Марки топлива для автомобилей: Марки бензина и их применение – AGA — Виды топлива для автомобилей

Автомобильные бензины

Бензины – нефтяные топлива, используемые для поршневых двигателей с искровым зажиганием. Бензины представляют собой смесь углеводородов различного строения, преимущественно С₄-С₁₂. Бензины получают путем переработки нефти (газового конденсата) путем дистилляции (прямогонные бензины) и из продуктов вторичной переработки фракций прямой перегонки путем каталитического крекинга, каталитического риформинга.

Бензины автомобильные

Автомобильные бензины предназначены для использования, как в автомобилях, так и в другой технике, оснащенной бензиновыми двигателями.

Основной характеристикой автомобильных бензинов является детонационная стойкость, выражаемая в единицах октанового числа (ОЧ). В зависимости от уровня ОЧ устанавливаются марки автомобильных бензинов. Оценка уровня детонационной стойкости осуществляется двумя методами моторным и исследовательским. Для определения детонационной стойкости моторным методом используются методики испытаний по ГОСТ 511-82 «Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа», ГОСТ Р 52946-2008 «Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных и авиационных топлив. Моторный метод» или ЕН 25163-93 (ИСО 5163-90) «Моторные и авиационные топлива. Определение антидетонационных характеристик. Моторный метод». Для оценки детонационной характеристики автомобильных бензинов исследовательским методом применяют методики испытаний по ГОСТ 8226-82 «Топливо для двигателей. Исследовательский метод определения октанового числа», ГОСТ Р 52947-2008 «Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных топлив. Исследовательский метод» и ЕН 25164-93 (ИСО 5164-90) «Моторные топлива. Определение антидетонационных характеристик. Исследовательский метод».

Классификация автомобильных бензинов за рубежом, также предусматривает разделение бензинов по маркам, исходя из величины ОЧ. При этом наиболее распространенными обозначениями марок автомобильных бензинов иностранного производства являются: “Normal”; “Regular”; “Premium”; “Super”, уровень ОЧ которых соответственно – 80; 91; 95; 98 по ASTM D 2699 «Метод определения детонационных характеристик исследовательским методом».

Вплоть до 2003 года, основным нормативным документом, определявшим номенклатуру и уровень качества автомобильных бензинов, применяемых в качестве топлив для автомобильных и мотоциклетных двигателей и двигателей другого назначения, являлся ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные. Технические требования». Требованиями данного стандарта были установлены следующие обозначения марок бензинов: А-72; А-76; АИ-91; АИ-93; АИ-95 (табл. 1).

Таблица 1

Наименование показателя	Значение для марки
	А-72	А-76			АИ-91		АИ-93	АИ-95
	Неэтилированный			Этилированный	Неэтилированный
Детонационная стойкость: октановое число: по моторному методу по исследовательскому методу	≥ 72,0 не нормир.		≥ 76,0 не нормир.	≥ 76,0 не нормир.	≥ 82,5 ≥ 91,0	≥ 85,0 ≥ 93,0		≥ 85,0 ≥ 95,0
Концентрация свинца, г/дм3,	≤ 0,013		≤ 0,013	≤ 0,17	≤ 0,013	≤ 0,013		≤ 0,013
3. Фракционный состав: температура начала перегонки бензина, °С, летнего	≥ 35							≥ 30
зимнего	не нормируется
10% перегоняется при температуре, °С, летнего	≤ 70		≤ 70	≤ 70	≤ 70	≤ 70		≤ 75
зимнего	≤ 55		≤ 55	≤ 55	≤ 55	≤ 55		≤ 55
50% перегоняется при температуре, °С, летнего зимнего	≤ 115		≤ 115	≤ 115	≤ 115	≤ 115		≤ 120
	≤ 100		≤ 100	≤ 100	≤ 100	≤ 100		≤ 105
90% перегоняется при температуре, °С, летнего зимнего	≤ 180
	≤ 160
конец кипения бензина, °С, летнего зимнего	≤ 195 ≤ 185				≤ 205 ≤ 195
доля остатка в колбе, %	≤ 1,5
остаток и потери, %	≤ 4,0
4. Давление насыщенных паров, кПа (мм рт. ст.),летнегозимнего	≤ 66,7 (500)
	66,7-93,3 (500-700)
5. Кислотность в мг/КОН на 100 см3 бензина	≤ 3,0	≤ 1,0		≤ 3,0			≤ 0,8	≤ 2,0
6. Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 бензинана месте производствана месте потребления	≤ 5,0
	≤ 10,0
7. Индукционный период бензина на месте производства, мин	≥ 600	≥ 1200		≥ 900	≥ 900		≥ 1200	≥ 900
8. Массовая доля серы, %	≤ 0,10
9. Испытание на медной пластинке	выдерживает
10. Содержание ВКЩ	отсутствие
11. Содержание механических примесей и воды	отсутствие
12. Цвет	–	–		Желтый	–		–	–
13. Плотность при 20 °С, кг/м3	Не нормируется. Определение обязательно

В настоящее время в Российской Федерации данный стандарт распространяется только на автомобильный бензин А-76 неэтилированный. Характеристики остальных марок бензинов по данному стандарту не соответствуют требованиям Технических регламентов. Однако, в связи с тем, что данный стандарт разрабатывался в СССР, в ряде сопредельных РФ государств, он является действующим и в настоящее время.

Обозначение марок: А-72 и А-76 показывало, что уровень октанового числа бензинов оценен моторным методом (ММ) и соответственно имеет значение 72 и 76 ед. ОЧ ММ. Введение в обозначение марок символа “И” подразумевает оценку ОЧ бензинов исследовательским методом (ИМ). В настоящее время, в связи с введением новых стандартов, по ГОСТ 2084-77 промышленностью вырабатывается только неэтилированный автомобильный бензин А-76.

Интеграция отечественной промышленности к требованиям мирового рынка нефтепродуктов и соответственно к требованиям по уровню качества нефтепродуктов вызвала необходимость в разработке новых технических требований, которые на период 1997 – 2011 гг., для автомобильных бензинов определял, удовлетворяющий требованиям к экологической безопасности Euro-II, введенный в действие в 1997 году – ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия».

Требованиями данных технических условий, в редакции 2007 года, было определено шесть марок бензинов: «Нормаль-80/2»; «Регуляр-92/2»; «Регуляр-92/3», «Премиум-95/3»; «Премиум-95/4» и «Супер-98/4». Где, первые цифровые обозначения в марке бензина соответствовали уровню ОЧ бензинов по исследовательскому методу, цифровые обозначения через дробь соответствовали экологическим классам автомобильной техники, для применения в которых предназначались бензины, например – «Премиум-95/4». Автомобильный бензин с уровнем детонационной стойкости не менее
95 единиц ОЧ по исследовательскому методу, предназначался для эксплуатации в бензиновых двигателях с искровым зажиганием автомобилей класса ЕВРО-4. Изменения в сфере технического регулирования требований к автомобильным бензинам, привели с 2011 года к сокращению марок автомобильных бензинов, до 2 – «Нормаль-80» и «Регуляр-92», приведенных в основном к требованиям, установленным ТР РФ.

Особенности производства, применения и ряда характеристик уровня качества бензинов предполагают их более тщательную детализацию по сортам.

Так, требованиями ГОСТ 2084-77, предусматривается выпуск двух видов бензинов – летнего и зимнего, особенности физико-химического состава которых, предполагают их применение соответственно: летнего – для всех климатических районов, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября и в южных районах в течение всех сезонов; зимнего – в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах и остальных районах с 1 октября до 1 апреля.

Определение климатических зон применения бензинов, осуществляется по ГОСТ 16350-80 «Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей».

В требованиях ГОСТ Р 51105-97 с изм. 1-6 (табл. 2, 3), также предусмотрено разделение автомобильных бензинов, в зависимости от их физико-химических свойств, на пять классов по уровню испаряемости. Уровень испаряемости определяет условия применения автомобильных бензинов в различных климатических районах.

Распределение классов автомобильных бензинов по районам применения:

1 класс – для района II₉ (климат – умеренно теплый с мягкой зимой) с 1 апреля по 1 октября;

2 класс – для районов II₄ (климат – умеренно холодный) и II₅ (климат – умеренный) с 1 апреля по 1 октября;

3 класс – для районов I₁ (климат – очень холодный) и I₂ (климат – холодный) с 1 апреля по 1 октября и для района II₉ (климат – умеренно теплый с мягкой зимой) с 1 октября по 1 апреля;

4 класс – для районов II₄ (климат – умеренно холодный) и II₅ (климат – умеренный) с 1 октября по 1 апреля;

5 класс – для районов I₁ (климат – очень холодный) и I₂ (климат – холодный) с 1 октября по 1 апреля.

