Консорциум ведущих исследователей США, работающих над программой совместной оптимизации двигателей и топлива (Co-Optima), представил результаты скринингового исследования различных высокооктановых компонентов бензинов, способных повысить КПД современных и перспективных бензиновых двигателей.
В работе введен показатель эффективности топлива (Merit Function) – потенциальное относительное повышение КПД двигателя (%) с прямым впрыском и турбонаддувом при работе на топливе, содержащем 20% компонента, по сравнению со стандартным бензином с ОЧИ=91. Показатель эффективности зависит главным образом от октанового числа по исследовательскому методу (ОЧИ), чувствительности октанового числа (разницы между ОЧИ и ОЧМ), индекса твердых частиц, теплоты испарения, скорости сгорания и эффективной температуры катализатора отработавших газов. Примечательно, что для современных форсированных двигателей повышение чувствительности бензина (снижение ОЧМ при одинаковом ОЧИ) положительно сказывается на производительности двигателя.
Данный факт математически принято выражать через коэффициент Калгети (K), с помощью которого рассчитывается октановый индекс) топлива (реальное дорожное октановое число) по формуле: ОИ = (1-К)*ОЧИ + К*ОЧМ. Когда К=0,5, то октановый индекс равен полусумме исследовательского и моторного метода, что обычно называется антидетонационным индексом и отражается в марке бензина в США. Если К=1, то ОИ=ОЧМ, если К=0, то ОИ=ОЧИ, если К – отрицательный, то ОИ больше ОЧИ и тем больше, чем меньше ОЧМ. Исследователи по всему миру на протяжении последних 15 лет исследуют различные типы двигателей и условий их эксплуатации для определения фактических значений коэффициента Калгати. Это позволило установить, что значение для K с развитием технологий бензиновых ДВС снижалось примерно с 1,0 в 1930 году до 0,5 в 1945 году, до 0 в начале 2000-х годов, до отрицательных значений для современных бензиновых двигателей.
В рассматриваемом отчете для современных двигателей с прямым впрыском (К= -1,25) по показателю эффективности подробно охарактеризованы следующие наиболее перспективные высокооктановые компоненты: метанол, этанол, н-пропанол, изобутанол, сивушные масла, 2-метилфуран, смесь фуранов, пренол, циклопентанон и изооктен.
Материал: скачать