Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Национальный минерально-сырьевой университет (Горный)

Кафедра ПТиПЭ

По дисциплине: «Технический и групповой анализ топлив»

На тему: «Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам»

Выполнила: студент гр. ТХ-11-2

Цакаева Л. В.

Проверила: Кондрашева Н.К.

Санкт-Петербург

2014 год

Введение

1. Требования к качеству автомобильных бензинов

1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов

1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

2. Технология производства автомобильных бензинов

Заключение

Список литературы

Введение

Автомобильный транспорт является основным потребителем нефтяного топлива.

В настоящее время в мире эксплуатируется более 600 млн. единиц транспорта и суммарное мировое потребление моторных топлив составляет около 1,75 млрд т/год, в том числе на долю автомобильных бензинов приходится более 800 млн т/год. Еще недавно считалось, что моторное топливо нефтяного происхождения будет активно вытесняться альтернативными видами топлива: сжиженным нефтяным газом, сжатым и сжиженным природным газом, спиртами, водородом и др. Однако освоение альтернативных видов топлив встречает определенные технические и экономические трудности, поэтому есть уверенность, что жидкое топливо нефтяного происхождения останется на ближайшие десятилетия основным как для двигателей с искровым зажиганием, так и для дизельных двигателей. Ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых бензинов определяются структурой автомобильного парка страны, техническими возможностями отечественной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также экологическими требованиями, которые в последнее время стали определяющими показателями качества и технологии получения чистых бензинов. Отрицательное влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду приводит к необходимости ужесточать нормы на состав отработавших газов автомобилей.

Продукты сгорания бензинов, содержащиеся в отработавших газах автомобиля, поступают в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Особенно сильное загрязнение воздушного бассейна отработавшими газами наблюдается в крупных городах с большим числом эксплуатируемых автомобилей.

Так например в Санкт-Петербурге, где эксплуатируется около 2 млн 500 тыс. автомобилей, выброс в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами составляют около 1 млн т/год. Такое загрязнение окружающей среды автотранспортом отнимает у каждого жителя столицы от трех до пяти лет жизни.

С целью снижения вредных выбросов автомобилями их стали оборудовать каталитическими системами нейтрализации отработавших газов, что потребовало ужесточения требований к качеству применяемого бензина.

Целью данной работы является описание качества и технологии получения автомобильных бензинов.

Здесь изложены общие сведения о технологии производства автомобильных бензинов, их физико-химических свойствах и методах оценки их качества.

1. Требования к качеству автомобильных бензинов

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;

4. Экологические

1. 1 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.

1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

Эти требования 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, определенным образом влияющих 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.

1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

Такие требования 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 , 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-агрессивных соединений и т. д.

В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия» и ГОСТ 51866-2002 осуществляется производство неэтилированных бензинов:

Технические требования к автобензинам по ГОСТ Р51105-97 и ГОСТ 51866-2002 представлены в табл. 1.

Таблица 1

ГОСТ Р 51866-2002 Топлива моторные. Бензин неэти лированный. Технические условия

Гост соответствует Европейской нормали EN-228-2004 (Евро-4), принятой Европейским комитетом по стандартизации 24.12.2003 г.

Установлены предельные концентрации оксигенатов (метанол, этанол-до 5%, изопропиловый и изобутиловый спирты, эфиры и др.), общая объемная доля которых не должна превышать 60%. Концентрация серы - не более 0,005% для вида 2, и не более 0,001% для вида 3.

В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются по испаряемости на 10 классов.

В соответствии с ГОСТ Р 51866-2002 выпускаются бензины Регуляр Евро-92, Премиум Евро-95 и Супер Евро-98. Объем производства менее 1%.

Для улучшения эксплуатационных качеств бензинов допускается использовать присадки, не оказывающие побочных вредных воздействий.

Без производства в стране топлив, соответствующих требованиям Евро 3 или Евро 4, невозможно ни увеличить срок смены моторных масел, ни обеспечить ресурс работы нейтрализаторов отработавших газов.

Наличие серы в топливе сводит все усилия организаций, работающих над созданием долго работающих масел на нет или приводит к неоправданно-резкому удорожанию стоимости каждой тысячи километра ресурса работы моторного масла до его замены.

Бензол, не полностью сгорая в цилиндре двигателя, догорает на нейтрализаторе, раскаляя и преждевременно выводя его из строя с образованием онкологических опасных бензоперенов.

ГОСТ Р51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия

Разработан ГОСТ Р51105-97с учетом требований Европейского стандарта EN 228-1993 (ЕВРО-2).

Устанавливает требования по 13 показателям к четырем маркам бензинов: “Нормаль-80”, “Регуляр-92”, “Премиум-95”, “Супер-98”.

Введен ГОСТ с 1.01.99 году и допускается применять при производстве автомобильных бензинов кислородосодержащие компоненты, другие высокооктановые добавки, а также антиокислительные и моющие присадки, улучшающие экологические показатели бензинов и допущенные к применению.

В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются на 5 классов по испаряемости, что позволяет более индивидуально подходить к выбору бензина в зависимости от условий эксплуатации автомобилей.

В ГОСТ Р51105-97 наряду с отечественными государственными стандартами включены международные стандарты на методы испытаний (ISO, EN228, ASTM).

Повышение качества автомобильного бензина в настоящий момент решается за счет:

1. Отказа от применения в составе бензинов антидетонационных присадок на основе марганца и железа.

2. Снижения содержания в бензинах серы до 0,001%.

3. Снижения содержания в бензинах ароматических углеводородов до 35%, олефиновых углеводородов до 14%.

