Бензин физические свойства – Бензин и его характеристики

Характеристики бензина

Основным эксплуатационным свойством всех бензинов является детонационная стойкость. Детонация — процесс быстрого сгорания рабочей смеси с образованием в камере сгорания ударных волн. Она приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов. К внешним признакам детонации относятся: характерный металлический стук, вибрация, черный цвет отработавших газов, перепады в работе двигателя.

Первым признаком детонации является резкий звонкий стук в двигателе. Многие автолюбители считают, что это стучат поршневые пальцы. Однако, на самом деле, причиной стука являются вибрации деталей двигателя вызываемая ударной волной. Детонация возникает вследствие: несоответствия вида бензина степени сжатия двигателя (слишком низкое октановое число), раннее зажигание, большое количество нагара в камере сгорания, работа двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке, а также низкой частоте вращения коленчатого вала.

Детонационные свойства оцениваются октановым числом. Это число определяется двумя методами — исследовательским и моторным. Как правило, в обозначении бензина вместе с октановым числом пишется и метод, по которому оно определено. Например, буква И — исследовательский. Чем выше октановое число, тем больше стойкость к детонации, а значит больше мощность, а также экономичность.

Высокооктановые бензины получают двумя способами. Первый сложнотехнологический, при котором увеличивают долю высокооктановых компонентов при производстве (неэтилированный бензин). Второй, добавка к бензину тетраэтилсвинца (этилированный бензин). Этот способ более простой и дешевый. В развитых странах практически не используется.

Заливая к себе в бак этилированный бензин, будьте внимательны. Тетраэтилсвинец (а за границей еще и тетраметилсвинец) существенно повышает детонационную стойкость, для чего его, собственно говоря и добавляют.Однако, на автомобилях, оснащенных лямбдазондом и катализатором, поскольку свинец быстро приведет к их поломке.

Маркировка бензина

В нашей стране производят бензины следующих марок: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. Есть этилированные, малоэтилированные, неэтилированные, летних, зимние сорта. Этилированные сорта специально окрашивают. Например, А-72 – розовый, А-76 –желтый, АИ-93 -оранжево-красный, а АИ-98 — синий. За границей две основные марки: «Премиум» (1-й сорт, октановое число 97-98) и «Регуляр» (2-й сорт, октановое число 90-94). В Англии и США, а также некоторых других странах выпускается бензин марки«Супер», в котором октановое число 99-102.

Где лучше применять?

Для легковых иномарок используйте бензин с октановым числом не менее 91-92. В машинах, произведенных в 90-е годы, лучше применять топливо с октановым числом не менее 94.

Качество бензина, определяется еще и уровнем загрязненности примесями, кислотами, щелочами, органическими соединениями, сернистыми соединениями. Бензины производимые на постсоветском пространстве часто имеют пониженное качество по указанным выше параметрам. Поэтому топливная система должна быть обязательно оборудована фильтром тонкой очистки, менять который нужно каждые 10000 — 15000 км. Полезно раз в год полностью промыть бак. Для двигателей с впрыском и катализатором используйте бензин не хуже чем АИ-95 неэтилированный или малоэтилированный.

Условия хранения

При длительном хранении бензина его качество ухудшается, поскольку смолы, содержащиеся в нем, образуют соединения коричневого цвета, которые оседают на всех деталях, что сказывается на их износе.

На процессы окисления бензина оказывает влияние ряд факторов. Медь и ее сплавы его ускоряют. Бензин в баке автомобиля, где имеются латунные заборная трубка и фильтрующая сетка, окисляется быстрее, чем в железной канистре. Способствует окислению и свободный доступ воздуха к топливу. В летний период процессы окисления протекают значительно быстрее.

При долгом хранении этилированного бензина в неплотно закрытой емкости уходит легколетучий бромистый этил. Это вещество, которое входит в состав этиловой жидкости и выводит оксиды свинца. Через какое-то время бромистого этила может остаться в бензине так мало, что он не сможет выводить свинец. Это значит, что в двигателе будет больше нагара.

