Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 12. 20 mars 1956 - Avsättningar i bensinmotorers förbränningsrum, av EBr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 mars 1956
261
Avsättningar i bensinmotorers
förbränningsrum
621.43.019.7
Under senare år har man med hjälp av modern
laboratorieutrustning och nya metoder (elektronmikroskop,
radioaktiv spårteknik, katodstrålindikatorer m.m.) kunnat
lösa en hel del av de med avsättningarna i
bensinmotorernas förbränningsrum förknippade problemen, såsom
deras uppkomst och beskaffenhet, deras verkan under
olika förhållanden och beroende av bränslets och
smörjoljans beskaffenhet. Härigenom ökas möjligheterna att
förbättra motorernas verkningsgrad, som hittills i hög
grad försvårats genom av avsättningarna uppkommande
glödtändningar och ökade oktankrav på bränslet.
Avsättningarnas beskaffenhet och uppkomst
Försmutsningen eller avsättningarna i motorns
förbränningsrum härrör från bränslet och smörjoljan, varjämte i
relativt ringa grad även tillkommer föroreningar från
mo-torslitningen och insugningsluften. Även ingår en mindre
mängd vatten och icke omvandlad smörjolja, särskilt i de
mjukare avsättningarna. De någorlunda fasta
beståndsdelarna i skiktet närmast metallväggarna utgörs av kol
(sot), polymeriserade oxidationsprodukter ("gums") och
hartser (krackprodukter), vilka tillsammans bildar en
starkt adhesiv och asfaltliknande massa, som lätt fastnar
vid metallytor och binder blysalter från den etyliserade
bensinen. Analyser visar hög kolhalt och syrehalt samt
ringa halt väte. Ingående molekyler är relativt tunga och
starkt reaktiva. Typiska avsättningar består till 5—15
vikt-°/o av sådant material, medan resten utgörs av
sot-blandade blyföreningar.
Avsättningarnas mängd beror utom på bränslets och
oljans beskaffenhet i väsentlig grad på driftförhållandena
och även på motorns konstruktion (Tekn. T. 1953 s. 517).
Bensiner med hög kokpunkt, särskilt de som innehåller
aromater, ger särskilt tjocka avsättningslager. Dessa
innehåller större mängder sot och hartser, om de bildats vid
låga motorbelastningar, vid vilka de icke så lätt förångas
och brinner bort. Blyföreningarna varierar även med
driftförhållandena och de därav betingade temperaturerna i
motorn. Spektralanalys av avsättningarna har visat
förekomst av upp till ett tiotal olika, mer eller mindre
komplexa blyföreningar (Tekn. T. 1954 s. 366).
Av dessa har de enkla halogensalterna (klorider och
bro-mider) eller blandningar av dessa relativt låga
smältpunkter, medan blyoxibromider och blyoxiklorider samt i
synnerhet de vid hög drifttemperatur bildade blysulfaten och
blyoxisulfaten har väsentligt högre smältpunkter.. De relativt
lättförångade enkla halogensalterna förekommer särskilt i
avsättningarnas mellanlager, mellan det innersta tämligen
blyfattiga harts- och sotlagret intill metallytan och det
yttre lagret med mera svårsmälta blysalter. Självfallet är
gränserna mellan dessa "lager" icke markerade.
De svårsmälta blysalterna bildas företrädesvis vid höga
drifttemperaturer, orsakade av långvariga perioder med
stor belastning men även av att avsättningarnas tjocklek
blivit stor. Härvid bildas först blyoxid som en
mellanprodukt vid förbränningen. Den är starkt reaktiv och bildar
lätt salter med brom- och klorväte vid alla temperaturer
upp till ca 600°C. Reaktioner med svavelsyra i
förbränningsgaserna uppkommer däremot ej, förrän temperaturen
är minst 300°C. Vid dessa höga temperaturer bildas då
blysulfat och blyoxisulfat. Detta ur avsättningssynpunkt
yttre lager innehåller ganska lite sot, är i regel betydligt
ljusare än de underliggande lagren och har ofta en sintrad
eller pulveraktig konsistens. Prov har gjorts med en
en-cylindrig laboratoriemotor över drifttidens inflytande på
de olika blyföreningarnas uppkomst, fig. 1.
Smutsbildningens fortvarighetstillstånd
Avsättningslagret växer med drifttiden men vid en viss,
av flera faktorer beroende maximitjocklek uppstår ett
slags fortvarighetstillstånd, då avsättningarnas nybildning
och sönderfall ungefär kompenserar varandra. För
ordinära personbilar, som körs med blybensin, kan man räkna
med en ökning av avsättningslagrets tjocklek under 600—
1 000 mil vanlig körning, varefter tillväxten upphör.
Orsaken till tjockleksbegränsningen är flyktighet, avflagning
och avpulverisering.
Flyktigheten medför, att någon ökning av mängden
bly-bromid vid temperaturer över ca 370°C och av blyklorid
över ca 420°C icke sker i motorn. Genom en radioaktiv
spårmetod har man konstaterat, att halogensyrorna i
gasform reagerar med blyoxiden, så att en avsevärd del av
den senare försvinner med utloppsgaserna vid tillräckligt
hög temperatur. Såsom nämnts har dock blyoxid
benägenhet att hellre förena sig med svavelsyra vid hög
temperatur.
Avflagningen ("flaking") medför att tämligen stora flagor
eller plattor skiljs från avsättningslagrets övre skikt och
därefter följer med utloppsgaserna. Denna effekt beror på
mekaniska och termiska påkänningar i avsättningslagret,
då kohesionskrafterna mellan partiklarna är större än
adhesionskrafterna relativt underliggande lager. Skiktets
yta "skrynklas" genom starka kohesionskrafter, och
sådan skrynkling uppstår vid sintring eller partiell
smältning.
Man har gjort försök i ugn med att utsätta ett
blyklorid-lager på metall för inverkan av en flamma. Ytan blev
därvid sintrad och glaserad, varjämte djupa sprickor uppstod.
När flamman togs bort och ytan kyldes, lyftes en större
eller mindre flaga upp liksom på ett gångjärn. Vid
upprepade dylika försök lossnade flagan. När blysaltlagret
anbringades på ett underlag av förkoksad olja på
metallytan, gick sprickorna vid upphettningen med flamman icke
ända ned till metallen utan endast till nämnda underlag,
och avflagningen blev ytligare. Anbringades ett underlag
av ett oljigt sot- och hartslager närmast metallen och ett
bly saltlager utanpå detta, uppkom visserligen genom
flamman en skrynkling av ytan, men någon avflagning
uppstod icke. Förhållandena torde ungefär motsvara dem som
råder i en bensinmotor under drift.
Avpulveriseringen ("flecking") sker under liknande
förhållanden men består endast i lösgöring av smärre par-
Referat av föredrag av J J Mikita och B M Sturgis vid Fjärde
Världspetroleumkongressen i Rom 1955 (Tekn. T. 1955 s. 248).
Fig. 1. Förändring av den kemiska sammansättningen i
avsättningarna i en bensinmotors förbränningsrum;
komplexa oxioxider och oxisulfater anges som PbO och PbSOt.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
