Топливо: виды, марки, основные показатели качества. Состав бензина

Что такое бензин? Технология производства, состав и свойства бензина :: SYL.ru

Практически каждый житель нашей страны знает, что такое бензин. Это известно даже детям школьного возраста, однако все эти знания слишком обобщенные. Многим известно лишь то, что эта жидкость необходима автомобилю для того, чтобы ехать. Но из чего делают бензин, какие виды бывают и как его получают – все это знают немногие. Давайте попытаемся разобраться в этих вопросах.

Что такое бензин?

Это горючее (топливо), использующееся для работы двигателей внутреннего сгорания, которыми оснащено большинство автомобилей (есть также машины на электрических моторах, где данное топливо не используется). Если говорить подробнее, то это смесь определенных углеводородов легкого типа, которые имеют температуру кипения в диапазоне 30-200 градусов по Цельсию. Плотность горючего составляет 0.7 г/см3, а его теплопроводность – 10500 ккал/кг. Это его основные характеристики. Есть также и такие параметры как марка и детонационная стойкость, но об этом немного позже.

Технология производства бензина

Нефть – основное сырье для изготовления этого топлива. Его получают посредством перегонки нефти, гидрокрекинга и дальнейшей ароматизации. Специальные бензины дополнительно очищаются от ненужных компонентов в составе, а также обогащаются разными добавками, которые в народе называют присадками.

Также известны такие случаи, когда при изготовлении бензина используется другое углеводородное сырье. К примеру, в Эстонии во время существования СССР бензин изготавливали из горючих сланцев, следовательно, его можно произвести из смол коксования и полукоксования с последующей очисткой. Синтез-газ также может быть сырьем для изготовления данного топлива (синтез-газ – это конверсии метана и газификации угля) – есть соответствующие технологии с применением когазина и синтина.

Классическая технология

Чаще всего при изготовлении бензина применяется стандартная технология на нефтеперерабатывающих заводах, которая предполагает смешивание определенных составляющих:

1. Легкая нафта – прямогонный бензин (нафта – это легкая фракция углеводородов, которую получают при перегонке нефти).
2. Изомеризат (продукт изомеризации нафты).
3. Риформат (продукт риформинга тяжелой фракции углеводородов).
4. Бензин, полученный в результате разложения тяжелых фракций первичной перегонки.
5. Бензин гидрокрекинга (продукт разложения тяжелых фракций, который уцелел после вакуумной и атмосферной перегонки).
6. Специальные присадки.

Самый простой способ получить автомобильный бензин – отобрать легкие фракции при перегонке нефти и повысить октановое число с помощью добавления большого количества присадок.

Разновидности

Теперь вы понимаете, что такое бензин – это самая легкая жидкая фракция нефти, получаемая при перегонке этого черного сырья. В стандартный углеводородный состав этого топлива входят молекулы длиной от C 5 до C 10. Однако важно понимать, что есть разные типы этого топлива, поэтому состав и свойства бензинов могут существенно отличаться. Все зависит от того, как именно было получено горючее. Ведь его можно произвести не только посредством грубой перегонки нефти. Его получают даже из тяжелых фракций нефти (так называемый крекинг-бензин) и из попутного газа.

Газовый бензин

Интуитивно понятно, что данный продукт получают путем переработки нефтяного газа. В его составе содержатся предельные углеводороды, число атомов углерода в которых более трех. Существует стабильные и нестабильный газовый бензин. Стабильный может быть легким и тяжелым – он применяется в нефтехимии как сырье. Чаще всего используется на заводах органического синтеза, но также может использоваться для изготовления автомобильного бензина. При этом его просто смешивают с другими типами топлива.

Крекинг-бензин

Его получают путем дополнительной перегонки нефтепродукта. В среднем перегонка нефти дает всего лишь 10-20% бензина. Для увеличения этого числа тяжелые фракции нефти нагревают, что позволяет разорвать большие молекулы в их составе на мелкие. Это и есть крекинг, хотя технологический процесс в данном случае описан примитивно. С помощью данной технологии при перегонке нефти удается получить до 70% топлива от объема обрабатываемого сырья.

Пиролиз

Данная технология является очень похожей на крекинг. Есть лишь одно отличие – более высокая температура нагрева исходного сырья (700-800 градусов). Пиролиз позволяет довести выход бензина из сырья в объеме до 85%.

Одной из самых важных характеристик бензина является его детонационная стойкость, которая определяется октановым числом. Существует топливо разных марок: Аи-92, Аи-95, Аи-98. Все эти марки бензина получают путем смешивания компонентов, которые были получены в результате разных технологических процессов. Естественно, существует ГОСТ, который регламентирует пропорции смешивания компонентов, что в итоге позволяет получить топливо с определенным октановым числом. Так, марка бензина Аи-98 имеет октановое число 98, марка Аи-95 – 95.

В данном случае октановое число 95 говорит о том, что в составе бензина содержится 95% изооктана и 5% гептана. Для разных стандартов двигателей (Евро-4, Евро-5) рекомендуют использовать тот или иной бензин. Разница между ними заключается в степени сжатия, при которой происходит детонация топлива (микровзрыв).

После первичной перегонки нефти обычно получают бензин с октановым числом 70. Такое топливо является низкосортным и ненужным, поэтому к нему добавляют разные добавки для повышения октанового числа (самой распространенной является тетраэтилсвинец, но также могут использовать и другие антидетонаторы).

Так, с помощью смешивания определенных компонентов и добавки присадок получают нужное топливо с конкретным детонационным числом. Производители автомобилей на базе двигателей стандарта Евро-5 рекомендуют заливать в бензобак определенное топливо. Бензин Аи-95 показан именно для таких моторов. Двигатели стандарта Евро-4 хорошо работают с топливом с более низким октановым числом – 92. Если же в мотор стандарта Евро-5 залить бензин Аи-92, при его работе возможна так называемая преждевременная детонация. Она случается из-за того, что бензин в цилиндрах воспламеняется раньше времени, из-за чего двигатель работает немного неправильно. При этом может наблюдаться потеря тяги и повышенный расход бензина. Если же в мотор стандарта Евро-4 добавить топливо Аи-95, то там взрывы бензина могут происходить с запозданием, что тоже плохо. Поэтому желательно использовать только тот бензин, который рекомендует производитель двигателя.

Определение октанового числа

Есть разные способы определить октановое число. Самый простой – измерить его с помощью портативного прибора. Его достаточно вставить в емкость с топливом, и он покажет значение октанового числа.

Второй способ – исследовательский. Его проводят с помощью однопоршневого двигателя без имитации напряженной езды. Также могут применять и моторный метод. При нем используется однопоршневый мотор с имитацией напряженной езды.

Применение

Бензин в основном используется для работы двигателей внутреннего сгорания. Также его могут использовать в качестве растворителя. Существует авиационный и автомобильный бензин. Первый, что следует из названия, используется в авиации, и его основное отличие заключается в более высоком октановом числе. В его составе гораздо больше легких фракций.

Автомобильный бензин можно разделить на 2 категории: летний и зимний. Последний производится с повышенным содержанием углеводородов, и его температура кипения - ниже. Это необходимо для того, чтобы при отрицательных температурах он эффективно взрывался в камере сгорания двигателя. Такое топливо в основном продается в северных регионах России, а в южных регионах оно появляется на автозаправках в конце осени и не исчезает до начала весны.

Заключение

Теперь вы знаете, из чего делают бензин, а, главное – как. Нефть была и остается основным сырьем для изготовления топлива, поэтому потребность человечества в ней сейчас просто огромна. Пока что не существует серьезных (кроме урана) конкурентов среди энергоносителей, которые бы могли конкурировать с нефтью. Что касается самого бензина, с каждым годом он усовершенствуется, что сказывается на детонационной стойкости. Автомобильные двигатели также совершенствуются, и уже сегодня есть моторы, работающие на бензине с октановым числом 100 и 102. Однако основная масса современных двигателей потребляет топливо марки Аи-92 (более старые силовые установки) или Аи-95 (новые), но многие новые машины оснащаются двигателями, которые лучше работают с бензином Аи-98.

www.syl.ru

это... Виды бензина, их особенности

Автомобиль представляет собой сложную систему механизмов, которые требуют правильного ухода и соблюдения рекомендаций по эксплуатации. Их устанавливает производитель и указывает подробно в виде списка в инструкции.

Бензин – это, как известно, топливо. От его качества и основных характеристик зависит долговечность работы автомобиля. Если горючее подобрано в соответствии с требованиями мотора, двигатель потребует ремонта или замены еще нескоро. Поэтому, применяя качественный бензин с требуемым набором характеристик, водитель может значительно снизить затраты на обслуживание своей машины.

Сегодня существует множество разновидностей топлива для двигателя. В чем их отличие, помогут разобраться советы опытных автолюбителей и технологов. Сделать правильный выбор в этом случае будет просто.

