Влияние "ТС-16 ЭКО" на горение топлива. / The influence of the "TS-16 ECO" for fuel burning.


Для обеспечения сгорания в двигатель внутреннего сгорания небольшое количество топлива смешивается с поступающим воздухом. К сожалению, ДВС не может сжигать без остатка всё топливо, которое он использует. Вследствие этого двигатель выпускает побочные продукты сгорания в виде отработавших газов. Некоторые из этих побочных продуктов вредны и загрязняют воздух. Борясь с этой проблемой, изготовители автомобилей разработали устройства понижения токсичности выхлопа, которые ограничивают выброс этих вредных веществ или полностью устраняют его.


Сгорание


В процессе сгорания происходят несколько химических реакций. Одни соединения разрушаются, а новые соединения образуются. Управление процессом сгорания - это ключ к управлению всей работой и токсичностью выхлопа двигателя внутреннего сгорания.


Элементы процесса сгорания:


- Воздух

- Топливо

- Искра зажигания


Эти три элемента иногда упоминаются как "триада сгорания". Если один элемент триады отсутствует, сгорание невозможно. Двигатель внутреннего сгорания рассчитывается на объединение этих трех элементов, поддерживая полный контроль над процессом.


Воздух


Воздух состоит из атомов азота (N), кислорода (О) и других газов. Большую часть воздуха составляет азот, являющийся инертным, негорючим газом. Воздух не горит, но в нем содержится достаточное количество кислорода, что позволяет поддерживать сгорание.


Топливо


Бензин состоит из углеводородов, которые образуются в результате переработки сырой нефти. Углеводороды состоят из атомов углерода (С) и водорода (Н). В бензин добавляются различные химикаты, типа ингибиторов коррозии, красителей и очищающих средств. Эти химикаты называются присадками.


Тепло и давление, присутствующие в ДВС, могут заставить бензин, находящийся в камере сгорания, воспламениться раньше, чем генерируется искра зажигания. Это называется преждевременным воспламенением и более подробно описывается дальше. Октановое число бензина указывает на то, насколько хорошо он противостоит преждевременному воспламенению. Дополнительная очистка может способствовать увеличению октанового числа.


В настоящее время в регионах с чрезвычайно высоким уровнем загрязнения воздуха используется тип топлива, называемый улучшенным бензином (подвергнутым реформингу) (RFG). Такой бензин имеет специальные присадки, называемые окислителями, которые улучшают сгорание, увеличивают октановое число и уменьшают токсичность выхлопа.


Искра зажигания


В двигателе внутреннего сгорания воздух и топливо поступают в камеру сгорания, и затем генерируется искра зажигания, вызывающая сгорание. Перед зажиганием воздушно-топливной смеси двигатель нагревается и сжимает смесь. Нагревание помогает процессу смесеобразования, а сжатие увеличивает энергию, генерируемую при сгорании.



Процесс сгорания


В ДВС сгорание происходит в течение доли секунды (приблизительно в течение 2 миллисекунд). В этот момент разрушаются связи между атомами углерода и водорода. Разрушение связей приводит к высвобождению энергии в камере сгорания, толканию поршня вниз и инициированию вращения коленчатого вала.

После разделения атомов углерода и водорода они соединяются с атомами кислорода, содержащимися в воздухе. Атомы водорода объединяются с кислородом, образуя воду. Атомы углерода объединяются с кислородом, образуя двуокись углерода (углекислый газ).


Полное сгорание в двигателе внутреннего сгорания выражается формулой:


СН + О2 = Н2О + СО2


Другими словами: топливо + кислород = вода и двуокись углерода.



Абсолютно эффективный двигатель внутреннего сгорания на выпуске имел бы только воду (Н2О) и двуокись углерода (СО2), что соответствует данной выше химической формуле. Это означало бы, что все углеводороды в процессе сгорания разложились.

К сожалению, на практике дело обстоит не так.


Неэффективное сгорание - это главная причина наличия вредных веществ в выхлопе автомобиля. Эффективное сгорание ведет к наименьшей токсичности выхлопа. Эффективность сгорания увеличивается посредством корректировки соотношения "воздух/топливо".


