Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики бензина для двигателя

Устройство автомобилей

Топливо для бензиновых двигателей и его характеристики

Для бензиновых двигателей применяют бензин – легкое топливо, представляющее собой светлую жидкость, быстро испаряющуюся на воздухе и хорошо воспламеняющуюся. С химической точки зрения бензин является смесью лёгких углеводородов, получаемых из нефти и нефтепродуктов.
Температура кипения бензина может варьировать в достаточно широких пределах — от 33 до 205 °C (в зависимости от содержания примесей).
Бензин несколько легче дизельного топлива – его плотность составляет 0,71…0,74 г/см³, тогда как у дизтоплива этот показатель может достигать 0,85 г/см³.
При сжигании бензина выделяется значительная тепловая энергия – его теплотворная способность может превышать 10 тыс. ккал/кг.
Замерзает бензин (в отличие от дизельного топлива) при достаточно низкой температуре – примерно -70…-74 °C.

Наиболее важными свойствами бензина являются испаряемость, антидетонационная стойкость и теплота сгорания.

Испаряемость бензина

Испаряемость бензина характеризует условия смесеобразования и состав горючей смеси во впускной системе двигателя, склонность бензина к образованию паровых пробок в топливной системе автомобиля, а также полноту сгорания бензина и степень разжижения моторного масла бензиновыми фракциями.

Испаряемость бензина оценивается следующими комплексными и единичными показателями, определяемыми лабораторными методами: фракционным составом, давлением насыщенных паров, склонностью к образованию паровых пробок (соотношение пар-жидкость).

Испаряемость бензина должна обеспечивать оптимальный состав топливовоздушной смеси на всех режимах работы двигателя независимо от способа ее приготовления (карбюрация, впрыск).
С испаряемостью бензина связаны такие характеристики двигателя, как пуск при низких температурах, вероятность образования паровых пробок в системе питания в летний период, приемистость автомобиля, скорость прогрева двигателя, а также износ цилиндропоршневой группы и расход топлива.

Содержание тяжелых фракций бензина ограничивают, так как в определенных условиях эксплуатации они могут испаряться не полностью и попадать в цилиндры двигателя в жидком состоянии. При этом топливо в цилиндрах смывает масляную пленку, из-за чего увеличивается износ, разжижается масло, повышается расход топлива.

Давление насыщенных паров — фактор, влияющий на надежность работы топливной системы, а также на потери от испарения, загрязняющие атмосферу при хранении, транспортировании и применении бензина.

Детонационная стойкость бензина

Детонационная стойкость – свойство бензина, определяющее возможную степень сжатия двигателя.
Детонация представляет собой особый вид сгорания горючей смеси, протекающего с явлениями взрыва отдельных объемов смеси при чрезвычайно высоких скоростях распространения фронта пламени в камере сгорания (2000 м/с и выше). Для сравнения: при нормальном сгорании эта скорость составляет 20…40 м/с, т. е. в 50…100 раз меньше, чем при детонационном сгорании. Детонационное сгорание топлива сопровождается значительным повышением давления в зоне детонации.

При детонационном сгорании смеси в двигателе слышны резкие металлические стуки, объясняемые ударами волн высокого давления о стенки камер сгорания, цилиндров и днищ поршней и возникновением вибрации деталей.
Кроме того, наблюдаются дымный выпуск с искрами вследствие неполного сгорания топлива и закипания жидкости в системе охлаждения из-за усиленной теплоотдачи стенкам камер сгорания и цилиндров.
В результате неполного сгорания топлива, усиленной теплоотдачи и увеличения механических потерь мощность и экономичность двигателя резко снижаются.

Длительная работа двигателя при детонационном сгорании может привести не только к повышенному износу его деталей, но и к образованию крупных дефектов в виде трещин и деформации деталей или даже их разрушения. Детонация обычно возникает в случае применения топлива несоответствующего сорта, а также при перегрузке и перегреве двигателя.

Возникшая в двигателе детонация при работе автомобиля, не имеющая систематического характера, может быть устранена уменьшением нагрузки на двигатель (путем перехода на низшую передачу) и прикрытием дроссельной заслонки карбюратора.
Систематическая детонация при работе двигателя с правильно установленным зажиганием свидетельствует о недостаточно высоких антидетонационных свойствах используемого топлива.

Показателем, характеризующим антидетонационные свойства бензина, является его октановое число.

Октановое число бензина

Октановое число бензина определяют на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия, сравнением антидетонационных свойств испытуемого бензина со свойствами эталонного топлива – приготовляемой в разных пропорциях смеси сильнодетонирующего топлива (гептана) и стойкого против детонации топлива (изооктана) – эквивалентной смеси.

