Какие требования предъявляются к качеству бензина?

Требования, предъявляемые к качеству современных автомобильных бензинов, подразделяют на четыре группы:

1. От производителей автомобилей для обеспечения нормальной работы двигателя;

2. От производителей бензинов, обусловленные возможностями нефтеперерабатывающей промышленности;

3. Связанные с транспортированием и хранением автомобильных бензинов;

Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов: сжигание бензина в смеси с воздухом в камере сгорания должно происходить с нормальной скоростью без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя в любых климатических условиях. Это требование устанавливает нормы на детонационную стойкость бензина.

Необходимо, чтобы бензин имел высокую теплоту сгорания, минимальную склонность к образованию отложений в топливной и впускной системах, а также нагара в камере сгорания. Продукты сгорания не должны быть токсичными и коррозионно- агрессивными.

Испаряемость бензинов должна обеспечивать приготовление горючей смеси при любых температурах эксплуатации двигателей. Это требование регламентирует такие свойства и показатели качества бензина, как фракционный состав, давление насыщенных паров, склонность к образованию паровых пробок.

Производство автомобильных бензинов осуществляется на сложном комплексе различных технологических процессов переработки нефти.

Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки, накладывают ограничения на показатели фракционного и углеводородного состава, содержание серы и различных антидетонаторов.

Условия массового производства требуют обеспечения возможности использования нефтяного сырья с возможно более широким варьированием по углеводородному и фракционному составам и содержанию различных сернистых соединений, что определенным образом влияет на установление норм в спецификациях на соответствующие показатели качества бензинов.

В целях увеличения выхода бензина из перерабатываемого нефтяного сырья производство заинтересовано в повышении температуры конца кипения, а эффективное использование бензина в двигателе возможно при определенном ограничении содержания высококипящих фракций.

Нормы на показатель детонационной стойкости устанавливаются на уровне, достижимом с использованием имеющихся технологических процессов, компонентов и присадок, допущенных к применению в составе бензинов.

Требования производителей автомобилей очень часто идут вразрез с требованиями нефтепереработчиков, и в этих случаях необходимо определить оптимальный экономически целесообразный уровень этих требований.

Примером такого компромисса является октановый индекс, характеризующий детонационную стойкость американских автобензинов.

Автомобилестроители США предлагали внести в спецификации оценку октанового числа бензина по исследовательскому методу, а нефтепереработчики — по моторному методу.

В результате в спецификацию был внесен показатель, равный полусумме октановых чисел по исследовательскому и моторному методам.

Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов, обусловлены необходимостью сохранения их качества в течение нескольких лет. Автомобильный бензин с завода-изготовителя по существующим продуктопроводам,

железнодорожным, водным и автомобильным транспортом подается на крупные региональные перевалочные нефтебазы. С этих баз хранения бензин поступает на нефтебазы, снабжающие автозаправочные станции (АЗС), а далее автомобильными цистернами на АЗС.

Транспортирование, хранение и применение бензина непосредственно на автомобилях осуществляются в различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха от — 50 до + 45 °С, при этом необходимо обеспечить нормальную работу двигателя.

Требования, связанные с транспортированием и хранением, регламентируют такие свойства автобензина, как физическая и химическая стабильность, склонность к потерям от испарения и образованию паровых пробок, растворимость воды, содержание коррозионно-агрес-сивных соединений и т. д.

На длительное хранение, как правило, поступают бензины летнего вида с высокой химической стабильностью (индукционный период не менее 1200 мин).

Воздействие бензинов на окружающую среду при применении их на автомобильной технике связано с токсичностью соединений, попадающих в атмосферный воздух, воду, почву непосредственно из топлива (испарения, утечки) или с продуктами его сгорания.

Источниками токсичных выбросов автомобилей являются отработавшие газы, картерные газы и пары топлива из впускной системы и топливного бака. Отработавшие газы содержат оксид углерода, оксиды азота, серы, несгоревшие углеводороды и продукты их неполного окисления, элементарный углерод (сажа), продукты сгорания различных присадок, например оксиды свинца и галогениды свинца при использовании этилированных бензинов, а также азот и неизрасходованный на сгорание топлива кислород воздуха.

Для уменьшения выбросов вредных веществ современные автомобили оснащают каталитическими системами нейтрализации отработавших газов, позволяющими дожигать несгоревшие углеводороды и оксид углерода до С02, а оксиды азота — восстанавливать до азота.

Экологические свойства бензинов обеспечиваются ограничениями по содержанию отдельных токсичных веществ по групповому углеводородному составу по содержанию низкокипящих углеводородов, а также серы и бензола.

Эти ограничения позволяют обеспечить надежную работу каталитической системы нейтрализации ОГ и способствуют уменьшению воздействия автомобильного парка на загрязнение окружающей среды.