Соотношение "воздух/топливо"


Инженеры-автомобилестроители определили, что токсичность выхлопа автомобиля можно уменьшить, если бензиновый двигатель работает с соотношением "воздух/топливо", равным 14.7:1. Технический термин известен как "стехиометрическое соотношение". Стехиометрическое соотношение означает химически правильную воздушно-топливную смесь, которая производит желаемую химическую реакцию, в ходе которой происходит полное сгорание топлива с желаемой токсичностью выхлопа.

Соотношение "воздух/топливо" 14.7:1 обеспечивает наилучшее управление всеми тремя компонентами (углеводороды, одноокись углерода и оксиды азота) при выпуске почти во всех условиях. Соотношение "воздух/топливо" также увеличивает эффективность каталитического нейтрализатора, который является частью системы выпуска автомобиля.


Бедная воздушно-топливная смесь


Обеднение воздушно-топливной смеси обычно вызывается неисправностью в двигателе. Обеднение - это состояние, когда двигатель получает слишком много воздуха или кислорода. Причиной слишком высокого уровня кислорода могут стать утечки вакуума или неисправная система подачи топлива.


Богатая воздушно-топливная смесь


Богатая воздушно-топливная смесь - это также указание на неисправность двигателя. Обогащение - это состояние, когда двигатель не может сжечь все топливо, которое вошло в камеры сгорания. Состояние обогащения может возникать в результате высокого давления топлива, проблем с опережением зажигания или низкой компрессии.


Аномальное сгорание


Имеются два типа аномального сгорания, которое может происходить в двигателе: детонация и преждевременное воспламенение.


Детонация - это неустойчивый процесс горения, который может вызывать неисправность прокладки головки цилиндров, а также и другие повреждения двигателя. Детонация возникает, когда в камере сгорания наблюдается перегрев и повышенное давление. Когда это происходит, создается взрывная сила, которая инициирует резкий рост давления в цилиндрах, сопровождаемый сильным металлическим стуком. Ударные волны, похожие на удары молотка, генерируемые при детонации, подвергают прокладку головки цилиндров, поршень, кольца, свечу зажигания и подшипники шатуна серьезным перегрузкам.


Преждевременное воспламенение - это другое аномальное состояние горения, которое иногда путают с детонацией. Преждевременное воспламенение имеет место, когда какая-либо точка в камере сгорания становится настолько горячей, что становится источником зажигания и заставляет топливо воспламеняться до генерирования искры зажигания. Оно может сделать свой вклад в детонацию или даже стать ее причиной.

Вместо воспламенения топлива в правильный момент времени, чтобы дать коленчатому валу плавный толчок в требуемом направлении, топливо загорается преждевременно. Это вызывает мгновенный обратный удар в тот момент, когда поршень пытается повернуть коленчатый вал в неправильном направлении. Этот удар вследствие напряжений, которые он создает, может быть очень разрушительным. Кроме того, преждевременное воспламенение может локализовать тепло до такой степени, что оно может частично проплавить или прожечь отверстие в головке поршня.


Токсичность выхлопа


Стехиометрическая воздушно-топливная смесь обеспечивает наилучший компромисс между динамическими характеристиками, экономичностью и токсичностью выхлопа.

При богатой воздушно-топливной смеси все топливо не сгорает. Поэтому увеличивается уровень выделений одноокиси углерода (CO) и углеводородов (CH). Бедная воздушно-топливная смесь может при сгорании генерировать повышенное количество тепла. Поэтому увеличивается содержание оксидов азота. Чрезмерно обедненная воздушно-топливная смесь в результате приводит к пропускам воспламенения. Это увеличивает выделения углеводородов.

Каталитические нейтрализаторы, которые химически нейтрализуют токсичные отработавшие газы, наиболее эффективны в очень узком диапазоне, близком к стехиометрическому соотношению.


Побочные продукты сгорания


Поскольку двигатель внутреннего сгорания не имеет абсолютной эффективности, в процессе сгорания генерируются три нежелательных побочных продукта:


- Одноокись углерода (СО)

- Углеводороды (СH)

- Оксиды азота (NOX)



Неполное сгорание вызывает выделение одноокиси углерода и углеводорода. Выделения углеводорода - это углеводороды, которые не разрушились в процессе сгорания. Одноокись углерода образуется, потому что не имеется достаточного количества атомов кислорода, чтобы связать углерод.