Топливо эффективнее хранить в плотно закрытой таре и в прохладном месте. Здесь пригодятся канистры и аналогичные им емкости. В средней климатической зоне бензин может храниться в плотно закрытых канистрах без существенной потери качества до 12 месяцев, а в баке автомобиля — не более 6 месяцев. Для северных районов сроки увеличиваются в 1,5-2 раза, а для южных — сокращаются вдвое.

www.trader-oil.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

Бензин — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Бензи́н (франц. benzine, от араб. любан джави — яванское благовоние) — смесь различных углеводородов, выкипающая в пределах 30-205 °С. В состав бензина, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения.

Бензин готовят смешением компонентов, получаемых в основном переработкой нефти: прямой перегонкой, а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют главным образом в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие количества бензина используют как растворители и промывочные жидкости. Плотность бензина 700-780 кг/куб. м, температура замерзания — ниже -60 °С, температура вспышки — ниже 0°С. При концентрации паров бензина в воздухе 74-123 г/куб.м образуются взрывчатые смеси.

Автомобильные бензины

В зависимости от доли в составе бензина низкокипящих углеводородов бензин подразделяется на зимний и летний (в зимнем бензине низкокипящих углеводородов больше).

В России в соответствии с ГОСТ Р 51105-97 к основным маркам автомобильного бензина относятся бензин с октановыми числами, измеренными исследовательским методом:

• Нормаль-80 — с октановым числом не менее 80;
• Регуляр-92 — с октановым числом не менее 92;
• Премиум-95 — с октановым числом не менее 95;
• Супер-98 — с октановым числом не менее 98

Авиационные бензины

К авиационному бензину предъявляются более высокие требования к качеству. Октановое число авиационного бензина более высокое, чем автомобильного.

Авиационный бензин получают путем прямой перегонки нефти, каталитического крекинга или риформинга с добавлением в его состав высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

В соответствии с ГОСТ 1012-72 сорта авиационных бензинов маркируются в виде дроби: Б-91/115 и Б-95/130 (в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси).

Бензины-растворители используются в качестве растворителя при приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок, мастик; для обезжиривания электрооборудования и различных поверхностей (ткани, кожи, металлов) перед склеиванием или нанесением различных покрытий; для промывки металлических деталей, в производстве искусственного меха; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков; С помощью растворителя также извлекают канифоль из древесины.

Экстракционные бензины, имеющие температуру кипения 70-95 °C используются как растворители в резиновой и лакокрасочной промышленности.

На практике широко применяется нефрас как растворитель при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом и др.

В лакокрасочной промышленности широко распространен бензин-растворитель — уайт-спирит.

Бензины для нефтехимии (Нафта)

В нефтехимической промышленности используется фракция нефти с пределами выкипания до 180 °C, получаемой путем прямой перегонкой нефти с добавлением небольшого количества вторичных фракций. Нафта используется на нефтехимических предприятиях в качестве сырья при получения этилена. Товарные названия нафты: бензин газовый стабильный (БГС), бензин для химической промышленности, бензин прямогонный (БП) и дистиллят газового конденсата легкий (ДГКл)

Основные эксплуатационные характеристики бензина, применяемого как горючее: испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химическая стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Испаряемость в наибольшей мере определяется фракционным составом и давлением насыщенных паров. По этим показателям бензины могут существенно различаться, тогда как прочие показатели (коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность), как правило, для всех бензинов очень близки. От фракционного состава и давления насыщенных паров бензина зависят скорость прогрева двигателя, износ его деталей, расход горючего, а также такие эксплуатационные характеристики, как возможность пуска двигателя при низких температурах и склонность к образованию паровых пробок в системе питания. Применение бензина с большим содержанием низкокипящих фракций облегчает пуск двигателя, но вызывает образование паровых пробок. Кроме того, использование очень легких бензинов приводит к обледенению карбюратора при низких температурах, увеличению потерь горючего от испарения при хранении и транспортировке.

