Откаты зажигания
- Автор темы Nikonist
- Дата начала
- Ответы 94
- Просмотры 25К
Отбой, данные графики нельзя принимать в расчёт.
Только сейчас разобрался, что если записывать все датчики в лог, то для их опроса требуется около 40с, а за 40 секунд может случится откат. А я именно все датчики записывал, а потом построил графики только по нужным.
Post automatically merged:
@sevdalin, OBDeleven или Car scanner
Последнее редактирование:
Сегодня первый раз сделал замеры, не судите строго.
Но сначала хочу выразить благодарность PavelRM который объяснил, как все сделать, потратил свое время на меня....
Павел огромное спасибо за отзывчивость!!!
Уточнения по графику:
Мерил сегодня, пробег короткий и по трассе, температура за бортом +17, бензин 100.
Но сначала хочу выразить благодарность PavelRM который объяснил, как все сделать, потратил свое время на меня....
Павел огромное спасибо за отзывчивость!!!
Post automatically merged:
Post automatically merged:
Уточнения по графику:
Мерил сегодня, пробег короткий и по трассе, температура за бортом +17, бензин 100.
Последнее редактирование:
Статья из АР на эту тему - тынц.
Кто-то еще помнит, как славные советские автомобилисты переводили свои Волги да Москвичи с «девяноста третьего» бензина на «семьдесят шестой»? Заменяли прокладку головки блока цилиндров на более толстую, уменьшая тем самым степень сжатия, - и ездили на дешевом топливе. Причем стимулом к таким переделкам зачастую становилась не столько меньшая цена «семьдесят шестого» на АЗС, сколько возможность скупки краденого - бензина, слитого из баков грузовиков или автобусов, большинство которых в те времена работали на низкооктановом топливе. «Экономическая эффективность» сторицей компенсировала возможные побочные эффекты: повышение расхода топлива, снижение динамики... С нынешними моторами такой антитюнинг не пройдет. К тому же многие современные двигатели допускают использование бензинов с разными октановыми числами, причем порой в довольно широком диапазоне: даже от АИ-91 до АИ-98. И сам собой возникает вопрос: стоит ли платить за более дорогой бензин?
Интернет-форумы кишат дискуссиями, причем проблему обсуждают все: от владельцев ВАЗов до «мерседесоводов». «На днях залил в свою Витару 98-й (Лукойл) вместо обычного 95-го - мощности явно добавилось, по бортовому компьютеру упал расход, особенно на трассе». Другой тут же отвечает: «Искатал два бака 98-го после 95-го - разницы не почувствовал».
Да что там простые автомобилисты! С «октановым» вопросом я обращался к специалистам компаний BMW, Volkswagen, Ford, но ответы сводились к тому, что при уменьшении октанового числа возможно незначительное, на несколько процентов, падение мощности и, как следствие, - ухудшение динамики.
Напомню, что октановое число характеризует стойкость топливовоздушной смеси к детонации, то есть к неконтролируемому, взрывному сгоранию в цилиндрах двигателя при увеличении давления и/или температуры. Детонация - явление вредное, и к тому же препятствующее повышению степени сжатия. А увеличивать ее нужно: это помогает добиться более полного и быстрого (но не взрывного!) сгорания смеси, что, в свою очередь, способствует повышению мощности, улучшению топливной экономичности и экологических показателей. В современных моторах детонации противостоят системы, способные с помощью специальных датчиков определить появление детонации и «гасить» ее, уменьшая угол опережения зажигания.
Пожалуйста: на лючке бензобака BMW 116i значится ROZ/RON 91-98... Вот эту машину мы и возьмем! Но не только.
Сразу же оговорюсь: этот эксперимент далек от «академического». Хотя бы потому, что проводился он не на моторном стенде или на беговых барабанах с лабораторным исследовательским оборудованием: все заезды и замеры мы проводили на реальных машинах - и на столь же реальных дорогах Дмитровского автополигона в реальных погодных условиях, но с использованием профессиональной измерительной аппаратуры. И топливо мы покупали на обычной, ближайшей к Дмитровскому автополигону АЗС сети Shell. Это бензины АИ-92, АИ-95, АИ-98 V-Power, а заодно и «фирменный» АИ-95 V-Power, который, если верить рекламе, способен «облегчить двигателю набор оборотов и более эффективно передавать энергию топлива на колеса».
Полностью выработав оставшийся в баке BMW «девяносто пятый», заливаю из канистры АИ-92. Сначала - пробег по дорогам полигона в «штатных» режимах и мои субъективные наблюдения. Детонационного «звона» не слышно, не чувствуется и ухудшения динамики. Разве что при разгоне с 1500-1700 об/мин мотор стал работать чуть жестче, в реакциях появилась едва заметная «угловатость».
А сколько времени займет разгон до 100 км/ч? В среднем после восьми стартов - 9,4 секунды, а согласно паспортным данным должно быть 8,7 секунды. Может, это и есть цена использования низкооктанового топлива, ведь «паспортные» секунды получены на бензине с октановым числом 98? Измерил я и эластичность - время разгона на четвертой передаче с 60 до 100 км/ч и на пятой с 80 до 120 км/ч. Кстати, для испытаний был выбран автомобиль с «автоматом»: во-первых, «автоматические» BMW намного популярнее «механических»; во-вторых, во время замеров практически исключается влияние человеческого фактора; а в-третьих, предельно интенсивные разгоны до «сотни» можно выполнять многократно, не опасаясь за сцепление. К слову, каждый вид замеров повторялся минимум восемь раз, а результаты усреднялись. А чтобы избежать самопроизвольного перехода на более низкие передачи при замерах эластичности (на BMW это может происходить и в «ручном» режиме управления трансмиссией), я прожимал педаль акселератора ровно до границы, за которой включался режим kick-down.
Теперь оценка экономичности. Сначала - на скоростном кольце длиной 14км. Призываю на помощь круиз-контроль - и прохожу первый круг на скорости 60 км/ч, второй - на 90 км/ч, а третий - на 120 км/ч. Причем на пути есть затяжные подъемы и спуски, и, поскольку эти заезды проводились уже в «стандартном» режиме Drive, «автомат» менял передачи по своему усмотрению. То есть, несмотря на постоянную скорость, двигатель работал и в переходных режимах. В начале каждого круга я обнулял расходомер, а в конце фиксировал средний расход по бортовому компьютеру. Нам ведь важны не столько абсолютные значения, сколько относительные, потому можно вполне довериться и штатному прибору.
Затем передаю автомобиль в руки Юрия Кузнецова, который проведет измерения расхода топлива уже в цикле ARDC - это, напомню, разработанная Авторевю методика, имитирующая смешанный режим движения - с разгонами, торможениями, остановками.
Использование качественного бензина с минимально допустимым для данного мотора октановым числом в некоторых режимах движения может повлечь незначительное увеличение расхода топлива и снижение динамических качеств
После окончания замеров «выкатываю» остатки «девяноста второго» бензина - и заливаю АИ-95. Мотор заработал чуть мягче, чуть лучше стал откликаться на увеличение подачи топлива при малых оборотах. По итогам тех же упражнений выявляется примерно трехпроцентная разница в эластичности (правда, говорить об этом уверенно можно лишь по итогам разгона в диапазоне от 80 до 120 км/ч) и расходе топлива (показательным стал лишь режим движения с постоянной скоростью 120 км/ч). В остальных испытаниях выигрыш гораздо меньше - можно считать, что он «растворился» в погрешностях эксперимента.
Бензин АИ-95 V-Power не привел к изменениям, равно как и бензин АИ-98 V-Power, литр которого, замечу, обошелся более чем на десять рублей дороже «девяноста второго».
Никаких сиюминутных выгод использование улучшенных «брендовых» бензинов не дает: ни увеличения мощности, ни снижения расхода топлива. Эффекта можно ждать только при регулярном, причем длительном, применении
Хорошо, что BMW со свойственной турбомоторам не самой высокой степенью сжатия (10,5:1) оказался всеядным. А как себя поведет атмосферный двигатель? Например, массовый 1.6 серии Gamma на автомобиле Kia cee`d (такие же моторы ставятся в автомобилях Kia Rio, Hyundai Solaris, Kia Soul)? К слову, среди «обычных» моторов такого объема этот выделяется завидной «паспортной» мощностью - 129 л.с. Степень сжатия - 11:1, и рассчитан он, согласно инструкции, на бензин с октановым числом «не ниже 92».
