1.2.4. Содержание антидетонатора.
Содержание антидетонатора – косвенный показатель, характеризующий особенности сгорания бензина в двигателе. Наиболее эффективным и экономически выгодным способом повышения детонационной стойкости бензинов является добавление к ним антидетонационных присадок- антидетонаторов [6].
Алкилсвинцовые антидетонаторы- тетраэтилсвинец (C2H5)4Pb-и тетраметилсвинец (CH3)4Pb- применяются в виде жидкостей, включающих в свой состав кроме металлоорганических соединений, выноситель, наполнитель и краситель. Наибольшее распространение получили жидкости Р-9, П-2 и 1-ТС.
Наиболее эффективной антидетонационной присадкой до конца XX столетия являлся тетраэтилсвинец (ТЭС). Способность ТЭС подавлять детонацию была открыта в 1921 г., а с1923 г начался массовый промышленный выпуск этого антидетонатора [4].
Этиловая жидкость Р- 9 состоит из 54% ТЭС, 33% бромистого этила и 6,8±0,5% моноплорнафталина в качестве выносителя свинца; 0,1% красителя и наполнителя (керосин или бензин) до100%. Жидкость П-2 в качестве выносителя содержит дибромпропан, а жидкость 1-ТС-дибромэтан.
Тетраэтилсвинец при повышенных температурах от 200 0С начинает разлагаться с образованием металлического свинца и свободного радикала:
( С2 Н5)4 Рb →Рb +4C2H5
При температуре 500 – 600 oС происходит полное разложение ТЭС и окисления металлического свинца:
Pb+O2→PbO2
Окись свинца прерывает избыточное развития перекисных цепочек, образующихся в рабочей смеси, тем самым предотвращая процесс взрывного горения:
O
R-CH2-O-O-H+PbO2→R-C< +PbO+H2O+0,5O2;
H
PbO+0,5O2→PbO2.
При сгорании бензина, содержащего ТЭС, образуется окись свинца с низкой летучестью (t пл) = 888 0С), поэтому часть ее отлагается на стенках камеры сгорания, свечах, клапанах, что может вывести двигатель из строя [2].
Галоидоалкильные выносители превращают металлический свинец и его окись в «летучие» галоидопроизводные, которые удаляются из двигателя вместе с отработавшими газами:
С2 Н5Вr → C2H5 + HBr
РbО + 2НВr→ РвВr 2 + Н2О
Рb + 2НВr → РbВr2+ Н2
Эффективность ТЭС зависит от углеводородного состава бензина (рисунок 4) [2].
1-бензин прямой перегонки цикланового основания;
2- бензин термического крекинга;
3- низкооктановый малосернистый бензин прямой перегонки;
4- низкооктановый сернистый бензин прямой перегонки.
При замене ТЭС на эквивалентное количество ТМС октановое число повышается на несколько единиц. Наибольший эффект от применения ТМС получен при оценке антидетонационных свойств в дорожных условиях, наименьший при определении октанового числа по моторному и исследовательскому методам.
Эффективность ТМС растет с увеличением содержания ароматических углеводородов в бензинах. Считают, что ТМС выгоднее применять вместо ТЭС в бензинах, содержащих более 30% ароматических углеводородов.
Марганцевые антидетонаторы относятся к новым, так называемым « сэндвичевым» соединениям, представляющие собой два циклопентадиенильных кольца, между которыми расположены атомы переходного металла- марганца, никеля, кобальта, железа и др.
Марганцевые антидетонаторы (МА) в 300 раз менее токсичны, чем ТЭС. Хорошо растворимы в бензине и практически не растворимы в воде. При низких температурах из бензиновых растворов не выпадают. Эффективность МА в различных бензинах приблизительно одинакова со свинцовыми антидетонаторами [2].
Как правило, чем ниже детонационная стойкость бензина, тем выше его приемистость к антидетонаторам. Первые позиции свинцовых антидетонаторов более эффективны, чем последующие.
В нашей стране постепенно ужесточают нормы на допустимое содержание тетраэтилсвинца в бензинах, их практически (ТЭС) не применяют, из за высокой токсичности. Подсчитано, что в атмосферу выбрасывается более 250 тыс.т. свинца в виде аэрозоля [4]
В последние годы возрос интерес к использованию некоторых кислородосодержащих соединений качестве высокооктановых компонентов. Кислородные соединения можно получать из газов, угля, сланцев и некоторых отходов органического происхождения, что особенно важно в условиях нехватки нефти. Среди кислородных соединений широко исследуются спирты, эфиры и их смеси.[3].
Выводы:
1.Горючесть автомобильных бензинов является наиболее важным эксплуатационным свойством, которое прямым образом влияет на работу двигателя. Воспламеняемость и горючесть определяют эффективность полезного использования энергии, выделяющейся при сгорании бензина в двигателя ,а также пожарную опасность при его хранении, транспортировании и применении.
2.Основные показатели характеризующие воспламеняемость и горючесть автомобильных бензинов:
-теплота сгорания;
-детонационная стойкость;
- склонность к калильному зажиганию;
-содержания антидетонатора.