В связи с присоединением России к европейским экологическим программам возникла острая необходимость в организации промышленного производства автомобильных бензинов,

соответствующих европейским требованиям (EN- 228).

В соответствии с одобренной в 2002 году правительством России концепцией развития российской автомобильной промышленности до 2010 года, отечественный автопром должен до 2004 года организовать производство двигателей, отвечающих по токсичности выбросов с отработавшими газами требованиям Евро-2 и Евро-3, а к 2008 году Евро-4.

С 2002 года все нефтеперерабатывающие заводы России перешли исключительно на производство неэтилированных бензинов.

В марте 2003 года Президент РФ подписал Федеральный закон «О запрете производства и оборота этилированного автобензина в Российской Федерации» с 01.06.2003 г.

Применение неэтилированных автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ Р 51105-97, позволяет обеспечить выполнение автомобилями норм Евро-2 на выбросы с отработавшими газами, а бензинов, вырабатываемых по ГОСТ Р 51866-2002, — норм Евро-3.

Технология производства бензинов для автомобилей, отвечающих требованиям Евро-3 и Евро-4, должна гарантировать установленные нормы на содержание серы, ароматических и олефиновых углеводородов и бензола.

Необходимо отметить, что основной тенденцией достижения компромисса в требованиях к качеству автобензинов является совершенствование существующих и создание новых современных процессов в нефтепереработке, с целью удовлетворения все возрастающих экономических и эксплуатационных требований к двигателям автомобилей.

Автомобильные бензины

Автомобильные бензины являются топливом для карбюраторных двигателей и представляют собой фракции нефти, выкипающие при температурах от 35 до 205о С. Свойства и качество автомобильных бензинов определяются особенностями рабочего процесса карбюраторных двигателей, их конструкцией, а также природными и климатическими условиями эксплуатации машин.

Требования к качеству автомобильных бензинов

— обладать испаряемостью, исключающей возникновение паровых пробок в системе подачи, но обеспечивающей в то же время образование однородной топливовоздушной смеси при любых температурных условиях окружающей среды;

— иметь детонационную стойкость для обеспечения нормального развития процесса горения применительно к определённой конструкции двигателя на всех режимах его работы;

— не давать отложений в камере сгорания и во впускной системе двигателя;

— быть стабильными при хранении и транспортировании;

— не вызывать коррозии деталей двигателя и топливной аппаратуры.

Основные эксплуатационные свойства автомобильных бензинов

Основными эксплуатационными свойствами автомобильных бензинов являются: прокачиваемость, испаряемость, детонационная стойкость, стабильность, коррозионная стойкость и токсичность.

Прокачиваемость – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты процессов, которые могут протекать при перекачке по трубопроводу, топливным системам и при фильтровании топлив.

Для автомобильных бензинов прокачиваемость оценивается следующими показателями:

— содержание механических примесей;

— давление насыщенных паров.

Нефтяная фракция – это группы углеводородов, выкипающие в определённом интервале температур.

Прокачиваемость бензина влияет на пуск двигателя и устойчивость его работы. Засорение топливных фильтров и трубопроводов механическими примесями и льдом, возникновение паровых пробок в системе питания при увеличении давления насыщенных паров бензина выше нормы ведёт к нарушениям бесперебойной подачи топлива и перебоям в работе двигателя.

Требованиями стандарта наличие механических примесей и воды в бензине не допускается, давление насыщенных паров устанавливается в пределах от 66,7 до 93,3 кПа.

Испаряемость – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты процессов перехода из жидкого состояния в газообразное.

Для автомобильных бензинов испаряемость оценивается следующими показателями:

а) Фракционный состав:

— температура начала перегонки;

— температура перегонки 10 %;

— температура перегонки 50 %;

— температура перегонки 90 %;

— -температура конца кипения;

б) Давление насыщенных паров.

Испаряемость влияет на пуск двигателя, время, затрачиваемое на его прогрев, на приёмистость двигателя, расход топлива, снимаемую мощность, на расход масла, образование углеродистых отложений и износ трущихся деталей.

Фракционный состав выражает зависимость между температурой и количеством бензина, выкипающего при его нагревании. Определяется в специальном приборе разгонкой 100 мл бензина.

Температура начала кипения характеризует наличие в горючем легкоиспаряющихся фракций, во избежании излишних потерь при хранении стандартом устанавливается не ниже 350 С.

Температура перегонки 10% характеризует пусковые качества: чем ниже эта температура, тем легче пускается двигатель, тем при более низкой температуре можно пустить холодный двигатель без предварительного подогрева.

В стандартных бензинах температура перегонки 10% бензина допускается не выше температурного предела от 55 до 700 С.

Температура перегонки 50 % характеризует способность обеспечить быстрый прогрев двигателя после пуска, приёмистость двигателя, а также устойчивость работы на холостом ходу и рабочих режимах. Чем ниже эта температура, тем лучше эксплуатационные качества бензина.