Kia cee`d я выбрал тоже с «автоматом».
Все повторяю вновь. Правда, в этот день стало на семь-восемь градусов теплее, около тридцати. А на жаре, как известно, мощность падает - из-за меньшей плотности горячего воздуха, поступающего в цилиндры; а склонность к детонации, наоборот, растет.
Правда, на этот раз мы исключили заезды по циклу ARDC: уж больно трудоемкое занятие! Но главным «оправданием» стали результаты заездов на BMW: если не количественная, то качественная картинка расхода топлива, отражающая закономерности, может быть получена и по итогам заездов по скоростной дороге.
Потратив целый день на десятки замеров, мы в конце концов поняли, что ищем черную кошку в темной комнате: отличия, как и в случае с BMW, минимальны. Самое забавное, что на Kia худшие показатели динамики разгона на счету бензина АИ-95 V-Power… Это тоже можно списать на «допуски» эксперимента, а подробнее о реальных свойствах улучшенных бензинов расскажет Денис Извеков, который в лаборатории НАМИ-Хим занимался испытаниями и сертификацией так называемых «премиальных» бензинов. Я же почти утвердился во мнении, что использовать высокооктановый бензин на исправном моторе, рассчитанном и на обычный АИ-92, смысла нет.
Другое дело, когда мотор рассчитан исключительно на высокооктановый бензин. Вот как отреагирует на бензин АИ-92, например, Toyota GT 86, которой прописан исключительно АИ-98? Здесь-то требования понятны: под капотом стоит высокофорсированный двухлитровый атмосферник Subaru мощностью 200л.с., а степень сжатия - 12,5:1! Но в инструкции все же есть послабление: «Если бензин с октановым числом 98 не доступен в Вашей местности, можно использовать неэтилированный бензин с октановым числом 95».
Не то чтобы я боялся навредить мотору бензином АИ-92 (пробег-то будет небольшим) и поставить под угрозу дальнейший ход эксперимента, но все же на этот раз решил пойти «сверху вниз»: сначала - АИ-98. Методика та же, но с дополнительными замерами эластичности: разгоны с 60 до 100 км/ч я выполнял как на четвертой, так и на пятой передачах. Во втором случае мотор будет работать в очень жестком режиме - с полной нагрузкой с малых оборотов, а это - лучшая питательная среда для вируса детонации!
На бензине АИ-98 все прошло «штатно» - никаких внешних признаков детонации. Но когда в бак был залит АИ-95... Детонация вновь не проявила себя какими-либо звуками, однако эластичность на пятой передаче, когда при скорости 60 км/ч мотору пришлось разгонять автомобиль с 1500 об/мин, все же упала - примерно на 4%.
Переход на АИ-95 V-Power привел к исчезающе малому эффекту, а вот бензин АИ-92 Toyota отвергла: после запуска мгновенно загорелся индикатор «CheckEngine». Но, поскольку двигатель работал устойчиво, я все же решил поездить. Удивительно, но вновь - никакого «звона» из-под капота! Похоже, тойотовский октан-корректор сумел вывести мотор из-под удара. Но потери в динамике оказались уже серьезными: разгон до 100 км/ч занял на 0,7 секунды больше, а это без малого 10%. Заметно ухудшилась эластичность, особенно на пятой передаче. Но повышенный расход топлива при движении с постоянными скоростями был зафиксирован лишь на скорости 60 км/ч.
Но хватит издеваться! Не выжигая остатки бензина АИ-92, заливаю АИ-95. Лампочка «Check Engine» гаснет - и мотор работает с прежней отдачей. Так что если уж очень надо доехать, но «в вашей местности нет другого бензина», то можно использовать даже АИ-92. По своему опыту знаю, что в крайнем случае даже в Porsche Cayenne можно залить «восьмидесятый» бензин: мотор будет сильнее греться, мощность упадет, но автомобиль будет ехать. Так это было в степях Монголии, когда мы с Костей Сорокиным принимали участие в ралли Транссибирия.
Меж тем Toyota подверглась еще одной, уже незапланированной, бензиновой пытке. По дороге с полигона я проскочил проверенную брендовую заправку - и залил топливо на первой попавшейся АЗС. Возле окошка кассы висят паспорта качества бензинов, но в ассортименте не было АИ-98, поэтому я с легким сердцем залил АИ-95. Выруливаю на шоссе - и слышу характерный звон из-под капота. Длился он не более секунды, но появлялся каждый раз при разгоне. Детонация! А индикатор «Check Engine» не загорается... Что же за суррогат в баке? Представляю, какими были бы результаты измерений, если бы мы покупали топливо на этой заправке!
В техническом отделе компании Toyota предположили, что я залил «бодяжный» бензин с фактическим октановым числом даже ниже чем у АИ-92 - и диапазона октан-корректора для борьбы с детонацией уже не хватило. А предупреждение «Сheck Еngine» не появилось потому, что поводом для него становится не детонация как таковая, а другие сопутствующие ей процессы. Например, неполное сгорание топлива, о чем блок управления судит по показаниям датчиков содержания кислорода, которые на моторах, отвечающих требованиям Евро 3 и выше, установлены до и после каталитического нейтрализатора. А здесь свое влияние может оказывать не только октановое число бензина, но и его химический состав.
Выходит, что не так страшно «на ступеньку», а то и на две, отклониться от рекомендуемого октанового числа, сколько нарваться на бодяжный бензин!
А в целом, подтвердилось то, о чем и говорили мне «фирменные» двигателисты. Использование качественного бензина с минимально допустимым для данного мотора октановым числом в некоторых режимах движения может повлечь незначительное, в пределах двух-трех процентов, увеличение расхода топлива и снижение динамических качеств. Скорее всего, вы этого даже не заметите. И, если интенсивные разгоны не сопровождаются «детонационным» звуком, то ровным счетом никакого вреда мотору это не принесет. А вот не заметить экономический эффект будет сложно. Например, если вместо бензина АИ-98 заливать АИ-95, то при годовом пробеге в 20 тысяч километров и среднем расходе 10 л/100 км только на разнице цены можно сэкономить около 7000 рублей, а если использовать бензин АИ-92 вместо АИ-95 - около 6000 рублей. Конечно, это не касается ситуаций, когда от мотора нужна максимальная отдача, например, спортивных соревнований. Но топливо для автоспорта - отдельная тема, которой мы тоже как-нибудь коснемся.
P.S. После того как эта статья была подготовлена, «октановая» тема всплыла вновь. Вместе с коллегами мы проводили сравнительный тест кроссоверов Nissan Terrano, Renault Duster и Chery Tiggo 5. Все автомобили допускают использование бензина АИ-92. Воодушевленный итогами описанных выше экспериментов, я предложил именно такой бензин и использовать, в том числе для измерения разгонной динамики. Никаких проблем не было, пока мы не съехали на бездорожье. Все три машины быстро напомнили, что в баках именно АИ-92, а не АИ-95: при движении с малой скоростью и максимальной нагрузкой раздавался характерный звон. Но и жара была страшная. И вот здесь нам бы точно не помешал бензин АИ-95. Я, кстати, проверил - вновь проехал тем же маршрутом на Renault, заправившись АИ-95: не звенит!
Сполоснуть или отмыть?
Денис Извеков
Кандидат технических наук, заведующий лабораторией горюче-смазочных материалов и спецжидкостей ФГУП НАМИ
Темой улучшенных бензинов лаборатория ГСМ НАМИ занимается более двадцати лет. За это время были разработаны различные методики оценки эксплуатационных свойств таких бензинов, а в 2006 году освоена современная европейская методика оценки моющих свойств, на основе которой и была выписана «путевка в жизнь» бензинам торговых марок ЭКТО (Лукойл), Ultimate и Pulsar (THK-BP), Shell V-Power и других.
