Применение антидетонаторов топлива

Старая АЗС в г. Кент, штат Орегон, перед своим закрытием продававшая бензин по цене $0.66 за галлон
Старая АЗС в г. Кент, штат Орегон, перед своим закрытием продававшая бензин по цене $0.66 за галлон

Большую роль в повышении степени сжатия двигателей сыграли антидетонаторы. Сначала для повышения детонационной стойкости бензина к нему прибавляли ароматики — бензол и толуол, но эффект от их добавки был незначителен и не удовлетворял автомобилистов. Тогда начали пробовать другие вещества, способные сильно повышать антидетонационные свойства бензина, при небольших количествах антидетонатора. Испытания анилина, ксилидина, дифениламина и других антидетонаторов дали положительные результаты: эффект во много раз превзошел результаты работы с бензолом. Еще эффективнее оказалось применение карбонилов железа, никеля и этиловых соединений свинца.

Самым эффективным из всех, известных до сих пор антидетонаторов, является тетраэтиловый свинец,
известный химикам с 1853 г. Антидетонационные свойства тетраэтилосвинца были открыты только в 1921 г. Кеттерингом, Миджлеем и Бойдом. Эти экспериментаторы, работавшие в лаборатории американской автомобильной корпорации Дженерал моторс, нашли, что небольшие добавки к бензину тетраэтилового свинца (практически добавляется не более 0,2% объема бензина) сильно повышают его детонационную стойкость. Через два года, а именно 1 февраля 1923 г., начали широко применять так называемый “этилированный” бензин, а еще через два года было уже продано почти 750 млн. л этого бензина. В 1939 г. этилированный бензин составлял 75% всего количества бензина, потребляемого в США. Нужно заметить, что в связи с многочисленными отравлениями (было зарегистрировано 138 случаев, из них 13 со смертельным исходом) в 1925 г. этилированный бензин был запрещен, но в 1926 г. снова было разрешено его применение. Использование этилированного бензина требует выполнения мер предосторожности, поэтому были выработаны обязательные правила обращения с ним, а, кроме того, чтобы всегда можно было отличить ядовитый этилированный бензин, его окрашивают в красный (реже - в синий) цвет.

Есть еще один антидетонатор, мало уступающий тетраэтиловому свинцу, — пентакарбонил железа но при сгорании он образует твердые окислы, вызывающие износ двигателя и, кроме того, он склонен к разложению, особенно при действии света.

Ядовитость, сравнительно высокая цена и сложность производства тетраэтилового свинца, несмотря на большой эффект применения, заставляют добиваться получения высокооктановых бензинов технологическим путем в самом процессе их производства. Так возникло стремление получать стооктановый бензин на триптановой основе (триптан — углеводород парафинового ряда, более стойкий, чем изооктан, применяющийся для определения октановых чисел, особо стойких против детонации топлив).

Нефтяная вышка


Этапы эволюции автомобиля: 1905-1920 годы

Alfa 24HP
Alfa 24HP

В период, начавшийся около 1905 г. и продолжавшийся до первой мировой войны, автомобильная промышленность развивалась и совершенствовалась. Значительно улучшилось качество автомобилей, их прочность, увеличилась мощность двигателей, возросли скорости движения, наметилось стремление повысить комфортабельность, облегчить и упростить управление, обеспечить надежность и удобство обслуживания в дальних пробегах и путешествиях.

Наряду с улучшением качества автомобилей организуется регулярное серийное производство, поэтому резко увеличивается их выпуск. В 1905 г. всеми автомобильными заводами мира было выпущено приблизительна 60 тыс. автомобилей, а в 1913 г. — около 605 тыс., т. е. в 10 раз больше; при этом на долю США приходилось 485 тыс. автомобилей.

Разница между характером автомобильной промышленности Европы и США делается еще более заметной, прежде всего по числу выпускаемых автомобилей. Благодаря налаженному выпуску дешевых машин в больших масштабах, США значительно опережают Европу. Так, например, завод Форда к 1918 г. выпустил около 170000 автомобилей стоимостью 600 долларов. В 1913 г. определилось направление поточно-массового выпуска автомобилей, начавшееся со времени введения Фордом первого конвейера по сборке магнето.