Смотрите так же:  Порядок оформление дачи в собственность

Увеличение времени прогрева двигателя, связанное с повышенной температурой перегонки 50% определяет дополнительный расход горючего, износ двигателя и разжижение масла.

В стандартных бензинах температура перегонки 50% допускается не выше температурного интервала от 110 до 1150 С.

Температура перегонки 90% бензина и температура конца кипения характеризуют наличие в бензинах тяжёлых трудноиспаримых фракций.

Чем выше температура перегонки 90% бензина, тем больше в нём тяжёлых фракций. Тяжёлые фракции плохо испаряются, не полностью сгорают, стекая по стенкам цилиндров смывают масляную плёнку, а попадая в картер, разжижают масло. Всё это приводит к повышению износа двигателя, снижению его мощности и увеличению расхода топлива.

Температура конца кипения указывает на присутствие в бензине смолистых веществ, вызывающих смоло и нагарообразование в двигателе.

В стандартных бензинах температура перегонки 90% допускается не выше 1800 С, конца кипения – не выше 1950 С.

Давление насыщенных паров бензина определяют при температуре 380 С прибором Рейда. Чем выше давление насыщенных паров, тем выше пусковые свойства бензина при низких температурах, однако при этом растёт возможность образования паровых пробок в системе питания, больше потери при заправке и хранении.

Детонационная стойкость бензинов характеризует их способность противостоять детонационному сгоранию в цилиндрах двигателя.

Детонация – это процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и образования ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью. Детонация сопровождается резким повышением давления в камере сгорания, резкими металлическими стуками в цилиндрах, вибрацией двигателя, перегревом головок цилиндров, падением мощности двигателя, дымным выхлопом. Детонация приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов, перегреву и выходу из строя свечей, а при длительной интенсивной детонации – к аварийным последствиям.

Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше его требования к детонационной стойкости бензина. Показателем детонационной стойкости бензина является октановое число.

Октановое число – это процентное содержание изооктана в эталонной смеси с нормальным гептаном, которая по своим свойствам равноценна данному топливу.

Изооктан обладает высокой, а нормальный гептан низкой детонационной стойкостью. Их октановые числа условно приняты соответственно за 100 единиц и нуль. Если, например, бензин обладает такой же детонационной стойкостью, как смесь 76% изооктана и 24% нормального гептана, то считают, что октановое число этого бензина 76.

Октановое число бензинов определяется моторным и исследовательским методами на установках ИТ-9-2 и УИТ-65. В настоящее время разработаны, также, экспресс методы определения октанового числа. Октановое число по исследовательскому методу обычно получается выше октанового числа, определённого по исследовательскому методу на величину от 4 до 10 единиц.

Детонационная стойкость бензинов повышается при производстве введением в их состав углеводородов с высокими антидетонационными свойствами, а также антидетонаторов. Наиболее эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС), который вводится при производстве в составе этиловой жидкости Р-9 и является сильнодействующим ядом. Автомобильные бензины с введённым ТЭС называются этилированными, окрашиваются в различные цвета и являются ядовитыми.

Частично компенсировать недостаточную детонационную стойкость бензина можно регулировкой угла опережения зажигания в сторону уменьшения, однако при этом может наблюдаться падение мощности, перегрев клапанов и выпускного коллектора.

Стабильность характеризует способность бензинов сохранять первоначальный уровень эксплуатационных свойств в процессе хранения, транспортирования и применения на технике.

Различают физическую и химическую стабильность.

Физическая стабильность – способность бензинов противостоять испарению лёгких фракций и выносителя этилированных бензинов, а следовательно ухудшению пусковых качеств и снижению октанового числа.

Относительной характеристикой недостаточной физической стабильности является повышение температуры начала кипения и перегонки 10%, а также снижение давления насыщенных паров бензина.

Химическая стабильность определяется способностью бензинов противостоять химическим превращениям.

При хранении бензинов, особенно в условиях повышенных температур окружающей среды, происходит окисление углеводородов, образование и накапливание смол, которые оседают в виде липкой массы на стенках топливных баках машин, покрывают распылители, диффузоры, дроссели, откладываются во впускном коллекторе, в результате чего нарушается подача и дозировка горючего.

Попадая на горячие детали двигателя (стенки камеры сгорания, электроды свечей и другие) смолы образуют нагары, которые в свою очередь увеличивают возможность возникновения детонации. При окислении этилированных бензинов наблюдается разложение тетраэтилсвинца, что сопровождается выпадением из бензина белого кристаллического осадка. Это приводит к снижению детонационной стойкости бензина и засорению системы питания двигателя.

Химическая стабильность бензина оценивается показателями:

— индукционный период окисления;

— содержание фактических смол.