Важнейшее эксплуатационное свойство бензина — детонационная стойкость, то есть способность нормально сгорать в двигателе при различных условиях. Антидетонационные свойства бензина оцениваются октановым числом, а для авиационных бензинов — также и сортностью. Чем выше октановое число бензина или его сортность, тем лучше его антидетонационные свойства. Деление бензинов на марки основано на этих свойствах. Для улучшения детонационной стойкости базовых бензинов применяют высокооктановые компоненты (алкилат, алкилбензол и др.). Перспективно применение метил-трет-бутилового эфира — нетоксичной жидкости с октановым числом 117, не влияющей на другие эксплуатационные характеристики бензина; при содержании менее 11%. наиболее эффективный способ повышения детонационной стойкости — добавление антидетонаторов моторных топлив. Смесь свинцового антидетонатора с так называемыми выносителями продуктов сгорания, галогензамещенными углеводородами — называют этиловой жидкостью. Этилированные бензины токсичны, их обязательно окрашивают.

При сгорании рабочей смеси в двигателе может произойти самопроизвольное воспламенение независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, вызывающее нарушение нормального сгорания, называется поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Источниками его могут быть перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т.д. Калильное зажигание делает сгорание неуправляемым, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя. Калильная стойкость бензина повышается с увеличением октановых чисел.

Бензин проникает в организм в основном через легкие. Опасность отравления существует на всех этапах его производства, транспортировки и особенно при его использовании. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров от 100 до 300 мг/куб.м. При остром отравлении парами появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, в тяжелых случаях — головокружение, неустойчивая походка, психическое возбуждение, замедление пульса, иногда — потеря сознания.

При хронических отравлениях обычны жалобы на головную боль, головокружение, расстройство сна, раздражительность, повышенную утомляемость, похудание, боли в области сердца и др. При острых отравлениях необходимы свежий воздух, кислород, сердечные и успокоительные средства. При попадании бензина в желудок принимают внутрь растительное масло (30-50 г). Лица, страдающие функциональными заболеваниями нервной системы и эндокринных органов, к работе с бензином не допускаются.

megabook.ru

Физико-химические свойства бензина. Бензин оптом. ТК Яхонт

Бензин должен соответствовать всем нормам, которые были описаны выше. Это соответствие определяется рядом физико-химических свойств, на которые влияют различные показатели. Основные значения этих параметров указываются в технической документации на топливо, производимое под данной маркой.

На значения этих показателей влияет природа сырой нефти, способы её обработки и очистки сырья, либо готового продукта. Для обеспечения одного и того же качества горючего одной марки, показатели физико-химических характеристик являются стандартизированными.

На способность бензина к образованию горючей смеси нужного состава, которая обеспечивает оптимальную работу мотора, влияют несколько показателей. Прежде всего, это определяется составом, стойкостью к детонации, наличием воды и механических примесей, а также давлением насыщенных паров. Топливо должно обеспечивать бесперебойную работу мотора при разных значениях температуры окружающей среды, при различном количестве оборотов коленчатого вала, а также отличной степенью открытия дроссельной заслонки. Если обобщить, то все это является карбюраторными качествами бензина, которые определяют безотказность и срок работы мотора. От значения этих показателей также зависит и скорость сгорания топливно-воздушной смеси внутри цилиндров двигателя, и возможность его полноценной работы при сжигании меньшего количества бензина. То есть, прежде всего, они определяют количество расходуемого бензина и мощность, развиваемую мотором.

Зависимость между температурой, при которой производится перегонка сырой нефти, и количеством топлива, устанавливается его фракционным составом. Стандартным является показатель в процентах по объему. В стандарте указывается температура, при которой осуществлялась перегонка 10, 50 и 90% горючего, помимо этого там указано значение конечной температуры в процессе перегонки. Применение бензина, который перегонялся при очень высокой температуре, может привести к повышенному износу поршневой группы. Как следствие – масло будет смываться со стенок цилиндра, после чего разжижаться в картере. Рабочая смесь будет неравномерно распределяться по поверхности цилиндра.

