается электрическим током. Величина склонности к калильному зажиганию по этому методу выражается через изооктановый эквивалент –и.э. [5:]

и.э .= t_т / t_и *100 (4)

где и.э.- изооктановый эквивалент;

t_т и t_и – температуры калильного зажигания оцениваемого топлива и изооктана при равной степени сжатия.

На базе установки ИТ-9 разработан также метод оценки склонности бензина к калильному зажиганию от нагара. Сущность метода состоит в накоплении нагара на низко температурном режиме и регистрации числа вспышек калильного зажигания при выжигании нагара на высоко температурном режиме.

Склонность топлива к калильному зажиганию на данной методике может быть оценена дифференцированно: свойствами нагара и способностью топлива воспламенятся от него. Для этого автором метода предложено три безразмерных показателя, называемых калильными числами (КЧ):

1. Калильное число нагара характеризует способность нагара вызывать калильное зажигание эталонного топлива:

КЧ_н = N_и/э/ N_э/э *100, (5)

2. Калильное число воспламенения характеризует склонность топлива к воспламенению от эталонного нагара:

КЧ_в= N_э/и/ N_э/э*100, (6)

3. Калильное число суммарное характеризует склонность топлива к воспламенению от собственного нагара:

КЧ_с = N_и/и / N_э/э, (7)

Где N – число циклов с калильным зажиганием; индекс в числителе указывает на тип нагарообразующего топлива, в знаменателе- на тип воспламеняющего топлива.( э- эталонное, и- испытуемое).

С повышением склонности топлива или нагара к калильному зажиганию калильные числа соответственно возрастает. За 100 калильных единиц принимают склонность к калильному зажиганию бензола, содержащего 0,82 г ТЕЦ на 1 кг. топлива [2].