Для стандартных автомобильных бензинов индукционный период составляет от 900 до 1200 минут, количество фактических смол допускается в пределах от 7 до 10 мг в 100 миллилитрах бензина, не более.

Коррозионность бензинов обуславливается содержанием в них сернистых соединений и органических кислот.

Содержание серы резко ухудшают эксплуатационные свойства бензина: усиливаются процессы коррозии металлов, смолообразования, нагарообразования, осадкообразования, снижается октановое число. В стандартных бензинах содержание серы допускается не более 0,1%.

Органические кислоты вызывают коррозию цветных металлов и способствуют образованию эмульсии бензина с водой. Показателем содержания органических кислот является кислотность. Для стандартных бензинов кислотность нормируется не более 3 мг едкого кали (КОН), потребного для нейтрализации кислот, находящихся в 10 мл бензина. Содержание водорастворимых кислот и щелочей в бензинах не допускается.

Токсичность – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты воздействия топлива и продуктов его сгорания на человека и окружающую среду.

Наиболее токсичны этилированные бензины. Входящий в их состав тетраэтилсвинец является сильнодействующим ядом. Отравление бензином может произойти через дыхательные пути, кожу и при попадании в желудок. Весьма токсичными являются продукты сгорания бензинов. Всё это вызывает необходимость строгого соблюдения требований безопасности при работе с бензинами.

Марки автомобильных бензинов и порядок их применения на военной автомобильной технике

Заводами промышленности производятся следующие марки автомобильных бензинов: А-76, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-98 и А И- 95 «Экстра».

Буква «А» означает, что бензин автомобильный, цифровой индекс — октановое число, определённое по моторному или исследовательскому методам. В последнем случае к букве «А» добавляется буква «И».

— А-76 — автомобильный бензин с октановым числом по моторному методу 76;

— АИ-93 — автомобильный бензин с октановым числом по исследовательскому методу 93.

Выпускаются этилированные и неэтилированные марки автомобильных бензинов летнего и зимнего вида, которые в практике можно отличить только по интенсивности испарения и окраске. Этилированный бензин марки АИ-93 имеет оранжево-красный цвет, этилированный А-76 – жёлтый. Неэтилированные бензины не окрашиваются.

Летние марки автобензинов применяют во всех районах, кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля до 1 октября, в южных районах — всесезонно. Зимние марки — для применения в северных и северо-восточных районах всесезонно, в остальных районах — с 1 октября до 1 апреля.

-АИ-93, ГОСТ 2084-77 (основная марка) – для двигателей ГАЗ-24-02, ГАЗ-24-03, ГАЗ-2410, ГАЗ-31-02, шасси 135ЛМ, Урал-375. Дублирующие марки бензина АИ-93 определяются инструкциями по эксплуатации заводов-изготовителей и химмотологическими картами.

-А И-95 «Экстра», ОСТ 38.01.9-75 (основная марка) – для двигателей ГАЗ-14 «Чайка». Дублирующей маркой бензина А -95 является бензин АИ-98

-А-76 ,ГОСТ 2084-77 (основная марка) – для двигателей автомобилей УАЗ-469, УАЗ-3151 и их модификаций,ГАЗ-66, Зил-130, Зил-131, ГАЗ-53А, ГТ-СМ, ГТ-МУ. Дублирующей маркой бензина А-76 является АИ-93.

С целью обеспечения долговечности работы двигателя и экономного расходования горючего следует применять на машинах только марки бензинов, рекомендуемые инструкциями и соответствующими приказами.

Работа на бензине с очень высоким октановым числом может привести к обгоранию клапанов и перегреву двигателя, так как в результате снижения скорости сгорания и других факторов значительная часть смеси догорает в такте выпуска. Применение бензина с более низким, чем установлено, октановым числом приводит к детонации и, как следствие, к прогару головки блока цилиндров, увеличению износа цилиндров, поршней и колец, а иногда и к поломкам деталей кривошипно-шатунного механизма.

Следует учитывать вид применяемого бензина, так как при применении бензина летнего вида зимой будет затруднён из-за низкой испаряемости пуск двигателя, а несгоревшая часть бензина, стекая по стенкам цилиндров, будет смывать масляную плёнку, форсируя износ, а попадая в картер двигателя – разжижать масло.

При применении бензина зимнего вида летом будет наблюдаться образование паровых пробок в системе питания, ведущее к перебоям и полной остановке двигателя. Во всех случаях это скажется на потере мощности двигателя, уменьшении ресурсов его работы, перерасходе бензина.

Влияние отклонения показателей качества бензинов от требований ГОСТ 2084-77 на работу карбюраторных двигателей приведено в приложении А.

В США автомобильные бензины выпускаются следующих видов в зависимости от климатических условий: C- для холодного климата, М- для умеренного, W — для тёплого; H — для жаркого; E — для очень жаркого климата.