От обычных бензинов они отличаются наличием пакета моющих присадок, которые способствуют предотвращению образования отложений на деталях двигателя. Ведь в любом бензине в тех или иных концентрациях содержатся ароматические углеводороды и соединения серы, продукты сгорания которых откладываются на стенках цилиндров, поршнях, клапанах, форсунках.
По мере накопления эти отложения ухудшают работу двигателя. Отложения в форсунках и на впускных клапанах ухудшают состав топливовоздушной смеси, что в первую очередь отражается на пусковых свойствах. Рост отложений в камере сгорания и на поршне нарушает тепловой режим, а при значительном количестве отложений может возникнуть и детонация - из-за увеличения фактической степени сжатия и увеличения температуры. Ведь нагар - это своего рода шуба, препятствующая теплоотводу.
Сильнее всего детали двигателя загрязняются при малых нагрузках, при малых оборотах коленвала двигателя, а также при частой смене режимов - проще говоря, при движении в пробках. Потому и стендовые моторные испытания проводятся при малых нагрузках: до 3000 об/мин, крутящий момент до 40 Нм, а смена режимов - четыре раза за пять минут.
После 60 часов работы в циклическом режиме двигатель разбирается и взвешиваются клапаны: по увеличению их массы можно судить о фактической массе отложений. При работе на стандартном (обычном) бензине накопление отложений составляет от 300 до 500 мг на клапан, а с пакетом присадок клапан остается практически чистым: прирост массы - всего-то 5, максимум 20 мг.
В состав пакета присадок, как правило, входят пять-семь компонентов: это детергенты, антикоррозионные, деэмульгирующие добавки и другие. Но основное функциональное свойство таких присадок - предотвращение образования отложений на деталях двигателей.
Никаких сиюминутных выгод использование улучшенных бензинов не дает: ни увеличения мощности, ни топливной экономичности, о которых так любят говорить в рекламе. Вы не получите этого даже после нескольких кряду заправок «брендовым» бензином.
Положительный эффект будет лишь в том случае, если заправляться таким бензином постоянно, на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. И вот тогда, скажем, после пробега в 20 тысяч километров мотор будет чище и, по сравнению с таким же мотором, который все это время работал на обычном бензине с тем же октановым числом, будет и впрямь экономичнее и мощнее.
Многих интересует, отмывают ли улучшенные бензины старые моторы? Наши эксперименты показывают, что эффект есть, и все же полностью старый нагар не отмывается - в лучшем случае, процентов на сорок. Так что «вылечить» грязный мотор после нескольких лет эксплуатации одним лишь бензином с моющими присадками не получится.
Почему же улучшенные бензины так активно предлагают почти все крупные игроки топливного рынка? Ответ прост: это выгодно! Разница в розничной цене по сравнению с нормальными бензинами в несколько раз превышает разницу в себестоимости производства. К тому же применение таких бензинов, скажем, в Москве, рекомендовано на законодательном уровне - с целью улучшения экологической обстановки, ведь загрязнение деталей двигателя ведет еще и к увеличению вредных выбросов.
Детонация и как с ней бороться
Теперь никто и не вспомнит, с чьей легкой руки звуковое сопровождение детонации в автомобильных двигателях окрестили «звоном пальцев», хотя причина таких звуков иная. Само явление детонации - это предельно быстрое, взрывное сгорание топливовоздушной смеси при резком повышении давления и температуры. Еще одно заблуждение, что при детонации бензин самовоспламеняется в цилиндрах еще до срабатывания свечи зажигания. Нет, детонация происходит уже после того, как между электродами проскакивает искра, - когда фронт пламени от сработавшей свечи уже распространяется по камере сгорания. Во время интенсивного окисления углеводородов (горение - это и есть процесс окисления с выделением большого количества тепла) первичными продуктами являются нестойкие перекисные соединения, которые при высоких температуре и давлении самопроизвольно разлагаются с большим выделением тепла. По сути - взрываются. И если при нормальном горении смеси фронт пламени распространяется по цилиндру со скоростью 10-25 м/с, то при взрывном его скорость в несколько раз превышает скорость звука - 2000-2500м/с! Это чревато не только неприятным акустическим эффектом, порождаемым многократно отражаемой от стенок камеры сгорания ударной волной, но и колоссальными нагрузками на детали двигателя. Так, при детонации в первую очередь страдают поршни: деформируются канавки компрессионных колец, на кромках деталей появляются микросколы. А еще происходит срыв масляной пленки в первую очередь со стенок цилиндров, что вызывает сухое трение и,как следствие, повышенный износ.
Детонации подвержены как атмосферные двигатели, так и с наддувом, в которых степень сжатия меньше. А уменьшают ее как раз с учетом избыточного давления на впуске, которое создают турбина или компрессор.
Наиболее употребимый способ борьбы с детонацией - уменьшение угла опережения зажигания. В этом случае процесс распространения пламени в камере сгорания начинается позже, давление и температура не успевают достичь критических, вызывающих детонацию, значений. Если в былые годы угол опережения при появлении детонации нужно было корректировать вручную, то все современные моторы оснащаются датчиками детонации и электронными октан-корректорами. Как правило, на четырехцилиндровых моторах эти датчики устанавливаются в зоне цилиндра, который работает в наиболее напряженном температурном режиме - обычно это четвертый цилиндр. На моторах V6 или V8 используют два датчика. Двумя датчиками детонации оснащен и оппозитный двигатель H4 под капотом одного из наших «зачетных» автомобилей - Toyota GT86. Впрочем, октан-корректоры не гарантируют полного исключения детонации. Во-первых, они имеют ограниченные диапазоны корректировки угла опережения зажигания («детонационная» составляющая - в пределах 10 градусов), во-вторых, корректор уменьшает угол опережения ступенчато, с шагом в 2-3 градуса: если детонация не проходит, то угол будет изменен вновь. Причем современные блоки управления зажиганием позволяют корректировать угол опережения зажигания индивидуально для каждого цилиндра. Точно так же, ступенчато, происходит и увеличение угла опережения зажигания - когда меняется режим работы мотора, понижается температура воздуха или заливается более стойкий к детонации бензин. А оптимальный баланс мощности и топливной экономичности достигается как раз в приграничной области - если искра проскочит чуть раньше, то начнется детонация. И задача октан-корректора - «пройти» как можно ближе к этой границе.
Принцип работы электронного октан-корректора
Датчик детонации — это по сути микрофон. Когда октан-корректор фиксирует характерный для детонации рост амплитуды колебаний (диаграмма слева), угол опережения зажигания уменьшается. Как правило, изменение происходит с шагом в два-три градуса, поэтому при резком увеличении подачи топлива, особенно при малой скорости вращения коленвала, когда детонация наиболее вероятна, изменение угла опережения зажигания может затянуться на несколько тактов. Затем начнется обратный процесс: угол опережения зажигания будет постепенно увеличиваться. Оптимальный же момент зажигания (диаграмма справа) — на той грани, за которой начнется детонация: в этом случае будет обеспечено наилучшее соотношение между отдачей двигателя (крутящим моментом) и расходом бензина
Октановое число
Октановое число (ОЧ), характеризующее стойкость бензина к детонации, определяется с помощью специального одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия. Физический смысл октанового числа - это процент содержания изооктана в смеси изооктана и н-гептана с эквивалетной детонационной стойкостью. Существует два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский, - хотя моторная установка используется та же. При моторном методе нагрузки выше, а получаемое значение октанового числа ниже. Так, одно время у нас продавался один и тот же бензин, но под разными марками - А-76 и АИ-80: в первом случае указано ОЧ по моторному методу, а во втором - по исследовательскому, на что и указывает буква «И». Сейчас в основном применяется маркировка, соответствующая исследовательскому методу: АИ-80, АИ-92, АИ-95 или АИ-98, хотя в паспорте качества, прилагаемом к каждой партии бензина, поступающей на АЗС, указывается ОЧ и по моторному методу.
Во многих странах Европы октановое число не упоминают в маркировке бензина. Обычно это либо Super (аналог АИ-95), либо Super Plus (АИ-98). Реже встречается Regular с октановым числом 91, зато все чаще появляются бензины с примесью этанола (Super E10, то есть до 10% этанола), а так же «спортивные» бензины Ultimate, V-Power с октановым числом 102.
В США иной подход к маркировке бензина: там указывают так называемый индекс октанового числа (Anti-Knock Index, AKI), который представляет собой среднее арифметическое между ОЧ по моторному и исследовательскому методам. Если на колонке стоят цифры 89 или 90 - это аналог нашего бензина АИ-95.
Обычно требования к топливу указываются на обратной стороне лючка бензобака, но не поленитесь заглянуть в инструкцию по эксплуатации — там, как в случае с Тойотой, может быть дополнительная информация
Кто-то еще помнит, как славные советские автомобилисты переводили свои Волги да Москвичи с «девяноста третьего» бензина на «семьдесят шестой»? Заменяли прокладку головки блока цилиндров на более толстую, уменьшая тем самым степень сжатия, - и ездили на дешевом топливе. Причем стимулом к таким переделкам зачастую становилась не столько меньшая цена «семьдесят шестого» на АЗС, сколько возможность скупки краденого - бензина, слитого из баков грузовиков или автобусов, большинство которых в те времена работали на низкооктановом топливе. «Экономическая эффективность» сторицей компенсировала возможные побочные эффекты: повышение расхода топлива, снижение динамики... С нынешними моторами такой антитюнинг не пройдет. К тому же многие современные двигатели допускают использование бензинов с разными октановыми числами, причем порой в довольно широком диапазоне: даже от АИ-91 до АИ-98. И сам собой возникает вопрос: стоит ли платить за более дорогой бензин?
Интернет-форумы кишат дискуссиями, причем проблему обсуждают все: от владельцев ВАЗов до «мерседесоводов». «На днях залил в свою Витару 98-й (Лукойл) вместо обычного 95-го - мощности явно добавилось, по бортовому компьютеру упал расход, особенно на трассе». Другой тут же отвечает: «Искатал два бака 98-го после 95-го - разницы не почувствовал».
Да что там простые автомобилисты! С «октановым» вопросом я обращался к специалистам компаний BMW, Volkswagen, Ford, но ответы сводились к тому, что при уменьшении октанового числа возможно незначительное, на несколько процентов, падение мощности и, как следствие, - ухудшение динамики.
Напомню, что октановое число характеризует стойкость топливовоздушной смеси к детонации, то есть к неконтролируемому, взрывному сгоранию в цилиндрах двигателя при увеличении давления и/или температуры. Детонация - явление вредное, и к тому же препятствующее повышению степени сжатия. А увеличивать ее нужно: это помогает добиться более полного и быстрого (но не взрывного!) сгорания смеси, что, в свою очередь, способствует повышению мощности, улучшению топливной экономичности и экологических показателей. В современных моторах детонации противостоят системы, способные с помощью специальных датчиков определить появление детонации и «гасить» ее, уменьшая угол опережения зажигания.
Пожалуйста: на лючке бензобака BMW 116i значится ROZ/RON 91-98... Вот эту машину мы и возьмем! Но не только.
Сразу же оговорюсь: этот эксперимент далек от «академического». Хотя бы потому, что проводился он не на моторном стенде или на беговых барабанах с лабораторным исследовательским оборудованием: все заезды и замеры мы проводили на реальных машинах - и на столь же реальных дорогах Дмитровского автополигона в реальных погодных условиях, но с использованием профессиональной измерительной аппаратуры. И топливо мы покупали на обычной, ближайшей к Дмитровскому автополигону АЗС сети Shell. Это бензины АИ-92, АИ-95, АИ-98 V-Power, а заодно и «фирменный» АИ-95 V-Power, который, если верить рекламе, способен «облегчить двигателю набор оборотов и более эффективно передавать энергию топлива на колеса».
Полностью выработав оставшийся в баке BMW «девяносто пятый», заливаю из канистры АИ-92. Сначала - пробег по дорогам полигона в «штатных» режимах и мои субъективные наблюдения. Детонационного «звона» не слышно, не чувствуется и ухудшения динамики. Разве что при разгоне с 1500-1700 об/мин мотор стал работать чуть жестче, в реакциях появилась едва заметная «угловатость».
А сколько времени займет разгон до 100 км/ч? В среднем после восьми стартов - 9,4 секунды, а согласно паспортным данным должно быть 8,7 секунды. Может, это и есть цена использования низкооктанового топлива, ведь «паспортные» секунды получены на бензине с октановым числом 98? Измерил я и эластичность - время разгона на четвертой передаче с 60 до 100 км/ч и на пятой с 80 до 120 км/ч. Кстати, для испытаний был выбран автомобиль с «автоматом»: во-первых, «автоматические» BMW намного популярнее «механических»; во-вторых, во время замеров практически исключается влияние человеческого фактора; а в-третьих, предельно интенсивные разгоны до «сотни» можно выполнять многократно, не опасаясь за сцепление. К слову, каждый вид замеров повторялся минимум восемь раз, а результаты усреднялись. А чтобы избежать самопроизвольного перехода на более низкие передачи при замерах эластичности (на BMW это может происходить и в «ручном» режиме управления трансмиссией), я прожимал педаль акселератора ровно до границы, за которой включался режим kick-down.
Теперь оценка экономичности. Сначала - на скоростном кольце длиной 14км. Призываю на помощь круиз-контроль - и прохожу первый круг на скорости 60 км/ч, второй - на 90 км/ч, а третий - на 120 км/ч. Причем на пути есть затяжные подъемы и спуски, и, поскольку эти заезды проводились уже в «стандартном» режиме Drive, «автомат» менял передачи по своему усмотрению. То есть, несмотря на постоянную скорость, двигатель работал и в переходных режимах. В начале каждого круга я обнулял расходомер, а в конце фиксировал средний расход по бортовому компьютеру. Нам ведь важны не столько абсолютные значения, сколько относительные, потому можно вполне довериться и штатному прибору.
Затем передаю автомобиль в руки Юрия Кузнецова, который проведет измерения расхода топлива уже в цикле ARDC - это, напомню, разработанная Авторевю методика, имитирующая смешанный режим движения - с разгонами, торможениями, остановками.
Использование качественного бензина с минимально допустимым для данного мотора октановым числом в некоторых режимах движения может повлечь незначительное увеличение расхода топлива и снижение динамических качеств
После окончания замеров «выкатываю» остатки «девяноста второго» бензина - и заливаю АИ-95. Мотор заработал чуть мягче, чуть лучше стал откликаться на увеличение подачи топлива при малых оборотах. По итогам тех же упражнений выявляется примерно трехпроцентная разница в эластичности (правда, говорить об этом уверенно можно лишь по итогам разгона в диапазоне от 80 до 120 км/ч) и расходе топлива (показательным стал лишь режим движения с постоянной скоростью 120 км/ч). В остальных испытаниях выигрыш гораздо меньше - можно считать, что он «растворился» в погрешностях эксперимента.
Бензин АИ-95 V-Power не привел к изменениям, равно как и бензин АИ-98 V-Power, литр которого, замечу, обошелся более чем на десять рублей дороже «девяноста второго».
Никаких сиюминутных выгод использование улучшенных «брендовых» бензинов не дает: ни увеличения мощности, ни снижения расхода топлива. Эффекта можно ждать только при регулярном, причем длительном, применении
Хорошо, что BMW со свойственной турбомоторам не самой высокой степенью сжатия (10,5:1) оказался всеядным. А как себя поведет атмосферный двигатель? Например, массовый 1.6 серии Gamma на автомобиле Kia cee`d (такие же моторы ставятся в автомобилях Kia Rio, Hyundai Solaris, Kia Soul)? К слову, среди «обычных» моторов такого объема этот выделяется завидной «паспортной» мощностью - 129 л.с. Степень сжатия - 11:1, и рассчитан он, согласно инструкции, на бензин с октановым числом «не ниже 92».
