Разработка специальных видов топлива

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
ДВС, электродвигатель, устройство ДВС, мотор, инжекторный двигатель

Разработка специальных видов топлива

Другим способом предотвращения повреждения прокладки головки блока цилиндров является устранение детонации в двигателе. Учитывая это, инженеры компании Ferrari и их поставщик топлива, компания Agip, разработали систему дисперсного впрыска воды. «Почему бы не использовать обычный впрыск воды?» – спросите вы. Впрыск воды, конечно, устранит детонацию, но при этом температура горения топлива также снизится, аинтенсивность пламени горения будет ослаблена. При этом невозможно добиться состояния, когда в начале каждого этапа горения вода будет равномерно распределена по всей топливовоздушной смеси. И вот тут возникает самая главная дилемма. Если вы решите действовать наверняка и добьетесь попадания достаточного количества капель воды во все участки камеры сгорания, некоторые участки будут перенасыщены водой, в результате чего процесс горения замедлится, что приведет к снижению мощности. Если вы будете увеличивать мощность на каждом такте горения и сократите количество впрыскиваемой воды, существует вероятность, что в некоторых участках камеры сгорания количество воды будет недостаточным. В участках со слишком низким содержанием воды может возникнуть детонация, а это приведет к детонации всей топливовоздушной смеси.

Разработав систему мелкодисперсного впрыска воды, при котором капелька воды меньших размеров заключалась в капельку топлива больших размеров, компания Ferrari смогла добиться беспрецедентного результата – высокого уровня мощности без детонации. Другим преимуществом, по мнению некоторых инженеров, стало то, что по мере процесса горения капельки воды взрывались, разрушая капельки топлива на более мелкие частицы и улучшая таким образом свойства горения. На тот момент стало понятно, что у компании Ferrari появилось большое преимущество вмощности, и хитроумная технология дисперсного впрыска воды в топливо была одним из определяющих факторов, которые этому способствовали.

Хотя скоро законы изменились, дозаправка во время гонок была теперь запрещена, и допустимый объем топлива постепенно снижался до 250 л, 220 л, 195 л и, в конце концов, до 150 л. Конечно же, команды не могли больше позволить себе использовать впрыск воды (так как вода также засчитывалась в объем топлива), поэтому целью стало получение большей мощности при меньшем объеме топлива, при этом необходимо было устранить детонацию. По правилам гонок октановое число топлива не должно было превышать 102 по моторному методу. После большого количества экспериментов компания Honda разработала новый вид топлива, содержащий 90% толуола. Остальные 10% составляли различные соединения, которые способствовали снижению детонации, а также снижению расхода топлива. Но самое важное то, что это позволило снизить октановое число до 102 по моторному методу. Данное топливо было достаточно тяжелым, плотностью более 0,85. К примеру, плотность топлива Avgas составляет лишь 0,69, поэтому теоретически 150л данного топлива равнялись примерно 185 л топлива Avgas, к тому же детонационная стойкость превышала октановое число 118.

Другим способом устранения детонации и обеспечения максимальной плотности впускного заряда является его охлаждение. Все очень просто: при сжатии воздуха выделяется тепло, и даже очень эффективный компрессор, например использующийся на турбокомпрессорах, все равно будет способствовать повышению температуры. Поэтому на всех автомобилях «Формулы-1» с турбированными двигателями начали использовать промежуточные охладители, чтобы понизить температуру впускного заряда. Компании Honda, Renault и TAG Porsche использовали на своих двигателях два воздушных и один водяной промежуточный охладитель.

Один из наиболее удачных двигателей компании TAG Porsche для гонок «Формула-1».