Автомобильные бензины требования к качеству свойства

При применении и хранении к автомобильным бензинам предъявляются следующие требования.

Высокие энергетические и термодинамические характеристики продуктов сгорания. При горении бензина должно выделяться максимальное количество тепла, продукты сгорания должны иметь малую молекулярную массу, небольшие теплоёмкость и теплопроводность, высокое значение произведения удельной газовой постоянной на температуру горения (RT). Высокое значение RT желательно получить за счёт увеличения Т.

Смотрите так же:  Максимальный налоговый вычет на квартиру 2019

Хорошая прокачиваемость. Бензины должны надёжно прокачиваться по топливной системе машин, трубопроводам, насосам, системам регулирования и другим агрегатам и коммуникациям при любых условиях окружающей среды – низкой и высокой температурах, различных давлениях, запылённости и влажности.

Оптимальная испаряемость. В условиях хранения и транспортирования испарение должно быть минимальным. При применении в двигателе бензина должны иметь такую испаряемость, чтобы обеспечить надёжное воспламенение и горение топлива с оптимальной скоростью в камерах сгорания двигателей.

Минимальная коррозионная активность. Топлива не должны содержать компоненты, которые разрушают конструкционные материалы двигателя, средства хранения и транспортирования.

Высокая стабильность в условиях хранения и применения. Топлива в течение длительного времени не должны изменять физико-химические и эксплуатационные свойства.

Нетоксичность . Продукты сгорания также должны быть нетоксичными.

Детонационная стойкость

Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500-2500 м/с, вместо обычных 20 – 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.

Октановое число (ОЧ)

ОЧ – условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана. ОЧ изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана – за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А–76) ОЧ измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путём сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах: жёстком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149 0С, переменный угол опережения зажигания) и мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52 0С, угол опережения зажигания 13 град.). Получают соответственно моторное (ОЧМ) и исследовательское ОЧ (ОЧИ). Разности между ОЧМ и ОЧИ называется чувствительностью и характеризует степень пригодности бензина к разным условиям работы двигателя. Среднее арифметическое между ОЧМ и ОЧИ называют октановым индексом и приравнивают к дорожному октановому числу, которое нормируется стандартами некоторых стран (например, США) и указывается на бензоколонках как характеристика продаваемого топлива.

При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые ОЧ смешения (ОЧС), которые отличаются от расчётных значений. ОЧС зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 пункта, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.
Фракционный состав (ФС)

ФС бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90 % (об.) выкипания фракций бензина. Температура выкипания 10 % бензина характеризует пусковые свойства. При температуре ниже предельных значений в системе питания двигателя могут образовываться паровые пробки, а при более высоких температурах запуск двигателя затруднён. В США пусковые свойства двигателя характеризуют количеством топлива, выкипающем до 70 0С. Температура выкипания 50 % характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам. Температура выкипания 90 % фракций и конца кипения влияют на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообразование в камере сгорания в цилиндре двигателя. В ГОСТ Р 51105-97, который действует с 01.01.99 г., ФС бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180 0С.

Давление насыщенных паров (ДНП)

ДНП даёт дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость. По ФС бензина рассчитывают индекс испаряемости.

Бензины, применяющиеся в летнее время, имеют более низкое ДНП. Для обеспечения необходимых пусковых свойств товарного бензина, в его состав включают лёгкие компоненты: изомеризат, алкилат, бутан, фр. н.к. – 62 0С.

Автомобильные бензины

Автомобильные бензины используются в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением. Назначение данного нефтепродукта наложило отпечаток и на особенности его классификации. На сегодняшний день выделяют автомобильные и авиационные бензины. Но пусть это не вводит в заблуждение. Даже несмотря на принадлежность к разным классификационным группам, эти топлива обладают общими показателями качества, которые и определяют физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные бензины должны отвечать целому ряду требований. В первую очередь необходимо обеспечить экономную и надежную работу двигателя. К другим важным свойствам стоит отнести:

  • групповой углеводородный состав;
  • хорошая воспламеняемость;
  • неизменность состава и свойств при длительном хранении;
  • безвредное влияние на детали топливной системы, резинотехнические изделия, резервуары и т.д.

Именно экологические свойства в последние годы стали выходить на первый план.

Автомобильные бензины: качество и ассортимент

ГОСТ 2084-77 проводит разделение бензинов в зависимости от их октанового числа на:

  • автобензин А-72;
  • автобензин А-76;
  • автобензин АИ-91;
  • автобензин АИ-93;
  • автобензин АИ-95.