Таблица 2

Наименование показателя	Норма для марки		Метод испытания
	Нормаль-80	Регуляр-92
1	2	3	4
1 Октановое число по моторному методу по исследовательскому методу	≥ 76,0 ≥ 80,0	≥ 83,0 ≥ 92,0	ГОСТ Р 52946 ГОСТ 511 ГОСТ Р 52947 ГОСТ 8226
2 Концентрация свинца, мг/дм3	отсутствие		ГОСТ Р ЕН 237 ГОСТ 28828 ГОСТ Р 51942
3 Концентрация марганца, мг/дм3	отсутствие		ГОСТ Р 51925
4 Концентрация фактических смол, мг/100 см3 бензина	≤ 5,0		ГОСТ 1567
5 Индукционный период бензина, мин	≥ 360		ГОСТ 4039 ГОСТ Р 52068 ГОСТ Р ЕН ИСО 7536
6 Концентрация серы, мг/кг Класс 2	≤ 500,0		ГОСТ 19121, ГОСТ Р 51947
Класс 3	≤ 150,0		ГОСТ Р 52660 ГОСТ Р ЕН ИСО 20846, ГОСТ 19121, ГОСТ Р 51859
Класс 4	≤ 50,0		ГОСТ Р 52660 ГОСТ Р ЕН ИСО 20846, ГОСТ Р 51859, ГОСТ Р ЕН ИСО 14596
Класс 5	≤ 10,0		ГОСТ Р 52660 ГОСТ Р ЕН ИСО 20846, ГОСТ Р 51859
7 Объемная доля бензола, % Класс 2 Класс 3, 4, 5	≤ 5,0 ≤ 1,0		ГОСТ Р 52714 ГОСТ 29040 ГОСТ Р ЕН 12177
8 Объемная доля углеводородов, % Класс 2	не определяется		ГОСТ Р 52714 ГОСТ Р 52063
Класс 3 – олефиновых – ароматических	≤ 18 ≤ 42
Классы 4, 5 – олефиновых – ароматических	≤ 18 ≤ 35
9 Массовая доля кислорода, % Класс 2 Классы 3, 4, 5	Не определяется ≤ 2,7		ГОСТ Р ЕН 13132 ГОСТ Р 52256 ГОСТ Р ЕН1601
10 Объемная доля оксигенатов, % Класс 2 Классы 3, 4, 5 – метанола – этанола – изопропилового спирта – изобутилового спирта – третбутилового спирта – эфиров (С5 и выше) – других оксигенатов	не определяется отсутствие ≤ 5,0 ≤ 10,0 ≤ 10,0 ≤ 7,0 ≤ 15,0 ≤ 10,0		ГОСТ Р ЕН 13132 ГОСТ Р ЕН 1601 ГОСТ Р 52256
11 Испытание на медной пластинке	Класс 1		ГОСТ 6321
12 Внешний вид	чистый, прозрачный		ГОСТ Р 51105-97
13 Плотность при 15 °С, кг/м3	725-780		ГОСТ Р 51069 ГОСТ Р ИСО 3675
14 Концентрация железа, г/дм3, не более	отсутствие		ГОСТ Р 52530
15 Объемная доля монометиланилина, %, Класс 2 Классы 3, 4 Класс 5	≤ 1,3 ≤ 1,0 отсутствие		ГОСТ Р 54323

Таблица 3

Наименование показателя										Методы испытаний
	А	В	С и С1		D и D1		E и E1		F и F1
1	2	3	4		5		6		7	8
1 Давление насыщенных паров (ДНП), кПа: не менее. не более.	45,0 60,0	45,0 70,0	50,0 80,0		60,0 90,0		65,0 95,0		70,0 100,0	ГОСТ 1756 или ГОСТ Р ЕН 13016-1
2 Фракционный состав Объем испарившегося бензина, %, при температуре:										ГОСТ 2177 метод А
70 °С (И 70)	15 – 48		15 – 50
100 °С (И 100)	40 – 70
150 °С (И 150)	≥ 75
Конец кипения, 0С	≤ 215
Остаток в колбе, % (по объему)	≤ 2,0
3 Максимальный индекс паровой пробки (ИПП)			С1	D1		E1		F1
ИПП = 10 ДНП + 7 (И 70)			1050	1150		1200		1250
Индекс паровой пробки (ИПП) для классов А, В, С, D, E и F не нормируется

Мировая тенденция повышения требований к экологической безопасности применения топлив, выразившаяся в разработке Европейским союзом очередной концепции безопасности – «Euro-III», привела к разработке в
2002 году нового Российского стандарта (ГОСТ Р 51866-2002 «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия»), учитывающего ее основные положения. Стандартом предъявлялись требования автомобильным бензинам марок «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95» и «Супер Евро-98». Изменением к стандарту, исключены требования к автомобильному бензину «Регуляр Евро-92». Требования, к показателям качества автомобильных бензинов: «Премиум Евро-95» и «Супер Евро-98», установленные в ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004) с изм. 1-4, приведены в таблицах 4, 5.

Таблица 4

Наименование показателя	Значения для марки		Метод испытания
	Премиум Евро-95	Супер Евро-98
1	2	3	4
1 Октановое число: по исследовательскому методу по моторному методу	≥ 95,0 ≥ 85,0	≥ 98,0 ≥ 88,0	ГОСТ Р 52947 ГОСТ 8626ГОСТ Р 52946 ГОСТ 511
2 Концентрация свинца, мг/дм3	отсутствие		ГОСТ Р ЕН 237 ГОСТ Р 51942
3 Плотность при 15 °С, кг/м3	720-775	720-775	ГОСТ Р 51069 ГОСТ Р ИСО 3675
4 Концентрация серы, мг/кг: I вид II вид III вид	≤ 150 ≤ 50 ≤ 10		ГОСТ Р 52660 ГОСТ Р ЕН ИСО 20846
5 Устойчивость к окислению, мин	≥ 360		ЕН-237-96
6 Концентрация смол, промытых растворителем, мг на 100 см3 бензина	≤ 5		ГОСТ 1567
7 Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С), единицы по шкале	Класс 1		ГОСТ 6321
8 Внешний вид	Прозрачный и чистый		Визуальная проверка
9 Объемная доля углеводородов, %: олефиновых ароматических I вид II вид III вид	≤ 18,0 ≤ 42,0 ≤ 35,0 ≤ 35,0		ГОСТ Р 52063 ГОСТ Р 52714 (Б)
10 Объемная доля бензола, %	≤ 1,0		ГОСТ 29040 ГОСТ Р 52714 (Б) ГОСТ Р ЕН 12177
11 Массовая доля кислорода, %	≤ 2,7		ГОСТ Р ЕН 1601 ГОСТ Р ЕН 13132 ГОСТ Р 52256
12 Объемная доля оксигенатов, %: метанола этанола изопропилового спирта изобутилового спирта третбутилового спирта эфиров (С5 и выше) других оксигенатов	отсутствие ≤ 5 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 7 ≤ 15 ≤ 10		ГОСТ Р ЕН 1601 ГОСТ Р ЕН 13132 ГОСТ Р 52256

Таблица 5

Наименование показателя	Значение для класса						Метод  спытания
	А	В	С и С1	D и D1	E и E1	F и F1
1	2	3	4	5	6	7	8
Давление насыщенных паров (ДНП), кПа; не менее не более	45,0 60,0	45,0 70,0	50,0 80,0	60,0 90,0	65,0 95,0	70,0 100,0	ГОСТ 1756 ГОСТ 28781
Фракционный состав: объемная доля испарившегося бензина, %, при температуре: 70 0С (И70) 100 0С (И100) 150 0С (И150) конец кипения, 0С остаток в колбе, % (по объему)	20,0-48,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	20,0-48,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	22,0-50,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	22,0-50,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	22,0-50,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	22,0-50,0 46,0-71,0 ≥ 75,0 ≤ 210 ≤ 2	ГОСТ 2177
Максимальный индекс паровой пробки (ИПП) ИПП=10ДНП+7(И70)	–	–	1050	1150	1200	1250	НД
Примечание: Для бензинов классов: А, В, С, D, E и F индекс паровой пробки не нормируется

Аналогично ранее рассмотренным нормативным документам, цифровые символы в наименовании марок бензинов, означают уровень октанового числа определенного по исследовательскому методу.

С введением в действие Технического регламента, а в последствие и ТР ТС 013/2011, для обязательного подтверждения соответствия автомобильных бензинов установленным требованиям, определен ряд обязательных показателей, определяемых при проведении соответствующих процедур, нормы установленные регламентом для данных показателей приведены в таблице 6. Данные нормы подразделяют автомобильные бензины на 4 группы, при этом классификация на группы произведена по содержанию серы в автомобильных бензинах (класс 2 – до 500 мг серы на 1 кг бензина, класс 3 – до 150 мг/кг, класс 4 – до 50 мг/кг, класс 5 – 10 мг/кг).

Таблица 6

Характеристики автомобильного бензина	Единица измерения	Нормы в отношении экологического класса
		К 2	К 3	К 4		К 5
1	2	3	4	5		6
Массовая доля серы	мг/кг	≤ 500	≤ 150	≤ 50		≤ 10
Объемная доля бензола	%	≤ 5	≤ 1
Массовая доля кислорода	%	–	≤ 2,7
4.Объемная доля углеводородов, не более – ароматических – олефиновых	%
		– –	42 18		35 18		35 18
5.Октановое число по исследовательскому методу по моторному методу		≥ 80 ≥ 76
6. Давление насыщенных паров:	кПа	35-80
– летний период
– зимний период		35-100
7. Концентрация железа,	мг/дм3	отсутствие
8. Концентрация марганца,	мг/дм3	отсутствие
9. Концентрация свинца,	мг/дм3	отсутствие*
10. Объемная доля монометиланилина, %,		≤ 1,3	≤ 1,0		≤ 1,0		отс.
11. Объемная доля оксигенатов, не более – метанола – этанола – изопропанола – третбутанола – изобутанола – эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле – других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210 °С)	%	– – – – – – –	отс.* ≤ 5 ≤ 10 ≤ 7 ≤ 10 ≤ 15 ≤ 10		отс.* ≤ 5 ≤ 10 ≤ 7 ≤ 10 ≤ 15 ≤ 10		отс.* ≤ 5 ≤ 10 ≤ 7 ≤ 10 ≤ 15 ≤ 10
Примечание: * – для Российской Федерации

Особенности технологий производства, в том числе связанные с необходимостью повышения уровня экологической безопасности применения топлив, использованием присадок различного функционального предназначения (антидетонационных, антиокислительных, моющих и т.д.) привели к расширению ассортимента автомобильных бензинов за счет выработки их по различным техническим условиям, стандартам организаций.

Ранее при производстве автомобильных бензинов, для повышения уровня их детонационной стойкости наиболее часто использовалась антидетонационная присадка на основе тетраэтилсвинца (этиловой жидкости). Высокий уровень экологической опасности данной присадки привел в настоящее время, к практически полному ее запрету и соответственно снятию с производства этилированных бензинов. Отказ от производства этилированных бензинов связан также с тем, что выпускаемая автомобильная техника, в первую очередь легковые машины зарубежных марок и современные отечественные автомобили, оборудованы нестойкими к тетраэтилсвинцу (разрушающимися вследствие воздействия) катализаторами, предназначенными для снижения эмиссии вредных компонентов отработавших газов.

В качестве альтернативной замены этилсодержащих присадок, в период 2000-2005 гг., применялись присадки на основе соединений марганца и железа. Процентное содержание таких присадок в составе бензинов ограничено в соответствующих нормативных документах, где предусмотрено их использование. Требованиями ТР ТС 013/2011, применение на территории Российской Федерации автомобильных бензинов содержащих металлсодержащие высокооктановые добавки запрещено. В настоящее время в качестве присадок для улучшения антидетонационных характеристик бензинов в основном используются продукты органического синтеза. Наиболее распространенными являются: метил-трет-бутиловый эфир; монометиланилин технический; абсорбент осветленный стабилизированный. Также в качестве добавок используются смолы пиролиза (С₅ – С₉) и комплексные добавки, сочетающие в своем составе ряд компонентов.

 

Просмотров: 102

Марки бензина для автомобилей

Бензин – практически бесцветная жидкость со специфическим запахом, представляющая собой сложное объединение углеводородных цепочек, различающихся по своей структуре. От этих цепочек, именуемых фракциями, зависят характеристики топлива: температуры кипения и замерзания, летучесть и другие свойства.

Производство бензина

Бензин является продуктом переработки нефти. Октановое число, так же как и чистота, определяет марку бензина. Основные способы получения данного вида топлива – это риформинг, крекинг и прямая возгонка.

Бензин также могут получать из природных и попутных газов, каменного угля и горючих сланцев. Его используют не только в качестве топлива, но и как растворитель, экстрактор и смывку, сырье в нефтехимической промышленности.

Несмотря на довольно широкий спектр применения, более 90% всего производимого в мире бензина идет на топливо для двигателей внутреннего сгорания. Существуют два основных типа бензинов: авиационные и автомобильные.

Марки бензина разнятся в зависимости от уровня качества: чем он выше, тем меньше проблем с эксплуатацией и обслуживанием транспортного средства.

Основной способ получения бензина – процесс крекинга, представляющий собой вторичную переработку нефтепродуктов. Во время крекинга тяжелые углеводороды расщепляются, увеличивая объем готовой жидкости на 60 %. Термический крекинг проводится при температуре более 500 ^оС, благодаря чему создаются марки бензина с октановым числом не более 70.

Сегодня топливо для авиационной и автомобильной техники производится на нефтеперерабатывающих заводах, оснащенных автоматизированным оборудованием. Поступающая в них нефть смешивается, отстаивается и хранится в специальных резервуарах. Затем она подвергается промывке, обезвоживанию и ректификации. В итоге из нее получают прямогонные бензины, отличающиеся высоким уровнем химической стабильности. Жидкости подвергаются очистке, из их состава удаляется сера, повышаются октановые показатели.

Первое использование прямогонных бензинов позволило повысить мощность и эффективность двигателей, однако успехи были кратковременными: топливная смесь взрывалась в камере сжигания при ее нагреве от сжатия. Детонация становилась причиной выхода моторов из строя. Решением этой проблемы стало использование специальных веществ – антидетонаторов. Самым эффективным из них считается тетраэтилсвинец. В итоге устойчивость бензинов к детонации стала оцениваться октановым числом, которое и получило наименование марки. Определяется она несколькими способами – исследовательским, моторным и температурным.

Требования к качеству бензина

Как авиационные, так и автомобильные должны соответствовать определенным требованиям, установленным ГОСТАми с целью обеспечения высоких эксплуатационных характеристик. К числу таких критериев относят пять основных:

1. Фракционный состав.
2. Стабильность химического состава.
3. Испаряемость.
4. Стойкость к детонации.
5. Склонность к формированию нагара.

Фракционный состав

Фракционный состав оказывает на функциональность двигателя воздействие, характеризуемое несколькими свойствами. Первое из них – температура окружающей среды. От нее зависит процентное содержание легких фракций. Чем она ниже, тем большее количество фракций должно содержаться в топливе. При этом слишком большое их количество может привести к образованию паровых пробок.

Второе и третье – время, затрачиваемое на прогрев двигателя и степень износа цилиндров и поршней. Температура окружающей среды также оказывает немалое влияние на данные параметры, поэтому в летних и зимних сортах бензина фракционный состав различается. Плохая испаряемость бензина может стать причиной попадания в камеру сгорания и картер его жидкой фракции, что приводит к разжижению моторного масла и выходу из строя двигателя.

Химическая стабильность

Варьируется в зависимости от скорости окисления компонентов топлива и может стать причиной появления на свечах, клапанах и прочих узлах двигателя нагара. Химическая стабильность бензина – его способность сохранять свои свойства вне зависимости от окружающей среды.

Испаряемость

Определяет способность бензина переходить из жидкого состояния в газообразное и смешиваться с воздухом для образования горючей смеси. Испаряемость влияет на пуск двигателя и зависит от фракционного состава бензина.

Детонационные свойства

Способность бензина не воспламеняться при сжатии. Явление детонации – не самое приятное и безобидное, поскольку может привести к перегреву двигателя и выходу его из строя. Данный параметр зависит не только от состава топлива, но и от конструкции мотора.

Образование нагара

Присутствующие в составе бензина смолы становятся причиной образования нагара. Чаще всего он откладывается на карбюраторе, что привод к увеличению расхода топлива, понижению мощности и другим неисправностям. Предотвратить появление отложений можно путем добавления специальных присадок.

Марки бензина

Топливо маркируется в зависимости от его октанового числа: чем оно выше, тем больше устойчивость горючего к детонации, соответственно, его можно применять в двигателях, отличающихся высокой степенью сжатия топливной смеси. К примеру:

• Бензин А-76 – октановое число по моторному методу не меньше 76.
• Бензин марки 80 – октановое число не менее 80.
• Бензин марки 92 – октановое число не менее 92.
• Бензин АИ-95 – октановое число, соответственно, не менее 95.

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», авиационный – буквой «Б», цифры, соответственно, являются его числовым индексом, или октановым числом. Если перед индексом стоит буква «И», значит, октановое число измерялось исследовательским способом. Отсутствие буквы говорит об использовании моторного метода.

Практическое использование бензина зависит от его основного свойства – устойчивости к детонации. Октановое число выражает данный параметр для автомобильного бензина. Для авиационного топлива его сортность является отражением антидетонационных свойств.

Марки автомобильных бензинов классифицируются именно по этому свойству. Для авиационного бензина после буквы «Б» — к примеру, Б/-100/130 – указывается октановое число, где в роли знаменателя выступает сорт топлива. Повысить устойчивость бензина к детонации можно добавлением в его состав специальных присадок – тетраэтилсвинца.

Маркировка топлива

На сегодняшний день в странах СНГ производится несколько марок бензина разных сортов: летних, зимних, этилированных, неэтилированных и малоэтилированных.

Этилированные марки бензина окрашиваются в разные оттенки, к примеру, А-72 розового цвета, АИ-93 – красно-оранжевого, АИ-98 – синего.

В зарубежных странах бензин выпускается двух основных марок: «Премиум» первого сорта с октановым числом 97-98 и «Регуляр» второго сорта с октановым числом 90-94. В США, Англии и некоторых других странах мира производится топливо «Супер», октановое число которого составляет 99-102.

На вопрос о том, какая марка бензина лучше, однозначно ответить нельзя: для каждого автомобиля используется определенный сорт бензина. Для импортных легковых автомобилей производитель рекомендует использовать топливо, октановое число которого не ниже 91-92, для автомобилей, выпущенных в 90-х годах, – с октановым числом не менее 94.

Характеристика бензина, марка бензина и его качество определяются содержанием в составе щелочей, кислот, сернистых и органических соединений и степенью его загрязнения. Нередко на АЗС стран СНГ можно столкнуться с низкокачественным топливом, использование которого может привести к преждевременному износу и выходу из строя двигателя автомобиля.

Современные ДВС требуют строгого соблюдения рекомендаций производителя относительно используемого топлива: заливается только тот бензин, марка которого указана изготовителем силового агрегата. Связано это со степенью сжатия топливной смеси, конструкцией двигателя и рабочим объемом цилиндров. К примеру, чем больше компрессия и объем камеры сгорания, тем выше октановое число у топлива. На одну долю в двадцать пять сотых сжатия приходится, по словам конструкторов, единица октанового числа.

Автомобильный бензин. Бензиновое топливо

Автомобильный бензин – горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 ºC, применяемая в качестве одного из вида топлив для автомобильных двигателей. Компонентный состав бензина определяется его маркой и зависит от метода его получения, сезона применения (летний, зимний) и добавления различных присадок.

Надежная, эффективная, долговечная и экономичная работа бензинового двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин удовлетворяет перечисленным ниже требованиям.

1. Имеет высокие карбюрационные свойства – образует такую рабочую смесь, которая обеспечивает легкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах.
2. Не вызывает детонационного сгорания смеси – имеет достаточную детонационную стойкость.
3. Обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя.
4. Обладает высокой стабильностью – при длительном хранении, перекачках и транспортировке состав и свойства остаются без существенных изменений.
5. При хранении не вызывает коррозии металла резервуаров, а при сгорании – деталей двигателей от действия продуктов сгорания (имеет высокие антикоррозионные свойства).
6. Теплота сгорания топливовоздушной смеси должна быть максимально возможной.

Соответствие бензина данным требованиям зависит от его физикохимических свойств:

• детонационной стойкости;
• фракционного состава;
• давления насыщенных паров;
• удельной теплоты сгорания;
• кислотности;
• индукционного периода.

Детонационная стойкость (детонация) – важнейший показатель качества бензина. Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от свечи зажигания части бензовоздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер.

Условия для детонации наиболее благоприятны в той части камеры сгорания, где выше температура и больше время пребывания смеси. Внешне детонация проявляется в виде звонких металлических стуков – результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн и вибрации цилиндров.

Возникновению детонации способствуют повышение степени сжатия, увеличение угла опережения зажигания, повышенная температура воздуха и особенности камеры сгорания. Вероятность детонационного сгорания топлива возрастает при наличии нагара в камере сгорания и по мере ухудшения технического состояния двигателя. В результате детонации снижаются экономические показатели двигателя, уменьшается его мощность, ухудшаются токсические показатели отработавших газов. Также детонация приводит к прогару прокладок головки блока цилиндров.

Способность сжигаемого бензина вызывать детонацию зависит от многих его свойств: строения углеводородов, фракционного состава, химической и физической стабильности, содержания серы и др. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные парафиновые углеводороды, наибольшей – ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, занимают промежуточное положение. Варьируя углеводородным составом за счет применения различных методов переработки нефти, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом.

Бензин, получаемый из нефти простой перегонкой, называется прямогонным и имеет низкое октановое число – в пределах 41-56. Это смесь углеводородов с температурой кипения не выше 185-205 ºC, которая будет использоваться как автомобильное топливо только после введения в него компонентов, обеспечивающих в смеси с ним нормальную работу двигателя. Для повышения октанового числа используют более современные методы переработки нефти: термический и каталитический крекинг, риформинг и т.д.(см. главу 1).

Октановое число (ОЧ) определяется на специальных одноцилиндровых установках с переменной степенью сжатия по моторному или исследовательскому методам. Сущность определения сводится к сравнительному сжиганию испытуемого бензина, октановое число которого нужно найти, и эталонного топлива, октановое число которого известно. Эталонное топливо составляют из двух компонентов: изооктана (ОЧ равное 100 ед.) и нормального гептана (ОЧ равное 0). Исследовательский метод более близок к работе двигателя в условиях города, а моторный – к условиям трассы.

Испытание ведут следующим образом. Одноцилиндровый двигатель заправляют испытуемым бензином. В процессе работы степень сжатия постепенно повышают до появления детонации. Ее интенсивность измеряют специальным датчиком. Фиксируют степень сжатия, при которой возникла детонация. После этого двигатель заправляют эталонным топливом и подбирают такую смесь изооктана и гептана, при которой интенсивность детонации будет такой же, как на исследуемом бензине. По количеству (процентному содержанию по объему) изооктана в смеси устанавливают октановое число.

В марке автомобильного бензина число характеризует минимальное значение октанового числа по моторному методу. Если в марке содержится буква “И”, то октановое число определено исследовательским методом.

Октановые числа бензинов, определенные различными методами, отличаются (табл. 2). Это связано с различными условиями проведения методов исследования бензинов.

Таблица 2

Соотношение октановых чисел бензинов

Марка бензина		А-76	АИ-92
ОЧ	по моторному методу	76	85
	по исследовательскому методу	80…82	92

Исследовательский метод характеризует антидетонационные свойства бензина при сравнительно низкой тепловой напряженности и рекомендуется для топлив легковых автомобилей. При повышении теплового режима (перевозка грузов, езда по плохим дорогам) фактическая детонационная стойкость бензинов больше соответствует ОЧ, определенным по моторному методу.

Требовательность двигателей к детонационной стойкости бензинов определяется, в первую очередь, степенью сжатия и диаметром цилиндра. Ориентировочно требуемое октановое число можно подсчитать по формуле:

(1)

где ОЧм – октановое число по моторному методу;

ε – степень сжатия;

Dц – диаметр цилиндра, мм.

Бензин с высокой детонационной стойкостью можно получить подбором сырья, технологии его переработки, добавлением высокооктановых компонентов. Нередко ОЧ повышают, вводя в бензин антидетонаторы.

В качестве антидетонатора до недавнего времени, в основном, использовался тетраэтилсвинец Pb(C₂H₅)₄ – (ТЭС). Это густая бесцветная ядовитая жидкость, легко растворяемая в нефтепродуктах и не растворяемая в воде.

В чистом виде ТЭС использовать нельзя, так как продукты сгорания (а именно свинец в чистом виде) откладываются и накапливаются в камере сгорания, что приводит к увеличению степени сжатия двигателя. В связи с этим ТЭС добавляют в бензин в смеси с выносителями свинца, образующими с ним при сгорании летучие вещества, которые удаляются из двигателя вместе с отработавшими газами.

В качестве выносителей применяют вещества, содержащие бром или хлор. Смесь ТЭС и выносителя, которая применяется как антидетонатор, называется этиловой жидкостью, а бензины – этилированными. Этилированный бензин очень ядовит и требует повышенных мер безопасности. Этилированные бензины окрашены: А-76 – в желтый цвет, АИ-93 – в оранжево-красный, АИ-98 – в синий. Содержание ТЭС не должно превышать 0,52 г на 1 кг бензина.

Введение жестких требований к экологичности двигателей заставило отказаться от использования этилированных бензинов. На это были две причины: токсичность самого ТЭС и применение на современных зарубежных автомобилях каталитических нейтрализаторов отработанных газов, у которых при воздействии свинца разрушается дорогостоящий (чаще платина) активный элемент.

Переход на неэтилированные бензины осуществляется путем изменения технологии производства бензинов и применения нетоксичных антидетонационных добавок. Хорошая эффективность (на уровне ТЭС) у марганцевых антидетонаторов: пентакарбонил марганца Mn(CO)₅, метилциклопентадиэтилкарбонил марганца CH₃C₅H₄Mn(CO)₃ – (МЦКМ) и др. Марганцевые антидетонаторы – неядовитые жидкости, но их применение сдерживается из-за снижения долговечности двигателя. Наиболее перспективной является высокооктановая добавка – метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). Физико-химические свойства МТБЭ близки к свойствам бензина. Добавка 10% МТБЭ к бензину повышает ОЧ на 5…6 ед. При производстве высокооктановых бензинов широко используется органическое вещество – кумол, а также: алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензин АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира или его смеси с третбутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензине составляет 15% из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.

В случае смешения бензинов различной детонационной стойкости результирующее октановое число можно подсчитать по эмпирической формуле

(2)

где Н и В – октановые числа (по моторному методу) соответственно низко- и высокооктанового бензина;

x – доля высокооктанового бензина в смеси, %.

Фракционный состав. С фракционным составом связаны такие характеристики двигателя, как его пуск, образование паровых пробок в системе питания, прогрев и приемистость, экономичность и долговечность работы.

Фракции бензина определяются по кривой перегонки. Сущность определения фракционного состава сводится к следующему. Бензин в количестве 100 мл нагревают в специальном приборе. При этом образуются пары, которые необходимо охладить. При охлаждении пары конденсируются, превращаются в жидкость, которую собирают в мерный цилиндр.

Во время перегонки записывают температуру начала кипения (н.к) – падения первой капли в цилиндр, а затем температуры выкипания 10, 50, 90% и конца перегонки (к.п). Эти данные приводят в стандартах (нормативных документах) и паспортах качества бензина и обозначаются, соответственно, Т_н.к, Т_10%, Т_50%, Т_90%, Т_к.п.

Для обеспечения надежного пуска двигателя при полной исправности систем питания и зажигания необходимо соблюдение следующих условий. Частота вращения вала двигателя на режиме пуска не должна опускаться ниже определенного порога, при котором снижение расхода воздуха приводит к перебоям в смесеобразовании и истечении топлива в диффузор карбюратора. Кроме того, понижение пусковой частоты вращения уменьшает интенсивность сжатия смеси в цилиндре двигателя, что приводит к увеличению потерь тепла в стенках цилиндра (возможна даже конденсация испарившегося топлива на холодных деталях двигателя) и потерь давления из-за прорыва газов через поршневые кольца.

Для успешного зимнего пуска частота вращения вала двигателя должна быть не ниже 70 об/мин.

Однако, кроме требования к частоте, существует требование к количеству паров бензина. В условиях двигателя воспламеняется и сгорает только испаренная часть бензина, подаваемого в мотор. Неиспарившиеся фракции в сгорании не участвуют и стекают в картер, смывая масляную пленку со стенок цилиндра.

Чем ниже температура воздуха при пуске холодного двигателя, тем в меньшем количестве испаряются легкие фракции бензина и тем более затруднен пуск. Для облегчения пуска количество легких фракций в бензине должно быть увеличено.

Зная температуру выкипания 10% бензина, можно оценить минимальную температуру воздуха, при которой пуск лёгкий (Т_л.п), пуск возможен (Т_в.п) и пуск невозможен (Т_н.п):

(3)

(4)

(5)

Пример: имеем летний бензин Т_н.к= 40 ºC, Т_10% = 70 ºC; зимний бензин Т_н.п= 35 ºC, Т_10% = 55 ºC.

Тогда получим: летний бензин Т_л.п=-3 ºC, Т_в.п=-15,5 ºC, Т_н.п=- 18,8 ºC; зимний бензин Т_л.п=-15 ºC, Т_в.п=-23 ºC, Т_н.п=-28 ºC.

Полученные цифры нельзя воспринимать как незыблемый критерий возможности пуска. Формулы эмпирические, и результаты могут варьироваться как в одну, так и в другую сторону в зависимости от состояния двигателя в целом и аккумуляторной батареи и карбюратора в частности.

Однако повышенное содержание низкокипящих фракций в бензине не всегда является положительной особенностью. При этом может увеличиться склонность бензинов к образованию паровых пробок. Паровые пробки в системе питания двигателя – довольно часто встречающаяся неисправность при использовании зимнего бензина в летнее время. С целью устранения этих явлений применяются байпасные каналы для перекачки части топлива и выходу возникающих пузырей в бензобак.

Такие характеристики двигателя, как время его прогрева и приемистость связаны со значением температуры перегонки 50% бензина.

Приемистостью двигателя называют его способность обеспечивать быстрый разгон автомобиля. Чем меньше время прогрева двигателя, тем ниже расход бензина, затраты времени, а также износ деталей двигателя. С понижением температуры окружающего воздуха требуются бензины с более низкой температурой перегонки 50% бензина. Применение бензинов с Т_50% для летнего сорта не выше 115 ºC и зимнего не выше 100 ºС обеспечивает быстрый прогрев двигателя и его хорошую приемистость.

Температура перегонки концевых фракций влияет на полноту испарения топлива, полноту сгорания, на токсичность выхлопа, а также на экономичность и износ двигателя.

Концевые фракции поступают в цилиндр, не испарившись, они не участвуют в сгорании, и экономичность двигателя ухудшается. Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло и увеличивают износ. Несгоревшее топливо откладывается также на поверхностях камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонационное сгорание и калильное зажигание.

Чем меньше Т_90% и Т_к.пбензина, тем лучше. Для бензинов установлены нормы на Т_90% и Т_к.п: для летнего бензина соответственно не выше 180 и 195-205 ºC, для зимнего – не выше 160 и 185-195 ºС.

Давление насыщенных паров (ДНП) характеризует испаряемость бензиновых фракций и их пусковые качества. Давление (или упругость) паров бензина зависит от его химического и фракционного составов. Как правило, чем больше в топливе содержится легкокипящих углеводородов, тем выше упругость паров.

Определяют ДНП, выдерживая испытуемый бензин 20 мин в герметичном резервуаре при 37,8 ºC при соотношении объемов бензина и его паров в пропорции 1:4. Фиксируют ДНП бензина по манометру.

Использование бензина с высокой упругостью паров приводит к повышенному образованию паровых пробок в системе питания, снижению наполнения цилиндров, падению мощности. В летних сортах бензинов ДНП не должно быть больше 66,7 кПа (500 мм рт.ст.). Зимние сорта бензинов имеют большее давление – от 66,7 до 93,3 кПа (500-700 мм рт.ст.).

Удельной теплотой сгорания называют количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Различают два понятия теплоты сгорания: высшую и низшую. Высшая теплота (Н_в) – это максимально возможное количество тепла, полученное расчетным способом при допущении, что вода, содержащаяся в топливе, а также получаемая от сгорания водорода, находится в капельно-жидком состоянии. Низшая теплота (Н_U) меньше высшей на величину тепла, затраченного на испарение воды. Для расчетов пользуются эмпирическими формулами, точность которых ± 2…4%:

(6)

Например: для бензина с составом С = 86%, Н = 14%, Н_U= 43574 кДж/кг.

Кислотность бензина оценивается щелочным числом – это количество щелочи КОН, необходимое для полной нейтрализации кислот в 100 мл топлива. Для бензинов нормированное значение щелочного числа – не более 5 мг КОН на 100 мл топлива.

Индукционный период. Процесс окисления бензина происходит сначала медленно, затем резко ускоряется. Период до резкого ускорения окисления называется индукционным. Этот показатель, определяемый в лабораторных условиях, характеризует химическую стабильность бензина. Например, значение индукционного периода ≈ 900 мин гарантирует стабильность бензина в течение длительного времени (гарантийный срок хранения – 5 лет со дня изготовления). Определение длительности индукционного периода при хранении – слишком долгий процесс, поэтому применяются лабораторные методы определения индукционного периода в условиях ускоренного окисления. Ускорение окисления достигается за счет повышения температуры (обычно до 100 ºС) и подачи чистого кислорода. Чтобы избежать испарения бензина, процесс ведут под давлением ≈ 7 атм в герметичном сосуде. О начале вступления топлива во взаимодействие с кислородом судят по падению давления в сосуде, что свидетельствует о переходе газообразного кислорода в химические соединения с углеводородами топлива.