Давлением насыщенных паров определяется, насколько хорошо испаряются головные фракции горючего. Этот параметр также отвечает и за пусковые качества. С повышением давления насыщенных паров возрастает и их способность к испарению, что существенно ускоряет запуск мотора, и сокращает время на его полноценное прогревание. Но, при слишком высоком значении этого параметра, может происходить преждевременное испарение топлива, и оно не будет попадать в смесительную камеру карбюратора. Такое явление вызовет ухудшение наполнения камеры сгорания цилиндров, что может привести к образованию паровых пробок в системе топливного провода. Это негативно сказывается на запасе мощности мотора, или вовсе его остановке. Поэтому давление насыщенных паров горючего всегда колеблется в таком диапазоне, при котором обеспечивается оптимальное испарение, но не появляются паровые пробки в системе силового агрегата.

Октановое число тоже является очень важным показателем, некоторые даже указывают его ключевым. Его важность заключается в том, что именно от значения октанового числа зависит стойкость бензина к детонации.

Стойкость к самопроизвольному воспламенению указывается в технической документации или стандартах определенной марки бензина. Этот показатель также входит и в маркировку, которую показывают на АЗС. Важнейший параметр горючего определяет процентное содержание изооктана в эталонной смеси с нормальным гептаном, которая проявляет такие же детонационные свойства, как и испытуемая марка топлива.

Чем меньше значение октанового числа, там менее стойким оказывается бензин перед детонацией. Это также влияет и на его эксплуатационные качества.

При равных условиях, та марка бензина, которая имеет фракционный состав меньшей массы, будет отличаться более высоким показателем октанового числа. Наиболее стойкими к самовоспламенению являются те виды горючего, которые состоят из большего количества ароматических углеводородов, и меньшего нафтеновых. А самыми склонными к этому процессу являются бензины, в составе которых преобладают нормальные парафиновые углеводороды.

Строгому контролю поддается и содержание в горючем сернистых соединений и смолистых веществ, поскольку именно эти компоненты способны существенно снизить важнейшую характеристику.

Зачастую, именно на прогретом двигателе, когда число его оборотов достигает максимальной отметки, или коленчатый вал осуществляет очень малое количество вращений, и возникает явление детонации. Это явление может вызвать перебои в работе системы охлаждения, что влечет за собой пробуксовку ремня вентилятора, образование накипи или нагара, а также увеличение уровня открытия дроссельной заслонки или резкое возрастание угла опережения зажигания.

Процедура предотвращения или прекращения начавшегося процесса детонации заключается в изменении режимов работы силового агрегата. Можно также и увеличить октановое число горючего с помощью добавления к нему специальных присадок, или компонентов, отличающихся повышенным содержанием изооктана.

Не допускается и наличие механических примесей в бензине. Эти вкрапления могут привести к засорению фильтров в системе подачи топлива, что повлечет за собой нарушение стабильной работы мотора, а также негативно скажется на износе поршневых колец и цилиндров.

Моветоном является и повышенное содержание воды в веществе. При минусовой температуре она очень опасна, так как может замерзнуть, в результате чего закупоривается система подачи топлива, и оно не поступает в цилиндры должным образом. Вода может вызвать коррозию топливного бака и способствовать образованию смол в бензине.

Другие физико-химические свойства горючего также могут повлиять на безотказную работу мотора, максимальную развиваемую им мощность, а также расход топлива. Прежде всего, на мощности двигателя сказывается температура сгорания бензина. Но, согласно стандартам, производители придерживаются небольшого отклонения в этом параметре, даже для разных марок производимого вещества. Автомобильный бензин не имеет четких норм показателей плотности и вязкости вещества. Дело в том, что изменение этих параметров не вызывает необходимости изменения регулировки и режимов работы мотора, при использовании топлива различных партий. Необходимость корректировок может возникнуть только тогда, когда происходит переход от зимнего на летнее топливо, или наоборот. То же самое требуется и во время изменения марки.

Плотность бензина – это масса вещества, которая содержится в единице его объема. Для определения этой характеристики используется специальный прибор, а замеры проводятся при определенной температуре. Соблюдение такого режима вызвано тем, что параметры будут увеличиваться с понижением температуры окружающей среды. При возрастании вязкости снижается и пропускная способность жиклеров, а когда увеличивается плотность, то меняется количество одинакового объема бензина, который поступает в топливную систему.

