Бензины

Основные виды топлива для автотранспорта - продукты нефтепереработки: бензины и дизельные топлива. Эти углеродно-присадочные смеси улучшают эксплуатационных свойства автомобилей. Углеводороды в бензине выкипают при температуре от 35-200 ⁰С, дизеле – от 180-360 ⁰С.

Бензины потребляют так называемые «двигатели с принудительным зажиганием» (от искры). Двигатели с воспламенением от сжатия (дизели) кушают «утяжеленные» дизельные топлива.

Требования, предъявляемые к качественным бензинам:

• бензин должен способствовать образованию топливовоздушной смеси соответствующего состава;
• смесь в двигателе должна сгорать нормально и полностью, без возможной детонации;
• движок должен гарантированно быстро запускаться, независимо от температуры «за бортом»;
• использование качественного топлива бережет внутренности авто от коррозии;
• отложения в основных трактах и камере сгорания минимизированы;
• хранение и транспортировка никак не сказываются на качестве топлива.

Свойства бензина, гарантирующие выполнение вышеописанных требований:

• однородность топливовоздушной смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха в системе питания. Необходимо добиться следующих физико-химических показателей: Плотность топлива должна составлять 690-750 кг/м при температуре 20⁰С. При снижении температуры на каждые 10⁰С его плотность возрастает ориентировочно на 1%. Низкая плотность бензина, вытекающего из распылителя, приводит к излишнему обогащению смеси.
• соответствующий уровень вязкости топлива. Излишне увеличив этот показатель, мы затрудним циркуляцию бензина через жиклеры, что обеднит смесь. Температура сильно влияет на это свойство топлива Изменив это показатель с +40 до —40 °С, мы изменим расход бензина через жиклер аж на 20-30%.
• испаряемость топлива. Ее уровень должен обеспечивать быстрый прогрев и беспроблемный запуск движка, плюс полное сгорание бензина без образования паровых «пробок» в системе;
• давление насыщенных паров. Повышенный уровень давления делает процесс конденсации паров более интенсивным. Максимальный предел, предусмотренный стандартом, для летнего времени – 670 ГПа, для зимнего – от 670 до 930 ГПа. В случае превышения предела гарантированы паровые пробки с закономерным снижением наполнения цилиндров и утратой мощности. Плюс дополнительные потери топлива при испарении в баках и на складах.
• низкотемпературные свойства топлива показывают, насколько «живуче» оно зимой. Выпадение ледяных кристалликов в бензине и обледенение карбюратора - основные показатели зимней «работоспособности» бензина. Утратив свою растворимость под воздействием низкой температуры, вода в составе топлива замерзает, чем и нарушает его подачу в двигатель.
• сгорание бензина. Углеводороды топлива взаимодействуют с кислородом воздуха, выделяя значительного количества тепла, которое характеризует показатель «теплота сгорания» (его еще называют теплотворной способностью). Чем выше этот показатель, тем более экономично используемое топливо. 1500-2400 °С – предельная температура паров в процессе сгорания.

Детонация. Октановое число.

Сгорание топлива может быть нормальным и детонационным. Первое гарантирует плавность процесса с почти полным окислением топлива. Пламя распространяется со скоростью не более 40 м/с. Детонационное сгорание, возникающее при «разбеге» скорости сгорания до 2000 м/с, неравномерно, скорость сгорания и движения пламени становятся скачкообразными, в результате чего и возникает ударная волна.

Детонации способствуют:

• повышение степени сжатия топлива;
• увеличивается угол опережения зажигания;
• низкая влажность и повышенная температура воздуха вокруг;
• особенности конструкции камеры сгорания, а также наличие в ней нагара;
• ухудшение общего технического состояния двигателя.

Работа двигателя без детонации

Использование бензина с соответствующей скоростью детонации – залог сохранения движка в нормальном состоянии. Детонационная стойкость углеродов в составе бензина определяется их составом. Парафиновые углеводы менее стойкие, ароматические – более, остальные – «золотая середина». Изменяя углеводородный состав топлива, получают бензины с различной детонационной стойкостью. Эта стойкость и характеризуется всем известным показателем – «октановым числом» (04).

04 - это условный показатель детонационной стойкости бензина.

Именно столько в процентном соотношении изооктана в смеси с нормальным гептаном. И эта смесь равноценна по стойкости к детонации испытуемому топливу.

Как определить октановое число для бензина?

Подбирают смесь их двух «эталонных» углеводородов: (нормального гептана с 04=0 и изооктана с 04=100), которая эквивалентна испытуемому бензину по детонационным свойствам. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за 04 бензина.

Определения октанового числа проводится на специальных моторных установках. Существуют два метода определения:

• исследовательский («04И» - октановое число по исследовательскому методу): характеризует устойчивость топлива к детонации в условиях города (невысокие скорости, частые остановки, меньшая теплонапряженность);
• моторный («04М» - октановое число по моторному методу): «противовзрывные» свойства бензина в условиях усиленной работы движка.

Степень сжатия двигателя – важный фактор, определяющий его требования к октановому числу. Увеличив степень сжатия, можно нарастить мощность, одновременно снизив удельный расход топлива. Однако увеличение этого показателя невозможно без повышения октанового числа бензина.

Важное условие бездетонационной работы двигателей: требования к детонационной стойкости двигателя должны соответствовать октановому числу применяемых бензинов.

Чтобы добиться этого, в топлива, добавляют высокооктановые компоненты (бензол, этиловый спирт) или антидетонаторы:

• тетраэтилсвинец (ТЭС) в составе этиловой жидкости; Добавлением ЭЖ увеличивают 04 на 8-12 единиц. Главный его недостаток – ядовитость;
• антидетонаторы на основе марганца.

При написании статьи использовались материалы сайта https://xreferat.com/96/55-1-vidy-topliva-primenyaemye-na-avtotransporte.html