Какие процессы происходят в цилиндрах бензинового двигателя



Бензин – основное моторное топливо. Предварительно сжатая смесь паров бензина и воздуха, поджигаемая в двигателе электрической искрой, горит с высвобождением энергии, часть которой с помощью поршня превращается в механическую. Смесь сгорает быстро, и при этом образуются углекислый газ, вода и продукты неполного окисления (в том числе угарный газ).


Как октановое число характеризует свойства топлива



Различные виды топлива для бензиновых двигателей могут иметь разные свойства. С одними из них мотор работает хорошо, а с другими стучит. Это значит, что сгорание происходит слишком быстро, и вместо равномерного горения произошла детонация, что приводит к неравномерному распределению энергии в сжатом пространстве. К примеру, гептан CH3(CH2)5CH3 – непригодное топливо, а 2,2,4-триметилпентан («изооктан»), напротив, обладает уникальными в этом плане свойствами. На основе двух этих соединений выстраивается шкала октановых чисел: гептану присвоено нулевое значение, а «изооктану» – 100. Свойства бензина, имеющего по этой шкале октановое число 90, похожи на смесь, в которой 90% «изооктана» и 10% гептана. Чем выше октановое число топлива (у некоторых соединений оно может быть больше 100), тем оно качественнее.

Бензин, получаемый простой перегонкой из нефти и имеющий октановое число 50-55, непригоден для использования в двигателях. Топливо более высокого качества, с октановым числом от 70 до 80, получают при крекинге. Для получения топлива с октановым числом выше 90, требуемого для современных двигателей внутреннего сгорания, применяют риформинг и алкилирование.

Что такое крекинг углеводородов



Крекинг – это гомолитический разрыв углерод-углеродных связей в молекулах углеводородов. Он заключается в нагревании высших алканов до высоких температур без доступа воздуха. Это приводит к их расщеплению на алкены и низшие алканы. Например, при крекинге н-гексана C6H14 могут образовываться бутан и этен, этан и бутен, метан и пентен, водород и гексен. Разрыв может быть термическим и каталитическим.

Что происходит при риформинге и алкилировании



Риформинг – это каталитическая изомеризация неразветвленных или малоразветвленных алканов. Более разветвленные алканы, получаемые путем изомеризации, имеют большие октановые числа.

Алкилирование представляет собой объединение алкенов и низших алканов в высшие разветвленные. Эта ионная реакция протекает при нагревании и катализируется неорганическими кислотами – например, серной.