c3-4 cifra octanica 2014

Cifra octanicaMAS>randament mare daca raportul de comprimare ridicat. Marimea raportului de comprimare:cresterea puterii litrice si reducerea consumului specific de combustibil.-aparitia fenomenului de detonatie >>>arderea in diagrama indicata se modifica spre finele ei >> o crestere mai rapida a presiunii (depaseste maxima din arderea normala)

Detonatia = aprindere polistadiala a amestecului nears din fata frontului de flacaraPropagarea flacarii la arderea cu detonatie

Influenta tipului de ardere asupra diagramei indicate

Detonaia care apare n motoarele cu aprindere prin scnteie, este un fenomen de ardere anormal a amestecului carburant n cilindri. Este caracterizata prin faptul c, dei arderea ncepe corect, n momentul apariiei scnteii, ea nu continu doar prin avansarea frontului de flacr, ci, n restul camerei de ardere apar zone n care amestecul carburant se autoaprinde, determinnd o funcionare anormal a motorului.Detonaia din motoare nu este propriu-zis o explozie, ci o succesiune de arderi rapide, care produc unele efecte asemntoare exploziilor.[1]

Detonaia este determinat de reaciile chimice care au loc n faa frontului de flacr. Se formeaz peroxizi organici i aldehide, care, datorit neomogenitii termice i chimice din camera de ardere favorizeaz apariia de nuclee de flacr rece, care iniial se propag n amestec cu viteze de zeci de metri pe secund. Nucleele de flacr rece determin apariia nucleelor de flacr albastr, care se propag mai repede. n final, apar o succesiune de autoaprinderi locale ale amestecului carburant n volume nvecinate, frontul de flacr deplasndu-se aparent cu viteze de 1 2km/s. Se consider c detonaia n MAS este un proces de aprindere polistadial la temperatur joas .[1] 1[Berthold Grnwald, Teoria, calculul i construcia motoarelor pentru autovehicule rutiere, Bucureti: Editura Didactic i Pedagogic, 1980]

Efectele detonatieimicorarea puterii indicate i a randamentului indicat al motorului,scderea temperaturii gazelor de evacuare,apariia fumului n gazele de evacuare,creterea pierderilor de cldur prin sistemul de rcire al motorului,supranclzirea motorului, creterea temperaturii cilindrului,funcionarea brutal, trepidant,apariia unui zgomot metalic caracteristic,durabilitatea sczut a motorului datorit supranclzirii pistonului (fapt care poate duce la arderea sau chiar spargerea lui), uzarea rapid a cmii cilindrului i a cuzineilor, fisurarea izolantului bujiilor. .[1]cresterea considerabila a consumului de combustibil

Detonatie=>unda de soc=>stratul aderent de gaze, uleiCreste cant de Q cedata peretelui=>fluidului de racire=>Supraincalzire a motorruluiScade puterea motoruluiScade economicitatea motoruluiManifestari exterioare: zgomote metalicescaderea brusca a puteriiaparitia fumului negru in evacuarecresterea considerabila a consumului de combustibil

Tendinta la detonatie a motorului depinde considerabil de natura combustibiluluiHC cu ramificatii comlexe =>rezistente la detonatieCicloalcanii,alcanii putin ramificati=>rezist. intermed.Alcanii=>rezistenta scazuta

Cifra octanica = criteriul utilizat pentru aprecierea calitatilor antidetonante ale benzineiCO mare=> rezistenta crescuta la detonatie

CO a benzinei=procentul in volume de izooctan, dintr-un amestec de izooctan(C8H18) cu n-heptan (C7H16), amestec care are aceeasi stabilitate la detonatie ca si combustibilul de incercatDeterminarea CO:Metoda Motor CO/M, EN 25163/1993, ASTM D2700Metoda Research CO/R, EN228/1999, ASTM D2699 in laboratorMetoda de drum CO/DMotor monocilindric echipat specialCO optima (COR, COM)

Indice de performanta, IPM=100+3(COM-100)Procedee-izomerizare, esterificare, alchilareCOD=0,5(COR+COD)COD=1,66COR-0,52COM-23,67

COD=1,12COR-0,07%(continut in aromate)-0,15(continut in olefine)-21,58

Sensibilitatea combustibilului DCO=COR-COM;

Chart2

87

84

95

100

105

96

Fractia distilata (% volum)

