Ассортимент, свойства и применение автомобильных и авиационных бензинов

Лекция 5

Бензины предназначены для поршневых авиационных (ин­декс Б) и автомобильных (индекс А) двигателей с воспламенением от искры.

Общими, оказывающими наиболее существенное влияние на эксплуатационные характеристики, свойствами бензинов являются:

• испаряемость;

• детонационная стойкость;

• химическая стабильность;

• совместимость с материалами;

• прокачиваемость;

• теплота сгорания.

Детонационная стойкость - свойство, определяющее спо­собность бензина сгорать без взрыва в двигателе с искровым за­жиганием паровой фазы рабочей смеси.

Показателем детонацион­ной стойкости является октановое число (О.Ч.), равное содержа­нию в объемных процентах изооктана в смеси с нормальным геп­таном, эквивалентной по детонационной стойкости топливу, испы­тываемому в нормальных условиях. Октановое число указывается в марке бензина после буквенного индекса.

В зависимости от условий и режимов испытаний различают моторный метод определения О.Ч. (ОЧМ - ГОСТ 511, ASTM D 2700) и исследовательский метод определения О.Ч. (ОЧИ - ГОСТ 8226, ASTM D 2699). Обычно ОЧИ-ОЧМ=2+12. Чем выше эта раз­ность, называемая чувствительностью бензина, тем выше детона­ционная способность на неустановившихся режимах работы двига­теля.

Присутствие в маркировке бензина буквы "И" означает, что значение О.Ч. определено исследовательским методом (например, АИ-95).

Концентрация тетраэтилсвинца (ТЭС) Рb(С₂Н₅)₄ или, этиловой жидкости, добавляемой в бензин в качестве антидето­натора, является важным показателем экологичности бензина, учи­тывая высокую токсичность ТЭС. Измеряется в относительных еди­ницах - граммах йодистого свинца на килограмм испытуемого про­дукта, г/кг.

Бензи­ны, содержащие ТЭС, окрашены. В ряде стран, крупных городах и курортных зонах запрещено использование этилированных бен­зинов.

Фракционный состав топлив оказывает большое влияние на полноту их сгорания и во многом определяет такие эксплуатацион­ные свойства как запуск двигателя, время прогрева, образование паровых пробок и обледенений в карбюраторе, приемистость двига­теля, расход топлива, мощность двигателя, расход масла, образо­вание углеродистых отложений, износ трущихся деталей.

Фракционный состав определяется путем перегонки (дистил­ляции) при атмосферном давлении по ГОСТ 2177 и оценивается температурами начала и конца пере­гонки.

Давление насыщенных паров - это давление пара, находя­щегося в равновесии с жидкостью при данной температуре. Чем выше давление насыщенных паров топлива, тем лучше пусковые качества бензина, больше опасность образования паровых пробок в двигателе, интенсивнее испаряемость при хранении, выше пожароопасность. Единицы измерения - Па или мм рт. ст.

Давление насыщенных паров для автобензинов - до 9,33 10⁴ Па, для авиабензинов - до 4,8 10⁴ Па, дизельного топлива -0,08 10⁴ч-0,13 10⁴ Яо, для осветительного керосина - 0,27 10⁴ Па.

Пусковые свойства бензинов ухудшаются с понижением давления их насыщенных паров, при малой концентрации паров бензина в рабочей зоне запуск двигателя становится невозможным.

Давление насыщенных паров определяется по методу стан­дартов - ГОСТ 1756, ASTM D 323, JP 69, DIN 51754.

В зависимости от значения давления насыщенных паров и с учетом климатических особенностей нашей страны бен­зины подразделяются на два вида:

• летний (до 66661 Па) - для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 1 ок­тября (в южных районах применение летнего бензина допускается в течение всего года);

• зимний (от 66661 Па до 93325 Па) - для применения в се­верных и северо-восточных районах в течение года и во всех ос­тальных районах с 1 октября по 1 апреля.

Давление насыщенных паров и фракционный состав могут существенно отличаться для разных бензинов.

От содержания в бензине легкокипящих фракций зависит его физическая стабильность, т.е. склонность к потерям от испарения. Наибольшие потери имеют бензины, содержащие в своем составе низкокипящие углеводороды: бутаны, изопентан.

Высокая испаряемость бензина может стать причиной обледенения карбюратора.

Кислотность характеризует общее содержание в нефтепро­дуктах органических кислот и кислых соединений, наличие кото­рых в бензине приводит к ускоренному износу деталей из цветных металлов (кроме алюминиевых): вкладышей подшипников, втулок и т.д., отложениям и нагарам в камере сгорания, на клапанах, насо­сах-форсунках и т.д.

Кислотность нефтепродуктов определяют по методу ГОСТ 5985, ASTM D 974 и JP 1/64, основанному на реакции нейтрализа­ции органических кислот спиртовым раствором щелочи.

Химическая стабильность характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачке, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакции окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов. Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования, пиролиза, каталитического крекинга, а бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензины химически стабильны.

Теплота сгорания во многом определяет мощностные и экономические показатели работы двигателя. Чем выше теплота сгорания, тем меньше удельный расход топлива и больше дальность пробега.