В идеальном случае азот должен проходить камеру сгорания неизменным. Но когда температура в камере сгорания достигает приблизительно 1 371 °С, атомы азота и кислорода связываются, образуя (NOX).

Химическая формула процесса сгорания, при котором образуются оксиды азота, выглядит следующим образом:


СH + О2 + N2 = Н2О + СО + NOX

Высокое содержание СО


Высокое содержание СО может быть вызвано такими факторами, как:


- Чрезмерно богатая воздушно-топливная смесь.

- Загрязнение воздушного фильтра.

- Выход из строя клапана PCV.

- Загрязнение топлива маслом.

- Заедание или протечки в топливной форсунке.


На исправном автомобиле с каталитическим нейтрализатором выделение одноокиси углерода обычно приближается к нулю. Содержание одноокиси углерода измеряется в процентах от полного объема в воздухе.


Высокое содержание СН


Высокое содержание СН может быть вызвано недостаточной эффективностью системы зажигания, неправильным опережением зажигания или неправильными фазами газораспределения, протечками вакуума, попаданием масла или низкой степенью сжатия. Доля углеводородов измеряется в количестве частиц на миллион.


Высокое содержание NOX


NOX генерируются при высокой температуре горения - выше 1 371 °С и обычно образуются, если температура горения не контролируется. Содержание оксидов азота измеряется в количестве частиц на миллион.


Влияние «ТС-16 ЭКО» на процесс горения.


Ключевую роль и "ноу-хау" в нашем продукте занимают активаторы горения «ТС-16 ЭКО». Активаторы горения - это вещества, ускоряющие окислительные реакции в топливной смеси в сотни раз, качественно и многократно изменяя количество атмосферного кислорода в топливной смеси, не изменяя при этом «стехиометрическое соотношение» воздуха и топлива, о котором мы упоминали ранее. Они способны существенно повысить полноту и качество сгорания различных видов топлива и не ослабляют своих активирующих свойств со временем. Также они не становятся частью компонентов, вступаемых в реакции между собой. Поэтому срок хранения нашей добавки «ТС-16 ЭКО» не ограничен временем, а физический, химический и фракционный составы топлива, после введения в них «ТС-16 ЭКО», остаются неизменными. Обработанное топливо также имеет повышенный инкубационный период и не склонно к расслоению.

Активаторы горения «ТС-16 ЭКО», внедряясь в топливо, способны эффективно дробить тяжелые, длинные и стойкие к воздействию молекулярные цепочки парафина, смол и другие на более лёгкие молекулярные цепочки и даже молекулы, а также качественно перемешивать и окислять разрозненные малогорючие частицы топлива, подготавливая их к глубинному сгоранию. Это приводит к началу их сжигания в камерах сгорания при более низких рабочих температурах, чем раньше.



В составе жидких углеводородов находится от 500 до 2500 различных компонентов. Одни компоненты (короткие цепочки углеводорода) сгорают при температуре ниже 1080 градусов, приводя в движение автомобиль путём передачи энергии на коленчатый вал, и таких в топливе около 60%. А вот длинные углеродные цепочки сгорать не успевают и превращаются в выхлопные газы СО, СН, NOx, CO2, SO2 и другие.


Многокомпонентное обработанное топливо становится гомогенным или однородным. Таким образом, активаторы «ТС-16 ЭКО» создают оптимальные условия для взаимодействия молекул кислорода с углеводородами, в результате чего полнота и скорость сгорания доокисленного топлива заметно увеличивается. Помимо этого в результате мягкой очистки камеры сгорания и ЦПГ от нагара и окалины исчезает эффект «калильного зажигания». Именно оно является главным препятствием на пути движению поршня в верхнюю мертвую точку. Клапанная система за счёт мягкой очистки становится герметичной, поршень, достигнув верхней мертвой точки, создаёт рабочую компрессию, а искра от свечи зажигания воспламеняет уже подготовленную к сгоранию однородную топливную смесь. В результате вспышка топливной смеси из очаговой превращается в объёмную. Заряженное топливо сгорает полнее, что приводит к закономерному повышению экономических и экологических характеристик нефтепродуктов.