Cifra octanica Research

Distributia CO in functie de compozitia fractionata

Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME

37.733.2Ulei de rapita

37.434.3Ester de rapita

Sheet1

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2

Puterea calorifica masica[MJ/kg]

Putere calorifica volumetrica[MJ/l]

Corelatia densitate-putere calorifica

Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3

Temperatura ambianta (0C)

Modificarea exigentei in octani (Unitati CO)

Variatia exigentei in octani in functie de temperatura

Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4

Umiditatea absoluta(g-apa/kg-aer)

Diminuare cerinte octanice (unitati CO)

Variatia exigentei in octani in functie de umiditatea atmosferica

Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min

Raportul de compresie (x:1)

Cifra octanica necesara

Exemplu de variatie a exigentei in octani in functie de raportul de compresie

Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b

Variatii ale cifrei octanice pe fractii in functie de compozitie


Distributia cifrei octanice in functie de compozitia fractionata - Benzina B

Sheet7

Chart1

92

94

95

97

100

96




Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4




Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min




Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a

87

84

95

100

105

96




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b




Sheet7

Factori care influenteaza exigenta in octani a autovehiculului

Conditiile atmosferice:-temperatura: cu cresterea temp, creste exigenta in octani (creste temp incarcaturii reziduale)0,55UCO pentru 100C-presiunea: scaderea presiunii conduce la scaderea exigentei in octani (efectul pres asupra intarz la autoaprindere si asupra nivelului termic al motorului)O scadere a pres cu 10mbar scade exigenta in octani cu 0,5-1 unitatiDO=DP/29,53+0,22DP2/29,53-umiditatea atm: diminueaza exigenta in octanii prin diminuarea temp cicluluiPrin cresterea UR de la 20% la 90% se ajunge la o scadere a exigentei in octani cu 4 unitatiLungimecatenaGrad de ramificareCompactitate moleculaCrestere COcaracteristicilemoleculei

Factori datorati ansamblului masina-motor-raportul de compresie:cresterea acestuia conduce la cresterea exigentei CO(cresterea cu o unitate a rap de compres conduce la o crestere cu 4-7 unitati a necesarului CO)-forma camerei de ardere si materialul chiulasei (aliajele usoare faciliteaza schimbul termic si reduc exigenta in octani);- Influenta dispozitivului de aprindere (o variatie de 1 RAC, conduce la o variatie 0,5-1 octani)Rulajul-depuneri in camera de ardere, depuneri provenite din apa din sist de racireInfluenta factorilor functionalidozaj, raport de umplere(creste 5%=>1COR), cantitatea de gaze reziduale,(cresterea gazelor recirculate scade exigenta in octani)functionarea cu doi carburanti, turbulenta (cresterea => scaderea necesarului de cifra octanice), Turatia;

Importanta CO pentru atingerea obiectivelor de performanta a motorului:PutereRandamentConsum specificCuplu maxim

Chart1

-1.6

1.7




Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3




Sheet4

Sheet5

Sheet6

Sheet7

Chart6

0

2.7




Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2

00

00




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3

0

0




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4

0

0




Sheet5

Sheet6

Sheet7

Chart3

737882.5

939597

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min



Exemplu de variatie a exigentei in octani in functie de raportul de compresie (motor cu 4 cilindri, 84 5cm3, alezaj 58 mm)

Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2

00

00




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3

0

0




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4

0

0




Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

000

000

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min




Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a

0

0

0

0

0

0




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b

0

0

0

0

0

0




Sheet7

Chart5

0000

2.23.53.63.4

Metanol

Etanol

MTBE

TAME

Continutul de compusi oxigenati

Crestere COM

Cresterea COM cu ptocentul de compusi oxigenati

Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2

00

00




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3

0

0




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4

0

0




Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

000

000

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min




Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a

0

0

0

0

0

0




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b

0

0

0

0

0

0




Sheet7

0000000000

0.55202.2253.5203.4203.6

110

1.515

220

2.525

330

3.535

440

Sheet7

0000

0000

Metanol

Etanol

MTBE

TAME


Crestere COM


Chart6

00

60

161

2

5

11

Auto 1

Auto 2

Scadere presiune (bar)

Diminuarea cerintei in octani (unitati CO)