При одинаковых антидетонационных свойствах эквивалентной смеси и испытуемого бензина октановое число бензина принимают равным процентному содержанию изооктана в эквивалентной смеси. Чем больше октановое число бензина, тем меньше он детонирует при сжатии и тем большую степень сжатия может иметь двигатель, работающий на этом бензине.
Октановое число бензина является очень важным свойством топлива, поскольку, как мы знаем из теплотехники, от степени сжатия зависят многие динамические и экономические характеристики двигателя внутреннего сгорания, в том числе – его КПД. Т. е. чем выше степень сжатия в цилиндрах двигателя, тем эффективнее протекают процессы преобразования тепловой энергии в механическую.

Читать еще:  Электрические подогреватели двигателя как устанавливать

Для повышения октанового числа бензина и уменьшения возможности его детонации в двигателях с повышенной степенью сжатия в некоторых сортах бензина используют специальные добавки – антидетонаторы. Наиболее сильным из применяемых антидетонаторов является этиловая жидкость, добавляемая к бензину в небольших количествах. Бензин с добавками этиловой жидкости называют этилированным. Этилированный бензин ядовит, поэтому в него добавляют красящее вещество для отличия от обычного бензина. Обращаться с этилированным бензином следует очень осторожно, соблюдая правила техники безопасности. В последнее время производство этилированного бензина в России запрещено.

Для автомобилей с карбюраторными двигателями применяют бензин марок: АИ-92, АИ-95, АИ-98. Буква «А» в маркировке бензина означает «автомобильный», буква «И» — метод определения октанового числа (исследовательский), цифры – октановое число бензина.

Оптимальный состав горючей смеси

Процесс смесеобразования заключается в смешивании бензина в распыленном состоянии с воздухом в определенной пропорции. Горючая смесь должна удовлетворять двум основным требованиям:

  • при воспламенении в цилиндре двигателя смесь должна сгорать очень быстро (в течение короткого промежутка времени), чтобы обеспечить соответствующее давление газов на поршень в начале рабочего хода;
  • бензин, входящий в состав горючей смеси, должен сгорать полностью, чтобы выделялось наибольшее количество теплоты, и работа двигателя была наиболее экономичной. Неполное сгорание топлива ведет к его выбросу в систему выпуска отработавших газов, что приводит к его неоправданному перерасходу. Кроме того, двигатель сильно дымит, а на стенках цилиндров интенсивно откладывается копоть и сажа.

Подробнее процессы горения топлива рассматриваются на отдельной странице сайта.

Для быстрого и полного сгорания горючей смеси необходимо, чтобы бензин с воздухом смешивались в строго определенной массовой пропорции, было очень мелко распылен и хорошо перемешан с воздухом. В этом случае каждая мельчайшая частица бензина будет окружена частицами кислорода в требуемом для полного окисления количестве. Не следует забывать, что горение – это процесс окисления топлива, т. е. его химическое взаимодействие с кислородом, сопровождающееся выделением тепловой энергии.

Состав горючей смеси в зависимости от соотношения топлива и воздуха в ней характеризуют специальным показателем – коэффициентом избытка воздуха α, представляющим собой отношение действительного количества воздуха в смеси (в кг), приходящегося на 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству, обеспечивающему полное сгорание 1 кг топлива.

Как указывалось в предыдущей статье, в зависимости от соотношения масс бензина и воздуха различают нормальную, обедненную, обогащенную и богатую горючую смесь.

Нормальной называют смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха – теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания бензина. Коэффициент α для нормальной горючей смеси равен единице.
Соотношение 1:15 является примерным (обычно системы питания бензиновых двигателей регулируются на нормальный состав 1:14,7), поскольку с точки зрения химии количество кислорода в смеси должно обеспечивать окисление водорода и углерода, содержащихся в данной марке бензина. В процессе сгорания участвует не только кислород воздуха, но и кислород, в том или ином количестве содержащийся в самом топливе. Если учесть этот факт, а также то, что в разных марках и сортах бензина может содержаться разное массовое количество водорода и углерода (основных теплотворных компонентов топлива), то можно понять, что состав нормальной смеси для разных сортов бензина будет несколько отличаться.

Обедненной (α = 1,1…1,15) называют смесь, в которой имеется незначительный избыток воздуха по сравнению с нормальной смесью, а бедной (α > 1,2) – смесь, в которой воздуха существенно больше, чем необходимо для полного сгорания бензина.

Обогащенная смесь (α = 0,85…0,9) имеет недостаток воздуха – до 13 кг на 1 кг топлива. Скорость сгорания обогащенной смеси возрастает, в результате чего давление газов в цилиндрах двигателя увеличивается. Такая смесь позволяет развить двигателю максимальную мощность, но при этом общий расход топлива увеличивается из-за неполноты его сгорания.