Химически нестабильные бензины способствуют образованию на деталях двигателя отложений (осадков, лаков, нагаров), обусловленных содержанием в бензинах так называемых фактических смол.

Марки бензинов и их характеристики. Основными марками, вырабатываемого автомобильного бензина в России являлись А-76, А-80, АИ-91, А-92, АИ-95, Аи-98. Примерные компонентные составы автомобильного бензина различных марок приведены в табл. 1. В последнее время ассортимент автобензина значительно пополнился за счёт новых марок, выпускаемых по техническим условиям. Это обусловлено резким ростом производства неэтилированного бензина и сокращением производства бензина этилированного.

С развитием автомобилестроения и ужесточением экологических требований к эксплуатации транспортных средств. Новые технологии в двигателестроении предъявляют более высокие требования к его эксплуатации – он нуждается в более в высококачественном топливе.

Одним из главных способов повышения качества автомобильных бензинов стало комплексное улучшение эксплуатационных свойств, в том числе, за счет добавления многофункциональных моющих присадок. В связи с этим, современные марки бензинов, выпускаемых нефтеперерабатывающими заводами Российской Федерации, отличаются количеством, разнообразием присадок и, соответственно, маркой.

Таблица 1

Средние компонентные составы автомобильного бензина

Компонент	А-76 (А-80)	А-76*	АИ-91	А-92	А-92*		АИ- 95	АИ- 98
Бензин каталитического риформинга:
Мягкого режима	40-80	70-60	60-90	60-88	50- 100	–		–
Жесткого режима	–	–	40-100	40-100	10-40	5-90		25-88
Ксилольная фракция	–	–	10-20	10-30	–	20-40		20-40
Бензин каталитического крекинга	20-80	10-60	10-85	10-85	10-85	10-50		10-20
Бензин прямой перегонки	20-60	40-100	10-20	10-20	10-80	–		–
Алкилбензин	–	–	5-20	5-20	–	10-35		15-50
Бутаны+ изопентан	1-7	1-5	1-10	1-10	1-7	1-10		1-10
Газовый бензин	5-10	5-10	5-10	5-10	5-10	–		–
Толуол	–	–	0-7	0-10	–	8-15		10-15
Бензин коксования	1-5	5-10	–	–	–	–		–
Гидростабилизированный бензин пиролиза	10-35	10-20	10-30	10-30	10-30	10-20		10-20
МТБЭ	<=8	–	5-12	5-12	–	10-15		10-15
Примечание: * – Этилированный.

Все марки современных автомобильных топлив, в том числе и бензинов, выпускаются по Техническому регламенту «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу» утвержденному Правительством РФ от 27 февраля 2008 г. №118 с изменениями от 7 сентября 2011 года. В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» все выпускаемые марки автомобильных бензинов в оборот на территории РФ должны проходить обязательное подтверждение соответствия установленным нормам по экологичности и делятся на классы: 2,3,4,5 (Приложение 1).

Выпуск в оборот автомобильного бензина на территории РФ допускается в отношении:

класс 2 – допускался до 31 декабря 2012 г.; класса 3 – до 31декабря 2014 г;

класса 4 – до 31 декабря 2015 г.; класса 5 – срок не ограничен.

Автомобильные бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды:

Летний – для применения во всех районах, кроме северных и северовосточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применение летнего бензина в течение всего года.

Зимний – для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах и остальных районах с 1 октября по 1 апреля.

Товарные бензины производства «НОРСИ» подразделяются на марки (табл. 3):

А-76 (неэтилированный и этилированный). ГОСТ 2084-77. АИ-92 (неэтилированный) ТУ 38.001165-87. АИ-95 (неэтилированный) ГОСТ 2084-77.

Таблица 3 

Технические характеристики автомобильных бензинов

Наименование показателей	Нормы по ГОСТ 2084-77
	А-76 н/э	А-76 э		А-92 н/э	А-95 н/э
Детонационная стойкость (ОЧм, не менее)	76	76		83	85
Концентрация свинца, г/дм3 бензина не более	0,013	0,017		0,013	0,013
Фракционный состав:
1. Тн.п бензина, ºС, не ниже	35	35		не	30
2. Т10% ºС, не выше	70	70		норм.	75
3. Т50% ºС, не выше	115	115		75	120
4. Т90% ºС, не выше	180	180		120	180
5. Тк.п бензина, ºС, не выше	195	195		180	205
6. Остаток в колбе, %	1,5	1,5		205	1,5
7. Потери, %	2,5	2,5		1,5	2,5
				2,5
Давление насыщенных паров, мм.рт.ст., не более	500	500		600	500
Индукционный период бензина на месте производства, мин, не менее	900	1200		600	900
Массовая доля серы, %, не более	0,10	0,10		0,05	0,10

С 1 января 1999г. на территории России введён в действие новый стандарт на бензины – ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированные бензины». Основой для его разработки явился евростандарт ЕN 228-1993 с таким же названием.

В зависимости от октанового числа, определенного исследовательским методом, устанавливаются следующие марки неэтилированных автомобильных бензинов: “Нормаль-80” – не менее 80; “Регуляр-91” – не менее 91; “Премиум-95” – не менее 95; “Супер-98” – не менее 98.

Ряд физико-химических и эксплуатационных свойств данных бензинов указан в табл. 4.

Остальные свойства новых бензинов классифицируются иным образом, по сравнению с ранее действующими стандартами.

Таблица 4

Физико-химические и эксплуатационные свойства автомобильных бензинов

Наименование/свойства	Значения для марки
	“Нормаль- 80”	“Регуляр- 91”	“Премиум- 95”	“Супер- 98”
Плотность при 15 ºС, кг/м3	700-750	720-780	725-780	725-780
ОЧ, единиц, не менее по моторному методу по исследовательскому методу	76,0 80,0	82,5 91,0	85,0 95,0	88,0 98,0
Концентрация фактиче- ских смол, мг/100 см3, не более	5,0
Массовая доля серы, %, не более	0,05
Индукционный период, мин, не менее	900
Концентрация марганца, мг/дм3, не более	50	18	0	0
Внешний вид	чистый, прозрачный

По новому ГОСТу каждая марка бензина делится по испаряемости на пять классов (табл. 2.5) в зависимости от климатического района страны:

1. – для района I с 1 апреля по 1 октября;
2. – для районов II и III с 1 апреля по 1 октября;
3. – для районов IV и V с 1 апреля по 1 октября;
4. – для районов II и III с 1 октября по 1 апреля;
5. – для районов IV и V с 1 октября по 1 апреля.

Таблица 5

Эксплуатационные свойства классов бензинов по испаряемости

Наименование/свойства	Класс бензина
	1	2	3	4	5
Давление насыщенных паров, кПа min max	35 70	45 80	55 90	60 95	80 100
Фракционный состав: температура начала перегонки, ºС, не ниже пределы перегонки, ºС, не выше: 10% 50% 90%
	35	35	Не нормируется
	75 120 190	70 115 185	65 110 180	60 105 170	5 100 160
Конец кипения, ºС, не выше	215

Условно принятый район I характеризуется теплым климатом с мягкой зимой. В России это побережье Черного моря, Северный Кавказ, Калмыкия и т.д.

Район II характеризуется умеренно-холодным климатом (базовый расчет на Западную Сибирь).

Район III характеризуется умеренным климатом (центральные области страны).

Район IV – с очень холодным климатом (Якутск, Оймякон и другие). Район V – с холодным климатом (например, Салехард).

Разделение бензинов по классам в зависимости от климатических районов – очень существенный шаг в сторону увеличения безотказности и долговечности работы автомобильного парка страны.

Всероссийский Научно-исследовательский институт по переработке нефти ОАО «ВНИИ НП» разработал новые требования к неэтилированным автомобильным бензинам с улучшенными экологическими свойствами изготавляемым по техническим условиям ТУ 38.401-58-344-2008, то есть – «Бензины автомобильные неэтилированные с улучшенными экологическими свойствами А-80 (АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98) ТУ 38.401-58-344-2008. Свойства современных бензинов приведены в табл. 6.