При производстве бензин выводится в весовых единицах – килограммах. Но, заправка на специальных станциях производится в объемных – литрах. Это влечет за собой необходимость конвертации одних единиц в другие, но зная плотность, осуществить такой процесс достаточно просто.

нефтепродукты оптом бензин оптом битумные смеси дизельное топливо мазуты аналоги дизельного топлива

tk-yakhont.ru

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%.

Октановое число и детонационная стойкость

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

Бензины. Требования к ним. Физико-химические свойства автомобильных бензинов. Свойства металлов. Технология азотирования стали. Автомобильный бензин

Похожие главы из других работ:

Автоматизация установки получения диамоний-фосфата

Физико-химические свойства диаммонийфосфата.

Наименование показателей и единиц измерений Значение физической величины с граничны-ми отклонениями Источник информации Высший сорт Первый сорт 1. Массовая доля усвояемых фосфатов (Р205 усв)…

Анализ причин обрывности штанговой колонны при эксплуатации скважин, оборудованных ШСНУ, и мероприятия по увеличению МРП скважин на примере Аллагуловского месторождения

1.3 Состав и физико — химические свойства флюидов

Свойства нефти изучались по глубинным и поверхностным пробам. ГПН отбирались пробоотборниками ПД-3М и ВПП-300. Пробы анализировались на установках УИПК-2М и АСМ-300 по общепринятой методике. Вязкость определялась вискозиметром ВВДУ…

Анализ эксплуатации скважин установками ЭЦН на одном из участков месторождения Зимнего

2.3.1 Физико-химические свойства пластовых флюидов

Результаты, полученные при лабораторных исследованиях флюидов, приведены в таблицах 3-5. Всего исследовано пять поверхностных (скв. 6Р, 12Р, 14Р, 25Р) и семь глубинных проб нефти (скв.12Р, 25Р) и одна проба пластовой воды (скв.14Р). Нефти, отобранные из скв…

Варианты переработки нефти

2.1 Характеристика автомобильных бензинов

Автомобильные бензины Регуляр Евро-92 и Премиум Евро-95 по ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-99). Требования к бензинам представлены в таблице 2.1. Таблица 2…

Очистка отходящих газов от паров органических растворителей

2.1.2 Бензол. Физико-химические свойства

Бензол — бесцветная жидкость с приятным сладковатым запахом. Химическая формула С6H6. Молярная масса 78,11 г/моль, температура плавления 5,5 °C; температура кипения 80,1 °C; температура воспламенения паров -11оС; температура самовозгорания 562 оС…

Подтверждение соответствия серийно выпускаемых спичек требованиям ГОСТ 1820-2001

1.3 Физико — химические свойства

В качестве основного сырья для изготовления спичечной соломки используют главным образом осину и реже липу. Для этого с круглого очищенного от коры чурака специальным ножом по спирали снимается лента…

Производство мазута

2. Физико-химические свойства мазута

Топливо мазутное суперлегкое содержит 25-50% стабилизированного газового конденсата с содержанием в нем фракции C1-C4 в количестве не более 0,3-1,0% и остальное мазут топочный марки М100 и/или М40…

Пути повышения эффективности процесса производства стирола

3. Физико-химические свойства веществ

…

Распылительная сушильная установка

1.2 Физико-химические свойства

При производстве сухих молочных продуктов физико-химические свойства молока представляют особый интерес в связи с тем, что от них зависят режимы обработки молока на различных этапах технологического процесса. Плотность молока…

Расчет материальных балансов процессов переработки танатарской нефти

1.2.1 Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)

1.2.2 Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 305-82) 1.2.3 Характеристика печного бытового топлива (ТУ 38…

Расчет производительности экструдера

1.3.3 Физико-химические свойства

Стойкость к агрессивным средам определяется сохранением заданного комплекса эксплуатационных свойств испытуемого материала при воздействии жидкой или газообразной среды. Для полиэтиленовых пленок…