Производство

Бензин — это автомобильное топливо, которое на ранних этапах развития нефтегазовой промышленности получалось путем прямой перегонки нефти с отбором летучих фракций. Полученное горючее называется прямогонным и отличается низким октановым числом (не более 65 единиц). Для повышения качества топлива отбирается фракция с температурой испарения до 180°С, которая затем поступает на повторную перегонку, позволяющую довести стойкость к детонации до 76 единиц.

Для повышения выхода легких фракций используется термическое разложение (крекинг) нефтепродуктов, позволяющее использовать компоненты, кипящие при 300…400°С. Дальнейшее повышение эффективности переработки сырой нефти достигается путем введения катализаторов реакции разложения. Также существуют технологии риформинга и полимеризации. В России и ряде зарубежных стран используются установки гидрокрекинга, позволяющие переработать в бензин и реактивное топливо до 80% загруженного сырья.

Читать еще:  J25a какое масло в двигатель

Полученное топливо имеет коэффициент антидетонационной устойчивости в пределах 82-86 единиц, для улучшения характеристик в горючее вводятся присадки. Для дальнейшего увеличения коэффициента переработки исходных компонентов используется технология пиролизного крекинга, проводимого при температуре 700…800°С. Подобная методика позволяет переработать в моторное топливо для двигателей с искровым зажиганием и авиационный керосин до 85% от объема подаваемого сырья.

Производство

Получение топлива возможно путем перегонки, высокотемпературной обработки, т.е. крекинга, а также низкотемпературного воздействия, т.е. риформинга и т.д. Существует еще несколько методов получения бензина из сырья. После первичной обработки проводится очистка сырья и введение в состав специальных присадок, повышающих качество продукта.

Из чего делают бензин?

Главным сырьем, из которого изготавливается топливо, выступает сырая нефть. Возможно производство данного вещества путем сложной переработки каменного угля и природного газа, но данные методы используются крайне редко из-за высокой стоимости процесса.

Технология производства

Производство бензина — это технологически сложный процесс. Сначала берутся пробы сырья для определения включения в них примесей солей и серы. Измеряется объем включения легких фракции.

Наиболее простой метод получения топлива — это атмосферно-вакуумная перегонка. Она позволяет отделить легкие фракции. После этого выполняется очищение сырья от примесей солей и серы, т.к. эти вещества ухудшают качество готового продукта. Включение данных веществ в нефти, добываемой по всему миру, неоднородно. На большинстве месторождений России нефть содержит большое количество серы, поэтому ценится даже ниже, чем сырье, которое добывается в Азербайджане.

Процедуры очищения позволяют получить достаточно большое количество топлива из сырья, но оставшихся нефтяных фракций, незадействованных в процессах, сохраняется немало. Их отправляют на вторичную перегонку. Кроме того, во время данной процедуры выполняется частичный каталитический крекинг. После этого переработанное сырье подвергается каталитическому риформингу.

Подготовленное сырье подвергается крекингу. При данной процедуре в тяжелых фракциях при их нагреве до 700°C наблюдается разрыв молекулярный цепочек. Это способствует формированию вторичного продукта. При низкотемпературной обработке сырья выход конечного продукта составляет не более 20%, но при обработке при высоких температурах объем полученного готового продукта возрастает до 70%.

После этого полученный продукт обрабатывается в газофракционирующей установке. В него добавляют дополнительные компоненты, которые подразделяются на классы и сорта. После этого готовый бензин поступает на АЗС.

Свойства бензинов

Как уже говорилось, бензины имеют высокую летучесть и легко воспламеняются. Наряду с устойчивостью к детонации, эти характеристики также относятся к основным. По физико-химическим параметрам бензины должны обладать следующими свойствами:

  • смесь должна быть однородной, с правильным соотношением легких и тяжелых фракций и присадок;
  • детонационная стойкость;
  • давление насыщенных паров. Это свойство связано с испаряемостью. Чем выше давление насыщенных паров, тем выше его летучесть. Летние бензины обладают более низким давлением паров. Как правило, это свойство обеспечивается добавлением бутана;
  • плотность должна быть в пределах 0,69-0,75 г/см 3 ;
  • умеренная вязкость, чтобы не затруднять протекание смеси через форсунки. Вязкость может меняться от температуры;
  • испаряемость или летучесть – одно из ключевых свойств. Другими словами, это скорость перехода бензина из жидкого состояния в газообразное. От испаряемости зависит обеспечение пуска двигателя при низких температурах и другое;
  • способность выдерживать низкие температуры. Бензин не замерзает до -60°С, при добавлении специальных присадок этот параметр можно довести до -71°С;
  • сгорание бензина. Это свойство подразумевает интенсивность взаимодействия углеводородов с кислородом при смешивании и количества тепла, выделяемого при сгорании.