Kia cee`d я выбрал тоже с «автоматом».
Все повторяю вновь. Правда, в этот день стало на семь-восемь градусов теплее, около тридцати. А на жаре, как известно, мощность падает - из-за меньшей плотности горячего воздуха, поступающего в цилиндры; а склонность к детонации, наоборот, растет.
Правда, на этот раз мы исключили заезды по циклу ARDC: уж больно трудоемкое занятие! Но главным «оправданием» стали результаты заездов на BMW: если не количественная, то качественная картинка расхода топлива, отражающая закономерности, может быть получена и по итогам заездов по скоростной дороге.
Потратив целый день на десятки замеров, мы в конце концов поняли, что ищем черную кошку в темной комнате: отличия, как и в случае с BMW, минимальны. Самое забавное, что на Kia худшие показатели динамики разгона на счету бензина АИ-95 V-Power… Это тоже можно списать на «допуски» эксперимента, а подробнее о реальных свойствах улучшенных бензинов расскажет Денис Извеков, который в лаборатории НАМИ-Хим занимался испытаниями и сертификацией так называемых «премиальных» бензинов. Я же почти утвердился во мнении, что использовать высокооктановый бензин на исправном моторе, рассчитанном и на обычный АИ-92, смысла нет.
Другое дело, когда мотор рассчитан исключительно на высокооктановый бензин. Вот как отреагирует на бензин АИ-92, например, Toyota GT 86, которой прописан исключительно АИ-98? Здесь-то требования понятны: под капотом стоит высокофорсированный двухлитровый атмосферник Subaru мощностью 200л.с., а степень сжатия - 12,5:1! Но в инструкции все же есть послабление: «Если бензин с октановым числом 98 не доступен в Вашей местности, можно использовать неэтилированный бензин с октановым числом 95».
Не то чтобы я боялся навредить мотору бензином АИ-92 (пробег-то будет небольшим) и поставить под угрозу дальнейший ход эксперимента, но все же на этот раз решил пойти «сверху вниз»: сначала - АИ-98. Методика та же, но с дополнительными замерами эластичности: разгоны с 60 до 100 км/ч я выполнял как на четвертой, так и на пятой передачах. Во втором случае мотор будет работать в очень жестком режиме - с полной нагрузкой с малых оборотов, а это - лучшая питательная среда для вируса детонации!
На бензине АИ-98 все прошло «штатно» - никаких внешних признаков детонации. Но когда в бак был залит АИ-95... Детонация вновь не проявила себя какими-либо звуками, однако эластичность на пятой передаче, когда при скорости 60 км/ч мотору пришлось разгонять автомобиль с 1500 об/мин, все же упала - примерно на 4%.
Переход на АИ-95 V-Power привел к исчезающе малому эффекту, а вот бензин АИ-92 Toyota отвергла: после запуска мгновенно загорелся индикатор «CheckEngine». Но, поскольку двигатель работал устойчиво, я все же решил поездить. Удивительно, но вновь - никакого «звона» из-под капота! Похоже, тойотовский октан-корректор сумел вывести мотор из-под удара. Но потери в динамике оказались уже серьезными: разгон до 100 км/ч занял на 0,7 секунды больше, а это без малого 10%. Заметно ухудшилась эластичность, особенно на пятой передаче. Но повышенный расход топлива при движении с постоянными скоростями был зафиксирован лишь на скорости 60 км/ч.
Но хватит издеваться! Не выжигая остатки бензина АИ-92, заливаю АИ-95. Лампочка «Check Engine» гаснет - и мотор работает с прежней отдачей. Так что если уж очень надо доехать, но «в вашей местности нет другого бензина», то можно использовать даже АИ-92. По своему опыту знаю, что в крайнем случае даже в Porsche Cayenne можно залить «восьмидесятый» бензин: мотор будет сильнее греться, мощность упадет, но автомобиль будет ехать. Так это было в степях Монголии, когда мы с Костей Сорокиным принимали участие в ралли Транссибирия.
Меж тем Toyota подверглась еще одной, уже незапланированной, бензиновой пытке. По дороге с полигона я проскочил проверенную брендовую заправку - и залил топливо на первой попавшейся АЗС. Возле окошка кассы висят паспорта качества бензинов, но в ассортименте не было АИ-98, поэтому я с легким сердцем залил АИ-95. Выруливаю на шоссе - и слышу характерный звон из-под капота. Длился он не более секунды, но появлялся каждый раз при разгоне. Детонация! А индикатор «Check Engine» не загорается... Что же за суррогат в баке? Представляю, какими были бы результаты измерений, если бы мы покупали топливо на этой заправке!
В техническом отделе компании Toyota предположили, что я залил «бодяжный» бензин с фактическим октановым числом даже ниже чем у АИ-92 - и диапазона октан-корректора для борьбы с детонацией уже не хватило. А предупреждение «Сheck Еngine» не появилось потому, что поводом для него становится не детонация как таковая, а другие сопутствующие ей процессы. Например, неполное сгорание топлива, о чем блок управления судит по показаниям датчиков содержания кислорода, которые на моторах, отвечающих требованиям Евро 3 и выше, установлены до и после каталитического нейтрализатора. А здесь свое влияние может оказывать не только октановое число бензина, но и его химический состав.
Выходит, что не так страшно «на ступеньку», а то и на две, отклониться от рекомендуемого октанового числа, сколько нарваться на бодяжный бензин!
А в целом, подтвердилось то, о чем и говорили мне «фирменные» двигателисты. Использование качественного бензина с минимально допустимым для данного мотора октановым числом в некоторых режимах движения может повлечь незначительное, в пределах двух-трех процентов, увеличение расхода топлива и снижение динамических качеств. Скорее всего, вы этого даже не заметите. И, если интенсивные разгоны не сопровождаются «детонационным» звуком, то ровным счетом никакого вреда мотору это не принесет. А вот не заметить экономический эффект будет сложно. Например, если вместо бензина АИ-98 заливать АИ-95, то при годовом пробеге в 20 тысяч километров и среднем расходе 10 л/100 км только на разнице цены можно сэкономить около 7000 рублей, а если использовать бензин АИ-92 вместо АИ-95 - около 6000 рублей. Конечно, это не касается ситуаций, когда от мотора нужна максимальная отдача, например, спортивных соревнований. Но топливо для автоспорта - отдельная тема, которой мы тоже как-нибудь коснемся.
P.S. После того как эта статья была подготовлена, «октановая» тема всплыла вновь. Вместе с коллегами мы проводили сравнительный тест кроссоверов Nissan Terrano, Renault Duster и Chery Tiggo 5. Все автомобили допускают использование бензина АИ-92. Воодушевленный итогами описанных выше экспериментов, я предложил именно такой бензин и использовать, в том числе для измерения разгонной динамики. Никаких проблем не было, пока мы не съехали на бездорожье. Все три машины быстро напомнили, что в баках именно АИ-92, а не АИ-95: при движении с малой скоростью и максимальной нагрузкой раздавался характерный звон. Но и жара была страшная. И вот здесь нам бы точно не помешал бензин АИ-95. Я, кстати, проверил - вновь проехал тем же маршрутом на Renault, заправившись АИ-95: не звенит!
Сполоснуть или отмыть?
Денис Извеков
Кандидат технических наук, заведующий лабораторией горюче-смазочных материалов и спецжидкостей ФГУП НАМИ
Темой улучшенных бензинов лаборатория ГСМ НАМИ занимается более двадцати лет. За это время были разработаны различные методики оценки эксплуатационных свойств таких бензинов, а в 2006 году освоена современная европейская методика оценки моющих свойств, на основе которой и была выписана «путевка в жизнь» бензинам торговых марок ЭКТО (Лукойл), Ultimate и Pulsar (THK-BP), Shell V-Power и других.
От обычных бензинов они отличаются наличием пакета моющих присадок, которые способствуют предотвращению образования отложений на деталях двигателя. Ведь в любом бензине в тех или иных концентрациях содержатся ароматические углеводороды и соединения серы, продукты сгорания которых откладываются на стенках цилиндров, поршнях, клапанах, форсунках.
По мере накопления эти отложения ухудшают работу двигателя. Отложения в форсунках и на впускных клапанах ухудшают состав топливовоздушной смеси, что в первую очередь отражается на пусковых свойствах. Рост отложений в камере сгорания и на поршне нарушает тепловой режим, а при значительном количестве отложений может возникнуть и детонация - из-за увеличения фактической степени сжатия и увеличения температуры. Ведь нагар - это своего рода шуба, препятствующая теплоотводу.
Сильнее всего детали двигателя загрязняются при малых нагрузках, при малых оборотах коленвала двигателя, а также при частой смене режимов - проще говоря, при движении в пробках. Потому и стендовые моторные испытания проводятся при малых нагрузках: до 3000 об/мин, крутящий момент до 40 Нм, а смена режимов - четыре раза за пять минут.
После 60 часов работы в циклическом режиме двигатель разбирается и взвешиваются клапаны: по увеличению их массы можно судить о фактической массе отложений. При работе на стандартном (обычном) бензине накопление отложений составляет от 300 до 500 мг на клапан, а с пакетом присадок клапан остается практически чистым: прирост массы - всего-то 5, максимум 20 мг.
В состав пакета присадок, как правило, входят пять-семь компонентов: это детергенты, антикоррозионные, деэмульгирующие добавки и другие. Но основное функциональное свойство таких присадок - предотвращение образования отложений на деталях двигателей.
Никаких сиюминутных выгод использование улучшенных бензинов не дает: ни увеличения мощности, ни топливной экономичности, о которых так любят говорить в рекламе. Вы не получите этого даже после нескольких кряду заправок «брендовым» бензином.
Положительный эффект будет лишь в том случае, если заправляться таким бензином постоянно, на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. И вот тогда, скажем, после пробега в 20 тысяч километров мотор будет чище и, по сравнению с таким же мотором, который все это время работал на обычном бензине с тем же октановым числом, будет и впрямь экономичнее и мощнее.
Многих интересует, отмывают ли улучшенные бензины старые моторы? Наши эксперименты показывают, что эффект есть, и все же полностью старый нагар не отмывается - в лучшем случае, процентов на сорок. Так что «вылечить» грязный мотор после нескольких лет эксплуатации одним лишь бензином с моющими присадками не получится.
Почему же улучшенные бензины так активно предлагают почти все крупные игроки топливного рынка? Ответ прост: это выгодно! Разница в розничной цене по сравнению с нормальными бензинами в несколько раз превышает разницу в себестоимости производства. К тому же применение таких бензинов, скажем, в Москве, рекомендовано на законодательном уровне - с целью улучшения экологической обстановки, ведь загрязнение деталей двигателя ведет еще и к увеличению вредных выбросов.
Детонация и как с ней бороться
Теперь никто и не вспомнит, с чьей легкой руки звуковое сопровождение детонации в автомобильных двигателях окрестили «звоном пальцев», хотя причина таких звуков иная. Само явление детонации - это предельно быстрое, взрывное сгорание топливовоздушной смеси при резком повышении давления и температуры. Еще одно заблуждение, что при детонации бензин самовоспламеняется в цилиндрах еще до срабатывания свечи зажигания. Нет, детонация происходит уже после того, как между электродами проскакивает искра, - когда фронт пламени от сработавшей свечи уже распространяется по камере сгорания. Во время интенсивного окисления углеводородов (горение - это и есть процесс окисления с выделением большого количества тепла) первичными продуктами являются нестойкие перекисные соединения, которые при высоких температуре и давлении самопроизвольно разлагаются с большим выделением тепла. По сути - взрываются. И если при нормальном горении смеси фронт пламени распространяется по цилиндру со скоростью 10-25 м/с, то при взрывном его скорость в несколько раз превышает скорость звука - 2000-2500м/с! Это чревато не только неприятным акустическим эффектом, порождаемым многократно отражаемой от стенок камеры сгорания ударной волной, но и колоссальными нагрузками на детали двигателя. Так, при детонации в первую очередь страдают поршни: деформируются канавки компрессионных колец, на кромках деталей появляются микросколы. А еще происходит срыв масляной пленки в первую очередь со стенок цилиндров, что вызывает сухое трение и,как следствие, повышенный износ.
Детонации подвержены как атмосферные двигатели, так и с наддувом, в которых степень сжатия меньше. А уменьшают ее как раз с учетом избыточного давления на впуске, которое создают турбина или компрессор.
Наиболее употребимый способ борьбы с детонацией - уменьшение угла опережения зажигания. В этом случае процесс распространения пламени в камере сгорания начинается позже, давление и температура не успевают достичь критических, вызывающих детонацию, значений. Если в былые годы угол опережения при появлении детонации нужно было корректировать вручную, то все современные моторы оснащаются датчиками детонации и электронными октан-корректорами. Как правило, на четырехцилиндровых моторах эти датчики устанавливаются в зоне цилиндра, который работает в наиболее напряженном температурном режиме - обычно это четвертый цилиндр. На моторах V6 или V8 используют два датчика. Двумя датчиками детонации оснащен и оппозитный двигатель H4 под капотом одного из наших «зачетных» автомобилей - Toyota GT86. Впрочем, октан-корректоры не гарантируют полного исключения детонации. Во-первых, они имеют ограниченные диапазоны корректировки угла опережения зажигания («детонационная» составляющая - в пределах 10 градусов), во-вторых, корректор уменьшает угол опережения ступенчато, с шагом в 2-3 градуса: если детонация не проходит, то угол будет изменен вновь. Причем современные блоки управления зажиганием позволяют корректировать угол опережения зажигания индивидуально для каждого цилиндра. Точно так же, ступенчато, происходит и увеличение угла опережения зажигания - когда меняется режим работы мотора, понижается температура воздуха или заливается более стойкий к детонации бензин. А оптимальный баланс мощности и топливной экономичности достигается как раз в приграничной области - если искра проскочит чуть раньше, то начнется детонация. И задача октан-корректора - «пройти» как можно ближе к этой границе.
Принцип работы электронного октан-корректора
Датчик детонации — это по сути микрофон. Когда октан-корректор фиксирует характерный для детонации рост амплитуды колебаний (диаграмма слева), угол опережения зажигания уменьшается. Как правило, изменение происходит с шагом в два-три градуса, поэтому при резком увеличении подачи топлива, особенно при малой скорости вращения коленвала, когда детонация наиболее вероятна, изменение угла опережения зажигания может затянуться на несколько тактов. Затем начнется обратный процесс: угол опережения зажигания будет постепенно увеличиваться. Оптимальный же момент зажигания (диаграмма справа) — на той грани, за которой начнется детонация: в этом случае будет обеспечено наилучшее соотношение между отдачей двигателя (крутящим моментом) и расходом бензина
Октановое число
Октановое число (ОЧ), характеризующее стойкость бензина к детонации, определяется с помощью специального одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия. Физический смысл октанового числа - это процент содержания изооктана в смеси изооктана и н-гептана с эквивалетной детонационной стойкостью. Существует два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский, - хотя моторная установка используется та же. При моторном методе нагрузки выше, а получаемое значение октанового числа ниже. Так, одно время у нас продавался один и тот же бензин, но под разными марками - А-76 и АИ-80: в первом случае указано ОЧ по моторному методу, а во втором - по исследовательскому, на что и указывает буква «И». Сейчас в основном применяется маркировка, соответствующая исследовательскому методу: АИ-80, АИ-92, АИ-95 или АИ-98, хотя в паспорте качества, прилагаемом к каждой партии бензина, поступающей на АЗС, указывается ОЧ и по моторному методу.
Во многих странах Европы октановое число не упоминают в маркировке бензина. Обычно это либо Super (аналог АИ-95), либо Super Plus (АИ-98). Реже встречается Regular с октановым числом 91, зато все чаще появляются бензины с примесью этанола (Super E10, то есть до 10% этанола), а так же «спортивные» бензины Ultimate, V-Power с октановым числом 102.