Сравнительная характеристика чугуна и стали

2.1 Физико-химические свойства материалов

ь Отличия. Содержание углерода в стали до 2%, в чугуне — более 2% Чугун относится к материалам, обладающим плохой технологической свариваемостью, в отличие от стали. Основные трудности при сварке обусловлены высокой склонностью его к отбеливанию…

Теория и технология производства ферросплавов

1.1 Физико-химические свойства кремния

Кремний — химический элемент IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Его порядковый номер — 14, атомный вес — 28,08, атомный объем — 12,04·10-6 м3/моль. Кремний — металлоид, принадлежит к подгруппе углерода…

Технологии и свойства важнейших видов силикатной эмали

4. Химические и физико-химические свойства

Для правильной и полной оценки материалов при их изготовлении, выборе и эксплуатации в конструкциях необходимо знать и учитывать их химические и физико-химические свойства…

Физические свойства товаров. Судовые топлива. Гидравлические масла. Присадки к маслам

2.2 Общие физико-химические свойства

Топлива используют в судовых энергетических установках. Требования, предъявляемые к качеству топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества…

prod.bobrodobro.ru

Бензин

АВТОМОБИЛЬНЫЕ БЕНЗИНЫ

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 устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
• не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия;
• иметь хорошие антидетонационные характеристики и др.
• в последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

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 — 1:14 — т.е. создать рабочую смесь. К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. По вязкости, поверхностному натяжению, скрытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигателей. Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность.

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров зависит от температуры и от соотношения паровой и жидкой фаз и уменьшается с уменьшением температуры и увеличением отношения паровой фазы к жидкой. В лабораторных условиях давление насыщенных паров определяют при температуре 37,8°С и соотношении паровой и жидкой фаз (3,8-4,2):1 в «Бомбе Рейда» (ГОСТ 1756-52) или аппарате с механическим диспергированием типа «Вихрь» (ГОСТ 28781-90).

Фракционный состав

Фракционный состав бензинов определяют перегонкой на специальном приборе, при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения, или объем выпаривания при 70, 100 и 180°С. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров бензинов определяются конструкцией автомобильного двигателя и климатическими условиями его эксплуатации.

1. С одной стороны, необходимо обеспечить запуск двигателя при низких температурах, с другой стороны — предотвратить нарушения в работе двигателя, связанные с образованием паровых пробок при высоких температурах. Пусковые свойства бензина зависят от содержания в нем легких фракций, которое может быть определено по давлению насыщенных паров и температуре перегонки 10 % или объему легких фракций, выкипающих при температуре до 70°С. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем больше легких фракций требуется для запуска двигателя. Однако чрезмерное содержание низкокипящих фракций в составе бензинов может вызвать неполадки в работе прогретого двигателя, связанные с образованием паровых пробок в системе топливоподачи. Причиной образования паровых пробок в автомобильном двигателе является интенсивное испарение топлива вследствие его перегрева. В условиях жаркого климата это явление может иметь массовый характер. Образование паровых пробок зависит от испаряемости бензина, температуры и конструкции двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, ниже температуры начала кипения и перегонки 10 % и больше объем фракции, выкипающей при температуре до 70 °С, тем больше его склонность к образованию паровых пробок.

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.

2. От фракционного состава зависят такие показатели как скорость прогрева двигателя, его приемистость, износ цилиндро-поршневой группы. Приемистость — способность бензинов к повышению детонационной стойкости при добавлении антидетонаторов. Наиболее существенное влияние на скорость прогрева двигателя и  его приемистость оказывает температура перегонки 50 % бензина. Температура выкипания 90 % бензина также влияет на эти характеристики, но в меньшей степени. Скорость прогрева двигателя, его приемистость зависят и от температуры окружающего воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем ниже должна быть температура перегонки 50 % бензина для обеспечения быстрого прогрева и хорошей приемистости двигателя. При понижении температуры это влияние усиливается. Поэтому нормы на этот показатель также зависят от температурных условий эксплуатации и различаются по сезону и климатическим зонам.