Подводя итоги, можно отметить, что наша разработка позволяет комплексно решить главные экологические проблемы современного общества, позволяя обработанным нефтепродуктам дольше сохранять свои свойства и продолжать соответствовать стандартам ГОСТ, ТУ или Технического регламента РФ по которым они были изготовлены. Продукт способен улучшить качество сгорания любых товарных видов топлива, произведённых из нефти. При этом параметры выхлопных газов соответствуют экологическим нормам ЕВРО – 5, ЕВРО – 6 и другим перспективным низкосернистым видам топлива, даже в двигателях и с топливом класса ЕВРО – 3 и ниже.


Экологическая ситуация в мире оставляет желать лучшего. Около трети всего населения планеты проживает в местах с предельно допустимыми нормами концентрации опасных веществ в воздухе.

Транспортные выбросы оказывают отрицательное воздействие на почву, водоемы, и растения. Что касается людей, то автомобильные выбросы в атмосферу приводят к множеству заболеваний. Наиболее распространены онкологические, сердечно-сосудистые заболевания, а также различные болезни органов дыхания. Ежегодно токсические выбросы приводят к смерти около 300 тысяч человек, и это данные только по России.


Как бы то ни было, а экологическая ситуация в мире полностью в наших руках. Хочется верить, что усовершенствования в области автотранспортной промышленности избавит человечество от негативных влияний на окружающую среду, несмотря на растущую потребность в перевозках. Транспорт и экология могут и должны подружиться.



The influence of the "TS-16 ECO" for fuel burning.


Combustion process


Introduction


To ensure combustion in an internal combustion engine, a small amount of fuel is mixed with the incoming air. Unfortunately, an internal combustion engine cannot burn all of the fuel it uses without residue. Consequently, the engine releases combustion byproducts in the form of exhaust gases. Some of these byproducts are harmful and pollute the air. To combat this problem, vehicle manufacturers have developed emission control devices that limit or eliminate the emission of these pollutants.


Combustion


In the combustion process, several chemical reactions take place. Some compounds are destroyed and new compounds are formed. Controlling the combustion process is the key to controlling the entire operation and toxicity of the internal combustion engine exhaust.


Elements of the combustion process:


- Air

- Fuel

- Ignition spark


These three elements are sometimes referred to as the "combustion triad". If one element of the triad is missing, combustion is impossible. The internal combustion engine is designed to combine these three elements, maintaining complete control of the process.


Air


Air consists of atoms of nitrogen (N), oxygen (O), and other gases. Nitrogen, an inert, non-flammable gas, makes up the majority of air. Air does not burn, but it contains enough oxygen to support combustion.


Fuel


Gasoline consists of hydrocarbons, which are formed by refining crude oil. Hydrocarbons consist of carbon atoms (C) and hydrogen atoms (H). Various chemicals like corrosion inhibitors, dyes, and cleaners are added to gasoline. These chemicals are called additives.


The heat and pressure present in an internal combustion engine can cause the gasoline in the combustion chamber to ignite before the ignition spark is generated. This is called premature ignition and is described in more detail next. The octane rating of gasoline indicates how well it resists premature ignition. Additional purification can help increase the octane number.


In regions with extremely high levels of air pollution a type of fuel called reformulated gasoline (RFG) is now used. This type of gasoline has special additives called oxidizers that improve combustion, increase the octane number, and reduce exhaust toxicity.


Ignition spark


In an internal combustion engine, air and fuel enter the combustion chamber and then an ignition spark is generated, causing combustion. Before the air-fuel mixture is ignited, the engine heats up and compresses the mixture. Heating helps the combustion process, and compression increases the energy generated during combustion.



Combustion process


In the combustion engine, combustion occurs within a fraction of a second (about 2 milliseconds). At this point, the bonds between the carbon and hydrogen atoms are broken. Breaking the bonds leads to the release of energy in the combustion chamber, pushing the piston down and initiating the rotation of the crankshaft.

Once the carbon and hydrogen atoms are separated, they combine with the oxygen atoms in the air. The hydrogen atoms combine with the oxygen to form water. Carbon atoms combine with oxygen to form carbon dioxide (carbon dioxide).


