Требования двигателя определяются с помощью первичных эталонов — смеси изооктана и гептана. Октановое число этой смеси определяется содержанием изооктана и не зависит от условий испытаний и режима работы двигателя. Однако исследование антидетонационных свойств автомобильных бензинов на одноцилиндровых установках и на полноразмерных двигателях при различных режимах работы показало, что бензины, различающиеся по углеводородному составу, по-разному реагируют на изменение режима испытаний и соответственно их антидетонационные свойства зависят от режима работы двигателя. Выше уже отмечалось, что октановые числа бензинов, определенные на различных режимах (исследовательский и моторный методы), могут различаться на 10—15 пунктов, т.е. бензины обладают различной «чувствительностью» к режиму работы двигателя. Для количественной оценки чувствительности топлив пользуются разностью октановых чисел, определенных исследовательским и моторным методами.
При использовании чувствительного бензина в двигателе его фактическая детонационная стойкость зависит от жесткости режима работы двигателя. Под жесткостью режима понимается не один какой-либо параметр, а совокупность ряда параметров, влияющих на оценку антидетонационных свойств.
Для количественной оценки предложено условно детонационную жесткость автомобильного двигателя выражать через детонационную жесткость режима работы по исследовательскому и моторному методам. Величина детонационной жесткости двигателя на данном режиме Ж определяется по формуле
Ж =  ОЧИМ-ФОЧ очим-очмм
где очмм, очмм и ФОЧ — соответствующие октановые характеристики чувствительного топлива.
Детонационная жесткость моторного метода условно принята равной 10 единицам, а исследовательского — нулю. Таким образом, в двигателе с детонационной жесткостью, равной 10, фактические октановые числа бензинов будут равны ОЧММ, а при жесткости, равной 0, — ОЧИМ. Если жесткость режима двигателя больше 10, то фактические октановые числа бензинов будут на этом режиме меньше их ОЧИМ, а если жесткость меньше 0, то фактические октановые числа будут больше, чем их ОЧИМ.
Исследования показали, что с увеличением числа оборотов жесткость двигателей возрастает. Увеличение степени сжатия вызывает снижение жесткости, а увеличение температуры воздуха приводит к незначительному ее повышению.
Детонационная жесткость является важным критерием оценки совершенства конструкции автомобильного-двигателя, так как двигатели с малой жесткостью позволяют лучше использовать антидетонационные свойства чувствительных топлив. Следует иметь в виду, что большинство современных и перспективных автомобильных бензинов имеют довольно высокую чувствительность, доходящую до 10—12 единиц.
Для оценки совершенства двигателей по их антидетонационным требованиям предложено пользоваться двумя дополнительными безразмерными критериями — детонационным индексом ДИ и индексом использования в двигателе детонационной стойкости топлив ИДС. Эти показатели позволяют сопоставить результаты детонационных испытаний данного двигателя со среднестатистическими данными для двигателей такой же размерности.
Детонационный индекс позволяет сравнивать двигатели по их требованиям к детонационной стойкости бензинов, однако уменьшение требуемых октановых чисел может быть достигнуто и за счет ухудшения рабочих показателей двигателя.
Таким образом, детонационный индекс двигателя показывает, насколько его антидетонационные требования отличаются от средних требований аналогичных двигателей. Индекс использования детонационной стойкости показывает, насколько в данном двигателе топливо используется лучше или хуже, чем в среднем двигателе. Из определения следует, что лучшими, более совершенными, являются такие двигатели, которые имеют значения детонационного индекса и индекса использования детонационной стойкости более единицы.
Требования автомобильных двигателей к детонационной стойкости бензинов, установленные в стендовых условиях, могут значительно изменяться под влиянием некоторых параметров режима и эксплуатационных условий. На рис. 6.9 приведен ряд графиков, показывающих зависимость требований, предъявляемых к октановым числам бензина, от изменения некоторых режимных параметров двигателя [11]. На рис. 6.9, а показано влияние на детонационные требования к топливу числа оборотов при полном открытии дроссельной заслонки, мощностной регулировке карбюратора и оптимальном угле опережения зажигания. Наибольшие детонационные требования в данном случае соответствуют наименьшему числу оборотов. Однако максимум 04 нередко располагается в области более высоких чисел оборотов, близких к числу оборотов, соответствующему максимальному крутящему моменту. При увеличении или уменьшении числа оборотов по отношению к этой точке детонационные требования уменьшаются.
Зависимость 0Чт от нагрузки (дросселирования) двигателя при постоянном числе оборотов, мощностной регулировке карбюратора и оптимальном угле опережения зажигания. Максимальные значения 0Чт соответствуют полному открытию дроссельной заслонки; по мере дросселирования двигателя эти требования быстро снижаются.
Зависимость ОЧт от состава смеси при полном открытии дроссельной заслонки, постоянном числе оборотов и оптимальном угле опережения зажигания. Наибольшие значения 0Чт наблюдаются при составе смеси, близком к мощностной регулировке.
Влияние угла опережения зажигания на 0Чт при полном открытии дроссельной заслонки, постоянном числе оборотов и мощностной регулировке карбюратора. Значения ОЧт в данном случае растут по мере увеличения угла опережения зажигания; однако постепенно этот рост замедляется. Следует отметить, что величины ОЧт продолжают возрастать и после увеличения угла опережения зажигания сверх оптимального, когда показатели двигателя начинают ухудшаться.
Влияние температуры смеси на ОЧт при постоянном числе оборотов, мощностной регулировке карбюратора и оптимальном угле опережения зажигания для двух случаев наполнения: — при полном открытии дроссельной заслонки и 2— при переменном открытии дроссельной заслонки, соответствующем постоянному наполнению, равному наполнению при наибольшей температуре смеси. Из графика видно, что как при постоянном открытии дроссельной заслонки, так и при постоянном наполнении повышение температуры смеси приводит к увеличению требуемого октанового числа.
Влияние температуры охлаждения на величину требуемого октанового числа. В этом случае изменение температуры охлаждения оказало небольшое влияние на величину требуемого октанового числа.
Все экспериментальные данные, представленные на рис. 6.9, получены на одном двигателе. Исследование ряда других двигателей показало, что зависимости по своему характеру являются общими для всех карбюраторных двигателей [11], однако количественное влияние тех или иных параметров может существенно отличаться от приведенных выше данных. Так, требования одноцилиндрового двигателя установки ИТ-9 при изменении температуры охлаждения со 100 до 120°С повышаются на 2,0 единицы, а со 100 до 140 — на 9,2 единицы, что значительно превышает показанное на рис.
Установленные на стенде требования двигателя к детонационной стойкости топлива могут существенно изменяться вследствие влияния эксплуатационных условий.
Антидетонационные требования двигателя повышаются при образовании нагара в камерах сгорания и накипи в системе охлаждения. Повышение требований связано в основном с ухудшением теплоотвода. Исследования показали, что антидетонационные требования автомобильного двигателя во время эксплуатации повышаются. Рост требований происходит в первое время эксплуатации автомобиля равномерно и после пробега 10— 15 тыс.км стабилизируется. Очистка двигателя от нагара и накипи уменьшает значение ОЧТ.
Антидетонационные требования двигателя зависят и от климатических условий эксплуатации. Температура окружающего воздуха влияет непосредственно на температуру смеси и температуру охлаждения, т.е. те параметры, влияние которых на требования двигателя мы рассмотрели ранее. Повышение влажности воздуха и уменьшение атмосферного давления приводят к уменьшению требований к детонационной стойкости топлива.
Исследования показали [12], что для нормальной эксплуатации автомобильных двигателей в районах сухого жаркого климата требуются топлива с детонационной стойкостью примерно на 6—8 октановых единиц выше требований данного двигателя в обычных условиях. В районах с влажным тропическим климатом увеличение требований, вызванное повышенной температурой воздуха, практически'полностью компенсируется снижением требований вследствие большой влажности воздуха.