Diminuarea cerintei in octani in functie de scaderea presiunii atmosferice

Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2

00

00




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3

0

0




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4

0

0




Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

000

000

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min




Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a

0

0

0

0

0

0




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b

0

0

0

0

0

0




Sheet6

Sheet7

0000000000

0.55202.2253.5203.4203.6

110

1.515

220

2.525

330

3.535

440

Sheet7

0000

0000

Metanol

Etanol

MTBE

TAME


Crestere COM


Sheet8

000000

0.0540.100960.050

0.180.2160.11

0.15120.122

0.2160.155

0.211

Sheet8

00

00

00

0

0

0

Auto 1

Auto 2




Chart7

330.0020.003

660.0050.08

90

98

120

128.8249551693

metanol

Pb

Mn

Castig de CO

Continutul de amelioratori (g/l)

Cresterea cifrei octanice cu cresterea amelioratorului de CO

Sheet1

5020.5GNC

46.1124.8GPL

43.232Benzina 1

3729.5Benzina 2

42.635.8Motorina

19.4616.5Metanol

26.821.5Etanol

36.629.3ATB

34.1426.2MTBE

3627TAME



Sheet1

PCIm[MJ/kg]

PCIv[MJ/litru]

Sheet2

0.6830

0.732densitatea

0.7234

0.7436

0.7638

0.7840

0.842

0.8244

0.6844.3

0.8241.2

0.6830.3

0.8234.2

Sheet2




Sheet3

-10-1.6

501.7

-20-2

-10-1.5

0-1

10-0.5

200

300.5

401

501.5

602

Sheet3




Sheet4

00

20.5

4100

61.58.52.7

82

102.5

3

Sheet4




Sheet5

7077.3737.37882.5

8081093109597

909

10010

Sheet5

2500 rot/min

2000 rot/min

1500 rot/min




Sheet6a

0-2087

20-4084

40-6095

60-80100

80-100105

Benzina96

Sheet6a




Sheet6b

0-2092

20-4094

40-6095

60-8097

80-100100

Benzina96

Sheet6b




Sheet6

Sheet7

0000000000

0.55202.2253.5203.4203.6

110

1.515

220

2.525

330

3.535

440

Sheet7

Metanol

Etanol

MTBE

TAME


Crestere COM


Sheet8

000000

0.0540.100960.050

0.180.2160.11

0.15120.122

0.2160.155

0.211

Sheet8

Auto 1

Auto 2




Sheet9

113310.00310.002

1026640.0860.005

100390

1000498

5120

6128.8249551693

Sheet9

metanol

Pb

Mn

Castig de CO

Continutul de amelioratori (g/l)

Cresterea cifrei octanice cu cresterea amelioratorului de CO

Cifra cetanicaCC=criteriu principal de apreciere a calitatii combustibilului la autoaprindere

Cifra cetanicaCC= procentul in volum de n-cetan (C16H34) dintr-un amestec de n-cetan si a-metil-naftalina (C11H10), amestec care are aceeasi sensibilitate la autoaprindere ca si combustibilul de incercat, determinarea facandu-se in conditii standardMetode de determinare: ASTM 613 sau ISO 5165Raportului critic de comprimareIntarzierii la autoaprindereCoincidentei aprinderilor

Valoarea optima a CC:CC scade=>cresterea intarzierii la autoaprindereCC 5338 t pornire 345sCC 4635 consum spec creste 6%Creste presiunea pe lagare(funct violenta)Cresc depozitele de calaminaPentru o functionare linistita +solicitare redusa lagare+consum specific mic trebuie ca intarzierea la autoapr sa fie cat mai redusa=>limitarea CC minimeCC 5777 => cons specific cb creste cu aprox 4% (ardere incompleta a cb)CC mare => temp congelare inalta =>limitare CC maxime

Indicele Diesel- apreciaza sensibilitatea la autoaprindereCC reflecta compoz chimica a cb, in special a HC aromaticeDependenta compozitiei chimice a cb de punctul de anilina(cu cat continutul de aromatice e mai redus cu atat temp de dizolvare a anilinei in cb e mai ridicata)=>> utilizarea pct de anilina pentru apreciere CCDeterminarea prin calcul a IDID=dAPIxA/100dAPI=141,1/d15,6-131,5, densitatea in grade API- punct de anilina, A=9/5T0C+32, grade Fahrenheit (temp min la care anilina se dizolva complet in motorina)Determinarea ID pe cale analiticaID=(CC-0,1224Tm-19,824)/0,666, Tm temp medie de fierbere a cbID=(CC-10)/0,72

Determinarea CC si a ID a combustibilului cu ajutorul nomogramelor

c3-4 cifra octanica 2014

Documents