2.2.1. Автомобильные бензины

Нормальная работа современного бензинового двигателя в большой степени зависит от качества топлива. Поэтому при производстве бензинов производитель должен тщательным образом соблюдать требования стандатра по всем показателям. Ниже разберем основные свойства бензинов и то, как они влияют на эксплуатационные свойства двигателей.

Испаряемость. Время, отводимое на испарение и сгорание топлива очень невелико и составляет всего от 0,002 до 0,004 секунд. За две трети этого времени топливо должно полностью испариться. Если к моменту воспламенения часть топлива находится в жидком состоянии ( в виде капель), сгораниезатягивается и топливо догорает уже в конце рабочего такта или даже в такте выпуска. В результате этого возможно неполное сгорание топлива, отложение нагара на поршне, выпускных клапанах и даже в выпускной трубе. Двигатель перегревается и его мощность и экономичность снижается. Полнота испарения топлива, а вледствие этого и нормальное сгорание, обуславливается его физическими свойствами, а именно, фракционным составом и давлением насыщенных паров. Причем, за пусковые свойства отвечает температуры начала кинеия и выкипания 10% фр. Температура выкипания 50% топлива характеризует преемистость, а 90% и конец кипения – наличие тяжелых фракций, т.е полносту испарения. Наличие большого количества легких фракций и, тем самым высокое давление насыщенных паров может приводить к образованию паровых пробок в топливопроводах.

Детонационная стойкость. Данный показатель является главным, как для авиационных, так и для автомобильных бензинов и характеризует способность топлива сгорать в двигателе без детонации. Детонация это явление, когда при определенных условиях работы двигателя нарушается процесс нормального сгорания и скорость распространения фронта пламени резко возрастает и достигает скорости 2000-2500 м/с. Сгорание принимает взрывной, или детонационный характер, который сопровождается резкими местными повышениями температуры, характерным резким металлическим звуком и падением мощности двигателя. Наиболее склонны к детонации та рабочая часть топлива, которая сгорает последней. Детонация приводит к перегреву двигателя, дымлению, падению мощности, преждевременному выходу из строя шатунно-поршневой группы за счет прогару поршней и износу поршневых пальцев. Эксплуатираовать двигатель в условиях детонации нельзя. Склонность топлива к детонации зависит от его химического и углеводородного состава. Явление детонации связано с образованием в условиях термического окисления гидроперекисей, которые самопроизвольно взрываются. Наиболее стойкими

к образованию гидроперекисей, а следовательно и к детонации являются ароматические и изопарафиновые углеводороды. Наименее стойкие нормальные алканы. Чем выше степень сжатия двигателя, тем интенсивней происходит термоокисление с образованием гидроперекисей, а значит и бензины применяемые в этих двигателях должны быть более детонационностойкими.

Детонационную стойкость бензинов измеряют в единицах октанового числа,определенных на одноцилиндровой моторной установке с переменной степенью сжатия. Октановое числоесть показатель детонационной стойкости бензина, численно равный объемному содержанию (в %) изооктана в эталонной смеси его с нормальным гептаном, которая по детонационной стойкости эдентична топливу, испытуемому в стандартных условиях. Так, например бензин с октановым числом 92 по своей детонационной стойкости эквивалентен смеси, состоящей из 92 % об. Изооктана и 8% об. н-гептана. Октановое число автомобильных бензинов определяют на установках ИТ9-2М илиУИТ- 85 двумя методами: моторным по ГОСТ 511-82 и исследовательским по ГОСТ 8226-82. Разница в октановом числе по моторному и исследовательскому методу составляет 6-9 единиц ( выше по исследователькому методу) и связана со стандартными условиями испытания. Условия исследовательского метода более мягкие, и приближены к работе двигателя в условиях города – частые трогания с места и торможения.

Бензины производят путем смешения бензиновых компонентов различных технологических процессов. Наиболее высокооктановыми компонентами являются бензины процессов риформинга, изомеризации, алкилирования; наименее – прямогонные бензиныи бензины термических процессов. Для улучшения детонационной стойкости (повышения октанового числа применяют различные присадки , получивших название "антидетонаторы" и высокооктановые добавки. Наилучшей приемистостью к бензинам обладает тетраэтилсвинец, однако он ядовит, и применение этилированных бензинов в последние годы резко снижается. Во многих городах России и за рубежом применение этилированных бензинов запрещено. В настоящее время в производстве бензинов используются низкотоксичные присадки и добавки, такие как монометиланилин, ксилидины, марганцесодержащая присадка, метанол, этанол, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и др.

Химичесская стабильность, склонность к образованию отложений и нагарообразованию очень важные показатели и зависят не только от химического состава бензинов, но и от условий смесеобразования, отлаженности системы зажикания, каталитического воздейтвия металлов при сгорании топлива. Поэтому в бензинах используются, кроме антидетонаторов, еще и антиокислительные, противокоррозионные и антидымные присадки.

Ассортимент, состав и качество автомобильных бензинов.

В России предусмотренно производство, как этилированных так и неэтилированных автомобильных бензинов. До 1998 года по ГОСТ 2084-77 выпускались бензины марок А-76, АИ-93, АИ-95 и АИ-98, как в этилированном, так и неэтилированном виде. Кроме этих бензинов в последние 5-7 лет стало производиться много бензинов малым предпринимательством по различным Техническим Условиям (ТУ) с различными присадками и добавками, появились такие бензины, как А-80, А-92, А-96. У этих бензинов снижены требования по ряду показателей, которые, вроде бы не являются первостепенными. Кроме того, в паспотах на эти бензины не указывается компонентный состав и тим антидетонационных добавок. Ввиду этого ряд бензинов одной марки, но от разных производителей практически не подлежат смешению.

С 1999 года в силу встпил новый ГОСТ 51105-97 на неэтилированные бензины, в котором учтены все необходимые требования к свойствам бензинов практически в соответствии с зарубежными стандартами. По ГОСТ в России выпускаются следующие марки неэтилированных бензинов:

Нормаль-80 с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 80.

Регуляр-91 с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 91.

Премиум –95 с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 95.

Супер 98 с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 98.

Технологические бензины (без антидетонационных присадок и добавок), готовят путем снешения следующих компонентов:

• А-76, Нормаль-80 - 80-90% бензина каталитического крекинга, остальное прямогонный легкий бензин;

• АИ-93, А-92, Регуляр-91 – 70-80% бензина риформинга,10-15% бензина кат.крекинга, 10-15% прямогонного;

• АИ-95, А-96, Премиум–95 - 80-90% бензина риформинга, 10-15 алкилата, 5-10% изомеризата;

• АИ-98, Супер – 50-60% бензина риформинга, 35-40% алкилата, 10-15% изомеризата.

Ввиду ужесточений требований к содержанию ароматических углеводородов, в бензинах снижается доля риформата и увеличивается доля алкиолата и изомеризата, а так же бензина гидрокрекинга. Разрешено применять нетоксичные антидетонационные присадки (марганцевосодержащий, Экстралин, Ада и т.п.) и добавки (этанол, МТБЭ и др.) оговаривая их в паспорте на продукцию. Основные физико-химические свойства некоторых бензинов приведены в ниже.

Характеристика автомобильных бензинов (ГОСТ 2084 -77)