Высокие налоги на автомобили на сравнительно более дорогой бензин заставили европейских конструкторов ограничивать мощность двигателя и стремиться к минимальному расходу топлива. В США бензин был дешев и налоги невысоки. Кроме того, плохие дороги и большие расстояния стимулировали появления дешевых автомобилей с мощным двигателем, сравнительно легких, приспособленных для любых дорог. Невысокая цена и возможность замены в случае выхода из строя, достаточная для того времени комфортабельность, простота и легкость управления, делающие автомобиль доступным для широких кругов, создали условия для массового распространения автомобилей в США.

Первая мировая война, охватившая всю Европу, задержала развитие автомобильной промышленности, так как милитаризация ее исключила выпуск автомобилей всех типов, кроме потребных для армий. Воспользовавшись устранением своих конкурентов американские промышленники еще более расширили выпуск автомобилей, попутно усовершенствовав достаточно проверенные к тому времени конструкции. Оказалось, что американские модели не только не уступают европейским, но во многих случаях более пригодны для использования в армиях. Громадные военные заказы на автомобили, поступившие в США, вызвали расширение существовавших и возникновение новых заводов, при этом наряду с солидными предприятиями возникло много спекулятивных, стремившихся только обогатиться за счет военных поставок в Европу.

В 1916 г. в США автомобили выпускали более 500 заводов. В этот период конструкторы автомобилей, учитывая громадный опыт применения автомобилей в самых разнообразных условиях, стремились окончательно выработать наиболее рациональный тип автомобиля с точки зрения надежности, проходимости, простоты и легкости управления, не обращая особого внимания на комфортабельность и красоту машин.

После окончания войны Европа должна была, прежде всего, восстановить довоенную промышленность и перевести ее на гражданскую продукцию. В это время автомобильная промышленность США достигла больших результатов, как по совершенству конструкции машин, так и по числу их, выпуская к концу войны более миллиона автомобилей.

Этапы эволюции автомобиля: 1885-1905 годы

 Spyker 60HP (1903)
Spyker 60HP (1903)
Читать полностью

Сравнение автомобилей с различными типами двигателей

устройство ДВС

Следует сразу сказать, что паровые и электрические автомобили не выдерживают сравнения с другими типами автомобиля. Весьма низкая экономичность, большой вес и трудности в эксплуатации, связанные со значительным временем приведения установки в готовность, не позволяют широко применять паровые автомобили, и никакие положительные особенности не могут этот тип автомобиля сделать сравнимым с современным бензиновым автомобилем. Электрические автомобили имеют малый запас хода, большой вес двигателей, требуют большого расхода дефицитных материалов и наличия широкой сети зарядных станций. Эти обстоятельства не позволяют и электромобилю стать автомобилем общего назначения.

Остается сравнить обычные и газотурбинные автомобили. Этому вопросу в отечественной и зарубежной литературе уделяется весьма большое внимание. Со времени начала блестящего опыта применения газотурбинных двигателей в авиации в различных статьях не прекращаются высказывания о том, что газотурбинный автомобиль будет способен конкурировать с обычным
автомобилем.

Сейчас серийного выпуска газотурбинных автомобилей нет ни в одной стране, несмотря на более чем пятнадцатилетнюю напряженную работу мощных научно-исследовательских и конструкторских организаций. Проблема экономичности газотурбинного автомобиля еще не решена. Попытки улучшения экономичности влекут за собой потерю преимуществ, присущих газотурбинному автомобилю.

Если говорить о способности газотурбинного двигателя конкурировать с поршневым двигателем на грузовых автомобилях (особенно большегрузных) и автобусах, то следует иметь в виду, что в этих случаях газовую турбину приходится сопоставлять не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем, а в этом случае сравнение по экономичности оказывается особенно невыгодным для газовой турбины.

Учитывая сказанное можно констатировать, что для сегодняшнего дня и ближайшего будущего двигатель внутреннего сгорания остается единственным практически выгодным типом автомобильного двигателя. Говорить о замене поршневого двигателя на автомобиле преждевременно. Следует совершенствовать рабочий процесс и конструкцию поршневого двигателя. Этой задаче и подчинен дальнейший анализ развития конструкции автомобильного двигателя.

Естественно, что совершенствуя основной тип автомобильного двигателя, необходимо проводить и поисковые работы по отысканию принципиально новых процессов и схем преобразования тепла топлива в работу движения автомобиля.
Учитывая, что на развитие конструкции двигателя сильное влияние оказывало и оказывает общее развитие автомобильной промышленности, перед рассмотрением путей развития конструкции рассмотрим этапы развития автомобильной промышленности.

← РаньшеПозже →