2009 01 01 3048

O. W iMłi S. J. DullY I'Amur wArnuŁ*. ^.rujw 2U)? ISBN    O by PWN 2040

102

4. Chemia troposfery — smog

w której Wcyki oznacza pracę wykonaną przez silnik, a 0>_H odpowiada ilości ciepła generowanego w cylindrze w czasie spalania paliwa. Stosunek po lewej stronie równania określa termodynamiczną sprawność silnika. R jest stalą gazową. Cy — pojemnością cieplną gazu w stałej objętości. T, i Tj są wartościami temperatury na początku i na końcu suwu pracy, natomiast V_e i Vj to odpowiadające im objętości. Stosunek objętości cylindra przy dolnym i górnym położeniu tłoka wynosi

= stopień sprężania, r,

(4.51)

To obliczenie termodynamiczne ma znaczenie dla środowiska.

Z równania (4.51) wynika, żc w celu osiągnięcia dobrej wydajności paliwa, tzn. dużej wartości stosunku W_Cyki/QiH' w- silnikach spalinowych, powinny być one tak skonstruowane, aby stopień sprężania, r_c, był wysoki. Wysokie stopnie sprężania prowadzą jednak do stukania silnika⁴, któremu można zapobiec w dwojaki sposób.

Pierwszy z nich polega na zwiększeniu liczby oktanowej benzyny. Węglowodory

0    prostych łańcuchach wykazują skłonność do generowania stuków przy względnie niskim stopniu sprężania, podczas gdy związki aromatyczne i węglowodory o łańcuchach rozgałęzionych spalają się spokojnie, nawet przy nieco wyższych stopniach. Dlatego też wprowadzono empiryczną skalę opartą na dwuskładnikowych mieszaninach n-heptanu

1    2,2,4-trimctylopentanu („izooktanu"). Skala la określa zależność stopnia sprężania, przy którym obserwuje się określony poziom stukania, od procentowej zawartości iz.o-oktanu w mieszaninie. Liczba oktanowa 87 odpowiada proporcji zmieszania izooktanu z/i-hcptancm jak 87:13. Rzeczywista próbka benzyny stanowi zazwyczaj mieszaninę bardzo różnych węglowodorów i jeśli liczba oktanowa wynosi 87, to oznacza, że zachowuje się jak powyższa mieszanina dwuskładnikowa. Większe liczby oktanowe odpowiadają mieszaninom związków o bardziej rozgałęzionych łańcuchach, związków aromatycznych i cząsteczek organicznych zawierających tlen. Wprowadzenie tych ostatnich, np. etanolu lub eteru /<v/-butyIowo-metylowego (MTBE. ang. metyl tert-butyl ether), do mieszanki benzynowej prowadzi do wzrostu jej liczby oktanowej. Koszt produkcji tego typu związków' jest względnie wysoki.

Drugi sposób prowadzący do efektywnego wzrostu liczby oktanowej paliwa polega na wprowadzeniu do niego niewielkich ilości odpowiednich dodatków. Jednym z nich jest tctractyloołów ((C^HOaPb). Wprowadzenie tej substancji w ilości około I g-L^-1 w zasadniczy sposób wpływa na polepszenie właściwości przeciwstukowych przez zwiększenie liczby oktanowej paliwa. Do niedawna (w Polsce do l .02.2005 r. — przyp. tłum.) dodatek ten szeroko stosowano w celu zwiększenia osiągów silnika. Dodany ołów reaguje ze związkami halogcnowanymi (dodawanymi również do benzyny) i powstają rozmaite halogenki ołowiu, które są dostatecznie lotne, aby mogły być wydalane wraz z gazowymi produktami. W temperaturze otoczenia ulegają one kondensacji.

‘‘Stukanie jest zjawiskiem polegającym na występowaniu przedwczesnego zapłonu w cylindrze, prowadzącego do wystąpienia hałasu (stuków) i w konsekwencji do zniszczenia silnika