Общая характеристика

Бензином называется смесь, получаемая в результате перегонки нефти. Она предназначена для двигателей внутреннего сгорания. Воспламенение в системе происходит принудительно. Бензин «Форда», «Опеля», «Лады» и т. д. может отличаться по ряду характеристик. Это связано с разницей в составе топлива.

Выкипает бензин при нагреве от 28 до 215 ºС. Выделяют автомобильные и авиационные разновидности. В последние годы значительно увеличились требования к экологической чистоте бензина. Поэтому в его составе было снижено количество соединений серы, а также ароматических углеводородов.

Основными характеристиками, которые определяют область применения топлива для автомобилей, являются фракционный состав, детонационная и химическая стабильность, давление насыщенных паров и т. д. Перед покупкой той или иной разновидности следует ознакомиться с основными свойствами топлива.

Детонационная стойкость и октановое число

Пламя в двигателе распространяется в норме со скоростью 20-30 м/с. В некоторых случаях она может значительно возрасти (до 1500-2500 м/с). В этот момент возникает детонация. Она влияет на работу двигателя. Образуется волна, которую создает бензин. «Опель», «Пежо», «Мерседес» или автомобиль любой другой марки при возникновении такой ситуации начинает перерасходовать топливо.

Детонация снижает мощность двигателя. При этом прогорают его выхлопные клапаны и поршни. Чтобы обозначить стойкость топлива к детонации, используют октановое число. Для его определения в процессе разработки и создания бензина производитель проводит испытания при нагруженных и легких условиях.

Методы определения октанового числа

Бензин – это топливо, которое в процессе работы двигателя смешивается с воздухом в определенной пропорции. Октановое число может определяться двумя основными способами. Это исследовательский и моторный метод. В первом случае испытания проводят при небольших нагрузках, а во втором – при высоких оборотах и температуре нагрева.

По способу испытания виды бензина разделяют на 2 основные группы. Первая из них может иметь в маркировке букву «И». Это значит, что октановое число было установлено при помощи исследовательского подхода. Если маркировка включает в себя букву «А», это значит, что замер предела детонации производился моторным способом. Октановое число может быть установлено двумя этими способами одновременно. Маркировка в этом случае имеет буквы «АИ».

Классификация по октановому числу

Определяясь на заправке с вопросом "какой бензин лучше всего заливать в двигатель", следует рассмотреть общепринятую классификацию по октановому числу. В ее основе лежит исследовательский метод.

Согласно ей, существует 4 вида бензина. Различают «Нормал-80», «Регуляр-92», а также «Супер-98» и «Премиум-95». Наряду с АИ-80 первая разновидность предназначена для двигателей грузовых автомобилей.

Вместо этилированного бензина А-93 в легковых машинах сегодня принято применять «Регуляр-92». Для зарубежных автомобилей, мотор которых изготовлен по всем европейским нормам и требованиям, принято использовать «Супер-98» или «Премиум-95». Это топливо способно продлить срок эксплуатации механизмов двигателя иномарки, а также полностью соответствует высоким экологическим требованиям.

Качество бензина

Владельцы иномарок, например «Мерседеса», «Форда», «Пежо», бензин для которых должен соответствовать высоким европейским стандартам, озадачиваются вопросами повышения качества отечественного топлива.

В нашей стране также существует практика повышения качества топлива и октанового числа при помощи специальных добавок. Это антидетонационные компоненты. Чтобы предупредить образование нагара в двигателе, их применяют в сочетании с выносителем.

Антидетонаторы содержат свинец. Испаряясь из двигателя с выхлопными газами, эти вещества попадают в окружающую среду, отравляя ее. Поэтому применение подобных технологий является довольно сомнительным методом. Лучше изначально приобретать бензин высокого качества, который соответствует экологическим требованиям.

Неправильно выбранное топливо

Стараясь выбрать лучший бензин для своего автомобиля, многие водители все же допускают ошибки. Каждый производитель калибрует мотор под определенный тип смеси. Если вся система, микропроцессоры и датчики рассчитаны на «Премиум-95», двигатель не сможет полноценно работать на «Нормал-80».

При этом датчик детонации при нагрузках, резких ускорениях будет постоянно срабатывать. Это становится причиной неустойчивой работы мотора, снижения его динамики. Если датчик детонации работает неправильно, силовой агрегат может перегреваться. Клапан и поршни при этом разрушаются гораздо быстрее. Расход топлива начинает увеличиться. Ремонт двигателя и прочих систем обойдется дороже, чем постоянно заправлять машину бензином требуемого класса.

Как оценить качество бензина?

Недобросовестные продавцы могут самостоятельно менять химический состав топлива для получения большей прибыли. Чтобы не стать жертвой обмана, следует приобретать топливо у проверенных реализаторов.

Бензин – это, как известно, расходный материал, от которого зависит работа автомобиля. На его качестве экономить нельзя. Проверку можно провести самостоятельно. Для этого бензин наливают в прозрачную емкость. Вещество должно быть бледно-желтого цвета без примесей.

Если в емкость добавить марганцовки, топливо не должно стать розовым. В противном случае изменение окраски свидетельствует о разбавлении его водой. На некоторых фирменных заправках во избежание подделок бензин окрашивают разными средствами.

Если нанести каплю горючего на ладонь и растереть ее, не должно остаться жирного следа. Иначе это говорит о примеси дизельного топлива. Также должен насторожить любой запах, нехарактерный для нефтепродуктов.

Химические качества хорошего бензина

В поисках ответа на вопрос о том, сколько бензина следует залить в бак, нужно тщательно изучить инструкцию по эксплуатации. Эти параметры производитель четко прописывает в данном документе.

При сгорании должно выделяться максимальное количество тепла. Причем термодинамические характеристики также должны быть высокими. Качественный бензин легко прокачивается по трубопроводам и механизмам мотора. Этот показатель не должен снижаться в условиях низких температур, запыленности. Оптимальный показатель испарения позволяет длительно хранить бензин и обеспечивать его быстрое возгорание при работе мотора.

Также хороший продукт защищает элементы системы от коррозии. Современное высококлассное топливо ко всему прочему должно быть экологически безопасным. Элементы распада не должны отравлять окружающую среду.

Мнение экспертов

Чтобы приобрести качественный бензин, эксперты советуют придерживаться ряда рекомендаций. Это позволит избежать обмана со стороны продавцов, сохранить работоспособность двигателя на долгое время. В первую очередь нужно обратить внимание на репутацию реализатора. На заправках, которые дорожат своим именем, никогда не будут продавать низкопробный бензин.

В подобных точках продажи топлива обязательно есть уголок покупателя, а также соответствующая документация о праве реализовывать бензин. Даже на старых, но качественных заправках выполнен ремонт, есть соответствующая разметка, предупреждающие таблички и указатели.

Должна насторожить неоправданно низкая стоимость бензина. На качестве этого продукта, как уже было сказано выше, не стоит экономить.

Учитывая рекомендации экспертов и технологов, можно сделать вывод, что бензин – это топливо для двигателя внутреннего сгорания, от правильности выбора которого зависит долговечность работы мотора.

fb.ru

Все о бензине: Основные свойства бензинов

Испаряемость.

Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо перевести его в короткий промежуток времени из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении, т.е. создать рабочую смесь. В зависимости от конструкции двигателя возможны два способа образования рабочей смеси. При первом способе в карбюраторе происходит частичное испарение бензина и образование горючей смеси, затем паровоздушный поток распределяется по цилиндрам. Вследствие неполного испарения бензина часть капель из паровоздушного потока оседает в виде жидкой пленки на стенках впускного трубопровода. Из-за разности в скоростях движения паров и жидкой пленки в цилиндры поступает горючая смесь, неоднородная по качеству и составу. При втором способе бензин впрыскивается с помощью форсунок непосредственно в камеру сгорания или во впускной трубопровод.

От содержания в бензине легкокипящих фракций зависит его физическая стабильность, т.е. склонность к потерям от испарения. Наибольшие потери от испарения имеют бензины, содержащие в своем составе низкокипящие углеводороды: бутаны, изопентан.

Высокая испаряемость бензина может иногда стать причиной обледенения карбюратора. Испарение бензина в карбюраторе сопровождается понижением температуры его деталей. В условиях высокой влажности при температуре воздуха около 40С происходит вымерзание влаги из окружающего воздуха, которое вызывает обледенение карбюратора.

Снижая испаряемость бензина, можно предотвратить обледенение карбюратора, однако это ухудшает пусковые свойства бензинов. Поэтому в бензин вводят специальные антиобледенительные присадки или осуществляют конструктивные меры.