Total combustion in an internal combustion engine is expressed by the formula:

СН + О2 = Н2О + СО2


In other words: fuel + oxygen = water and carbon dioxide



A perfectly efficient combustion engine would have only water (H2O) and carbon dioxide (CO2) in the exhaust, which corresponds to the above chemical formula. This would mean that all the hydrocarbons in the combustion process have decomposed. Unfortunately, this is not the case in practice.

Inefficient combustion is the main cause of harmful substances in car exhaust. Efficient combustion leads to the lowest emissions toxicity. Combustion efficiency is increased by adjusting the air/fuel ratio.


Air/fuel ratio


Automotive engineers have determined that vehicle exhaust toxicity can be reduced if the gasoline engine runs at an air/fuel ratio of 14.7:1. The technical term is known as "stoichiometric ratio." A stoichiometric ratio means a chemically correct air/fuel mixture that produces the desired chemical reaction that produces complete combustion of the fuel with the desired toxicity of the exhaust.

An air/fuel ratio of 14.7:1 provides the best control of all three components (hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides) at the exhaust under nearly all conditions. The air/fuel ratio also increases the efficiency of the catalytic converter, which is part of the vehicle's exhaust system.


Poor air-fuel mixture


Air/fuel mixture depletion is usually caused by a malfunction in the engine. Air/fuel mixture depletion is a condition where the engine gets too much air or oxygen. Oxygen levels that are too high can be caused by vacuum leaks or a defective fuel system.


Rich air-fuel mixture


A rich air-fuel mixture is also an indication of an engine malfunction. An enriched condition is one in which the engine cannot burn all the fuel that has entered the combustion chambers. An enriched condition can result from high fuel pressure, ignition timing problems, or low compression.


Abnormal combustion


There are two types of abnormal combustion that can occur in an engine: detonation and premature ignition.


Detonation is an unstable combustion process that can cause cylinder-head gasket failure as well as other engine damage. Detonation occurs when there is overheating and increased pressure in the combustion chamber. When this occurs, an explosive force is created that initiates a sharp increase in pressure in the cylinders, accompanied by a strong metallic knock. The hammer-like shock waves generated by detonation subject the cylinder-head gasket, piston, rings, spark plug, and connecting rod bearings to severe overloading.


Premature ignition is another abnormal combustion condition that is sometimes confused with detonation. Premature ignition occurs when a point in the combustion chamber becomes so hot that it becomes the source of ignition and causes the fuel to ignite before the ignition spark is generated. It can contribute to or even cause detonation.

Instead of igniting the fuel at the correct moment in time to give the crankshaft a smooth push in the desired direction, the fuel ignites prematurely. This causes a momentary backfire as the piston tries to turn the crankshaft in the wrong direction. This shock, due to the stress it creates, can be very destructive. In addition, premature ignition can localize heat to the point that it can partially melt or burn through the piston head bore.


Toxicity of the exhaust


A stoichiometric air-fuel mixture provides the best compromise between dynamic performance, economy and exhaust emissions.

When the air-fuel mixture is rich, all the fuel is not burned. Therefore, carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (CH) emissions increase. A lean air-fuel mixture can generate more heat during combustion. Therefore, the nitrogen oxides content increases. An excessively lean air-fuel mixture results in ignition skips. This increases hydrocarbon emissions.

Catalytic converters, which chemically neutralize toxic exhaust gases, are most effective in a very narrow range close to the stoichiometric ratio.


Combustion byproducts


Because the internal combustion engine is not absolutely efficient, three undesirable byproducts are generated during combustion:


- Carbon monoxide(СО)

- Hydrocarbons (СH)

- Nitrogen oxides(NOX)



Incomplete combustion causes release of carbon monoxide and hydrocarbon. Carbon monoxide emissions are hydrocarbons that have not been destroyed during combustion. Carbon monoxide is formed because there are not enough oxygen atoms to bind the carbon.

Ideally, nitrogen should pass through the combustion chamber unchanged. But when the temperature in the combustion chamber reaches about 1,371 °C, the nitrogen and oxygen atoms bind, forming (NOX).


The chemical formula for the combustion process that produces nitrogen oxides:


СH + О2 + N2 = Н2О + СО + NOX

The high content of CO


High CO can be caused by such factors as:


- Excessively rich air-fuel mixture.