Цифры в конце первых двух марок показывают октановое число, определенное по моторному методу. В случае остальных марок – по исследовательскому. Сначала перекос в сторону какой-либо из марок не был явным, но с увеличением количества легкового транспорта большим спросом стали пользоваться высокооктановые автомобильные бензины, и меньшим – низкооктановые. На сегодня практически прекращен выпуск бензина А-72, поскольку техники, работающей на нем, не осталось. Наиболее востребованным является топливо марки А-92, хотя доля бензина А-76 тоже остается весьма существенной. Есть и марки А-80 и А-96, но в самой России они практически не используются и производятся в основном для экспорта.

Также бензины делят на летние и зимние. Топливо первого типа применяется во всех района, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 1 октября; в южных районах эксплуатировать такой бензин можно во время всех сезонов. Топливо второго типа предназначено для использования в северных и северо-восточных районах в течение всех сезонов, а в остальных районах – с 1 октября по 1 апреля.

Отметим, что большинство автомобильных бензинов, выпускаемых в России, во многом отличаются от международных норм, особенно в части экологических требований.

Определение октанового числа по исследовательскому методу позволяет выделить четыре марки бензинов: Нормаль-80, Регуляр-91, Премиум-95 и Супер-98. Рассмотрим область применения данных бензинов детальнее.

Нормаль-80 может использоваться в грузовых автомобилях наряду с бензином А-76. Регуляр-91 был разработан для эксплуатации вместо этилированного А-93. Премиум-95 и Супер-98 используются преимущественно при работе двигателей автомобилей, ввозимых из-за границы. Чтобы ускорить переход на неэтилированные бензины вместо этиловой жидкости допускается использование марганцевого антидетонатора для марок Нормаль-80 (не более 5 мг/дм 3 ) и Регуляр-91 (не более 18 мг/дм 3 ). С целью постепенного перехода к европейским нормам и требованиям по ограничению содержания бензола в России был введен показатель «объемная доля бензола», который не должен превышать 5%. Также была установлена норма по показателю «плотность при 15ºС» и ужесточены требования к массовой доле серы (до 0,05%).

Состав автомобильных бензинов

Состав автомобильных бензинов – это совокупность компонентов, получаемых при таких процессах, как прямая перегонка нефти, каталитический риформинг, каталитический крекинг, гидрокрекинг вакуумного газойля, изомерация прямогонных фракций, алкилироание, висбрекинг, замедленное коксование и т.д.

В каждом конкретном случае состав автомобильного бензина определяется его маркой и зависит от оборудования, которым располагает нефтеперерабатывающий завод. В качества базового сырья для производства товарного продукта используются бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Первые содержат мало серы, практически не содержат олефинов, что способствует стабильности при хранении. Но с точки зрения экологии они не очень желательны, поскольку содержат много ароматических углеводородов. К недостаткам бензинов каталитического риформинга также относят неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Во втором случае имеем низкую массовую долю серы и октановое число, определенное при помощи исследовательского метода, равное 90-93 единицам. В бензинах каталитического крекинга содержится 30-40% ароматических и 25-35% олефиновых углеводородов. Поскольку диеновые углеводороды отсутствуют, то такое сырье обладает относительно высокой химической стабильностью. У бензинов каталитического крекинга детонационная стойкость распределяется более равномерно по фракциям. Как видим, оба вида сырья обладают как определенными преимуществами, так и недостатками, поэтому на практике для получения автомобильных бензинов рекомендуется использовать смесь компонентов каталитического риформинга и каталитического крекинга.

Крекинг и замедленное коксования применяются преимущественно при получении низкооктановых бензинов в ограниченных количествах. При производстве высооктановых топлив применяют алкилбензин, изопентан и толуол. Например, марки автомобильный бензин АИ-95 и АИ-98 выпускается с добавлением специальных кислородсодержащих компонентов:

  • метил-трет-бутилового спирта (МТБЭ);
  • смеси МТБЭ с трет-бутанолом (фэтерола).

Добавление МТБЭ повышает полноту сгорания топлива и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Но не стоит добавлять МТБЭ в количестве более 15%, поскольку он отличается низкой теплотой сгорания и агрессивен в отношении резиновых изделий.

С целью достижения требуемых детонационных свойств этилированными бензинами в них добавляют этиловую жидкость. Чтобы обеспечить необходимый уровень безопасности и маркировку, необходимо окрашивать этилированные бензины.

А-76 окрашивают в желтый цвет жирорастворимым желтым красителем К, АИ-91 – в оранжево-красный жирорастворимым темно-красным красителем Ж. Если этилированный бензин предназначается для экспорта, то его не окрашивают.

Смотрите так же:  Оформить документы на загранпаспорт

Производство бензинов

В последние годы автомобильные бензины заметно расширили свой ассортимент, чему способствовал резкий рост производства неэтилированного и сокращение производства неэтилированного горючего. Кроме того, существенно улучшилась техническая оснащенность нефтеперерабатывающих заводов. В первую очередь тут стоит отметить установки типа УСБ.