4. Нормирования содержания смол на месте потребления на уровне не более 5 мг/100 мл. двигатель зажигание качество бензин

5. Дифференциация показателей качества по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 10 классов.

6. Введение фирменной окраски производителями автомобильных бензинов для повышения эффективности борьбы с производителями суррогатного топлива.

7. Введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей и систем двигателя.

Для улучшения эксплуатационных свойств в новые автомобильные бензины дополнительно вводится многофункциональный пакет присадок, способствующий улучшению моющих, антикоррозионных и других свойств.

2. Технология производства автомобильных бензинов

Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25% нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин.

Современные автомобильные бензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, полимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предприятии.

Однако во всех случаях должна соблюдаться технология получения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

Рис. 1. Схема переработки нефти с целью получения автомобильных бензинов.

Основными технологическими процессами производства автомобильных бензинов является каталитический риформинг и каталитический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

На отечественных НПЗ эксплуатируются установки каталитического крекинга с лифт- реактором с предварительной гидроочисткой исходного сырья -- вакуумного газойля мощностью 2 млн т/ год по сырью. Эти установки обеспечивают выход бензина более 50% на сырье, который имеет октановое число по моторному методу 80-82 ед. и по исследовательскому методу 90-93 ед.

Улучшение октановых характеристик достигают выбором катализатора и ужесточением режима работы установок. Это сопровождается так же приростом выхода низкокипящих олефинов С3 -- С4, что благоприятно для увеличения ресурсов сырья алкилирования и получения высокооктановых оксигенатов.

Широкое применение находят системы комплекса каталитического крекинга предварительно гидроочищенного вакуумного газойля в блоке с производством МТБЭ и алкилированием. Это решает проблему углубления переработки сырья по бензиновому варианту; частично -- проблему снижения содержания сернистых соединений в бензине, увеличения производства высокооктановых компонентов бензина и собственного производства кислородсодержащей высокооктановой добавки.

Заключение

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.

Автомобильные бензины являются основным материалом, который расходуется при использовании различных транспортных средств. От качества бензина зависит надежность работы двигателя и, следовательно, расходы на его обслуживание и ремонт.

Знание свойств бензина и умение правильно его применять является одним из звеньев, определяющих эффективность использования автомобилей.

Список литературы

1. В. Е. Емельянов, Все о топливе. Автомобильный бензин. Свойства, ассортимент, применение, 2003

2. 1. Гуреев А. А., Азев В. С. Автомобильные бензины. Свойства и применение. -- М.: Нефть и газ, 1996. -- 444 с.

3. Джерихов В.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Часть I. Топлива. Учебное пособие. - СПб.: ГАСУ. 2008. - 120 141 с.

4. http://madi-chim.narod.ru/index/0-7

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

В производстве автомобильных бензинов наблюдается тенденция к повышению их октанового числа. Сырье, продукты, катализаторы процесса алкилирования. Механизм алкилирования изобутана бутиленом. Метод определения давления насыщенных паров бензинов.

курсовая работа , добавлен 15.06.2008


Технологическая характеристика сырья, требования к его качеству при изготовлении рыбных консервов "Сайра натуральная". Технологическая схема производства, ее обоснование. Требования к качеству готового продукта. Создание агрегатно-технологической линии.

курсовая работа , добавлен 20.11.2014


Задачи гидроочистки прямогонных бензиновых фракций. Структура производства товарных бензинов в разных регионах мира. Нормы по качеству бензина. Основные реакции гидрообессеривания. Катализаторы процесса и аппаратурное оформление установок гидроочистки.

курсовая работа , добавлен 30.10.2014


Описание теоретических основ. Сырьё. Технология производства меховых изделий. Оборудование, используемое в процессе производства. Требования, предъявляемые к качеству. Стандарты на правила приёмки, испытания, хранения и эксплуатации товара.

курсовая работа , добавлен 23.04.2007


Классификация и ассортимент питьевого молока. Приемка закупаемого товара. Технология производства пастеризованного молока. Требования к качеству воды. Санитарная обработка оборудования инвентаря, посуды, тары. Основные моющие и дезинфицирующие средства.

курсовая работа , добавлен 01.07.2014


Определение предела прочности при растяжении, относительного удлинения и сужения. Применение металлических твердых сплавов вольфрамокобальтовых и титановольфрамокобальтовых групп. Физическая стабильность автомобильных бензинов. Процесс старения резины.

контрольная работа , добавлен 05.06.2010


Цель изомеризационных процессов в нефтепереработке - улучшение антидетонационных свойств авиационных и автомобильных бензинов. Сырье для процесса изомеризации. Механизм изомеризации, катализаторы и основные параметры. Технологический расчет аппарата.

курсовая работа , добавлен 26.09.2013


Классификация коньяков и предъявляемые к ним требования: производство коньячных виноматериалов, их перегонка на коньячный спирт и созревание коньячных спиртов. Технология производства коньяков и требования к качеству виноградных вин и коньяков.

реферат , добавлен 12.07.2008


Обзор способов сварки металла, их технологические принципы, особенности получения сварного шва. Основные требования, предъявляемые к качеству обрабатываемой детали. Показатели свариваемости для различных сталей. Термическая обработка сварных деталей.

реферат , добавлен 20.08.2015


Механические свойства металлов, основные методы их определения. Технологические особенности азотирования стали. Примеры деталей машин и механизмов, подвергающихся азотированию. Физико-химические свойства автомобильных бензинов. Марки пластичных смазок.