Таблица 6

Бензины автомобильные неэтилированные с улучшенными экологическими свойствами ТУ 38.401-58-344-2008

Наименование показателя	Значение для марки
	АИ-80	АИ-92	АИ-93	АИ-95	АИ-98
Детонационные стойкость: ОЧ не менее: по моторному методу по исследовательскому	76 80	82,5 92	85 93	85 95	88 98
Концентрация свинца не более, г/дм3	0,005
Фракционный состав: температура начала перегонки, ºС,  не ниже (летнего/зимнего*): пределы перегонки, ºС, не выше: 10% (летнего/зимнего) 50% (летнего/зимнего) 90% (летнего/зимнего)	35 205/195 70/55 115/110 180/160
Давление насыщенных павров, кПа: летнего зимнего	35-66,7 66,7-93,3
Массовая доля серы не более, %	0,05	0,03
Содержание водорастворимых кислот, %	отсутствует
Содержание механических примесей и воды, %	отсутствует
Примечание: * – температура начала перегонки для зимних сортов бензина не нормируется

Марку бензина, необходимую для нормальной работы ДВС, устанавливают заводы-изготовители и указывают ее в инструкции по эксплуатации автомобиля. Не допускается работа автомобиля на бензине несоответствующего качества. Применение бензина с ОЧ ниже установленного приведет к детонации, а применения бензина с более высоким ОЧ может привести к возрастанию температуры сгорания горючей смеси и как следствие – к прогару клапанов. Также увеличатся расходы на эксплуатацию автомобиля, из-за более высокой стоимости бензина.

Чтобы избежать несвоевременного снижения долговечности и надежности работы двигателя автомобилей импортного производства, а также не вызвать неоправданного увеличения затрат на бензин, необходимо правильно подобрать марку используемого бензина. Соответствие отечественных и зарубежных бензинов приведены в табл. 7.

Таблица. 7

Соответствие некоторых марок бензинов отечественного и зарубежного производства

Отечественный бензин	Зарубежный бензин
Марка, ГОСТ, ТУ	Марка	Спецификация	Страна
А-80 ТУ 38.401-58-144-98	Обычный Type 2	ONORM C113 JIS K 2202-80 CAN-2-3,5-79	Австрия Япония Канада
АИ-92 ТУ 38.401-58-144-98	A-93 Normal	БДС 8638-82 DIN 51600 DIN 51607 ASTM D439-83	Болгария Германия Германия США
АИ-95 ТУ 38.401-58-144-98	Premium Superbenzin	BS 7070-85 SNV 181162	Великобритания Швейцария
АИ-98 ТУ 38.401-58-144-98	A-96 4 star Super	БДС 86 38-82 BS 4040-78 SNV 1811611/1	Болгария Великобритания Швейцария

Просмотров: 211

Марки бензина

Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания продолжают удерживать бесспорное лидерство в автомобильном транспорте, значительно опережая даже дизельные и газовые. Бесчисленные армии автомобилистов во всем мире ежесекундно заправляют свои машины у бензоколонок. Марки бензина различаются по октановому числу. Что же, все-таки льется в бак через его горловину?

Бензин — почти бесцветная горючая жидкость со специфическим запахом, являющийся сложным соединением углеводородных цепочек разной структуры. Эти цепочки, называемые обычно фракциями, определяют свойства моторного топлива. Замерзание при температуре ниже минус шестидесяти градусов по Цельсию. Кипение в диапазоне температур от тридцати до свыше двухсот градусов по Цельсию. Летучесть бензинов приводит к опасности образования взрывчатой смеси.

Подавляющее большинство бензинов получают из нефти, путем ее переработки. Марки бензина зависят от его чистоты и октанового числа. Основными способами являются: прямая возгонка, крекинг, риформинг. Источниками получения указанного топлива также могут служить каменные угли и горючие сланцы, природные и попутные газы. Помимо использования в двигателях внутреннего сгорания, бензины успешно применяются в качестве смывок, растворителей и экстракторов (нефрас, уайт-спирит, «калоша»), как сырье нефтехимической промышленности для получения этиленов и т.п.

Но около девяноста процентов продукта, производимого в мире, применяется как моторное топливо двигателей внутреннего сгорания, которое принято делить на автомобильные и авиационные бензины. Марки бензина отличаются качеством. Чем лучше качество тем меньше проблем будет при осуществлении Техобслуживания автомобиля. Развитие и совершенствование способов получения их качественных сортов неразрывно связано с изменением конструкций, рабочих объемов, характеристик и мощностей моторов. Так как для разных целей нужны разные марки бензина. Для первых вариантов вполне хватало продуктов прямой или первичной перегонки нефти, разделяющей ее на фракции с разными температурами кипения. При этом выход продукта составлял до двадцати процентов объема исходного сырья. Но уже через десяток лет рост количества единиц автотранспорта, оснащаемых новыми моторами, заставил решать вопросы дефицита топлива путем увеличения продуктивности переработки.

Производство бензина

Для производства применяется крекинг, являющийся вторичной переработкой. Процесс позволяет расщепить крупные тяжелые углеводороды, добавляя к объему готового продукта до шестидесяти процентов. Температурный (термический) крекинг, при нагреве до пятисот градусов по Цельсию, позволяет получать бензины с октановым числом до семидесяти. Получая тем самым разные марки бензина.

Современное производство топлива — это крупные заводы по переработке нефти (НПЗ), с автоматизированным оборудованием, занимающим территории в несколько сотен гектаров. Тут разная нефть, поступающая по трубопроводам, перемеши- вается и отстаивается в огромных хранилищах – резервуарах. Ее промывают, удаляя лишние соли, и обезвоживают.

Подвергают первичной ректификации, получая прямогонные бензины с высокой стабильностью. Остаток от перегонки вакуумируется и при высокой температуре обрабатывается на специальном оборудовании. Стадии очистки каталитическим крекингом и риформингом удаляют серу и увеличивают октановые показатели жидкостей, расщепляют тяжелые фракции на легкие компоненты. Конечные марки бензина, определенных сортов получают по специально рассчитанным алгоритмам.

Из истории известно, что первые двигатели внутреннего сгорания на «самобеглых колясках» работали на бензине из каменных углей. Применение прямогонных бензинов из нефти стало возможным благодаря усовершенствованию карбюраторов распылительными форсунками. Успехи окрыляли. Но дальнейшее повышение эффективности моторов за счет увеличения компрессии в цилиндрах натолкнулось на явление преждевременного взрыва рабочей смеси (пары бензина и воздух) при ее нагреве от сжатия. Это происходило с нарушением цикла, до подъема цилиндра в рабочую точку и поджига смеси от искры свечи зажигания. Скорость процесса на два порядка превышала рабочую. От детонации двигатели теряли мощность, выхлоп был черным от сажи, обгорали и разрушались клапанные кромки и поршневые кольца, пробивало прокладки головок блоков и т.д. Вопрос требовал решения. Помогло введение специальных присадок — антидетонаторов. Одно из таких веществ — известный тетраэтилсвинец. Детонационная устойчивость бензинов стала оцениваться октановым числом, называемым маркой.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Основа марки бензина — октановое число

Определяют октановое число несколькими способами: моторным, температурным и исследовательским. Принцип, положенный в основу определения, дал название параметру – октановое число. Фракцией, с максимальной устойчивостью к детонациям, принятой за 100 единиц, является изооктан. Нулевая устойчивость у нормо — гептана. Марки бензина будут соответствовать смеси изооктана с нормо — гептаном, эквивалентной по своей детонационной стойкости.

Например, для АИ-92 это составит девяносто два процента изооктана и восемь процентов нормо — гептана. Не вдаваясь в подробности описания технической стороны, нужно сказать, что каждый способ имеет свои особенности: моторный дает более точные данные о детонационных свойствах бензинов для форсированных (гоночных) режимов работы. Как правило отечественные автомобили ВАЗ 2115, и многие другие работают на 92-ом топливе, в отличие от иномарок Santa Fe,  Toyota Avensis которые лучше заправлять АИ-95. Для городского цикла, с частыми остановками и ограничением мощности, точнее исследовательский. Оперативный контроль марок бензинов осуществляется специальными компактными переносными приборами. Температурный метод применяют при оценке авиационных бензинов с октановым числом свыше девяносто пяти. У этого топлива в маркировке применен дробный показатель, означающий в числителе октановое число, а в знаменателе – сортность (например, Б-95/130), показывающую детонационные свойства в режиме форсированной работы мотора на обогащенной смеси.

Современные двигатели внутреннего сгорания требуют строгого соответствия марки бензина: в бак нужно лить марку, рекомендованную изготовителем мотора. И вызвано это определенной степенью сжатия бензино-воздушной смеси, рабочим объемом цилиндра и конструкцией агрегата. Для примера, чем выше компрессия (стандартно, до восьми к одному) и объем камеры сгорания, тем выше должно быть октановое число – антидетонационные свойства. Конструкторы говорят, что увеличение сжатия на каждую долю в двадцать пять сотых требует в четыре раза большего (на единицу) роста октанового числа.

В числе производимых автомобильных бензинов основными являются марки АИ-98 (аналог «Супер»), АИ-95 (аналог первосортного «Премиума»), АИ-92 (аналог второго сорта «Регуляр», с октановыми числами от 90 до 94), А-80 (аналог «Нормаль», для двигателей грузового автотранспорта и легковушек «доисторического материализма»). Перечисленные марки могут производиться без этилирования, со слабым этилированием и с применением этиловых жидкостей (последние соответственно окрашиваются). Как уже говорилось выше, следует применять бензин рекомендованной марки для предотвращения детонации, повышенной коррозии и т.д., ведущих к раннему износу деталей мотора.

Марки бензина и их отличия

В настоящее время в России вырабатываются четыре вида автомобильного бензина – АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Причем, самыми ходовыми из них являются АИ-92 и АИ-95. Так чем же отличаются представленные на рынке марки бензина и для каких автомобилей каждая из них предназначены? В этом мы попытаемся сейчас разобраться.

Марки бензина отличаются друг от друга октановым числом – показателем, который характеризует детонационную стойкость топлива. Как правило, чем выше это число – тем лучше. Также высокооктановые виды бензина характеризуются высоким качеством, меньшим содержанием общей и меркаптановой серы и смолистых веществ, а также высокой химической стабильностью и меньшей коррозийной агрессивность.

Номер марки бензина соответствует его октановому числу. Так, октановое число АИ-80 составляет не менее 80 единиц, АИ-92 – не менее 92 единиц, АИ-95 – не менее 95 единиц и АИ-98.

Как правило, в сервисной книжке автомобиля указано, какой тип бензина «показан» вашему железному коню для заправки. Это зависит не только от модели авто, но и от года его выпуска. Так, АИ-95 и выше рекомендован для иномарок, соответствующих стандарту Евро-3, а АИ-80 можно заливать разве что в грузовые автомобили с карбюраторными двигателями. Отступать от этих рекомендаций можно, но учтите, что заправка топливом с более низким октановым числом, чем указывает производитель, существенно сокращает срок службы двигателя.

Стоит отметить, что в России, равно как и в странах СНГ, высокооктановый бензин зачастую получается не путем многократного крекинга, а путем добавления в низкооктановое топливо различных присадок, что негативно сказывается на машине. Так, присадки оседают на свечах, клапанах и других элементах, что может вывести из строя лямбда-зонд, инжекторы или катализатор.

Характеристика бензина: свойства топлива

Время на чтение: 4 минуты

АА

2575

Отправим материал вам на:

Какие характеристики имеет бензин?

Для большей части автомобилей применяется бензин. Кроме роли топлива, он играет довольно важную роль в экономике страны, на нем построен бизнес и доходы многих организаций. Что таит в себе эта популярная жидкость?

 Загрузка …

Бензин, как известно, бывает автомобильный и авиационный. Как уже было сказано, бензин это одно из наиболее часто используемого топлива для автомобилей. Он представляет собой смесь из углеводородов, которые закипают при температуре в диапазоне от 30 до 205 градусов Цельсия. Кроме углеводородов в бензине можно найти различные примеси: сера, азот, кислород.

Это самая легкая фракция из всех жидких фракций нефти и от этого (состава топлива) напрямую зависит функционал машины: запуск двигателя, разгон, перерасход топлива, оседание взвесей и примесей, прогрев и так далее. Как известно, экономя на качестве горючего, можно разориться на ремонте автомобиля, причем иногда капитальном.

К основным химико-физическим свойствам бензина можно отнести: его состав, способность к воспламенению, горение, испарение, детонационная стойкость, коррозионная активность. Кроме этого, значение имеют такие особенности, как октановое число (маркировка), наличие примесей, присадок, добавок, производитель и так далее.

Свойства бензина с позиции физики и химии напрямую зависят от пропорций, содержащихся в нем углеводородов и их видов. Замерзает бензин при температуре около 60 градусов, но, конечно, если использовать определенного вида присадки этот порог можно понизить до 70 градусов. Именно исходя из этих различий состава бензина, возникает его разделение на летний и зимний бензины.

Испарение бензина начинается при температуре свыше 30 градусов, увеличиваясь по мере ее роста. И если его концентрация в воздухе превысит значения 74-123 грамма на кубический метра – возникает угроза взрывоопасной смеси.

Откуда он берется?

Общеизвестный факт, что бензин делают из нефти – это смесь, которая таит в себе множество соединений и химических элементов, она имеет жидкий вид и добывается из недр земли. Нефть это «черное золото», практически наше национальное достояние, она позволяет химической промышленности извлекать из нее не только бензин. Нефть можно встретить даже в фармацевтическом производстве.

Несмотря, на то, что запасы этого ценного полезного ископаемого отнюдь не вечные и на данный момент полноценной альтернативы бензина нет. Не считая электромобилей, которые вряд ли осилят дороги нашей страны. Это ценное полезное ископаемое, которое имеет огромное влияние на экономику стран.

Сырая нефть, то есть необработанная – это совокупность сложных веществ, которые составляют C, H, S, O и N. Когда нефть извлекают из скважины, она имеет резкий запах, имеющая зеленовато-коричневый цвет, при этом она легко воспламеняется.

Основа нефти и природного газа это углеводороды. Самый простой из них это метан, который образует природный газ. Бензин могут получить разными способами, есть устаревшие, которые не позволяют качеству извлекаемого топлива быть на нужном уровне, есть более современные, однако, и более затратные. В любом из этих способов нефть подвергают перегонке, в результате чего она распадается на несколько фракций. Бензин это одна из жидких фра

Марки бензина в СССР. Какие были за весь период?

Для любого современного автолюбителя станет шоком информация о том, сколько видов топлива было доступно во времена СССР. А если ещё ознакомить их с ценами на бензин, действовавшими в Союзе, то вероятность потерять дар речи возрастает в несколько раз. Правда, марки бензина в СССР, о которых пойдёт речь дальше, выпускались в разное время.

Ассортимент

Естественно, чтобы понять какие марки бензина были в СССР, следует вспомнить, что полноценное развитие нефтеперерабатывающей отрасли пришлось на послевоенный период. Именно тогда на заправки по всей территории страны стало поступать топливо с маркировкой А-56, А-66, А-70 и А-74. Развитие отрасли шло стремительными темпами. Поэтому уже спустя десятилетие многие виды бензина поменяли маркировку. В конце 60-х годов советские автовладельцы заполняли бак бензином с индексами А-66, А-72, А-76, А-93 и А-98.

Кроме того, на некоторых заправочных станциях появилась топливная смесь. Эта жидкость представляла собой смесь автотракторного масла и бензина А-72. Таким топливом можно было заправить машину, оснащённую двухтактным мотором. Это же время примечательно ещё и тем, что впервые в широком доступе появился бензин под названием «Экстра», впоследствии ставшим всем известным АИ-95.

Особенности бензина в СССР

Имея такой ассортимент за весь период послевоенного становления страны, владельцы автомобилей должны были уметь различать топливо по характерным признакам.

Для тех, кто заправлял машину топливом А-66 или АЗ-66, отличить нужную жидкость можно было по характерному оранжевому цвету. Согласно ГОСТу, топливо А-66 содержало в составе 0,82 грамма ТЭС на один килограмм бензина. При этом цвет мог быть не только оранжевым, но и красным. Проверяли качество полученного продукта следующим способом: жидкость доводили до крайней точки кипения. Если пороговое значение было равно 205 градусам, то бензин был изготовлен с соблюдением всех технологий.

Бензин АЗ-66 производился исключительно для заправочных станций, располагавшихся в Сибири, либо районах Крайнего Севера. Это топливо использовалось только при условиях крайне низкой температуры за счёт своего фракционного состава. При испытании кипением крайняя допустимая температура была равна 190 градусам.

Топливо с маркировками А-76, а также АИ-98 согласно ГОСТам было исключительно летним видом бензина. Жидкость, имеющая любую другую маркировку, могла использоваться как летом, так и зимой. Кстати, поставки бензина на заправочные станции жёстко регламентировались по календарю. Так, летнее топливо можно было продавать в период с начала апреля по первое число октября.

Опасное топливо

Во времена СССР бензин, который производился под маркировкой А-76 и АИ-93 включал в состав специальную жидкость под названием антидетонатор. Такая добавка была призвана увеличить антидетонационные свойства продукции. Однако в состав присадки входило сильнодействующее ядовитое вещество. Для того чтобы предупредить потребителя об опасности топливо А-76 окрашивалось в зелёный цвет. Продукт с маркировкой АИ-93 выпускался с красителем синего цвета.