Установка УСБ на производстве

Они позволяют получать высококачественные товарные смесевые бензины из недорогих компонентов. Суть работы данного оборудования базируется на обеспечении смесительного процесса в гидродинамическом смесителе. При этом все исходные компоненты одновременно подаются в общий коллектор. После завершения процесса готовые высококачественные товарные бензины Аи-92, Аи-92Ек, Аи-95, Аи-95Ек, Аи-98 и Аи-98Ек подаются в резервуар, предназначенный для хранения нефтепродуктов.

В качестве исходных компонентов для получения перечисленных бензинов могут использоваться:

  • низкооктановые бензины;
  • прямогонные бензины;
  • газовые стабильные бензины;
  • спирты;
  • биологические компоненты моторных топлив;
  • присадки, повышающее октановое число бензина.

Главным преимуществом технологии, реализованной в установках типа УСБ торговой марки GlobeCore, является точный контроль дозирования каждого компонента бензина, а также значительное сокращение смесительного цикла и отказ от использования смесительных емкостей для обеспечения гомогенизации готового продукта.

Высокий уровень гомогенизации полученной смеси позволяет получать топлива, которые не расслаиваются при длительном хранении.

2.2 Эксплуатационные требования к автомобильным бензинам

Топлива для карбюраторных двигателей должны иметь такие физико-химические свойства, которые обеспечивали бы:

нормальное и полное сгорание полученной смеси в двигателе (без возникновения детонации);

образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

бесперебойную подачу бензина в систему питания двигателя;

отсутствие коррозии и коррозионных износов деталей двигателя;

возможно меньшее образование отложений во впускном трубопроводе, камерах сгорания и других местах двигателя;

сохранение качеств при хранении, перекачках и транспортировке.

2.3 Свойства автомобильных бензинов

2.3.1 Карбюрационные свойства

Плотность. Под плотностью понимают массу вещества, отнесённую к единице его объёма. Плотность бензина (как и его вязкость) влияет на расход топлива через калиброванные отверстия жиклёров карбюратора. Уровень бензина в поплавковой камере также зависит от плотности. Для автомобильных бензинов плотность при 20 0С должна находиться в пределах от 690 до 750 кг/м3.

Плотность топлива определяется ареометром, гидростатическими весами и пикнометром.

Плотность бензина с понижением температуры на каждые 10 0С возрастает примерно на 1 %. Зная температуру при которой была определена плотность можно привести её к стандартной температуре (+20 0С):

r20 = rt + g (t — 20), (2.2)

где: rt — плотность испытуемого продукта при температуре испытаний, кг/м3;

t — температура испытания, 0С;

g — температурная поправка плотности (определяется по расчётной таблице, находится в пределах от 0,515 до 0,910 кг/м3).

Вязкость (внутреннее трение) — свойство жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение.

Величина вязкости может быть выражена в абсолютных единицах динамической, кинематической вязкости или в условных единицах.

В системе СИ за единицу динамической вязкости h принята вязкость такой жидкости, которая оказывает сопротивление 1Н взаимному сдвигу двух слоёв жидкости площадью 1 м2, находящихся на расстоянии 1 м один от другого и перемещающихся с относительной скоростью 1 м/с.

Единица измерения динамической вязкости [кг/(м*с)].

Кинематическая вязкость — это динамическая вязкость, разделённая на плотность жидкости, определённой при той же температуре.

За единицу кинематической вязкости в СИ принят квадратный метр в секунду [м2/с]. Наиболее часто используется мм2/с.

Условной вязкостью называется вязкость, выраженная в условных единицах, получаемых на различных вискозиметрах. Пересчёт условной вязкости (0ВУt) (градусов Энглера 0Еt) в кинематическую производится по следующей формуле:

nt = 0,07319 0ВУt — 0,631 / 0ВУt. (2.4)

Вязкость оказывает превалирующее влияние на весовое количество топлива, протекающее через жиклёр в единицу времени. Снижение температуры вызывает увеличение вязкости бензина, а это вызывает снижение его расхода. Расход бензина через жиклёр при изменении температуры от 40 до — 40 0С снижается на 20 — 30 %.

Поверхностное натяжение — характеризуется работой, необходимой для образования 1 м2 поверхности жидкости (т.е. для перемещения молекул жидкости из её объёма в поверхностный слой площадью в 1 м2) и выражается в Н/м. Поверхностное натяжение, наряду с вязкостью, влияет на степень распыливания бензина. Чем меньше его величина, тем меньших размеров получаются капли. Поверхностное натяжение всех автомобильных бензинов одинаково и при +20 0С равно 20 — 24 мН/м (в 3,5 раза меньше чем у воды).

Испаряемость. Под испаряемостью топлива понимают его способность переходить из жидкого состояния в парообразное.

Испарение топлива является необходимым условием его сгорания, так как смешивается с воздухом и воспламеняется только паровая фаза. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивать лёгкий пуск двигателя, его быстрый прогрев и полное сгорание бензина после этого, а также исключить образование паровых пробок в топливной системе.