Недолив как один из основных способов обмана на АЗС

Распространенная жалоба – недолив топлива. Практика показывает, что на сетевых АЗС обычно соблюдают все нормативы. Повышенный расход горючего может быть связан с неисправностью или неэкономным режимом вождения. Доказать недолив можно только при заливке топлива в канистру определенной емкости.

Бывают случаи, когда на АЗС заливают объем топлива, превосходящий объем топливного бака. Далеко не всегда это свидетельствует о мошенничестве. Дело в том, что топливо содержится не только в баке, но и в соединительных патрубках. Точный дополнительный объем зависит от модели автомобиля.

Таким образом, наиболее верное решение – заправляться на проверенных АЗС.

Если же на АЗС видны нарушения, то можно обратиться в органы госнадзора или прокуратуру.

Что нужно предпринять при поломке автомобиля из-за не качественного топлива

В случае неисправности автомобиля, связанной с некачественным топливом, основные сложности состоят в доказательной базе: нужно доказать причинно-следственную связь между поломкой и некачественным горючим. Важно мнение экспертов дилерского центра, которые хорошо знают обслуживаемые машины. Иногда водители считают, что дилерский центр может намеренно отказывать в ремонте. Опасаться этого не стоит, поскольку устранение заводского брака дилерскому центру компенсирует изготовитель автомобиля. Дилеру нет смысла отказывать в проведении гарантийного ремонта. Иное дело, если неисправность связана с нарушением правил эксплуатации машины, к которым относится и использование топлива ненадлежащего качества. В этом случае, разумеется, завод не должен возмещать убытки. Это обязан сделать виновник – АЗС.

Читать еще:  Чем охлаждается поршень двигателя

Если мастера технического центра установили, что неисправность связана с топливом, то нужно взять пробу горючего. Его заливают в три емкости, которые опечатываются и подписываются людьми, присутствующими при отборе (владелец, представитель независимой экспертной организации, сотрудник техцентра). На процедуру отбора топлива телеграммой с уведомлением о вручении желательно пригласить представителя АЗС. Одна емкость направляется в независимую лабораторию, остальные хранятся у владельца – они могут понадобиться для возможных последующих экспертиз. Для большей достоверности доказательной базы юристы советуют взять пробу топлива на АЗС, где производилась заправка машины – с привлечением сотрудников АЗС и независимых экспертов. Совет хороший, но на практике это далеко не всегда удается сделать: пока машину доставят в техцентр и осмотрят, проходит слишком много времени. Эксперт определяет, соответствует ли исследуемый образец параметрам технического регламента таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту». Эксперт технического центра выдает документ о том, что неисправность связана с некачественным топливом, описывает дефект, приводит список работ и запасных частей.

Также у владельца машины должен быть документ, подтверждающий, что горючее он залил на определенной АЗС. Оптимальный вариант – чек, так что его лучше не выбрасывать. За неимением его суд могут устроить свидетельские показания, записи с камер видеонаблюдения, выписка с банковской карточки.

Имея доказательства причинно-следственной связи между заправкой топлива и неисправностью, пострадавший обращается к владельцу АЗС и требует возместить расходы: стоимость ремонта и запчастей, топлива, эвакуации машины, экспертизы и т.д. Если договориться не удастся, придется обращаться в суд. При положительном решении суда виновнику придется также возмещать судебные издержки и стоимость услуг адвоката.

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.

Сырьё для получения бензина

Сырьём для получения бензина является нефть. Нефть – это природная жидкая смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами (попутные газы, природный газ). Соединения сырой нефти – это сложные вещества, состоящие из пяти элементов – C, H, S, O и N, причем содержание этих элементов колеблется в пределах 82–87% углерода, 11–15% водорода, 0,01–6% серы, 0–2% кислорода и 0,01–3% азота. Углеводороды – основные компоненты нефти и природного газа. (Бензин и его характеристики) Простейший из них – метан CH4 – является основным компонентом природного газа.

Все углеводороды могут быть подразделены на алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степени ненасыщенности углеродных связей – на парафины и циклопарафины, олефины, ацетилены и ароматические углеводороды. Обычная сырая нефть из скважины — это зеленовато-коричневая легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с резким запахом. Химически нефти очень различны и изменяются от парафиновых, которые состоят большей частью из парафиновых углеводородов, до нафтеновых или асфальтеновых, которые содержат в основном циклопарафиновые углеводороды; существует много промежуточных или смешанных типов. Парафиновые нефти по сравнению с нафтеновыми или асфальтеновыми обычно содержат больше бензина и меньше серы и являются главным сырьем для получения смазочных масел и парафинов. Нафтеновые типы сырых нефтей, в общем, содержат меньше бензина, но больше серы и мазута, и асфальта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector