Виды и характеристика топлива для бензиновых двигателей

Бензин, что это?

Бензин — это горючая смесь углеводородов, а не моновещество, имеющее четкую структуру. Существует немало разновидностей данной жидкости, отличающихся не только названием, но и молекулярным строением и составом. В зависимости от вида бензина, его химические и физические свойства меняются. Это расширяет сферу применения бензина. Правильный выбор топлива является залогом длительной службы двигателя.

Какие марки бывают?

Не секрет, бензиновое горючее производят из нефти. Однако, прежде чем стать полноценным топливом, она перерабатывается на специализированных заводах. Конечный продукт обязательно должен соответствовать экологическим стандартам безопасности и качества. Для этого его очищают и присаживают специальными добавками. В результате, он приобретает горючесть, испаряемость, нужную детонационную стойкость, окислительную активность и минимум токсинов в выхлопе.

Для каждой марки топлива существует свой ГОСТ, отходить от которого производители не имеют права. Все бензины являются неэтилированными (без добавления металлсодержащих присадок).

Рассмотрим, какие сегодня, в 2020 году, в России, существуют марки бензина согласно утвержденным ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ Р 51866-2002 (с изменениями):

• АИ 80. Используется в качестве топлива для грузового транспорта;
• АИ 92. Пока еще самый «ходовой» вид горючего для легковых машин;
• АИ 95. Премиальная марка;
• АИ 98. Высокооктановое топливо для автомобилей с изменяемой фазой газораспределения и турбонаддувом;
• АИ 100. Бензин с наивысшими антидетонационными характеристиками. Изначально разрабатывался для гоночных суперкаров. Применяется редко, но присутствует на многих заправках;
• Кроме того, есть брендированные (премиальные) виды топлива.

Таковы основные марки бензинов, которые можно найти на современных заправках, и сфера их применения.

Октановое число

Название марки бензина состоит из буквенно-цифрового обозначения. Буквы А или АИ указывают на метод определения октанового числа:

1. моторный (А)
2. исследовательский (АИ)

а цифра определяет октановое число (92, 95 и т.д.).

Значение октанового числа указывает на такое свойство, как стойкость бензина к детонации. Цифра эта относительная. В качестве эталона принимается изооктан, детонационная стойкость которого очень высока и принимается равной 100. Шкала октанового числа была предложена в начале прошлого века. Оно определялось содержанием изооктана в смеси с нормальным гептаном (его детонационная стойкость очень низкая и принимается равной нулю). Соответственно, бензин марки АИ-92 эквивалентен по своей устойчивости к детонации 92-процентной смеси изооктана с гептаном, АИ-95 – 95% и так далее. Октановое число может быть и больше 100, если антидетонационные свойства топлива еще выше, чем у чистого изооктана.

Это значение очень важно, поскольку детонация приводит к быстрому разрушению цилиндро-поршневой группы. Объясняется это скоростью распространения фронта пламени – до 2,5 км/с, тогда как в нормальных условиях пламя распространяется со скоростью не более 60 м/с.

Чтобы повысить антидетонационные свойства, можно либо добавить присадки, содержащие соединения свинца (тетраэтилсвинец), либо изменить фракционный состав при получении. Первый способ получает с легкостью получить из бензина АИ-92 АИ-95, или 98, однако в настоящее время от него отказались. Поскольку, хотя такие присадки значительно повышают эксплуатационные свойства топлива и имеют низкую себестоимость, они так же весьма ядовиты и на экологию оказывают куда более губительное воздействие, чем чистый бензин, а также разрушают каталитический нейтрализатор автомобиля (температура сгорания этилированного бензина выше, чем у неэтилированного, в результате керамические элементы нейтрализатора попросту спекаются, и устройство выходит из строя).

В качестве присадок могут быть использованы и другие соединения, менее токсичные, такие как этиловый спирт или ацетон. Например, если добавить 100 мл спирта в литр бензина АИ-92, то октановое число увеличится до 95. Однако применение таких присадок экономически невыгодно.

Признаки неисправности двигателя

В случае заправки некачественным топливом может выйти из строя двигатель или топливная система. Первые признаки, следующие:

• дым (белый, черный или сизый) из выхлопной трубы;
• существенно снижается динамика автомобиля
• увеличение шума, посторонние звуки – гул, скрежет, щелчки;
• хлопки, которые мастера называют «помпажем», связанные с пульсацией давления на выходе турбокомпрессора;
• нестабильная работа на холостых оборотах.

В этом случае рекомендуем заглушить машину и связаться с техническим центром ГК FAVORIT MOTORS. Эксплуатировать автомобиль в такой ситуации опасно, поскольку это может привести к дорогостоящему ремонту двигателя.

Методы определения ОЧ топлива

Основной характеристикой топлива является октановое число, определяющее детонационную стойкость горючей смеси. Чем выше этот параметр, тем позже (при большем давлении) происходит химическая реакция — воспламенение вещества с освобождением энергии и распространением ударной волны. В качестве эталонов используются два углеводорода:

• Изооктан имеет октановое число, равное единице или 100%. Другими словами, он не самовоспламеняется независимо от степени сжатия.
• Н-гептан отличается ОЧ, равным нулю. Следовательно, он быстро самовоспламеняется при малейшем давлении.

