АВТОБЕНЗИНИ властивості та класифікація
Вимоги до якості палива При застосуванні та зберіганні до автомобільних бензинів висуваються такі вимоги. Високі енергетичні та термодинамічні характеристики продуктів згоряння. При горінні бензину має виділятися максимальна кількість тепла, продукти згоряння повинні мати малу молекулярну масу, невеликі теплоємність та теплопровідність, високе значення добутку постійної питомої газової на температуру горіння (RT). Високе значення RT бажано отримати рахунок збільшення Т. Хороша прокачування. Бензини повинні надійно прокачуватися по паливній системі машин, трубопроводів, насосів, систем регулювання та інших агрегатів та комунікацій за будь-яких умов навколишнього середовища – низької та високої температури, різних тисків, запиленості та вологості. Оптимальна випаровуваність. В умовах зберігання та транспортування випаровування має бути мінімальним. При застосуванні двигуна бензину повинні мати таку випаровуваність, щоб забезпечити надійне займання і горіння палива з оптимальною швидкістю в камерах згоряння двигунів. Мінімальна корозійна активність. Палива не повинні містити компоненти, що руйнують конструкційні матеріали двигуна, засоби зберігання та транспортування. Висока стабільність в умовах зберігання та застосування. Палива протягом тривалого часу не повинні змінювати фізико-хімічні та експлуатаційні властивості. Нетоксичність. Продукти згоряння також мають бути нетоксичними.
Детонаційна стійкість Детонація виникає в тому випадку, якщо швидкість поширення полум'я в двигуні досягає 1500-2500 м/с, замість звичайних 20 - 30 м/с. В результаті різкого перепаду тиску виникає детонаційна хвиля,яка порушує режим роботи двигуна, що призводить до перевитрати палива, зменшення потужності, перегріву двигуна, прогар поршнів і вихлопних клапанів.
Октанове число (ОЧ)
ОЧ – умовний показник, що характеризує стійкість бензинів до детонації та чисельно відповідний детонаційної стійкості модельної суміші ізооктану та н-гептану. ОЧ ізооктану прийнято за 100 пунктів, а н-гептану - за 0. Для автомобільних бензинів (крім А-76) ОЧ вимірюється двома методами: моторним та дослідним. Октанове число визначається на спеціальних установках шляхом порівняння характеристик горіння випробуваного палива та еталонних сумішей ізооктану з н-гептаном. Випробування проводять у двох режимах: жорсткому (частота обертання колінчастого валу 900 об/хв, температура суміші, що всмоктується 149 0С, змінний кут випередження запалення) і м'якому (600 об/хв, температура всмоктуваного повітря 52 0С, кут випередження запалення 13). Отримують відповідно моторне (ОЧМ) та дослідне ОЧ (ОЧІ). Різниця між ОЧМ і ОЧІ називається чутливістю і характеризує ступінь придатності бензину до різних умов роботи двигуна. Середнє арифметичне між ОЧМ і ОЧІ називають октановим індексом і прирівнюють до дорожнього октанового числа, яке нормується стандартами деяких країн (наприклад, США) і вказується на бензоколонках як характеристика палива, що продається. При виробництві бензинів змішуванням фракцій різних процесів важливе значення мають так звані ОЧ змішування (ОЧС), які відрізняються від розрахункових значень. ОЧС залежать від природи нафтопродукту, його вмісту у суміші та низки інших факторів. У парафінових вуглеводнів ОЧС вище дійсних на 4 пункти, у ароматичних залежність складніша. Відмінність може бути суттєвою і перевищувати20 пунктів. Октанове число змішування важливо також враховувати при додаванні до палива оксигенатів.
Фракційний склад (ФС)
ФС бензинів характеризує випаровування палива, від якої залежить запуск двигуна, розподіл палива по циліндрах двигуна, повнота згоряння, економічність двигуна. Випаровуваність визначається температурою перегонки 10, 50 і 90% (про.) википання фракцій бензину. Температура википання 10% бензину характеризує пускові властивості. При температурі нижче граничних значень у системі живлення двигуна можуть утворюватися парові пробки, а при вищих температурах запуск двигуна утруднений. У пускові властивості двигуна характеризують кількістю палива, що википає до 70 0С. Температура википання 50% характеризує швидкість переходу двигуна з одного режиму роботи на інший та рівномірність розподілу бензинових фракцій по циліндрах. Температура википання 90 % фракцій та кінця кипіння впливають на повноту згоряння палива та його витрату, а також на нагароутворення у камері згоряння у циліндрі двигуна. У ГОСТ Р 51105-97, що діє з 01.01.99 р., ФС бензину визначається за температури википання 70, 100 і 180 0С.
Тиск насиченої пари (ДНП)
ДНП дає додаткове уявлення про випаровування бензину, а також про можливість утворення газових пробок у системі живлення двигуна. Чим вищий тиск насичених парів бензину, тим вища його випаровуваність. За ФС бензину розраховують індекс випаровування. Бензини, що застосовуються влітку, мають нижчу ДНП. Для забезпечення необхідних пускових властивостей товарного бензину, його склад включають легкі компоненти: ізомеризат, алкілат, бутан, фр. н.к. - 62 0С.
Хімічна стабільність (ХС)
У процесі зберігання,транспортування та застосування бензинів можливі зміни в їх хімічному складі, зумовлені реакціями окиснення та полімеризації. Окислення призводить до зниження октанового числа бензинів та підвищення його схильності до нагароутворення. Для оцінки холестерину використовують показники вмісту фактичних смол, індукційного періоду окислення.
Зміст сірчистих та ароматичних сполук
Класифікація автомобільних бензинів
Існує кілька видів класифікації автомобільних бензинів. Основні з них (найчастіше застосовувані): за випаровуванням, за фракційним складом, за значенням октанового числа.
Класифікація з випаровування
Залежно від кліматичного району застосування автомобільні бензини поділяють п'ять класів (див. табл. 1.1). Поряд з визначенням температури перегонки при заданому обсязі передбачено і визначення об'єму бензину, що випарувався, при заданій температурі. Введено також показник «індекс випаровування» (ІІ). ІІ бензину характеризує випаровуваність бензину і його схильність до утворення парових пробок при певному поєднанні тиску насичених пар і обсягу бензину, що випарувався при температурі 70 0С. ІІ розраховують за формулою:
де ДНП – тиск насиченої пари, кПа; V70 - обсяг бензину, що випарувався, при температурі 70 0С, %.
Класифікація автомобільних бензинів з випаровування