- Сontamination of the air filter.

- PCV valve breakdown.

- Fuel contamination with oil.

- Jamming or leakage in the fuel injector.


In a serviceable vehicle with a catalytic converter, carbon monoxide emissions are usually close to zero. The carbon monoxide content is measured as a percentage of the total amount of carbon dioxide in the air.


The high content of CH


High CH can be caused by insufficient ignition efficiency, improper ignition timing or wrong timing, vacuum leaks, oil ingress, or low compression ratio. The hydrocarbon fraction is measured in number of particles per million.


High NOX content


NOX are generated at high combustion temperatures - above 1,371 °C and are usually generated if the combustion temperature is not controlled. Nitrogen oxides content is measured in number of particles per million.


Effect of "TS-16 ECO" on the combustion process.


The key role and "know-how" in our product is occupied by combustion activators "TS-16 ECO". Combustion activators are substances that accelerate oxidative reactions in the fuel mixture by hundreds of times, qualitatively and repeatedly changing the amount of atmospheric oxygen in the fuel mixture without changing the "stoichiometric ratio" of air and fuel, which we mentioned earlier. They can significantly improve the completeness and quality of combustion of various fuels and do not weaken their activating properties over time. They also do not become part of the components reacting with each other. Therefore, the storage life of our additive "TS-16 ECO" is not limited by time, and the physical, chemical and fractional compositions of fuel, after the introduction of "TS-16 ECO" remain unchanged. The treated fuel also has an increased incubation period and is not prone to stratification.


Combustion activators "TS-16 ECO", being introduced into fuel, can effectively crush heavy, long and resistant molecular chains of paraffin, resins and others into lighter molecular chains and even molecules, as well as qualitatively mix and oxidize dispersed small combustible fuel particles, preparing them for deep combustion. This leads to the initiation of their combustion in the combustion chambers at lower operating temperatures than before.



The multicomponent treated fuel becomes homogeneous or homogeneous. Thus, activators "TS-16 ECO" create optimal conditions for interaction of oxygen molecules with hydrocarbons, resulting in a noticeable increase in the completeness and rate of combustion of pre-oxidized fuel. In addition, as a result of soft cleaning of the combustion chamber and cylinder head from carbon deposits and scale, the "glow ignition" effect disappears. This is the main obstacle to the movement of the piston to the top dead point. The valve system becomes hermetically sealed due to soft cleaning, the piston, having reached the top dead point, creates working compression, and the spark from the spark plug ignites the homogeneous fuel mixture, already prepared for combustion. As a result, the fuel mixture combustion turns from focal to volumetric. Charged fuel burns more completely, which leads to a natural increase in economic and environmental characteristics of petroleum products.

Liquid hydrocarbons contain from 500 to 2500 different components. Some components (short chains of hydrocarbons) burn at temperatures below 1080 degrees, driving the car by transferring energy to the crankshaft, and these in the fuel is about 60%. But the long carbon chains do not have time to burn and turn into CO, CH, NOx, CO2, SO2 and other exhaust gases.


To conclude, it can be noted that our development allows to solve the main environmental problems of modern society in a comprehensive way, allowing treated petroleum products to preserve their properties longer and continue to meet the standards of GOST, TU or Technical Regulations of the Russian Federation according to which they were manufactured. The product is able to improve combustion quality of any commercial fuels produced from oil. At the same time the parameters of exhaust gases comply with environmental standards EURO - 5, EURO - 6 and other promising low-sulfur fuels, even in engines and with fuel class EURO - 3 and below.

The environmental situation in the world leaves much to be desired. About one-third of the world's population lives in places where the concentration of hazardous substances in the air is within permissible limits.


Transport emissions have a negative impact on soil, water bodies, and plants. As for people, vehicle emissions lead to a multitude of diseases. The most common are cancer, cardiovascular diseases, and various respiratory diseases. Every year toxic emissions lead to the death of about 300 thousand people, and this data only for Russia.


Be that as it may, the ecological situation in the world is entirely in our hands. We would like to believe that improvements in the field of road transport industry will spare mankind from negative effects on the environment, despite the growing need for transportation. Transport and ecology can and should become friends.

Связь

© Copyright 2021 ООО Эко-Транс