С учетом климатических особенностей нашей страны автомобильные бензины по фракционному составу и давлению насыщенных паров подразделяют на два вида: зимний и летний. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров определены в зависимости от сезона и климатического района применения. Такая классификация в большей степени удовлетворяет требованиям эксплуатации двигателей в разных климатически условиях и будет способствовать более экономичному и рациональному использованию топлив.

Детонационная стойкость.

Этот показатель характеризует способность автомобильных и авиационных бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлив обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя. Процесс горения топлива в двигателе носит радикальный характер. При сжатии рабочей смеси температура и давление повышаются и начинается окисление углеводородов, которое интенсифицируется после воспламенения смеси. Если углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к окислению, начинается интенсивное накапливание перекисных соединений, а затем их взрывной распад. При высокой концентрации перекисных соединений происходит тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива, к так называемому детонационному сгоранию. Детонация вызывает перегрев, повышенный износ или даже местные разрешения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Мера детонационной стойкости бензинов, т.е. способности нормально сгорать в двигателе при разл. условиях, - октановое число, равное содержанию (в % по объему) изооктана в его смеси с н-гептаном, при к-ром эта смесь эквивалентна по детонационной способности испытуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Равномерность распределения октановых чисел по фракциям имеет большое значение, особенно при переменных режимах работы двигателя, в частности при разгоне автомобиля. Если низкокипящие фракции бензина менее стойки к детонации, чем высококипящие, то при каждом изменении режима работы двигателя в течение какого-то времени в камерах сгорания наблюдается детонация.[3]

Детонационная стойкость автомобильных и авиационных бензинов определяется их углеводородным составом. Наибольшей детонаци онной стойкостью обладают ароматические углеводороды. Самая низ кая детонационная стойкость у парафиновых углеводородов нормаль ного строения, причем она уменьшается с увеличением их молеку лярной массы. Изопарафины и олефиновые углеводороды обладают более высокими антидетонационными свойствами по сравнению с нормальными парафинами. Увеличение степени разветвленности и снижение молекулярной массы повышает их детонационную стой кость. По детонационной стойкости нафтены превосходят парафи новые углеводороды, но уступают ароматическим углеводородам. Наибольшую чувствительность - разность между октановыми числами по исследовательскому и моторному методам - имеют олефиновые углеводороды. Чувствительность ароматических углеводородов нес колько ниже. Для парафиновых углеводородов эта разница очень мала, а высокомолекулярные низкооктановые парафиновые углево дороды имеют отрицательную чувствительность.

Антидетонационные свойства бензинов, получаемых различными технологическими процессами, определяются входящими в их состав углеводородами. Самую низкую детонационную стойкость имеют бензины прямой перегонки, состоящие, в основном, из парафиновых углеводородов нормального строения, причем она снижается с повышением температуры конца кипения. Октановые числа, опреде ляемые по моторному методу прямогонных фракций, выкипающих до 180 °С, обычно составляют 40-50 ед. Детонационная стойкость фракций с температурой начала кипения 85 °С несколько выше - 65-70 ед. Исключение составляют прямогонные бензины, получаемые из нефтей нафтенового основания (сахалинские, азербайджанские и др.), их октановые числа достигают 71-73 ед. Однако ресурсы этих нефтей весьма ограничены.

Для повышения октановых чисел прямогонных бензинов их под вергают каталитическому риформингу.

Для повышения октановых чисел товарных бензинов используют также специальные антидетонационные присадки и высокооктановые компоненты.

Вкачестве альтернативы алкилсвинцовым антидетонаторам для повышения детонационной стойкости автомобильных бензинов в России допущены и используются при производстве бензинов органические соединения марганца, железа, ароматические амины. Широкое распространение в России и за рубежом при производ стве высокооктановых бензинов получил метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). МТБЭ имеет октановые числа смешения: 115-135 по иссле довательскому методу и 98-110 по моторному.Теплота сгорания. 

Этот показатель во многом определяет мощностные и экономические показатели работы двигателя. Он осо бенно важен для авиационных бензинов, так как оказывает влияние на удельный расход топлива и на дальность полета самолета. Чем выше теплота сгорания, тем меньше удельный расход топлива и больше дальность полета самолета при одном и том же объеме топливных баков.

Для авиационных бензинов регламентируется низшая теплота сгорания.

Теплота сгорания зависит от углеводородного состава бензинов, а для различных углеводородов она, в свою очередь, определяется соотношением углерод:водород. Чем выше это соотношение, тем ниже теплота сгорания. Наибольшей теплотой сгорания обладают парафиновые углеводороды и соответственно бензины прямой пере гонки и алкилбензин, наименьшей - ароматические углеводороды и содержащие их бензины каталитического риформинга.Химическая стабильность. 

Этот показатель характеризует спо собность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впус кной системы двигателя. Химические изменения в бензине, проис ходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окис лением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, хими ческая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окис ляемых углеводородов.

При окислении бензинов происходит накопление в них смолистых веществ, образующихся в результате окислительной полимеризации и конденсации продуктов окисления. На начальных стадиях окисления содержание в бензине смолистых веществ невелико и они полностью растворимы в нем. По мере углубления процесса окисления количество смолистых веществ увеличивается и снижается их растворимость в бензине. Накопление в бензинах продуктов окисления резко ухудшает их эксплуатационные свойства. Смолистые вещества могут выпадать из топлива, образуя отложения в резервуарах, трубопроводах и др. Окисление нестабильных бензинов при нагревании во впускной системе двигателя приводит к образованию отложений на ее элементах, а также увеличивает склонность к нагарообразованию на клапанах, в камере сгорания и на свечах зажигания. Содержащиеся в бензинах неуглеводородные компоненты также влияют на их химическую стабильность. Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования пиролиза, каталитического крекинга, которые в значительных количествах содержат олефиновые и диолефиновые углеводороды. Бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензин химически стабильны. Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.В авиационные бензины введение антиокислителя обяза тельно для стабилизации ТЭС.Склонность к образованию отложений и нагарообразованию. 

Применение автомобильных бензинов, особенно этилированных, сопровождается образованием отложений во впускной системе двигателя, в топливном баке, на впускных клапанах и поршневых кольцах, а также нагара в камере сгорания. Наиболее интенсивное образование отложений происходит на деталях карбюратора: на дрос сельной заслонке и вблизи нее, в воздушном жиклере и жиклере холостого хода. Образование отложений на указанных деталях при водит к нарушению регулировки карбюратора, уменьшению мощности и ухудшению экономичности работы двигателя, увеличению токсич ности отработавших газов. Образование отложений в топливной сис теме частично зависит от содержания в бензинах смолистых веществ, нестабильных углеводородов, неуглеводородных примесей, от фракционного и группового состава, которые определяют «моющие свойства» бензина. Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.Эксплуатационные требования. 

Автомобильные и авиационные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов и емкостей, а продукты их сгорания - коррозию деталей двигателя. Коррозионная активность бензинов и продуктов их сгорания зависит от содержания общей и меркаптановой кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды. Эти показатели нормируются в технической документации на бензины.

Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозийных или многофункциональных присадок.Экологические требования. 

Непрерывный рост автомобильного транспорта в развитых странах, где плотность автомобилей достигла 10-20 ед. на 1 кв. км, а в США их количество превысило 200 млн., привел к сильному загрязнению окружающей среды, и в первую очередь воздушного бассейна, вредными выбросами отработавших газов. По этой причине среди всех требований, предъявляемых к бензинам, на первое место выдвигаются экологические.

Загрязнение окружающей среды, связанное с применением бен зинов, может происходить на этапах транспортирования, заправки, испарения, утечки и пр. Однако основным источником загрязнения являются отработавшие газы. В их составе содержится более 300 соединений, наносящих вред окружающей среде и здоровью человека. Среди экологических показателей бензинов важнейшим является содержание в них соединений свинца. Это связано не только с высокой токсичностью этилированных бензинов и продуктов их сгорания, но и с возможностью применения каталитических систем нейтрализации отработавших газов, так как продукты сгорания свинца отравляют катализатор. Поэтому одной из первоочередных экологических задач в области производства бензинов является сокращение или полный отказ от применения этиловой жидкости. В США и ряде европейских стран применение этилированных бензинов запрещено законом. Переход на производство и применение неэтилированных бензинов позволит не только снизить выбросы в атмосферу высокотоксичных соединений свинца, но и даст возможность оборудовать автомобили ката литическими системами нейтрализации отработавших газов и до минимума сократить токсичность последних.

ben4in.blogspot.com

Марки бензина для автомобилей

Бензин – практически бесцветная жидкость со специфическим запахом, представляющая собой сложное объединение углеводородных цепочек, различающихся по своей структуре. От этих цепочек, именуемых фракциями, зависят характеристики топлива: температуры кипения и замерзания, летучесть и другие свойства.

Производство бензина

Бензин является продуктом переработки нефти. Октановое число, так же как и чистота, определяет марку бензина. Основные способы получения данного вида топлива – это риформинг, крекинг и прямая возгонка.