Практически испаряемость топлив для двигателей оценивают, определяя их фракционный состав методом разгонки на стандартном аппарате (для бензинов измеряют ещё и давление насыщенных паров). Бензин, представляя собой смесь углеводородов, не имеет фиксированной температуры кипения: он испаряется в интервале температуры 35 — 195 0С.

При разгонке фиксируют следующие характерные температурные точки: температура начала кипения, температуры выкипания 10 % (t10), 50 % (t50), 90 % (t90) топлива и температуру конца кипения. Характерные температурные точки приводят в стандартах и паспортах качества.

Содержание лёгких фракций в топливе характеризуется температурой выкипания 10 %. Эти фракции определяют пусковые свойства топлива, чем ниже температура выкипания 10 % топлива, тем они лучше. Для зимнего топлива t10 должна быть не выше 55 0С. Но при использовании зимнего вида бензина в летний период возможно образование паровых пробок в топливоподающей системе.

Качества горючей смеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева, приёмистость зависят от испаряемости рабочей фракции, которая по стандарту нормируется 50 % — ной точкой. Чем ниже температура этой точки, тем однороднее состав рабочей смеси по отдельным цилиндрам, тем устойчивее работает двигатель, улучшается его приёмистость.

Температура выкипания 90 % топлива характеризует его склонность к конденсации. Склонность топлива к конденсации тем меньше, чем меньше интервал от t90 до температуры конца кипения, когда испаряются тяжёлые углеводороды. Поскольку тяжёлые углеводороды испаряются не полностью, то, оставаясь в капельно-жидком состоянии, они могут проникать через зазоры между цилиндром и поршневыми кольцами в картер двигателя, что приводит к смыванию смазочной плёнки, увеличению износа деталей, разжижению масла, увеличению расхода топлива.

Давление насыщенных паров. Давление паров испаряющегося бензина на стенки герметичной ёмкости называют давлением (упругостью) насыщенных паров. Давление насыщенных паров возрастает с при повышении температуры.

Стандартом ограничивается верхний предел давления паров до 67 кПа летом и от 67 до 93 кПа зимой. Бензины с высокой упругостью паров склонны к повышенному образованию паровых пробок в топливоподающей системе; их использование влечёт за собой снижение наполнения цилиндров, падение мощности. Увеличиваются также потери от испарения такого бензина при хранении на складах и в топливных баках.

Низкотемпературные свойства. Температура застывания автомобильных бензинов обычно ниже минус 60 0С, поэтому этот показатель для них не регламентируется. Но при эксплуатации двигателя в условиях низких температур могут возникнуть осложнения связанные с образованием в бензинах кристаллов льда. Установлено, что с понижением температуры растворимость воды в бензинах уменьшается. При быстром охлаждении излишняя влага, не успевшая перейти в воздух, выделяется в виде мелких капель, которые при отрицательных температурах превращаются в кристаллы льда. Забивая фильтры, кристаллы нарушают подачу бензина в двигатель.

Другие публикации:

  • Льготы для инвалидов 2 группы по оплате коммунальных услуг Как и в каком размере предоставляются льготы по оплате коммунальных услуг для инвалидов Часто в жизни люди оказываются в сложных ситуациях из-за проблем со своим здоровьем или здоровьем своих близких. Многие теряются, не знают, кто и как […]
  • Как оформить повышение квалификации в другом городе Повышение квалификации работника в другом городе Уважаемые коллеги, может у кого-то был опыт направления сотрудника в другой город для повышения квалификации. Вопрос вот в чем: отправляем инженера в Москву, заключаем с ней дополнительный […]
  • Льготы педагогам в городе Льготы учителям Многих интересует, какие льготы у учителей на сегодняшний день, и почему именно учителям они предоставляются. Профессия педагога очень ответственная и требующая большого количества затрат – как временных, так и […]
  • Средняя пенсия по коми Минимальная пенсия в Республике Коми Минимальная пенсия в Республике Коми в 2019 году В Республике Коми в 2019 не работающим пенсионерам полагается доплата к пенсии до 10742 руб. Размер регионального прожиточного минимума пенсионера […]
  • Приказ 10 25 мвд Приказ МВД РФ от 23 апреля 2012 г. N 348 "Об утверждении Административного регламента Министерства внутренних дел Российской Федерации по предоставлению государственной услуги по выдаче гражданину Российской Федерации лицензии на […]
  • Стаж пилота это Когда и с какими почестями уходят на пенсию пилоты Вопрос интересный, пенсионный возраст увеличивают, работать надо больше, но есть профессии, на которые это не действует. Профессии с выслугой лет, например пилоты. Сколько нужно лет […]
Автомобильные бензины требования к качеству свойства