Виды двигателей

Рабочий процесс двигателей с искровым зажиганием, как и всех двигателей внутреннего сгорания, состоит из процессов испарения, смесеобразования, зажигания и сгорания топлива. При сгорании топлива выделяется тепловая энергия, которая превращается двигателем в механическую работу. Горючая смесь в поршневых двигателях с искровым зажиганием образуется либо в специальном приборе-карбюраторе, либо непосредственно в цилиндре двигателя, куда воздух и топливо подаются отдельно. Соответственно различают карбюраторные двигатели и двигатели с непосредственным спрыском топлива.

Бензины. Общие положения и требования к свойствам бензина.

Бензины, применяемые в качестве топлива для двигателей с искровым зажиганием, должны обеспечивать нормальную работу двигателей в различных условиях эксплуатации. Исходя из необходимости обеспечения высокой эффективности применения бензинов в современных двигателях и в целях оптимизации физико-химических показателей качества бензинов, бензины должны соответствовать следующим требованиям:

Бензины должны иметь оптимальные антидетонационные свойства на бедных и богатых смесях, на различных режимах работы двигателей;

Бензины должны обладать хорошей испаряемостью, обеспечивать легкий пуск при низких температурах окружающего воздуха, стабильную работу и хорошую приемлемость двигателей, в то же время не создавать паровых пробок в топливной системе с понижением давления и повышенной температуре. Эти противоречивые требования реализуются путем того, что производятся бензины летнего и зимнего видов;

Бензины должны надежно прокачиваться в различных условиях эксплуатации и не выделять твердой фазы при пониженных температурах;

Бензины должны быть высоко стабильными, не окисляться и не осмаливаться в процессе хранения, не разлагаться на компоненты и не образовывать отложения в системе питания двигателей;

Бензины должны не вызывать ржавления средств хранения, транспортировки и перекачки, топливной системы и камеры сгорания и продукты сгорания бензина не должны вызывать коррозию деталей системы питания;

Бензины должны быть безопасными в использовании и не вызывать загрязнение окружающей среды;

Бензины должны иметь широкую базу сырья для производства и быть дешевыми;

Этилированные бензины должны быть закрашены, каждая марка должна иметь свой цвет.

Бензины. Эксплуатационные свойства бензина

Основные эксплуатационные свойства , которыми обладают бензины; прокачиваемость, испаряемость, детонационная стойкость и склонность к отложениям.

Бензины и прокачиваемость. Прокачиваемость бензинов характеризуют такие их физико-химические показатели, как вязкость, содержание механических примесей и воды, температура начала кристаллизации и давление насыщенных паров. От вязкости зависит количество бензина, протекающей через жиклер карбюратора или поступает непосредственно в цилиндр двигателя. Из всех нефтяных углеводородных топлив вязкость бензинов наименьшая и находится в пределах от 0,4-0,8 мм2 / с при 20 С до 12-15 мм2 / с при минус 40 с. Такие уровни вязкости обеспечивают надежную подачу бензина в камеру сгорания карбюраторного двигателя и довольно тонкий распыл во время непосредственного впрыскивания в цилиндр. Механические примеси могут попадать в бензины при перекачке, транспортировке, приеме-выдаче, хранении и заправке техники в виде пыли, песка, окалины, ржавчины, с плохо очищенных средств хранения, трубопроводов и рукавов, через неплотно закрытые горловины резервуаров, средств транспортировки и заправки.

Бензины и механические примеси. Механические примеси в бензинах не допускаются, потому что они могут вызвать засорение фильтров и жиклеров и этим нарушить подачу топлива. Механические примеси, особенно абразивные, попадая в камеру сгорания вместе с рабочей смесью, вызывают дополнительный износ деталей цилиндро-поршневой группы. Вода может попадать в бензины такими же путями, как и механические примеси, а также за счет конденсации паров воды в воздухе во время малых дыханий резервуаров. Наличие воды в бензине особенно опасно при отрицательных температурах, так как образовавшиеся кристаллы льда могут в значительной степени затруднить подачу бензина по системе питания двигателя. Когда температура воздуха ниже минус 60 С с бензинов выпадают кристаллы высокоплавких углеводородов и растворенной воды.

Из всех углеводородов, входящих в состав бензинов, только бензол имеет высокую температуру плавления (5,4 С). Однако и он начинает выделяться в виде твердой фазы когда температура воздуха выше минус 60 С в случае значительного содержания в бензине. Если содержание бензола 20% - температура начала кристаллизации бензина составляет минус 40 и минус 20 С если содержаниеи бензола 40%. Бензины с температурой 20 С способны растворить от 0,01 до 0,04% воды.

Растворимость воды определяется в основном количеством ароматических и непредельных углеводородов, содержащихся в бензине, потому что именно эти углеводороды обладают наибольшей гигроскопичностью. С понижением температуры растворимость воды уменьшается, достигая 0 С примерно 0,005%. Тонкодисперсная эмульсия воды, которая выделилась в бензине существует довольно непродолжительное время, из-за того, что все компоненты бензина являются неполярными веществами, происходит быстрое укрупнение микрокапель воды и выпадения в осадок за счет того, что бензины и вода имеют большую разницу плотности.

Нарушение подачи бензинов через выделение из бензинов высокоплавких углеводородов и кристаллов льда определяются составом бензина и возможны лишь в очень низких температурах. В некоторых случаях подача бензина может быть затруднена или вообще прекратится из-за образования в топливной системе паровых или паровоздушных пробок.

Бензины. Давление насыщенных паров. О склонности бензина к образованию паровых и паровоздушных пробок судят по давлению его насыщенных паров . Чем выше давление насыщенных паров, тем интенсивнее испаряется бензин. Если давление насыщенных паров сравняется с внешним давлением, бензины вскипают. Величина давления насыщенных паров зависит от температуры, поэтому с повышением температуры увеличивается опасность возникновения паровых и паровоздушных пробок. По этой причине автомобильные бензины летнего вида, предназначенныех для применения в условиях повышенных температур, имеют ограничение; давление насыщенных паров ограниченоа 500 мм рт. ст. (66661 Па), в то время как зимнего вида - 700 мм рт. ст. (93 325 Па).

Бензины. Содержание фактических смол. Особенно опасно образования паровых пробок и перебоев в подаче топлива в двигатель в условиях полета самолета, поэтому авиационные бензины нормируются по давлению насыщенных паров еще более жестко - в пределах 220-360 мм рт. ст. (29 326 - 47 988 Па), нижняя граница установлена ​​для обеспечения надежного пуска двигателей. Нарушения подачи топлива в ряде случаев могут быть вызваны смолением жиклеров карбюратора или иглы форсунки. Склонность бензинов до отложений на деталях топливной системы характеризует содержание фактических смол.

Бензины. Испаряемость бензина . Испаряемость бензинов влияет на легкость пуска продолжительность прогрева, приемлемость и устойчивость работы двигателя. От испаряемости зависит полнота сгорания и эффективность применения бензина. Испаряемость бензинов характеризуют такие его физические показатели, как фракционный состав, давление насыщенных паров, теплопроводность, теплоемкость и скрытая теплота испарения. Фракционный состав наиболее полно характеризует испаряемость топлива, показывает зависимость между температурой и количеством фракций, выкипающие при этой температуре.

Бензины и вязкость масла. Пуск двигателя в основном затруднен при низких температурах окружающего воздуха. Во время пуска холодного двигателя частота вращения коленчатого вала, как правило невелика и колеблется от 40-50 мин -1 / вручную / до 100-150 мин-1 / от стартера. Вязкость масла с понижением температуры увеличивается / соответственно необходимо увеличить усилия для проворачивания коленчатого вала и связанной с ним шатунно-поршневой группы /. Поэтому частота вращения коленчатого вала двигателя при низких температурах всегда будет меньше, чем при повышенных.

В этих условиях разряжения во впускном коллекторе и скорость потока воздуха в диффузоре карбюратора будут небольшими / 3-4 м / с /. При таких скоростях воздушного потока распил бензина и подача его в цилиндры двигателя будут недостаточными. В результате смесь бензина, образовавшейся с воздухом оказывается переобедненной (а = 1,8-2,5), тогда как в пересчете на все поданое топливо, а = 0,8-0,9. Для устранения этого явления горючую смесь искусственно обогащают до а = 0,8-1,0 за счет прикрытия воздушной заслонки карбюратора при отрытых жиклерах. При этом в пересчете на все подано топливо, а составляет 0,1-0,2,.поэтому чтобы избежать переобогащения смеси по мере прогрева двигателя воздушную заслонку карбюратора снова открывают.

Об легкости пуска холодного двигателя судят по температуре выкипания 10% фракции и температуре начала кипения бензина, а также по давлению насыщенных паров. Чем ниже температура начала кипения и выкипания 10% фракции, чем выше давление насыщенных паров, тем легче при прочих равных условиях пустить холодный двигатель. Установлено эмпирическую зависимость температуры воздуха, при которой возможен легкий пуск холодного двигателя, от температуры перегонки 10% фракции и температуры его перегонки.

Однако существует некоторая условность данных зависимостей, потому что здесь мало учтены факторы конструкции камеры сгорания и впускной системы двигателя, вязкости применяемого моторного масла и др.. Бензины летнего вида должны иметь температуру кипения 10% не выше 70 С, а бензины зимнего вида - 55 С. Используя приведенные зависимости, можно считать, что бензины зимнего вида могут обеспечить пуск холодного двигателя без предварительного подогрева в условиях температур до минус 30 С.

Продолжительность прогрева определяется интервалом времени от запуска двигателя до выхода на тепловой режим, что обеспечивает дальнейшую эксплуатацию. Прогрев считают законченным и двигатель готов к работе под нагрузкой, когда на режиме холостого хода достигнуто практически полное испарение бензина во впускном трубопроводе. При этом температура горения повышается за счет обогрева, начавшегося во впускном коллекторе и достигает около впускных клапанов 30-35 С.

На длительность прогрева наряду с конструктивными факторами особенно сильное влияние оказывает средняя температура перегонки бензина, условно оценивается температурой перегонки 50% фракции. Чем ниже эта температура, тем легче и полнее происходит испарение бензина при низких температурах, тем быстрее прогревается двигатель. Поэтому для экономии топлива и сокращения продолжительности прогрева двигателя в зимнее время необходимо прикрывать жалюзи радиаторов. Наряду с продолжительностью прогрева температура перегонки 50% фракции сильно влияет и на приемлемость двигателя, т.е. скорость перехода двигателя на режим максимальной мощности.

При резком открытии дроссельной заслонки тепловой режим двигателя нарушается из-за поступления во впускной трубопровод большого количества топлива и холодного воздуха. В результате температура во впускном трубопроводе понижается, и испарение бензина ухудшается. Горючая смесь оказывается обедненной. При чрезмерном обеднении смеси двигатель вообще может заглохнуть. Для восстановления теплового равновесия потребуется некоторое время. Чем ниже средняя температура перегонки бензина, тем быстрее (при прочих равных условиях) возобновятся тепловое равновесие и необходимый состав горючей смеси, а двигатель выйдет на режим максимальной мощности. Бензины, которые не испарились, смывая масло зеркала цилиндра и снижая вязкость моторного масла в картере, способствует повышенному износу двигателя, большему разведению масла в картере, а следовательно, и максимальный износ наблюдается в непрогретого двигателя.

Количество бензина, который не испарился, в рабочей смеси возрастает с увеличением содержания высококипящих фракций и определяется температурами перегонки 90% фракции и конца кипения. С повышением температуры перегонки 90% фракции и особенно конца кипения увеличивается не только износ двигателя, но и относительно бензины больше расходуется за счет неполного сгорания. По мере износа двигателя, особенно цилиндропоршневой группы, расход топлива сильно увеличивается.

Бензины. Детонационная стойкость и октановое число бензина

Бензины. Детонационная стойкость. Детонационная стойкость автомобильных бензинов характеризуется октановым числом а авиационных бензинов, кроме этого, еще и сортностью. Октановое число - условная величина, численно равная процентному (по объему) содержанию изооктана (2,2,4-триметилпентана) в такой его смеси с нормальным гептаном, что по своей детонационной стойкости в стандартных условиях испытания на специальных моторных установках эквивалентна испытуемому топливу, при этом детонационная стойкость изооктана условно принята за 100 единиц, а нормального гептана 0.

Бензины. Октановое число. Октановое число бензина определяется по моторному и исследовательскому методам. Моторный метод моделирует работу двигателей на форсированных режимах при длительных нагрузках, исследовательский метод - работу двигателей при меньших нагрузках и температурных режимах. Октановое число одного и того же бензина, определенного моторным и исследовательским методами, различаются между собой (примерно на 8 единиц). Разница между октановым числом, определенным по исследовательскому и моторному методам, называют чувствительностью бензина.

Различные углеводороды фракции бензина имеют разную детонационную стойкость. Поэтому фракционирования бензина во впускном коллекторе двигателя, что особенно заметно проявляется при резком открывании дроссельной заслонки, в некоторых случаях приводит к появлению детонационных стуков в двигателе. Условия работы авиационных поршневых двигателей отличаются от условий, в которых работают автомобильные двигатели, частотой вращения коленчатого вала, температурным режимом, наличием наддува и др.. Поэтому для оценки детонационной стойкости авиационных бензинов рядом с октановым числом нормируется так называемая сортность на богатой смеси и в условиях наддува.

Бензины. Сортность. Сортность бензина показывает, насколько больше или меньше можно получить мощность (или среднее индикаторное давление) при работе специального одноцилиндрового двигателя на богатой смеси на испытуемом топливе по сравнению с развиваемой мощностью этим же двигателем на изооктане, мощность на котором условно принята за 100% или100 единиц сортности. Например, сортность 115 бензина Б-91/115 показывает, что этот бензин при работе специального одноцилиндрового двигателя обеспечивает увеличение мощности на 15% по сравнению с работой на чистом изооктане.

Повышение детонационной стойкости бензинов достигается подбором углеводородного состава, добавлением высокооктановых компонентов и введением специальных присадок-антидетонаторов. Детонационная стойкость углеводородов зависит от их молекулярной массы и строения и повышается в ряду: н-алканы, н-алкены, цикланы, изоалкены, арены (ароматические). С повышением молекулярной массы детонационная стойкость углеводородов всех классов снижается. Получение высокооктановых бензинов путем только подбора углеводородного состава достаточно сложно и экономически нецелесообразно из-за большой сложности выделения и незначительного содержания в сырой нефти высокооктановых фракций. Поэтому для повышения детонационной стойкости к базовым бензинам добавляют высокооктановые компоненты, представляющие собой продукты вторичной переработки и органического синтеза.

Как высокооктановые компоненты используются смеси изоалканов и ароматических углеводородов. Ароматические компоненты повышают октановое число и сортность, а изоалкановые - главным образом октановое число. Добавление ароматических компонентов ограничивается тем, что они ухудшают другие эксплуатационные свойства бензинов: повышают гигроскопичность, нагарную способность и вызывают перегрев двигателя.

Антидетонационными свойствами обладают металлоорганические соединения свинца, марганца, железа, олова, хрома, висмута, кобальта и др., а также органические вещества, например ароматические амины, некоторые эфиры, гомологи нафталина. Наибольшее распространение во всем мире как антидетонатор получили тетраэтилсвинец и тетраметилсвинец. Тетраэтилсвинец представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с плотностью 1652,4 кг/м3, кипящую (с разложением) при 200 град. С. Нерастворимый в воде, хорошо растворим в углеводородах, спирте, эфире, ацетоне. ТЭС эффективно повышает октановое число бензина при добавлении 3-4 г / л (0,3-0,4%). Дальнейшее повышение концентрации ТЭС малоэффективно.

Бензины. Склонность к отложениям . В процессе хранения и применения в двигателях бензины образуют отложения в резервуарах, топливных баках, системе питания (низкотемпературные), в камере сгорания, на поршнях и клапанах (высокотемпературные). Склонность бензинов до отложений оценивается по содержанию смол, непредельных углеводородов и индукционному периоду, а также периоду стабильности и содержанию ТЭС. Смолы представляют собой продукты полимеризации и конденсации углеводородов. По мере усложнения состава и повышение молекулярной массы и концентрации растворимость смолистых веществ в бензине уменьшается, и они выпадают в осадок в виде липких темно-коричневых отложений.

Бензины. Содержание фактических смол. Смолы вызывают засорения топливной системы, откладываются на стенках топливных баков, покрывают пленкой сетчатые топливные фильтры, уменьшают проходное сечение топливоприводов. Слой смолистых отложений на диффузоре, распылителях и других деталях карбюратора может привести к перебоям в работе двигателя. Содержание смолистых веществ в бензине оценивается показателем «концентрация (содержание) фактических смол» .

Бензины. "Развод" на АЗС Украины

К атегория:

Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Топливо для карбюраторных двигателей

Требования, предъявляемые к бензинам. Топливом для карбюраторных двигателей являются автомобильные бензины. Требования, предъявляемые к качеству применяемого бензина, следующие: быстрое образование бензино-воздушной (горючей) смеси необходимого состава; сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации), минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя; небольшие отложения смолистых веществ в системе питания в двигателе; наименьшее отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду; сохранность первоначальных свойств в длительном интервале времени.

Показатели качества бензинов. Качество бензинов определяет ГОСТ 2084-77.

Все марки автомобильных бензинов имеют буквенно-цифровое обозначение: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А обозначает «Автомобильный бензин», следующие за ней цифры - октановое число бензина в безразмерных единицах.

Октановое число является показателем, определяющим детонационные свойства бензина. Детонацией называется сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью, превышающей скорость звука. Это явление сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя.

При детонации в двигателе возникают ударные нагрузки, которые могут стать причиной его разрушения. Детонация является результатом образования в рабочей смеси углеводородных перекисей, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью. Чем выше октановое число бензина, тем меньше возможность появления детонации.

Кроме октанового числа бензина на возникновение детонации при работе двигателя влияют следующие эксплуатационные факторы: перегрев двигателя свыше нормы, большая нагрузка при малой частоте вращения коленчатого вала, неправильная (ранняя) установка зажигания. Следовательно, для устранения детонации в двигателе необходимо изменить режим его работы: снять нагрузку и повысить частоту вращения, выдерживать нормальный тепловой режим, а также следить за правильной установкой зажигания.

Из конструктивных факторов, влияющих на возникновение детонации, нужно отметить такие, как форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания, диаметр цилиндра, и такой важнейший конструктивный параметр двигателя, как степень сжатия.

Для каждого типа карбюраторного двигателя допускается применение бензина со строго определенным октановым числом. Величина октанового числа применяемого бензина определяется степенью сжатия двигателя. Чем выше степень сжатия, тем более высокое октановое число должен иметь бензин. Например, при степени сжатия 7-7,2 применяют бензин А-76, а при 8,5-8,8 - бензин АИ-93.

Октановое число бензинов в нашей стране определяют по моторному и исследовательскому методам, сущность которых заключается в сравнении работы одноцилиндрового двигателя на испытуемом бензине и на эталонном топливе. В качестве эталонного топлива используют смесь двух углеводородов - изооктана и нормального гептана. Октановое число первого принимают за 100 единиц, а второго - за 0. Если составлять смесь из этих углеводородов в определенном процентном отношении, то оно и будет характеризовать октановое число. Так, смесь из 76% изооктана и 24% гептана будет равноценна бензину с октановым числом 76.

Испытание бензина по моторному методу проводят следующим образом: вначале запускают двигатель на испытуемом бензине и доводят его при повышении нагрузки до возникновения детонации, которая фиксируется по шкале указателя детонации. Затем переводят питание двигателя на эталонную смесь, имеющую предполагаемое октановое число на две единицы больше, чем у бензина. Если в фиксированном режиме нагрузки детонация не наступит, то двигатель переводят на другую смесь с октановым числом, меньшим на две единицы, и опять наблюдают за возникновением детонации. Если детонация будет наблюдаться, то подсчитывают величину октанового числа как среднее арифметическое октановых чисел двух взятых эталонных смесей. С целью большей достоверности указанное испытание проводят три раза.

Исследовательский метод испытания бензина по схеме проведения не отличается от моторного. Разница заключается лишь в режиме нагрузки на двигатель в момент испытания. Величина нагрузки устанавливается несколько меньше, чем при моторном методе. В результате детонация будет возникать при эталонных смесях с большим содержанием изооктана. Поэтому октановое число, получаемое по исследовательскому методу, будет на несколько единиц выше, чем по моторному.

Метод определения октанового числа отражается в марке бензина. Буква А обозначает, что октановое число определено моторным методом, буква И - свидетельствует о величине октанового числа, определенного по исследовательскому методу.

Для повышения октанового числа в некоторые бензины добавляют специальные присадки. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором ТЭС (тетраэтилсвинец). Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и для отличия от обычных бензинов окрашивается. При этом каждой марке бензина соответствует определенный цвет окраски. Например, этилированный бензин А-76 окрашивают в желтый цвет. Применение этилированных бензинов ограничивается из-за повышенной токсичности их продуктов сгорания.

Фракционный состав бензина определяет способность образовывать в карбюраторе однородную топливовоздушную смесь нужного состава и является показателем испаряемости бензина в процессе карбюрации. В ГОСТ 2084-77 указаны температуры, при которых перегоняются 10, 50, 90% бензина. Эти температуры свидетельствуют о наличии в бензине определенных фракций.

По температуре перегонки 10% бензина можно судить о наличии в нем пусковых фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя. Чем ниже температура tю, тем легче и быстрее можно пустить холодный двигатель.

Устойчивость работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала зависит от температуры испарения 50% бензина Чем ниже эта температура, тем лучше испаряются средние рабочие фракции бензина, обеспечивая поступление горючей смеси в двигатель. Эти же фракции определяют приемистость двигателя, т. е. его способность переходить с малой частоты вращения коленчатого вала на большую.

Температура испарения 90% бензина (t90) и температура конца перегонки свидетельствуют об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси при работе двигателя на полной мощности. Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу двигателя и перерасходу бензина.

Остаток и потери, определяемые при перегонке, характеризуют свойство бензина давать отложения при сгорании в двигателе, а также его физическую стабильность (испаряемость при хранении).

Давление насыщенных паров характеризует так же, как и фракционный состав, испаряемость бензина. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и быстрее происходит пуск холодного двигателя. Если давление насыщенных паров слишком велико, то бензин может испариться до поступления в смесительную камеру карбюратора, что приведет к образованию паровых пробок в системе питания и к остановке или перебоям в работе двигателя. В высокогорных районах, на юге применяют бензин с низким давлением насыщенных паров. Зимой, наоборот, желательно применять бензины с несколько повышенным давлением насыщенных паров.

Коррозионные свойства бензинов определяются содержанием в них органических и минеральных кислот, щелочей, серы и других соединений. При попадании воды в бензин могут образоваться активные разрушители черных и цветных металлов. Наличие в бензине кислот и щелочей проверяют пробой на нейтральность с помощью индикаторов метилоранжа и фенолфталеина, а содержание активной серы - испытанием на медной пластинке (опусканием пластинки в бензин).

Присутствие перечисленных веществ в бензинах ГОСТ ом не допускается, а общее содержание серы может быть в пределах 0,12-0,01%, причем значения, меньшие на порядок, относятся к бензинам, аттестованным государственным Знаком качества.

Автомобильные бензины содержат в своем составе непредельные углеводороды, которые, окисляясь при хранении, образуют смолистые отложения. Оседая на деталях топливной аппаратуры, впускном трубопроводе двигателя и на клапанах, смолы нарушают рабочий режим и снижают мощность двигателя. Содержание фактических смол в бензине допускается в пределах от 2 до 10 мг/100 мл.

Индукционный период характеризует склонность бензина к окислению (химическую стабильность) и смолообразование в процессе хранения и потребления. Индукционный период измеряется временем в минутах, в течение которого испытуемый бензин не окисляется под давлением в среде чистого кислорода при температуре 100°С. Началом окисления считается момент изменения давления в специальном приборе, где определяется этот показатель. Индукционный период для бензинов массового потребления составляет 600-990 мин.

Гарантированный срок хранения бензинов на складах и нефтебазах составляет 5 лет. В период этого срока допускается изменение фракционного состава на 1-3 °С. Новый Государственный стандарт на автомобильные бензины (ГОСТ 2084-77) предусматривает повышение требований к бензинам массового потребления и особенно к бензинам с государственным Знаком качества.

По сравнению с бензинами массового потребления в бензинах А-76, АИ-93 и АИ-98 со Знаком качества значительно снижены: кислотность в 3-3,7 раза, содержание фактических смол в 1,3- 3,5 раза, содержание серы в 5-10 раз.

Бензины марок А-76 и АИ-98 со Знаком качества выпускают только летнего вида, а остальные бензины - летнего и зимнего видов. Летние бензины применяют с 1 апреля по 1 октября, а зимние- с 1 октября по 1 апреля, причем в северных и северо-восточных районах круглогодично. Летние бензины также можно применять в течение всего года в южных районах.

Бензины массового потребления А-76, АИ-93 и АИ-98 выпускают этилированными. Но в целях снижения их токсичности и отложений на деталях двигателей содержание свинца в антидетонационной присадке снижено до 0,24 г вместо 0,41 г на 1 кг бензина А-76 и до 0,50 г вместо 0,82 г на 1 кг бензина АИ-93 или АИ-98.

Бензин А-72 должен выпускаться неэтилированным, но до 1982 г. некоторым нефтеперерабатывающим заводам разрешен выпуск этилированного бензина А-72, который окрашен в розовый цвет.

При использовании товарных бензинов на автотранспортных предприятиях необходимо контролировать их качество по паспорту. Паспорт содержит важнейшие показатели бензина: октановое число, фракционный состав, содержание ТЭС , фактических смол и давление насыщенных паров.

Бензин считается удовлетворяющим ГОСТ у, если основные показатели имеют отклонения в допустимых пределах, и тогда его можно использовать по прямому назначению. Если отклонения показателей превышают норму, то бензин исправляют смешением с другим бензином более высокого качества, пользуясь правилом среднеарифметического смешения

Исправление качества топлив путем смешения по какому-либо показателю ведут таким образом, чтобы не испортить другие показатели.

В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяются бензины и газы. Выпускаемые бензины должны удовлетворять следующим требованиям.

1. Иметь высокую теплоту сгорания. Теплота сгорания различных топлив зависит от их химического состава и измеряется в килокалориях на один килограмм (ккал/кг или кДж/кг). У топлив, применяемых в двигателях внутреннего сгорания, учитывается низшая теплота сгорания, исключающая теплоту, которая расходуется на испарение содержащейся в топливе влаги. Высшая теплота сгорания жидких топлив примерно на 600 ккал/кг больше низшей теплоты сгорания. Так, теплота сгорания бензина, плотность которого в среднем 0,745 г/см3 (при 20 °С), должна находиться в пределах 10500- 11000 ккал/кг.

2. Обладать хорошей испаряемостью. Быстрый запуск карбюраторных двигателей и нормальная их работа зависят от испаряемости бензина. Об испаряемости бензина судят по его фракционному составу и упругости паров, которые определяются лабораторным путем. По фракционному составу (ГОСТ 2084-73) определяются свойства бензина, влияющие на работу двигателя. Температура выкипания 10% бензина должна быть не выше 80 °С, что соответствует испарению легких фракций и характеризует пусковые свойства бензина. Температура выкипания 50% бензина не должна превышать 145 °С и характеризует быстроту прогрева двигателя после запуска и устойчивую работу. Температура выкипания 90% бензина должна быть не выше 195 °С и характеризует общую испаряемость бензина и полноту его сгорания в двигателях.

3. Иметь хорошую детонационную стойкость. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Скорость сгорания рабочей смеси при нормальной работе двигателя составляет 25-35 м/с. При детонации скорость сгорания рабочей смеси достигает 2000-2500 м/с и сопровождается появлением ударной волны и резким повышением давления газов. Для повышения детонационной стойкости в бензин добавляют этиловую жидкость, содержащую тетраэтилсвинец РЬ (С2Н6)4 в количестве 0,41-0,82 г на 1 кг бензина.

4. Обладать хорошей физико-химической стабильностью. При хранении, транспортировке, использовании бензин не должен изменять свои физико-химические качества. При длительном хранении в бензине образуются смолы и другие продукты окисления. Содержание фактических смол в бензинах А-72, А-76, АИ-93, АИ-98 в соответствии с ГОСТ 2084-73 допускается 5-10 мг на 100 мл на месте потребления бензина. В автомобильные бензины с примесью продуктов термического и каталитического крекинга добавляется антиокислитель в количестве 0,007-0,010% параоксидифениламина и 0,05-0,15% древесно-смоляного антиокислителя прямой гонки или пиролиза-та (ГОСТ 2084-73).

5. Не содержать механических примесей, воды, водорастворимых кислот и щелочей. При транспортировке и заправке в бензин попадают вода, пыль и другие загрязняющие примеси. Бензин способен растворять в себе небольшое количество (до 0,04%) воды, которая при понижении температуры превращается в кристаллы льда. Кристаллы льда покрывают фильтрующие элементы топливных фильтров, что приводит к прекращению подачи топлива в двигатель. Наличие твердых механических примесей вызывает засорение топливопроводов, жиклеров и каналов системы питания двигателя. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей является причиной коррозии деталей системы питания двигателя.

Указанные автомобильные бензины, кроме бензина АИ-98, подразделяются на виды: летний и зимний. Летний вид бензина применяется во всех областях страны, за исключением северных и северо-восточных, с 1-го апреля по 1-е октября. В южных областях этот бензин применяется всесезонно. Зимний вид* бензина применяется в северных и северо-восточных областях всесезонно, а в остальных областях с 1-го октября по 1-е апреля.

В паспортах на бензины указывается марка и вид бензина.

Марки бензинов А-66, А-72, А-76 обозначают следующее: А – автомобильный; 66; 72; 76 - октановые числа, определенные моторным методом. Марки бензинов АИ-93, АИ-98 расшифровываются так: А - автомобильный; И - исследовательский метод; 93; 98 - октановые числа, определенные нсследователь-ским методом. Выпускаемые бензины, кроме А-72, этилированные. При транспортировке, хранении и заправке в топливные баки автомобилей необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. В Москве, Ленинграде и других городах запрещено использование этилированных бензинов. Детонационная стойкость неэтилированных бензинов обеспечивается введением нужного количества высокооктановых компонентов.

Основными физико-химическими константами бензина, влияющими на износ двигателя, являются его фракционный состав и особенно температура конца разгонки, антидетонационная стойкость (определяемая октановым числом), содержание серы, сернистых соединений, водорастворимых и органических кислот и щелочей.

Повышенный износ двигателя при применении бензинов с высокой температурой конца разгонки является следствием смывания масляной пленки с зеркала цилиндров и разжижения картерного масла неиспа-рившейся частью топлива (рис. 19).

При повышении температуры конца разгонки бензина повышается также расход топлива. Это объясняется тем, что неиспарившиеся частицы топлива, имеющиеся в смеси к началу ее воспламенения, сгорают на линии расширения при значительных потерях тепла в охлаждающую воду.

Влияние октанового числа бензина на износ двигателя обусловливается тем, что при работе его с детонацией возникают высокие динамические нагрузки в деталях кривошипно-шатунного механизма,. повышается температура деталей, выгорает смазка в зазорах и др. Испытания, проведенные в НАМИ , показали, что детонация вызывает повышенный износ цилиндров двигателя во всех поясах, особенно в верхнем.

Рис. 1. График зависимости общего износа двигателя и расхода бензина от температуры конца кипения бензина: 1 - расход бензина; 2 - общий износ двигателя.

Радиальные износы цилиндров при детонации распределяются неравномерно. Наибольший износ будет в местах, наиболее удаленных от запальной свечи и связанных с возникновением детонации.

Кроме октанового числа топлива и конструктивных особенностей двигателя, на развитие и протекание детонационного сгорания влияют температура и состав смеси, тепловой и нагрузочный режимы двигателя, наличие нагара в камерах сгорания, угол опережения зажигания, скорость вращения коленчатого вала и другие факторы.

Большое влияние на износ двигателя оказывает содержание серы в бензине. Так, если при содержании серы в бензине 0,003% износ двигателя принять за 1, то при увеличении содержания серы до 0,1 % износ увеличивается в 2,7 раза, а при содержании серы 0,2% - в 3,9.

Повышенное содержание серы в бензине не только ускоряет износ цилиндров, поршневых колец и клапанов, шеек коленчатого вала, подшипников и других деталей, но и увеличивает нагарообразование в камерах сгорания. При этом интенсивно протекает процесс старения картерного масла (вследствие образования железных мыл, действующих как катализатор), увеличиваются диаметры жиклеров и, следовательно, повышается расход топлива двигателем.

Некоторое уменьшение вредного влияния серы на износ может быть достигнуто повышением теплового режима двигателя.

При повышенном содержании в бензине смолистых и легко-осмоляющихся веществ увеличивается количество смолистых отложений во впускном трубопроводе двигателя, а также стимулируется процесс образования нагара. Поэтому бензин проверяется на содержание так называемых фактических смол.

В зависимости от химической и физической стабильности бензина (способности осмоляться и окисляться, длительное время сохранять легкие фракции) определяются сроки и методы его хранения в автохозяйствах.

К атегория: - Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

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.

nt = ht /rt. (2.3)

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.

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.

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.