Бензин также могут получать из природных и попутных газов, каменного угля и горючих сланцев. Его используют не только в качестве топлива, но и как растворитель, экстрактор и смывку, сырье в нефтехимической промышленности.

Несмотря на довольно широкий спектр применения, более 90% всего производимого в мире бензина идет на топливо для двигателей внутреннего сгорания. Существуют два основных типа бензинов: авиационные и автомобильные.

Марки бензина разнятся в зависимости от уровня качества: чем он выше, тем меньше проблем с эксплуатацией и обслуживанием транспортного средства.

Основной способ получения бензина – процесс крекинга, представляющий собой вторичную переработку нефтепродуктов. Во время крекинга тяжелые углеводороды расщепляются, увеличивая объем готовой жидкости на 60 %. Термический крекинг проводится при температуре более 500 оС, благодаря чему создаются марки бензина с октановым числом не более 70.

Сегодня топливо для авиационной и автомобильной техники производится на нефтеперерабатывающих заводах, оснащенных автоматизированным оборудованием. Поступающая в них нефть смешивается, отстаивается и хранится в специальных резервуарах. Затем она подвергается промывке, обезвоживанию и ректификации. В итоге из нее получают прямогонные бензины, отличающиеся высоким уровнем химической стабильности. Жидкости подвергаются очистке, из их состава удаляется сера, повышаются октановые показатели.

Первое использование прямогонных бензинов позволило повысить мощность и эффективность двигателей, однако успехи были кратковременными: топливная смесь взрывалась в камере сжигания при ее нагреве от сжатия. Детонация становилась причиной выхода моторов из строя. Решением этой проблемы стало использование специальных веществ – антидетонаторов. Самым эффективным из них считается тетраэтилсвинец. В итоге устойчивость бензинов к детонации стала оцениваться октановым числом, которое и получило наименование марки. Определяется она несколькими способами – исследовательским, моторным и температурным.

Требования к качеству бензина

Как авиационные, так и автомобильные должны соответствовать определенным требованиям, установленным ГОСТАми с целью обеспечения высоких эксплуатационных характеристик. К числу таких критериев относят пять основных:

1. Фракционный состав.
2. Стабильность химического состава.
3. Испаряемость.
4. Стойкость к детонации.
5. Склонность к формированию нагара.

Фракционный состав

Фракционный состав оказывает на функциональность двигателя воздействие, характеризуемое несколькими свойствами. Первое из них – температура окружающей среды. От нее зависит процентное содержание легких фракций. Чем она ниже, тем большее количество фракций должно содержаться в топливе. При этом слишком большое их количество может привести к образованию паровых пробок.

Второе и третье – время, затрачиваемое на прогрев двигателя и степень износа цилиндров и поршней. Температура окружающей среды также оказывает немалое влияние на данные параметры, поэтому в летних и зимних сортах бензина фракционный состав различается. Плохая испаряемость бензина может стать причиной попадания в камеру сгорания и картер его жидкой фракции, что приводит к разжижению моторного масла и выходу из строя двигателя.

Химическая стабильность

Варьируется в зависимости от скорости окисления компонентов топлива и может стать причиной появления на свечах, клапанах и прочих узлах двигателя нагара. Химическая стабильность бензина – его способность сохранять свои свойства вне зависимости от окружающей среды.

Испаряемость

Определяет способность бензина переходить из жидкого состояния в газообразное и смешиваться с воздухом для образования горючей смеси. Испаряемость влияет на пуск двигателя и зависит от фракционного состава бензина.

Детонационные свойства

Способность бензина не воспламеняться при сжатии. Явление детонации – не самое приятное и безобидное, поскольку может привести к перегреву двигателя и выходу его из строя. Данный параметр зависит не только от состава топлива, но и от конструкции мотора.

Образование нагара

Присутствующие в составе бензина смолы становятся причиной образования нагара. Чаще всего он откладывается на карбюраторе, что привод к увеличению расхода топлива, понижению мощности и другим неисправностям. Предотвратить появление отложений можно путем добавления специальных присадок.

Марки бензина

Топливо маркируется в зависимости от его октанового числа: чем оно выше, тем больше устойчивость горючего к детонации, соответственно, его можно применять в двигателях, отличающихся высокой степенью сжатия топливной смеси. К примеру:

• Бензин А-76 – октановое число по моторному методу не меньше 76.
• Бензин марки 80 – октановое число не менее 80.
• Бензин марки 92 – октановое число не менее 92.
• Бензин АИ-95 – октановое число, соответственно, не менее 95.

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», авиационный – буквой «Б», цифры, соответственно, являются его числовым индексом, или октановым числом. Если перед индексом стоит буква «И», значит, октановое число измерялось исследовательским способом. Отсутствие буквы говорит об использовании моторного метода.

Практическое использование бензина зависит от его основного свойства – устойчивости к детонации. Октановое число выражает данный параметр для автомобильного бензина. Для авиационного топлива его сортность является отражением антидетонационных свойств.

Марки автомобильных бензинов классифицируются именно по этому свойству. Для авиационного бензина после буквы «Б» - к примеру, Б/-100/130 – указывается октановое число, где в роли знаменателя выступает сорт топлива. Повысить устойчивость бензина к детонации можно добавлением в его состав специальных присадок – тетраэтилсвинца.

Маркировка топлива

На сегодняшний день в странах СНГ производится несколько марок бензина разных сортов: летних, зимних, этилированных, неэтилированных и малоэтилированных.

Этилированные марки бензина окрашиваются в разные оттенки, к примеру, А-72 розового цвета, АИ-93 – красно-оранжевого, АИ-98 – синего.

В зарубежных странах бензин выпускается двух основных марок: «Премиум» первого сорта с октановым числом 97-98 и «Регуляр» второго сорта с октановым числом 90-94. В США, Англии и некоторых других странах мира производится топливо «Супер», октановое число которого составляет 99-102.

На вопрос о том, какая марка бензина лучше, однозначно ответить нельзя: для каждого автомобиля используется определенный сорт бензина. Для импортных легковых автомобилей производитель рекомендует использовать топливо, октановое число которого не ниже 91-92, для автомобилей, выпущенных в 90-х годах, – с октановым числом не менее 94.

Характеристика бензина, марка бензина и его качество определяются содержанием в составе щелочей, кислот, сернистых и органических соединений и степенью его загрязнения. Нередко на АЗС стран СНГ можно столкнуться с низкокачественным топливом, использование которого может привести к преждевременному износу и выходу из строя двигателя автомобиля.

Современные ДВС требуют строгого соблюдения рекомендаций производителя относительно используемого топлива: заливается только тот бензин, марка которого указана изготовителем силового агрегата. Связано это со степенью сжатия топливной смеси, конструкцией двигателя и рабочим объемом цилиндров. К примеру, чем больше компрессия и объем камеры сгорания, тем выше октановое число у топлива. На одну долю в двадцать пять сотых сжатия приходится, по словам конструкторов, единица октанового числа.

fb.ru

виды, марки, основные показатели качества

В настоящее время в России находится в эксплуатации более 40 млн единиц автомобильного транспорта. Большая часть парка машин оснащена бензиновыми (карбюраторными или инжекторными) двигателями внутреннего сгорания.

Современный автомобильный бензин должен удовлетворять требованиям, обеспечивающим экологичную и надежную работу двигателя:

• иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;

• иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;

• не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного воздействия на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и т.п.

Автомобильный бензин — это легковоспламеняющаяся горючая жидкость, в состав которой входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 200 °С. Важнейшим свойством бензина является его способность в состоянии газообразной смеси воспламеняться и сгорать со скоростью распространения фронта пламени 25 — 35 м/с. В некоторых случаях процесс горения может приобрести взрывной, детонационный характер. Мгновенное сгорание рабочей смеси нежелательно, так как вызывает вибрацию и перегрев деталей двигателя, преждевременный их износ, снижение мощности.

Способность бензина противостоять взрывообразному горению называется детонационной стойкостью. Она оценивается октановым числом. Для любого бензина октановое число определяют путем подбора смеси из двух эталонных углеводородов: изооктана — октановое число 100, и нормального гептана с октановым числом, равным 0, которая по детонационным свойствам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за октановое число.

Одним из принципов классификации различных марок бензина является октановое число. Существуют два метода его определения: исследовательский (ОЧИ — октановое число по исследовательскому методу) и моторный (ОЧМ — октановое число по моторному методу). Моторный метод лучше характеризует антидетонационные свойства бензина в условиях форсированной работы двигателя и его высокой теплонапряженности, исследовательский — при эксплуатации двигателя в городе, когда работа его связана с относительно невысокими скоростями, частыми остановками и меньшей теплонапряженностью.

В России производятся автомобильные бензины пяти марок (ГОСТ 2084-77): А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Буква «И» в маркировке указывает на применение исследовательского метода при определении октанового числа, цифры — октановое число. Бензин А-72 практически не вырабатывается из-за отсутствия техники, которая бы его потребляла. Наиболее велика в производстве доля бензина марок А-76, А-92, который вырабатывается по ТУ 38.001 165 — 97. Кроме перечисленных в ГОСТ 2084—77 в России производятся также автомобильные бензины марок А-80, А-96, АИ-98.

Для повышения детонационной стойкости (повышения октанового числа) в процессе компаундирования можно увеличить в бензине долю высокооктановых компонентов. Однако это весьма дорогостоящий способ, поэтому используют более дешевый — введение в состав бензина специальных химических соединений — антидетонаторов. Наиболее эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) — вещество крайне ядовитое. Чтобы предупредить образование в двигателе нагара, тетраэтилсвинец вводят вместе с выносителем. В результате образуются летучие вещества, которые удаляются из двигателя с отработавшими газами. При этом соединения свинца попадают в атмосферу, почву, воду, отравляя их.

Смесь тетраэтилсвинца с выносителем называется этиловой жидкостью. Бензин, содержащий этиловую жидкость, называется этилированным. Чтобы предупредить отравление им, этилированный бензин окрашивают в различные цвета.

Тетраэтилсвинец в качестве основного компонента антидетонатора (АД-ТЭС) используется уже 80 лет. Однако затраты на санитарно-гигиенические мероприятия, связанные с применением АД-ТЭС, более чем в 10 раз превышают экономический эффект от его применения. В США, ФРГ, Франции, Японии, Швеции и ряде других стран ТЭС запрещен. В России его перестали выпускать в 2001 г., и его применение тоже практически запрещено.

В настоящее время этилированный бензин заменяется неэтилированным. Это связано с использованием в автомобилях каталитических нейтрализаторов отработавших газов. Оксиды свинца разрушают нейтрализатор и выводят его из строя через несколько часов работы двигателя.

Нейтрализаторы обеспечивают соблюдение экологических требований к автотранспортным средствам, которые регламентируются правилами Европейской экономической комиссии ООН (табл.).

Требования Европейской экономической комиссии ООН к автомобильному бензину

Параметры	Euro-2	Euro-3	Euro-4
Максимальное содержание, %:
бензола	5,0	1,0	1,0
серы (для Euro -3, -4 в промилле, %о)	0,05	150	30
ароматических углеводородов	—	42	30
олефиновых углеводородов	—	18	14
кислорода	—	2,3	2,7
Фракционный состав:
до 100°С перегоняется, %, не менее	—	46	46
до 150°С перегоняется, %, не менее	—	75	75
Давление насыщенных паров, кПа, не более	—	60	60
Наличие моющих присадок	—	Обязательно	Обязательно

Эти правила периодически пересматриваются в сторону ужесточения. Каждая новая модификация правил получает условное обозначение: Euro-1 (1993 г.), Euro-2 (1996 г.), Euro-3 (2000 г.), Euro-4 (предполагается принять в 2005 г.).

После того как правительство России подписало соглашения Euro-1 и Euro-2, был разработан ГОСТ Р 51105 — 97 на автомобильные бензины, требования которого соответствуют требованиям европейского стандарта EN 228. Единственное отличие в том, что в ГОСТ введен низкооктановый бензин АИ-80 (А-76), необходимость производства которого вызвана наличием в стране большого парка устаревших автомобилей. ГОСТ Р 51105 —97 вступил в силу с 1 января 1999 г. Он устанавливает следующие марки неэтилированных бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95», «Супер-98». Разработан ГОСТ 51313 — 99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» — введен в действие с 1 июля 2000 г.

Октановое число бензина можно повысить, вводя либо антидетонаторы, либо присадки (добавки).

Антидетонаторы увеличивают октановое число, действуя как катализаторы на процесс сгорания топлива, поэтому их применяют в очень малых количествах по отношению к единице топлива. В этом качестве используются производные ферроцена (торговое название ФК-4, в 1994 г. разрешен Госстандартом РФ). Около 10 % валового производства бензина составляет бензин, содержащий ФК-4. Однако повышение нормативного содержания этого антидетонатора в бензине приводит к отложению абразивных частиц оксида железа на деталях камеры сгорания двигателя, в том числе на свечах зажигания, что вызывает различные неполадки.

Очень эффективен антидетонатор на основе циклопентадиенилтрикарбонила марганца — АД-ЦТМ. При его использовании износ двигателей в 1,5 раза меньше, чем при применении АД-ТЭС. Недавно Госстандарт РФ разрешил использование АД-ЦТМ. Наиболее перспективными можно считать антидетонаторы на основе карбонилов металлов.

В отличие от антидетонаторов присадки увеличивают октановое число бензина за счет своего количества. Присадки, как правило, имеют собственное октановое число выше 100.

В качестве октаноповышающих добавок в настоящее время используются метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этанол, метил-циклопентадиэтилтрикарбонил марганца (МЦТМ) и этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ). МТБЭ, например, повышает октановое число, а также снижает уровень СО в отработавших газах и способствует более полному сгоранию углеводородов.

Большие мощности по производству МТБЭ имеются в США, Индии, Тринидаде, Великобритании, во Франции, в последние годы в Китае. У нас в стране производство МТБЭ организовано на предприятии «Нижнекамскнефтехим». Недостатком МТБЭ является гигроскопичность, усиленный износ двигателя вследствие образования нагара, плохая совместимость с резинами и другими эластомерами. Кроме того, его высокая концентрация в бензине приводит к увеличению в выбросах концентрации формальдегида, оксида азота, ацетальдегида. Поэтому в Японии установлен норматив введения МТБЭ — не более 7 %. Аналогичные ограничения существуют и в странах Западной Европы.

ЭТБЭ — наиболее устойчивая присадка, она может быть использована даже как альтернативное топливо, однако ее промышленное производство пока не налажено.

За рубежом для улучшения эксплуатационных свойств автомобильного бензина широко используют многофункциональные присадки, уделяя особое внимание моющим. Применение моющих присадок обеспечивает нормальную работу двигателя при его эксплуатации. Впервые бензин с моющими присадками был разработан фирмой SHEVRON в 1954 г., но широкое распространение они получили лишь с введением принудительной системы вентиляции картера.

В России промышленное производство моющих и многофункциональных присадок к автомобильному бензину до 90-х годов отсутствовало. В середине 90-х годов ВНИИ НП разработал бензольную многофункциональную присадку «Афен» — композицию аминоамидов с добавлением поверхностно-активного вещества и бинарного растворителя. «Афен» предотвращает образование льда и коррозию топливной системы, смывает смолистые отложения в карбюраторе автомобиля и предотвращает их образование, что обеспечивает экономию бензина до 5 % и в 1,5 раза снижает концентрацию оксида углерода в отработавших газах. По моющим свойствам «Афен» не уступает зарубежным аналогам. Позже тем же институтом была разработана модификация «Афена» — многофункциональная присадка «Автомат» на базе более доступного сырья. По результатам испытаний она допущена к применению. На бензин с этой присадкой получен гигиенический сертификат.

Ассортимент присадок (добавок) и антиокислителей, используемых в России

Антидетонационные присадки (добавки)

Хайтек-3000 (фирма Ethyl).........................До 50 мг/л Мп

АвтоВЭМ (ТУ 38.401-58-185-97)..............До 1,3%

Феррада (ТУ 38.401-58-186-97).................До 1,3 % (37 мг/л Fe)

АПК (ТУ 38.401-58-189-97)......................До 0,3% (37 мг/л Fe)

ФероЗ (ТУ 38.401-58-83-94)......................До 0,02% (37 мг/л Fe)

АДА (ТУ 38.401-58-61-93).........................До 1,3%

БВД (ТУ 38.401-58-228-99).......................До 1,9%

БОКЭ (ТУ 38.401-58-244-99).....................До 5 %

МАФ (ТУ 38.401-1045-96).........................До 3,5 % (37 мг/л Fe)

Фэтерол ТУ 2421-009-04749189-95).........До 15%

МТБЭ (ТУ 103704-90)................................До 15%

ДАКС (ТУ 0251-003-02066612-96).............До 3,5 %

Октан-Максимум (ТУ 38.401-144-97)......3-7 мг/л Fe

Моющие и многофункциональные присадки

Хайтек 4449 (фирма Ethyl).........................0,035-0,06%

Керопур 3222 (фирма BASF)......................0,035-0,06%

SAP 9500 (фирма Shell)..............................0,035 %

Автомат (ТУ 38.401-58-171-96).................0,05%

Афен (ТУ 38.401743-89)............................0,05%

Антиокислители

Агидол-1 (ТУ 38.5901237-90)....................До 0,1 %

Агидол-12 (ТУ 38.30216371-88).................До 0,3%

Наряду с октановым числом качество бензина формирует его фракционный состав, то есть преобладание той или иной группы углеводородов в природной нефти или в нефтепродуктах, а также присутствие в них серу-, азот- и кислородсодержащих соединений.

Если, к примеру, в бензине есть примесь серы, при его сгорании образуются сернистые соединения, которые загрязняют окружающую среду, вызывая появление «кислотных дождей». Водорастворимые кислоты и щелочи недопустимы, так как они вызывают коррозию двигателя.

Жидкие парафиновые углеводороды (от С5 до С15) почти все при перегонке нефти попадают в бензиновый дистиллят. Если в бензине присутствует значительное количество парафиновых углеводородов так называемого нормального строения, то есть таких, в которых атомы углерода соединены в виде прямой цепочки, качество бензина низкое. И наоборот, парафиновые углеводороды изомерного строения, с разветвленной цепочкой углеводородных атомов, имеют высокое октановое число, а бензин, содержащий такие углеводороды, отличается хорошей октановой характеристикой.

Содержание в бензине цикланов весьма желательно, так как они имеют более высокие октановые числа, чем парафиновые углеводороды нормального строения.

Ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилол, этил-бензол и другие — являются ценным сырьем для производства высокооктанового бензина, они обладают высокими октановыми числами.

Однако усиленное применение ароматических компонентов вместо этиловой жидкости для повышения октановой характеристики бензина может привести к увеличению выбросов ароматических углеводородов, в частности бензола, с отработавшими газами. Поэтому применение неэтилированного бензина на автомобилях без каталитических нейтрализаторов недопустимо.

С фракционным составом бензина связаны такие характеристики двигателя, как его пуск, образование паровых пробок в системе питания, прогрев и приемистость, экономичность и долговечность работы.

Пусковые характеристики двигателя улучшаются по мере увеличения содержания в бензине низкокипящих фракций. Однако при этом увеличивается вероятность образования паровых пробок. При нагревании бензина в системе питания двигателя его низкокипящие углеводороды испаряются, образуя пары, объем которых примерно в 150—200 раз больше объема жидкого бензина. Подача бензина в цилиндры из-за снижения массовой производительности уменьшается, горючая смесь обедняется, что приводит к потере мощности двигателя или даже к прекращению его работы.

Как устранить эти явления? Для бензина установлены ограничения на содержание низкокипящих фракций, регламентированы температура начала кипения бензина (для летних сортов), температура перегонки его 10 %, а также давление насыщенных паров. Кроме того, чтобы избежать образование паровых пробок, следует использовать марку бензина, соответствующую сезону.

Для бензина с высоким содержанием низкокипящих фракций характерны большие потери при хранении и транспортировании. Такой бензин может приводить к обледенению карбюратора, так как быстро испаряющиеся низкокипящие фракции отнимают теплоту из воздуха, в котором происходит испарение, и от металлических деталей впускной системы карбюратора. Чем больше низкокипящих фракций в бензине, тем ниже температура топливо-воздушной смеси.

С учетом противоречивых требований к фракционному составу бензина у нас в стране вырабатывают два вида бензина — зимний и летний. Автомобильный бензин, за исключением марки АИ-98, подразделяется на летний — для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 30 сентября (в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года), и зимний — для применения в течение всех сезонов в северо-восточных районах, а в остальных районах с 1 октября по 31 марта. Эти виды бензина имеют оптимальный фракционный состав для определенных температурных условий и позволяют без осложнений эксплуатировать автомобили в различное время года в различных географических районах и климатических условиях.

От наличия в бензине тяжелых фракций углеводородов в значительной мере зависят долговечность двигателя и его экономичность. Количество тяжелых фракций углеводородов обусловливает температуры конца кипения и перегонки 90 % бензина. Если эти температуры достаточно высоки, то тяжелые фракции не успевают испаряться во впускной системе и поступают в цилиндры двигателя в жидком виде. В результате часть их не успевает сгорать — экономичность двигателя снижается.

Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло с трущихся поверхностей и ухудшают условия их смазки, они попадают в картер двигателя и снижают вязкость масла, что также увеличивает износ двигателя. Несгоревшее в цилиндре топливо откладывается на поверхности камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонацию, калильное зажигание и другие нарушения в работе двигателя.

Поэтому, чем ниже температура конца кипения бензина и перегонки его 90 %, тем лучше бензин, двигатель долговечнее и экономичнее. Для бензина установлены нормы температуры перегонки его 90 % и конца его кипения: для летнего — соответственно не выше 180 и 195 °С, для зимнего — соответственно не выше 160 и 185 °С.

В процессе хранения бензин подвергается различным химическим превращениям, ведущим к ухудшению его эксплуатационных свойств. Способность бензина противостоять этим химическим превращениям называют химической стабильностью. Химическая стабильность бензина определяется главным образом содержанием в нем непредельных углеводородов, которые в силу их химической структуры легко взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя высокомолекулярные смолистые вещества. На процесс окисления влияют также содержащиеся в бензине неуглеводородные соединения.

Оседая на штоках и тарелках клапанов, в камере сгорания при высокой температуре смолистые вещества превращаются в твердые отложения — нагары. Это приводит к нарушениям в работе двигателя и, как следствие, к снижению его мощности и экономичности. Поэтому необходимы ограничения на содержание в бензине высокомолекулярных смол.

Нагарообразование в двигателе возрастает также с увеличением содержания в бензине тетраэтилсвинца, серы и ароматических углеводородов. Содержание свинца и серы в бензине строго регламентируется. Ароматические углеводороды вследствие своей высокой детонационной стойкости являются желательной составляющей бензина, но из-за повышенного нагарообразования их количество в бензине следует ограничить.

Новыми нормативными документами предусмотрено ужесточение требований к показателям качества. Бензин с улучшенными экологическими свойствами должен содержать: бензола 1 — 3%, серы не более 0,03 %, ароматических углеводородов не более 45 %, олефиновых углеводородов не более 20 % и применяться только с моющими присадками. Кроме того, принято решение, что автомобильный бензин, выпускаемый не по ГОСТ, а по ТУ, проходит обязательную сертификацию на соответствие ГОСТ 51313—99.

В России эксплуатируется значительное число импортного дизельного автотранспорта. Предполагается, что дизели будут устанавливаться и на отечественных автомобилях УАЗ и «Газель». В Европе доля продаж машин, оснащенных дизелями, в среднем достигла почти 30 % (в Германии она составляет 85 %).

Дизельное топливо используется как на передвижных, так и на стационарных установках с дизелем, характеризующимся большими экономичностью, приемистостью, надежностью, долговечностью, меньшей пожароопасностью.

Работа дизеля существенно отличается от работы двигателя карбюраторного. Топливо подается в камеру сгорания через форсунки в капельно-жидком состоянии, смешивается с воздухом и воспламеняется от сжатия.

В качестве дизельного топлива используется нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурой кипения 170 — 360 °С (против 35 — 200 °С для бензинов). В ней содержится по массе 87 % углерода, 13 % водорода, до 0,5 % серы, незначительное количество кислорода и азота. По внешнему виду дизельное топливо — это жидкость от желтого до темно-коричневого цвета с высокой удельной теплотой сгорания (примерно 43 МДж/кг), что позволяет автомобилям с дизельными двигателями иметь большой запас хода. По объемам производства дизельное топливо находится на втором месте, несколько уступая топочному мазуту и в 1,8 раза превосходя автомобильный бензин.

Дизельное топливо должно удовлетворять следующим требованиям:

• для обеспечения хорошего смесеобразования в цилиндрах двигателя иметь определенный фракционный состав. Так, 50 % зимнего дизельного топлива должны выкипать при температуре до 250 °С, летнего — до 280 °С. Чем больше в топливе легкокипящих фракций, тем быстрее оно испаряется после впрыска, обеспечивая лучшую полноту сгорания, малую дымность и более легкий пуск двигателя;

• хорошо течь, что необходимо для бесперебойной подачи в камеру сгорания, облегчения фильтрации и хорошего смесеобразования. Текучесть топлива характеризуется вязкостью при температуре 20 °С;

• температура застывания должна обеспечивать надежность работы двигателя зимой. При температуре ниже установленного значения нарушается прокачиваемость дизельного топлива и невозможна его подача в цилиндры двигателя. Температура застывания летнего топлива должна быть не выше минус 10 °С, зимнего — не выше минус 35 °С, арктического — не выше минус 55 °С;

• быстро воспламеняться и плавно сгорать. Воспламенение топлива, поданного в камеру сгорания, происходит не сразу. Между моментом впрыскивания и воспламенением происходит распыление топлива, перемешивание его с воздухом, нагревание, испарение и окисление. В результате накапливается тепло, повышается температура — топливо воспламеняется. Температуру, до которой нужно нагреть топливо в смеси с кислородом воздуха, чтобы началось его горение, называют температурой самовоспламенения. Чем ниже температура самовоспламенения, тем легче запускается холодный двигатель;

• иметь диапазон цетанового числа (ЦЧ) 45 — 50 единиц. Чем короче период задержки самовоспламенения, тем плавнее и эффективнее сгорает топливо. Этот период оценивается цетановым числом, т.е. процентным содержанием (по объему) цетана (ЦЧ-100) в искусственно приготовленной смеси с α-метилнафталином (ЦЧ-0). Для повышения ЦЧ, особенно для топлива, используемого при низких температурах, к нему добавляют специальные присадки — изопропилнитраты.

Кроме того, дизельное топливо должно обладать способностью обеспечивать чистоту топливоподающей системы, деталей двигателя, не вызывать их коррозии, полностью сгорать, не образуя дыма, быть стабильным при хранении. Эти свойства в стандартах нормируются такими показателями качества, как коксовое число, температура вспышки, фильтруемость, наличие механических примесей и воды, содержание серы, кислотность.

Коксовое число характеризует способность топлива при температуре 800 — 900 °С без доступа воздуха образовывать твердый остаток — кокс. Коксуемость зависит от наличия в топливе смолистых соединений, его вязкости и фракционного состава.

Температура вспышки определяет степень пожароопасности топлива при транспортировании, хранении и применении. Желательно, чтобы она была как можно более высокой.

Фильтруемость дизельного топлива показывает его способность предотвращать засорение фильтров и характеризуется специальным коэффициентом. Чем ближе коэффициент фильтруемости к единице, тем выше качество дизельного топлива.

Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе приводит к износу деталей и образованию ледяных пробок в зимнее время года.

Отечественная нефтеперерабатывающая промышленность в соответствии с ГОСТ 305 — 82 вырабатывает дизельное топливо трех марок:

Л — летнее, применяется при температуре окружающего воздуха выше 0 °С;

3 — зимнее, применяется при температуре до минус 30 °С;

А — арктическое, применяется при температуре до минус 50 °С.

Содержание серы в дизельном топливе марок J1 и 3 не должно превышать 0,2 %, марки А — 0,4 %. Для экспорта в соответствии с ТУ 38.401-58-110—94 производится дизельное топливо с содержанием серы 0,2 %.

Коррозионные свойства (кислотность) топлива зависят от содержания в нем органических кислот и серы, содержание их строго ограничивается.

Дизельные топлива, как и бензины, имеют условные обозначения. Например, Л-0,2-40: летнее, содержание серы 0,2%, температура вспышки 40 °С; 3-0,4-35: зимнее, содержание серы 0,4 %, температура застывания минус 35 °С. В обозначение арктического топлива входит только содержание серы.

В последние годы получило распространение наиболее эффективное в условиях России дизельное топливо. Зимнее дизельное топливо с депрессорными присадками (ТУ 38.101889—81) марки ДЗп получают на базе летнего дизельного топлива путем добавления присадки на основе сополимеров этилена с винилацетатом. Присадка обеспечивает снижение температуры застывания до минус 30 °С. В районах с холодным климатом (температура до минус 45 °С) используется топливо, вырабатываемое по ТУ 38.401-58-6— 92. Экологически чистое дизельное топливо (ТУ 38.1011348—89) имеет показатель содержания серы 0,05 и 0,1 %. Такое топливо получают гидроочисткой дизельного топлива. Городское дизельное топливо (ТУ 38.401-58-170—96) предназначено для использования в Москве. Оно отличается от экологически чистого пониженными дымностью и токсичностью отработанных газов на 30 — 50%. Низкотемпературные свойства этого топлива также улучшены.

Похожие статьи

znaytovar.ru

Автомобильное топливо. Бензин.

   Автомобильное топливо является важнейшим и необходимым эксплуатационным составляющим любого автомобиля, чем он питается  - это топливо и масла.     Вечный вопрос - какое топливо или масло лучше? И наверное, единственно правильный ответ - то, что указано в инструкции по эксплуатации вашего двигателя или автомобиля. Однако не все так просто. Уже длительное время на автомобильном рынке конкурируют два типа двигателя - бензиновый и дизельный, которые предъявляют совершенно разные требования к топливу и маслам. Внутри "бензиновых" и "дизельных" групп так же существуют различия в требованиях к качеству топлива. Как в этом разобраться, понятьОб этом мы и поговорим, и поможет нам разобраться в этом вопросе - главный технолог одного из крупнейших Нефтеперерабатыающих заводов нашей страны, член нашего клуба,  Ю. Морошкин.  Первая статья этого цикла, будет посвящена бензину и бензиновым двигателям.

 Бензин - "святой дух" мотора.

Автомобильные бензины - предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением смеси (от искры). В зависимости от назначения, их разделяют на автомобильные и авиационные.  Несмотря на различия в условиях применения, автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.     Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:  иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивыей бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойства при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, топливные баки, резинотехнические изделия и др. В последние годы на первый план выдвигаются экологические свойства топлива.

            Бензин в России больше чем бензин.         Состав бензинов. Бензин-представляет собой смесь углеводородов, состоящих в основном из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов с длиной молекулы углеводорода от С-4 до С-10. Так же в состав бензина могут входить примеси; сера, азот и кислородсодержащие соединения. Бензин-это самая легкая фракция из жидких фракций нефти. От фракционного состава бензина зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. Фракционный состав бензинов нормируется техническими условиями на продукцию.     Легкие фракции бензина характеризуют характеризуют пусковые свойства топлива - чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства.  Для запуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов (зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию.  Зимние сорта бензина имеют более легкий (чем летние) фракционный состав.  Легкие фракции нужны на период пуска и прогрева двигателя.          Основные фракции бензина.     Основная часть топлива называется рабочей фракцией. От ее испоряемости зависит:  образование горючей смеси при разных режимах работы двигателя,  продолжительность прогрева (перевода с холостого хода под нагрузку),  приемистость (возможность быстро увеличить мощность на валу двигателя).  Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50% отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения,  улучшает качество топлива и снижает его склонность к конденсации, что повышает экономичность и уменьшает износ деталей двигателя.  Повышение процентов пусковых фракций,  приводит к образованию паровых пробок в системе питания горячего двигателя.  Особенно негативно это сказывается на работе двигателя в жаркий период года.  По испаряемости, бензины делятся на классы, что определяет их использование по климатическим зонам.     Топливо имеет достаточно сложный химический состав и в процессе его производства контролируется множество его параметров. Рассмотрим наиболее важные из них. У бензинов - это антидетонационная стойкость, фракционный состав и химическая стабильность.

          Лабораторный контроль качества от производства до потребителя.          Детонация - процесс самопроизвольного возгорания топливовоздушной смеси от волны сжатия. В бензиновых двигателях  топливо поджигает свеча , в нужном месте и в нужное время. При этом фронт пламени создает волну давления, которая попадая в камеру сгорания, многократно отражается и усиливается - навстречу фронту пламени устремляется волна детонации, со скоростью до 2500м/сек. возникают звуки так называемый "стук пальцев",  При этом возникают ударные нагрузки, разрушающие двигатель.  Причем детонация может возникать как на богатой, так и на бедной смеси (богатая смесь - при увеличении нагрузки, например на стадии разгона, бедная смесь - при резком снижении нагрузки, например, при движении под уклон на спуске). Чем выше степень сжатия  в двигателе , тем более высокие требования к детонационной стойкости топлива, на котором он работает.     В основу маркировки бензинов положена октановая характеристика. Октановое число - характеризует стойкость бензина к детонации по специальной шкале в которой, 0 - соответствует детонационной стойкости нормального гептана, а 100 - соответствует детонационной стойкости изооктана.  Например, бензин марки АИ-95, где "А"- означает. что бензин автомобилтный, "И"- октаноное число определено по исследовательскому методу, а цифры, указывают на нормируемое минимальное значение октанового числа.  При этом, значение 95 - характеризует бензин по детанационной устойчивости соответствующим детанационной устойчивости эталовой смеси, состоящей из 95% изооктана и 5% нормального гептана.     Определяется октановое число следующим способом:  бензин в специальной испыпательной установке сравнивается по устойчивости к детонации с контрольной смесью, октановое число которой определено по эталонной смеси изооктана и н-гептана. Если при этом устойчивость к детонации испытуемого топлива соответствует устойчивости контрольного топлива, то считается, что и октановое число испытуемого бензина соответствует октановому числу контрольного топлива.          Детонация - самопроизвольный неуправлякмый взрыв в цилиндре.          Октановое число проверяется дважды - исследовательским и моторным методами, которые различаются условиями проведения испытания.  Результат полученный первым способом, несколько выше чем вторым.  Разницу в показаниях называют "чувствительность ю" бензина.  Исследовательский метод, более точно отражает антидетонационные свойства бензина при движении автомобиля в городских условиях и неполной нагрузке.     Фракционный состав  - указывает на способность бензина  к испарению для образования рабочей смеси при пуске двигателя и его работе на различных режимах. Чем ниже температура, при которой выкипает 10% бензина, тем легче будет пустить на нем холодный двигатель. Превышение процентов пусковых фракций - приведет к образованию паровых пробок в системе питания горячего двигателя.     Температура выкипания 50% бензина характеризует испаряемость его средних фракций, влияющих на время прогрева, устойчивость  работы и приемистость двигателя. Чем выше температура конца кипения. тем больше возможность попадания в цилиндры двигателя бензина в неиспарившемся виде, что приведет к смыву масла со стенок цилиндров и его разжигания в картере двигателя.     Химическая стабильность - это свойство бензина не менять свои характеристики при хранении и перевозке. Один из факторов. влияющих на химическую стабильность топлива - концентрация фактических смол. Ее превышение ведет к смоло- и нагарообразованию в двигателе и соответственно его повышенному износу. Не менее важны такие показатели как содержание серы , кислотность, содержание водорастворимых кислот, щелочей, воды и механических примесей.Превышение допустимого содержания серы и свинца, приводит к преждевременному выходу из строя каталитических нейтрализаторов отработанных газов, а повышенная плотность, может отрицательно повлиять на работу форсунок инжекторного двигателя.