3. Для нормальной работы двигателя большое значение имеет полнота испарения топлива, которая характеризуется температурой перегонки 90 % бензина и температурой конца кипения. При неполном испарении бензина во впускной системе часть его может поступать в камеру сгорания в жидком виде, смывая масло со стенок цилиндров. Жидкая пленка через зазоры поршневых колец может проникать в картер, при этом происходит разжижение масла. Это приводит к повышенным износам и отрицательно влияет на мощность и экономичность работы двигателя. Снижение температуры конца кипения бензинов может повысить их эксплуатационные свойства, однако это снижает ресурс бензинов. Температура конца  кипения (tк.к.)  бензинов также характеризует полноту сгорания бензинов и равномерность распределения рабочей смеси по цилиндрам двигателя; при tк.к. выше 220 оС происходит неполное сгорание бензинов, повышается его расход, а также увеличивается износ двигателя, снижаются его экономичность и мощность.

Как было указано выше, требования к испаряемости автомобильных бензинов в значительной мере зависят от температурных условий их применения. С учетом климатических особенностей нашей страны автомобильные бензины по фракционному составу и давлению насыщенных паров подразделяют на два вида: зимний и летний. Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального использования бензинов введено пять классов испаряемости для применения в различных климатических районах. Наряду с определением температуры перегонки бензина при заданном объеме предусмотрено определение объема испарившегося бензина при заданной температуре 70, 100 и 180 °С (табл. 2).

Таблица 2

Характеристики испаряемости бензинов всех марок

Показатели	Класс
	1	2	3	4	5
1. Давление насыщенных паров бензина, кПа	35-70	45-80	55-90	60-95	80-100
2. Фракционный состав:
температура начала перегонки, °С, не ниже	35	35	не нормир.	не нормир.	не нормир.
пределы перегонки, °С, не выше:
— 10%	75	70	65	60	55
— 50%	120	115	110	105	100
— 90%	190	185	180	170	160
конец кипения, °С,   не выше	215
объемная доля остатка в колбе, %	2
остаток и потери, %	4
объем испарившегося  бензина, %, при  температуре:
70 °С	10-45	15-45	15-47	15-50	15-50
100 °С	35-65	40-70	40-70	40-70	40-70
180 °С, не менее	85	85	85	85	85
3. Индекс испаряемости, не более	900	1000	1100	1200	1300

Детонационная стойкость

Этот показатель характеризует способность автомобильных 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 разрушения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Показателем детонационной стойкости автомобильных бензинов является октановое число.  Октановое число численно равно содержанию (% об.) изооктана (2,2,4,-триметилпентана) в его смеси с н — гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна топливу, испытуемому на одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в стандартных условиях на бедной рабочей смеси. В лабораторных условиях октановое число автомобильных бензинов и их компонентов определяют на одноцилиндровых моторных установках УИТ-85 или УИТ-65. Склонность исследуемого топлива к детонации оценивается сравнением его с эталонным топливом, детонационная стойкость которого известна. Октановое число на установках определяется двумя методами: моторным (по ГОСТ 511-82) и исследовательским (по ГОСТ 8226-82).

Методы отличаются условиями проведения испытаний. Испытания по моторному методу проводят при более напряженном режиме работы одноцилиндровой установки, чем по исследовательскому. Поэтому октановое число, определенное моторным методом, обычно ниже октанового числа, определенного исследовательским методом. Октановое число, полученное моторным методом в большей степени характеризует детонационную стойкость топлива при эксплуатации автомобиля в условиях повышенного теплового форсированного режима, октановое число, полученное исследовательским методом, больше характеризует бензин при работе на частичных нагрузках в условиях городской езды.

Детонационная стойкость автомобильных бензинов определяется их углеводородным составом. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические углеводороды. Самая низкая детонационная стойкость у парафиновых углеводородов нормального строения, причем она уменьшается с увеличением их молекулярной 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 стойкость. По детонационной стойкости нафтены превосходят парафиновые углеводороды, но уступают ароматическим углеводородам. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке:

ароматические >изопарафины  > олефины > нафтены > н-парафины.

