Современных автомобильных бензиновых двигателей

Топливо по ГОСТ Р 51105–97	ОЧМ	eд	P z, МПа
Нормаль-80		6,5…7,5	4,2…4,8
Регуляр-91	82,5	8,5…10,0	5,2…6,0
Премиум-95		9,5…11,5	5,5…6,2
Супер-98		10,0…12,5	6,2…7,0

Производя выбор степени сжатия для вновь проектируемого двигателя, следует сначала определить планируемый вид топлива, затем, ориентируясь на предполагаемые конструктивные характеристики камеры сгорания и ее диаметр, найти допускаемые значения P _z. Чем больше диаметр цилиндра и менее компактна КС (к примеру, клинообразная или шатровая камеры вместо домикообразной), тем при меньших значениях P _z возможно появление детонации.

К другим конструктивным факторам необходимо отнести материалы, из которых выполняется КС, тип системы охлаждения (жидкостная или воздушная), возможный температурный диапазон теплоносителя в системе охлаждения. Эта группа факторов определяет среднюю температуру стенок КС. К примеру, применение чугуна вместо алюминиевых сплавов для поршня и головки цилиндров, а также повышенные температуры охлаждающего агента и воздушный тип охлаждения требуют повышенной детонационной стойкости топлива. Эффективными средствами подавления детонации являются интенсивная турбулизация смеси в цилиндре, обеспечиваемая формой КС и впускных каналов, которая способствует ускоренному распространению фронта пламени, а также охлаждение периферийных зон с наибольшим временем пребывания смеси в несгоревшем состоянии, куда фронт пламени доходит позже.

К эксплуатационным факторам следует отнести скоростные и нагрузочные режимы работы двигателя, состав рабочей смеси, угол опережения зажигания, параметры атмосферного воздуха (температура, влажность, давление), величину слоя нагара в КС, рабочее состояние системы охлаждения (наличие слоя накипи, исправность термостата, степень засоренности радиатора). Повышенное нагарообразование в цилиндре, понижение влажности окружающего воздуха, слишком ранний угол опережения зажигания, повышение температуры охлаждающего агента и повышенные нагрузки на двигатель требуют применения более высокооктанового бензина.

Весьма важный параметр – состав рабочей смеси. Известно, что максимальная интенсивность детонации при прочих равных условиях наблюдается на бедной смеси (в диапазоне a = 1,05…1,15). Таким образом, обогащение рабочей смеси на максимальных нагрузках до a = 0,8…0,9 с одновременным увеличением мощности приводит к снижению вероятности появления детонации.

В современных бензиновых двигателях применяются электронные системы управления, корректирующие угол опережения зажигания (УОЗ) в зависимости от появления детонационных волн. Следовательно, имеется возможность реализовать наиболее благоприятную комбинацию высокой степени сжатия и большого диаметра цилиндра с умеренной детонационной стойкостью топлива (или максимальной для высококлассных автомобильных двигателей). В этом случае на частичных режимах работы двигателя обеспечивается высокая топливная экономичность (за счет оптимизации УОЗ по разрежению), а при приближении к максимальным нагрузкам система гашения детонации уменьшает УОЗ и уводит протекание рабочего процесса из зоны детонации, снижая топливную экономичность и мощность. Однако для двигателей, работающих в основном по городскому циклу, т. е. при малых нагрузках, это оказывается весьма выгодным.

К свойствам топлива при фиксированных ОЧИ и ОЧМ, влияющим на возникновение детонации, следует отнести ФОЧ и ОЧИР, проявляющие себя на переходных режимах работы двигателя и при максимальной нагрузке. С учетом этого желательно применение высококачественных топлив без антидетонаторов с наиболее ровной характеристикой распределения ОЧИ по фракциям.