           Современный бензиновый двигатель BMW M3 V8. Ассортимент и качество автомобильных бензинов. Основная масса автомобильных бензинов в России вырабатывается по Гост 2084-77,  Гост Р51105-97 и по Ту 38.001165-97. В зависимости от октанового числа, Гост 2084-77, предусматривает пять марок бензинов: А-72,  А-76,  АИ-91,  АИ-93, АИ-95.  Для первых двух марок, цифры указывают октановое число, определенное моторным методом, для последних - исследовательским.     Наиболее востребован  бензин А-92, который является на сегоднишний день, основным  питанием автомобильного парка страны.   Производители же современной автотехники  импортной и отечественной, предписывают использование бензина  АИ 95, спрос на который быстро растет. Однако остаются еще и потребители низкооктанового бензина А-76 (АИ-80), в основном это старая автотракторная техника и раритеты.     Бензины,  А-76 (АИ-80), АИ-95 и АИ-98  по действующему законодательству  не допускается вырабатывать с использованием этиловой жидкости (ТЭС).     В настоящее время многие нефтяные компании выпускают автомобильные бензины по собственным стандартам, например "Нормаль-80", "Регуляр-91", "Премиум-95" и "Супер -98". При разработке стандартов действует обязательное правило - топливо должно соответствовать техническому регламенту. Бензины - "Премиум-95" и "Супер-98", полностью отвечают этим требованиям и предназначены в основном, для двигателей современных отечественных и зарубежных автомобилей.     В Европейском Союзе, США и других развитых странах, приняты жесткие нормы по токсичности ОГ автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, регламентирующими содержание; окиси углерода (СО), двуокиси серы, оксидов азота и углеводородов, на содержание которых,  прежде всего, влияют - конструкция двигателя и качество применяемого топлива.      С 2005 года в ЕС, действуют нормы токсичности Евро-4, что означает, что автомобили производимые в странах ЕС, должны соответствовать этим нормам, соответственны требованияи в части применения топлива, экологические показатели которого, так же регламентируются.

           Европейское качество бензина уавтомобилям в России.           По этому же пути, с некоторым опазданием, двигается и Россия. Так с 2005 года, в РФ начат выпуск автомобилей соответствующих нормам Евро-2, и бензинов, соответствующих норме Евро-2.  (Гост Р51105-97 и Гост Р51866-2002). Работа по совершенствованию качества топлива ведется в соответствии с техническим регламентом  "О требованиях к бензиновым, дизельным и другим ГСМ", который имеет статус закона РФ.  В соответствии с этим документом, предписывается поэтапный процесс перехода на менее экологически вредные марки топлив, отказ от низкооктановых марок и выполнение других требований, направленных на улучшение экологической обстановки на дорогах.     Помимо выполнения экологических требований, стало необходимо постоянно наращивать выпуск бензинов с ОЧН - 92, 95 и выше, спрос на которые непрерывно растет.     Очевидно, что при таком разнообразии топлив и требований к ним, необходимо строгое соблюдение всех норм и правил, как в период производства топлива так и при его реализации. Для этого крупные нефтяные компании, заботясь о покупателе и собственном имидже, организуют сквозной лабораторный контроль продукции - от производителя до продавца.         

     Естественно, что все это, непосредственно влияет на цену топлива и наш кошелек...

gpmar.ru

Состав - бензин - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Состав - бензин

Cтраница 2

В состав бензина входит 84 - 86 % углерода, 14 - 16 % водорода и небольшое количество примесей. В табл. 4 приведены основные показатели некоторых автомобильных бензинов.  [16]

В состав бензина входит 84 - 86 % углерода, 14 - 16 % водорода и небольшое количество примесей. В табл. 4 приведены основные показатели автомобильных бензинов.  [17]

Этот состав бензина почти полностью совпадает с средним составом беизинов 1941 года, и, поэтому, во всевозможных расчетах может применяться любой из них.  [18]

В состав бензинов термического крекинга входит большое количество алкенов, детонационная стойкость которых выше детонационной стойкости н-алканов. Поэтому бензины термического крекинга обычно имеют более высокие октановые числа, чем бензины прямой перегонки из тех же нефтей ( табл. 14), Октановые числа бензинов термического крекинга находятся в пределах 64 - 70 в зависимости от качества сырья и температурного режима крекинга. Компоненты, полученные термическим крекингом, добавляют только в автомобильные бензины.  [20]

В состав бензинов термического крекинга входит большое количество алкенов, детонационная стойкость которых выше детонационной стойкости н-алканов. Октановые числа бензинов термического крекинга находятся в пределах 64 - 70 в зависимости от качества сырья и температурного режима крекинга. Компоненты, полученные термическим крекингом, добавляют только в автомобильные бензины.  [22]

Сравнивая состав бензинов прямой гонки и крекинг-бензина, мы видим прежде всего глубокое различие между ними в содержании непредельных; в то время как в бензинах прямой гонки непредельных вовсе не содержится или содержится всего несколько процентов, содержание их в бензинах жидкофазного крекинга повышается до 25 % и выше. Резко повышается в бензинах жидкофазного крекинга по сравнению с обычными бензинами прямой гонки также содержание ароматики; зато по содержанию нафтенов бензины крекинга значительно уступают бензинам прямой гонки. Что касается, наконец, углеводородов парафинового ряда, то содержание их в обоих типах бензинов примерно одного и того же порядка.  [23]

В состав бензинов прямой перегонки входят углеводороды только трех классов: парафиновые, нафтеновые и ароматические. Соотношение содержания углеводородов этих классов в бензинах зависит от углеводородного состава перерабатываемых нефтей. В бензиновых фракциях нефтей нафтенового основания Азербайджана содержится более 50 % нафтеновых углеводородов.  [24]

В состав бензинов прямой перегонки входят углеводороды только трех классов: парафиновые, нафтеновые и ароматические.  [25]

Сравнивая состав бензинов прямой гонки и крекинг-бензина, мы видим прежде всего глубокое различие между ними в содержании непредельных; в то время как в бензинах прямой гонки непредельных вовсе не содержится или содержится всего несколько процентов, содержание их в бензинах жидкофазного крекинга повышается до 25 % и выше. Ренко повышается в бензинах жидкофазного крекинга по сравнению с обычными бензинами прямой гонки также содержание ароматики; зато по содержанию нафтенов бензины крекинга значительно уступают бензинам прямой гонки. Что касается, наконец, углеводородов парафинового ряда, то содержание их в обоих типах бензинов примерно одного и того же порядка.  [27]

В состав бензинов прямой перегонки входят углеводороды только трех классов: парафиновые, нафтеновые и ароматические.  [28]

В состав бензинов термического крекинга входит большое количество непредельных углеводородов, детонационная стойкость которых выше, чем нормальных парафинов.  [29]

Изменение состава бензина во многом зависит от давления и температуры адсорбции. Увеличение температуры утяжеляет бензин, так как при этом легкие фракции газового бензина не адсорбируются.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

---

• 
  Что такое экскаватор
• 
  Фиат дукато фургон
• 
  Что такое подшипник
• 
  Температура кипения бензина
• 
  Гидромеханическая коробка передач
• 
  Рено кангу технические характеристики
• 
  Типы подшипников
• 
  Тип двигателя
• 
  Эксплуатация очистных сооружений
• 
  Монтаж крана мостового
• 
  Монтаж мостового крана