Разницу между октановыми числами бензина, определенными двумя методами, называют чувствительностью бензина. Наибольшую чувствительность имеют олефиновые углеводороды. Чувствительность ароматических углеводородов несколько ниже. Для парафиновых углеводородов эта разница очень мала, а высокомолекулярные низкооктановые парафиновые углеводороды имеют отрицательную чувствительность. Соответственно   более по чувствительности (9-12 ед.) отличаются бензины каталитического крекинга и каталитического риформинга, содержащие непредельные и ароматические углеводороды. Менее чувствительны (1-2 ед.) к режиму работы двигателя алкилбензин и прямогонные бензины, состоящие из парафиновых и изопарафиновых углеводородов.

Для повышения октановых чисел товарных бензинов используют также специальные антидетонационные присадки и высокооктановые компоненты (этиловую жидкость, органические соединения марганца, железа, ароматические амины, метил-третбутиловый эфир).

Химическая стабильность

Этот показатель характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых 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. Смолянистые 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.

Окисление топлив представляет собой сложный, многостадийный свободнорадикальный процесс, происходящий в присутствии кислорода воздуха. Скорость реакции окисления углеводородов резко возрастает с повышением температуры. Контакт с металлом оказывает каталитическое воздействие на процесс окисления. Низкую химическую стабильность имеют олефиновые углеводороды, особенно диолефины с сопряженными двойными связями. Высокой реакционной способностью обладают также ароматические углеводороды с двойной связью в боковой цепи. Наиболее устойчивы к окислению парафиновые углеводороды нормального строения и ароматические углеводороды. Химическая стабильность автомобильных бензинов определяется в основном их углеводородным составом.

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.

Химическую стабильность товарных бензинов и их компонентов оценивают стандартными методами путем ускоренного окисления при температуре 100°С и давлении кислорода по ГОСТ 4039-88. Этим методом определяют индукционный период, т.е. время от начала испытания до начала процесса окисления бензина. Чем выше индукционный период, тем выше стойкость бензина к окислению при длительном хранении. По индукционным периодам бензины различных технологических процессов существенно различаются. Индукционные периоды бензинов термического крекинга составляют 50-250 мин; каталитического крекинга — 240-1000 мин; прямой перегонки — более 1200 мин; каталитического риформинга — более 1500 мин.

Установлено, что бензины, характеризующиеся индукционным периодом не менее 900 мин, могут сохранять свои свойства в течение гарантийного срока хранения (5 лет). Так как не все бензины предназначены для длительного хранения, в нормативно-технической документации нормы на индукционный период установлены от 360 до 1200 мин.

Химическая стабильность бензинов в определенной степени может быть охарактеризована йодным числом, которое является показателем наличия в бензине непредельных углеводородов.

Химическая стабильность этилированных бензинов зависит также от содержания в них этиловой жидкости, так как тетраэтилсвинец при хранении подвергается окислению с образованием нерастворимого осадка.

Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.

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. Образование отложений на указанных деталях приводит к нарушению регулировки карбюратора, уменьшению мощности и ухудшению экономичности работы двигателя, увеличению токсичности отработавших газов. Образование отложений в топливной системе частично зависит от содержания в бензинах смолистых веществ, нестабильных углеводородов, неуглеводородных примесей, от фракционного и группового состава, которые определяют моющие свойства бензина. Установлено, что повышенному нагарообразованию способствует высокое содержание в бензинах олефиновых и ароматических углеводородов, особенно высококипящих. Содержание ароматических и олефиновых углеводородов в товарных бензинах ограничивается соответственно 55 и 25 % (об.). Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.

Наиболее эффективным способом борьбы с образованием отложений во впускной системе двигателя является применение специальных моющих или многофункциональных присадок. Такие присадки широко применяют за рубежом. В России также разработаны и допущены к применению присадки аналогичного назначения.

Эксплуатационные свойства

Автомобильные 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 серы, кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды. Эти показатели нормируются в нормативно-технической документации на бензины. Бензин должен выдерживать испытание на медной пластинке. Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозионных или многофункциональных присадок.

nkparma.com