В США иной подход к маркировке бензина: там указывают так называемый индекс октанового числа (Anti-Knock Index, AKI), который представляет собой среднее арифметическое между ОЧ по моторному и исследовательскому методам. Если на колонке стоят цифры 89 или 90 - это аналог нашего бензина АИ-95.
Обычно требования к топливу указываются на обратной стороне лючка бензобака, но не поленитесь заглянуть в инструкцию по эксплуатации — там, как в случае с Тойотой, может быть дополнительная информация
Разбираемся, что такое детонация и как ее победить?
Что позволяет современным бензиновым двигателям работать без особых проблем на топливе с разным октановым числом? Откуда такая всеядность — и почему нынешние двигатели почти равнодушны к детонации?
Детонация стала самым страшным врагом инженеров сразу после изобретения двигателя внутреннего сгорания в XIX веке. Для большей отдачи увеличивали степень сжатия, вслед за которой росли давление и температура смеси в цилиндре в конце такта сжатия, — и после подачи искры топливовоздушная смесь детонировала. То есть воспламенялась практически мгновенно по всему объему камеры сгорания: этакий мини-взрыв, разрушающий детали двигателя.
Проблему усугубило появление наддува: сперва на авиационных моторах (в годы Первой мировой войны), а затем и на автомобильных. Чем выше давление в цилиндре, тем больше мощность — но и склонность к детонации тоже возрастает. Конструкторам пришлось уменьшать степень сжатия и применять высокооктановый бензин, но этого было недостаточно.
Оставалось регулировать угол опережения зажигания. Ведь чем позже проскакивает искра, тем медленнее растет давление в цилиндре, да и его пик меньше — а значит, снижается вероятность детонации.
Но вот незадача: мощность двигателя при этом тоже уменьшается. Так что в предельных режимах — например, на взлете, когда необходима максимальная отдача, — с детонацией боролись… с помощью обычной воды! Ее впрыскивали во впускной коллектор, она испарялась в камере сгорания, снижая температуру топливовоздушной смеси, — и предотвращала детонацию.
Тем временем химики тоже не сидели без дела. В 1921 году сотрудники компании General Motors Чарльз Кеттеринг и Томас Мидгли обнаружили, что добавление химического соединения под названием тетраэтилсвинец в бензин существенно повышает его антидетонационную стойкость — иными словами, увеличивает октановое число. Через пару лет в GM вместе с компанией DuPont наладили промышленное производство этой добавки к бензину под маркой Этил — намеренно не упоминая слова «свинец». Ведь этот тяжелый металл вызывает опасные отравления.
Экологи начали бить тревогу с конца 60-х годов, а в 1973 году в американском Агентстве по защите окружающей среды (EPA) подготовили первый акт о запрете этилированного топлива. Но его дешевизна и усилия лоббистов химической и автомобильной промышленности были настолько велики, что заметно уменьшить использование тетраэтилсвинца в Штатах удалось только к началу 90-х. Помогло то, что тетраэтилсвинец «отравлял» каталитическое покрытие сот нейтрализаторов и препятствовал их внедрению в качестве систем очистки отработавших газов.
В конце концов тетраэтилсвинец запретили. В США — с 1996 года, в Евросоюзе — с 2000. У нас этилированный бензин нельзя производить и распространять с 2003 года. К сожалению, в слаборазвитых государствах, таких, как Алжир, Ирак, Северная Корея и Афганистан, это ядовитое топливо все еще в ходу.
Да и не был этилированный бензин панацеей — двигателисты не оставляли попыток придумать иное средство для борьбы с детонацией. Например, на купе Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года турбомотор (!) V8 3.5 мощностью 218 л.с. с высокой даже по нынешним меркам степенью сжатия 10,25:1 был оснащен системой впрыска смеси воды и метанола! Спирт был нужен, для того чтобы защитить систему от замерзания в холодное время года. В 1978 году аналогичный впрыск воды применила и шведская компания Saab, выпустившая ограниченной серией трехдверку 99 Turbo S.
Но эти модели были настоящим эксклюзивом, а большинство автолюбителей в 60-е и 70-е годы боролись с детонацией самостоятельно.
Как? Прислушиваясь. Зазвучал знакомый «металлический» детонационный звон — значит, либо на улице стало очень жарко (высокая температура окружающего воздуха — верный союзник детонации), либо бензин в баке ненадлежащего качества. Нужно было открыть капот и подкрутить специальное регулировочное колесико на трамблере — так называемый октан-корректор — в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Если водитель все делал правильно, то детонация исчезала. А заводская настройка угла опережения зажигания, разумеется, была очень мягкой: чтобы даже в тяжелых условиях, например, в жарком климате и при полной загрузке автомобиля, исключить риск детонации.
В 1970-х начался массовый переход с карбюраторного смесеобразования на впрыск топлива, а контактные системы зажигания приготовились уступить место электронным. И вскоре появилась возможность менять угол опережения зажигания оперативно: то есть воспламенять смесь каждый раз как можно раньше, но не переходить границу, за которой возникает детонация.
Но как нащупать эту грань? Точно так же, как это делали водители, — услышать!
Одной из первых компаний, которой удалось это сделать, оказалась Toyota. В 1980 году японские инженеры закрепили на блоке цилиндров двухлитровой «шестерки» с турбонаддувом серийного седана Crown датчик детонации — своего рода микрофон. В основе его работы и по сей день лежит пьезоэффект — появление разности потенциалов между поверхностями пьезоэлектрика при его деформации. При детонации в камере сгорания образуются волны давления, вызывающие вибрацию стенок блока, а значит, и деформацию пьезоэлектрика.
Беда в том, что при работе двигатель издает множество других шумов, из которых нужно вычленить именно детонационный. Оказалось, что частота пагубных вибраций зависит от диаметра цилиндра, то есть на конкретном моторе она является относительно постоянной величиной, находящейся в диапазоне 5—7 кГц. А пьезодатчик подбирался таким образом, чтобы при детонации в нем возникал резонанс — и блок управления узнавал об этом по увеличению напряжения. Такой датчик назвали резонансным.
Итак, инженеры научились определять детонацию, причем сразу же индивидуально в каждом цилиндре, — на небольших рядных моторах для этого достаточно иметь всего один пьезодатчик. Осталось «зашить» в блок управления алгоритм, по которому при возникновении детонации будет изменяться угол опережения зажигания. Как он работает?
Представим, что после очередной искры в камере сгорания возникла детонация. Тогда в следующем для этого цилиндра цикле искра будет подана на определенное количество градусов позже. Если детонация продолжается, то угол опережения зажигания уменьшается еще раз. Наконец, когда «звон» удалось побороть, выбранный угол удерживается в течение некоторого количества циклов. А затем он начинает увеличиваться, но с меньшим шагом: как бы аккуратно подбираясь к той самой границе, за которой вновь начнется детонация.
На моторах с наддувом ключевое влияние на детонацию оказывает не только угол опережения зажигания, но и давление наддува. Интересно, что на первом европейском автомобиле с системой контроля детонации — Saab 900 Turbo APC 1982 года — осуществлялась именно регулировка «буста», а не угла.
Шло время, и у датчиков детонации резонансного типа обнаружились недостатки. Во-первых, инженеры были вынуждены подбирать их для каждого конкретного мотора. Во-вторых, частота детонации все-таки не постоянна: датчик резонансного типа настраивали на наиболее тяжелый режим работы двигателя. Но ведь смесь может детонировать в более широком диапазоне. Как бы выявить и эту детонацию?
Выход нашли: в конце 80-х появился универсальный широкополосный пьезодатчик. Он подходил практически к любому двигателю и «слушал» весь его шум, а блок управления путем хитрой обработки раскладывал сигнал датчика на гармоники и находил в них детонационные компоненты. Так моторы научили не бояться низкооктанового бензина. Например, большинство двигателей BMW рассчитано на работу в широком диапазоне октанового числа топлива — от 92 до 98: все благодаря современным датчикам детонации и высокопроизводительным процессорам блоков управления.
