В поршневых двигателях с искровым зажиганием распыленное жидкое топливо смешивают в карбюраторе с воздухом, сжимают топливно-воздушную смесь и воспламеняют ее от искры.

Поршневые двигатели с искровым зажиганием являются основным типом автомобильных двигателей и широко применяются в авиации. Бензин, ис­пользуемый в качестве топлива в двигателях этого типа, должен начинать испаряться при низкой температуре порядка 40е С и полностью выкипать при температуре, не превышающей 200—205° С. Экономичность работы порш­невых двигателей с искровым зажиганием в большой степени зависит от допускаемой степени сжатия топливно-воздушной смеси, лимитируемой воз­можностью самовоспламенения сжатой смеси и возникновения детонационно­го горения. Поэтому бензин, применяемый для автомобильных и в особенно­сти для авиационных двигателей, должен обладать сравнительно высокой температурой самовоспламенения и антидетонационной стойкостью.

Антидетонационная стойкость бензина в большой степени зависит от его компонентного состава. Температура самовоспламенения и антидетонацион­ная стойкость углеводородов снижаются с увеличением длины цепочки угле­водородных атомов, состоящей из групп СН2, и возрастают с увеличением чис­ла групп СН3, а также при циклическом строении углеводородов и в особенно­сти при наличии в них бензольных ядер. Так, температура самовоспла­менения метапа в воздухе при атмосферном давлении превышает 650°, тем­пература воспламенения октана составляет около 270° Весьма высокой тем­пературой воспламенения (выше 700°) обладает бензол. В соответствии с этим минимальной антидетонационной стойкостью в условиях использования в карбюраторных двигателях обладают парафиновые углеводороды нормаль­ного строения с числом атомов углерода в молекуле более шести. Значитель­но большей антидетонационной стойкостью характеризуются парафиновые углеводороды разветвленного строения с повышенным числом групп СН3 и ароматические углеводороды. Нафтеновые углеводороды (цикланы) зани­мают промежуточное положение. Их антидетонационная стойкость выше, чем алканов нормального строения с равным числом атомов углерода в молекуле, по ниже, чем изопарафиновых и ароматических. Для сопоставления и оцен­ки антидетонационной стойкости различных углеводородов и моторного топ­лива введена характеристика «октановое число». При введении этой характе­ристики за нуль принята антидетонационная стойкость нормального гепта­на (С7Н16) с пятью группами СН2 в молекуле

СН3-СТТ2-СГТ2-СП2-СН2-СП2 -СН3,

А за сто—изооктана (С8Н18) следующего строения:

СНз СНз

I I

СНз—С——————————— СН2 СН СНз.

I

Если октановое число углеводорода или моторного топлива равно, напри­мер, 70, то это означает, что его антидетонационная стойкость соответствует смеси, состоящей из 70% изооктана и 30% нормального гептана. В табл. 79 приведены октановые числа углеводородов различных гомологических рядов [127].

Компонентный состав бензина в большей степени зависит от метода его производства.

Авиационные бензины с высоким содержанием изоларафиновых и арома­тических углеводородов и малым содержанием недостаточно стойких непре­дельных углеводородов получают на базе бензинов прямой гонки, очищенных бензинов каталитического крекинга и риформиига с добавлением высокоок­тановых продуктов алкилирования. Октановое число авиационных бензинов достигает 100.

Автомобильные бензины с октановым числом порядка 70—80 получают в основном на базе продуктов термического и каталитического крекинга и ри — форминга. При этом в автомобильных бензинах содержится 20—30% непре­дельных углеводородов [128].

Октановое число бензина повышают путем введения аптидетоаациоппых присадок, содержащих тетраэтилсвинец [РЬ (С2Н5)41 (этилированный бен­зин).

Во избежание коррозии двигателей в бензине должно содержаться мини­мальное количество серы (в авиационном бензиие до 0.05%, в автомобиль­ном — до 0,15%).

Средний элементарный состав бензина: 85,0% С, 14,9 II, 0,05 S и 0,05 О — f — — f — N. Низшая теплота сгорания бензина около 10450 ккал/кг, жаропроизво — дительность £тах ~ 2080°; С02шах: бензина около 14,8%. В табл. 80 при­ведены соотношения С02 и 02 в продуктах полного сгорания бензина, а также значения коэффициентов избытка возбуха ос и коэффициента разбавления сухих продуктов сгорания h для различных составов продуктов полпого сгорания [Р].

Потери тепла с уходящими газами у2 при сжигании бензина можно под­считать по формуле

= 0,01 (гу. г (ХХ.1)

Значения величины Ъ для бензина приведены в табл. 81. Потери тепла вслед­ствие неполного сгорания бензина можно подсчитать по формуле

45СО + 40Нг + 13ССН1 л/ у

= С02 + С0 + СН4 %* (ХХ-2)