Если в топливе доля изооктана равна 95%, а н-гептана — 5%, значит, октановая характеристика такого горючего равна 95. Октановое число топлива измеряется в условных единицах и чаще всего в технических документах указывается, как ОЧ (ОЧМ, ОЧИ).

На практике существует две технологии определения ОЧ с помощью одноцилиндрового двигателя двухтактного типа:

• Исследовательская. Это способ предполагает имитацию движения автомобиля на крейсерском режиме с нагрузками не выше средних, когда обороты коленвала равны 600 об/мин.
• Моторная. При таком способе имитируются максимальные нагрузки с оборотами 900 об/мин.

Основным методом для определения октанового числа топлива является исследовательский способ.

Бензин как вид топлива.

Еще один вид топлива — бензин. Он необходим для нормального функционирования поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры (принудительным), марки бензина в зависимости от назначения разделяются на авиационные и автомобильные.

Хотя условия применения автомобильных и авиационных марок бензинов и различны, однако они характеризуются общими показателями качества, которые определяют их основные эксплуатационные и физико-химические свойства.

К современным маркам бензина предъявляется ряд требований, они должны:

— обеспечивать надежную и экономичную работу двигателя;

— при длительном хранении не изменять свойства и состав;

— обладать хорошей испаряемостью, позволяющей получать при любых температурах оптимальный состав однородной топливовоздушной смеси;

— содержать групповой углеродный состав, который обеспечит на всех режимах работы двигателя устойчивый и бездетонационный процесс сгорания;

— не оказывать вредного воздействия на резинотехнические изделия, резервуары и детали топливной системы.

Из-за повышенного загрязнения атмосферы во всем мире, экологические свойства марок бензина (как вида топлива для автомобилей) в последние годы выдвигаются на первый план.

В России основная масса марок бензина вырабатывается по ГОСТ Р 51105-97, ГОСТ 2084-77 и ТУ 38.001165-97. Пять марок бензина предусматривается по ГОСТу 2084-77, в зависимости от их октанового числа: А-72, А-76, А-91, А-93 и А-95. У первых двух марок октановые числа определяются по моторному методу, а у остальных — по исследовательскому. Благодаря увеличению в общем объеме автопарка доли легкового транспорта, значительно возросло потребление высокооктановых марок бензина. На низкооктановые же марки бензина потребность постепенно снижается, например, сейчас почти не производится бензин марки А-72, поскольку отсутствует эксплуатируемая на нем техника.

На сегодня самым востребованным является бензин марки А-92, его вырабатывают по ТУ 38.001165-97. По-прежнему очень высокую долю в общем объеме производстве составляет марка бензина А-76.

По указанным ТУ производятся также вид топлива бензина А-80 и А-96, которые в основном предназначены для поставки на экспорт. Использование этиловой жидкости допускается при производстве марок бензина А-76, А-80, А-91, А-92 и А-96. Высокооктановый бензин марки АИ-98 вырабатывается по ТУ 38.401-58-127-95 и ТУ 38.401-58-122-95. Производство малоэтилированного бензина марки А-91, который содержит 0,15 г/дм 3 свинца, осуществляется по отдельным ТУ 38.401-58-86-94. Не допустимым является применение алкилсвинцовых антидетонаторов при производстве бензина марок А-95 и А-98.

Все марки бензина, которые вырабатываются по ГОСТ 2084-77 делятся на летние и зимние, в зависимости от показателей их испаряемости. Зимние бензины применяются на протяжении всех сезонов в северных и северо-восточных районах, а в остальных районах их используют только с 1 октября по 1 апреля. Летние применяются с 1 апреля по 1 октября во всех районах, кроме северных и северо-восточных, а в южных районах допускается в течении всех сезонов применять летние марки бензина.

От общепринятых международных норм существенно отличаются параметры марок бензина, которые производятся по ГОСТ 2084-77. Чтобы повысить конкурентноспособность марок российского бензина и довести их качество до уровня установленных европейских стандартов был разработан ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия», который начал действовать с 01.01.99 г. Данным стандартом не заменяется ГОСТ 2084-77, предусматривающий выпуск этилированных и неэтилированных марок бензина. Производиться по ГОСТ Р 51105-97 будут только неэтилированные марки бензина (с максимальным содержанием свинца, не превышающим 0,01 г/дм 3 ).

Аббревиатура «АИ», встречающаяся в маркировке топлива для двигателей с принудительным зажиганием, обозначает методику определения октанового числа по исследовательскому методу. Технология предполагает расчет параметра при низких эксплуатационных нагрузках. Альтернативная методика (моторный способ) учитывает поведение силового агрегата при повышенных оборотах, в этом случае в код вводится литера «А». Например, разновидности бензинов А-76 и АИ-80 идентичны по детонационной стойкости, математической связи между значениями не существует.