Конечно, меру нужно знать: нельзя залить в бак АИ-80 вместо АИ-95. Дело в том, что базовый угол опережения зажигания можно уменьшать лишь на 10—15 градусов по углу поворота коленвала, не более. Иначе большая часть смеси будет сгорать на такте расширения, из-за чего упадет мощность, и двигатель перегреется.
В 1994 году у пьезодатчиков появилась интересная альтернатива. На турбомоторах автомобилей Saab 9000 дебютировала система управления двигателем Trionic, в которой детонация определялась по величине ионного тока между электродами свечи зажигания, но широкого распространения такая система не получила, поэтому о ней — отдельный рассказ.
Сейчас большинство современных автомобилей, включая отечественные, оснащается именно широкополосными пьезодатчиками. Важно помнить: если на моторе имеется несколько таких датчиков, то ни в коем случае нельзя менять их местами на блоке цилиндров, поскольку двигатель не сможет нормально контролировать детонацию.
А что если датчик выйдет из строя? Ничего страшного: блок управления двигателем зафиксирует в памяти ошибку, на приборной панели загорится лампа «check engine», и контроль детонации прекратится. А угол опережения зажигания для безопасности «откатится» в позднюю сторону — мотор будет работать по аварийному алгоритму. Кстати, работоспособность датчика детонации легко проверить: нужно подключить к нему вольтметр, и если при постукивании по корпусу прибор показывает скачки напряжения, значит, датчик исправен.
Двигателисты меж тем и не думали останавливаться на достигнутом: они отодвигали дальше саму границу возникновения детонации. Как? Используя комплексный подход. Алюминий вместо чугуна в качестве материала для блоков цилиндров и головок: теплопроводность крылатого металла больше, а значит, детали мотора быстрее принимают на себя тепловую энергию сгорания — и температура в цилиндре уменьшается. В 2000-х начал набирать популярность непосредственный впрыск бензина: при испарении топлива прямо в камере сгорания температура внутри нее также снижается. Например, концерну Volkswagen при переводе атмосферного мотора 1.4 на модели Lupo (2000 г.) с распределенного впрыска на непосредственный удалось увеличить степень сжатия с 10,5:1 до 11,5:1.
Немаловажную роль в борьбе с детонацией играет и система охлаждения двигателя. Тот же Volkswagen на современных моторах использует сложнейшую систему терморегулирования, в которой работают два контура с разной температурой антифриза: тот, что холоднее, омывает головку блока цилиндров для лучшего отвода тепла.
Напоследок — любопытный факт: алгоритм, по которому регулируется угол опережения зажигания при возникновении детонации, практически не изменился с 80-х. Однако сами системы управления двигателем сделали гигантский шаг вперед. Но устройство и принцип работы электронных блоков управления — это отдельный вопрос, к которому мы как-нибудь вернемся.
| Количество датчиков детонации на разных моторах | |
| Число и расположение цилиндров | Количество датчиков |
| 3, в ряд | 1 |
| 4, в ряд | 1 или 2 |
| 4, оппозитно | 2 |
| 5, в ряд | 2 |
| 6, в ряд | 2 или 3 |
| 6, оппозитно | 2 |
| 6, V-образно | 2 |
| 8, V-образно | 2 или 4 |
| 10, V-образно | 4 |
| 12, V-образно | 6 |
Что происходит в цилиндре при детонации?
Детонацию часто путают с таким явлением, как калильное зажигание, которое означает, что смесь воспламеняется не от искры, а от перегретых элементов в камере сгорания. Но детонация возникает уже после подачи искры, причем в наиболее удаленном от свечи зажигания месте — у горячих стенок цилиндра. Пока фронт пламени распространяется по камере сгорания, смесь на периферии успевает слишком сильно нагреться, а затем она подвергается интенсивному сжатию фронтом пламени. И если давление и температура оказываются выше критических, то смесь на периферии самовоспламеняется и сгорает с огромной скоростью — фактически взрывается с резким местным повышением температуры и образованием мощной ударной волны. Отражаясь от стенок камеры сгорания, ударная волна формирует новые очаги воспламенения. Локальные давления в цилиндре могут достигать величины 150—200 атмосфер, что грозит деталям двигателя серьезными повреждениями.
Факторы, способствующие детонации
— Высокая степень сжатия
— Слишком раннее зажигание
— Высокая нагрузка на двигатель
— Высокая температура воздуха на впуске
— Высокое давление наддува
— Низкое октановое число топлива
— Высокая температура деталей в камере сгорания
— Обильный нагар в цилиндрах
95-ый при температуре окружающего воздуха 20-21 гр:
А вот 100-ый при 24-27гр:
При температуре окружающего воздуха более 20гр уже есть смысл заливать 100-ой бензин.
98-ого на ближайших заправках нет ((
А вот 100-ый при 24-27гр:
При температуре окружающего воздуха более 20гр уже есть смысл заливать 100-ой бензин.
98-ого на ближайших заправках нет ((
Последнее редактирование:
Admin
Administrator
- Сообщения
- 3,225
- Реакции
- 3,235
- Адрес
- Россия, Москва
- Авто
- VW Touran 1.6 MPI BSE 2008, VW Tiguan 2.0 TDI DBGC 2018
@Admin, ну откаты, это значит датчики детонации срабатывают, а детонация же не только на ресурс свечей влияет, но и на ресурс поршней.
Хотя откат -3гр это не много, но самих откатов много ((
Хотя если сравнить вот с этой картинкой из этого поста, то у меня на 95-ом откатов ещё мало ))
Для наглядности за тот же промежуток времени:
Хотя откат -3гр это не много, но самих откатов много ((
Хотя если сравнить вот с этой картинкой из этого поста, то у меня на 95-ом откатов ещё мало ))
Для наглядности за тот же промежуток времени:
Последнее редактирование:
Admin
Administrator
- Сообщения
- 3,225
- Реакции
- 3,235
- Адрес
- Россия, Москва
- Авто
- VW Touran 1.6 MPI BSE 2008, VW Tiguan 2.0 TDI DBGC 2018
Tugrik
Мастер-советчик
Раньше ездил на 95-м бензине от Neste, не доехал до заправки, решил попробовать 100-й от Газпромнефти (думал, что-то лучше от этого станет). Впечатления не очень. Субъективно машина ехать стала даже похуже, а расход на одном и том-же маршруте в одно и то-же время примерно в сходных условиях вырос с 5.7л/100км до 6.2л/100км... 
Admin
Administrator
- Сообщения
- 3,225
- Реакции
- 3,235
- Адрес
- Россия, Москва
- Авто
- VW Touran 1.6 MPI BSE 2008, VW Tiguan 2.0 TDI DBGC 2018
@GarrykGao,
1) Запись данных - должна стоять галка.
2) Показатели - Совмещенный - Детонация коррекции УОЗ #1 - #4 (вар. 1) включить. Так же можно включить температуру масла и наружную температуру. Много не включайте, чем больше включите показателей, тем реже их опрос.
3) Нажимаете ОК. Начали рисоваться графики - запись пошла. Можно выключить экран.
4) После того как записали, отключаемся от ELM, чтоб корректно графики записались в файл.
5) Через Запись данных они будут доступны.
Ну и более подробно тут https://www.carscanner.info/ru/records/
1) Запись данных - должна стоять галка.
2) Показатели - Совмещенный - Детонация коррекции УОЗ #1 - #4 (вар. 1) включить. Так же можно включить температуру масла и наружную температуру. Много не включайте, чем больше включите показателей, тем реже их опрос.
3) Нажимаете ОК. Начали рисоваться графики - запись пошла. Можно выключить экран.
4) После того как записали, отключаемся от ELM, чтоб корректно графики записались в файл.
5) Через Запись данных они будут доступны.
Ну и более подробно тут https://www.carscanner.info/ru/records/
минут 10 на прогретом двигателе (смотреть температуру масла, а не ОЖ на панели приборов)
Просто потом сравните откаты на разных бензинах при разных температурах воздуха за один и тот же промежуток времени. Где их меньше, там лучше и заправляться.
@GarrykGao, откаты УОЗ всегда в минус. В + их просто нет.
