Autokombi.ru

Авто-портал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего состоит бензин, что такое октановое число

Из чего состоит бензин, что такое октановое число

Как сообщают справочники, бензином именуется смесь лёгких углеводородов разных типов:

  1. Ароматические;
  2. Олефиновые;
  3. Парафиновые и прочие.

Эти углеводороды обладают горючими свойствами. Температура кипения смеси варьируется от 33 до 250 °С, что зависит от применяемых присадок.

Состав бензинов

Бензин – фракция нефти, являющаяся самой легкой, имеющая следующий состав:

  • от 25 до 61% предельных углеродов;
  • от 13 до 45% непредельных углеродов;
  • от 9 до 71% нафтеновых углеродов;
  • от 4 до 16% ароматических углеродов, имеющих длинную молекулу;
  • кислотосодержащие примеси;
  • серосодержащие примеси;
  • азотсодержащие примеси.

Получают бензиновый продукт в процессе возгонки нефти, качество горячего зависит от его фракционного состава. Состав определяется стандартом ГОСТ 2177-99, согласно которому и используется формула производства горячей смеси. Пусковые характеристики качественнее у бензинов, имеющих низкую температуру вскипания. Чтобы запустить холодный двигатель, должно выкипать до 10% горючего при температуре, не более 55 градусов.

Состав топлива

Фрикционный структурный состав зимних бензинов легче, чем летних, поскольку это необходимо для прогрева и пуска двигателя. Главная часть топлива имеет название рабочая фракция, а от испаряемости этого компонента зависят следующие вещи:

  • продолжительность периода, на протяжении которого прогревается двигатель;
  • образования горячей смеси, в разных режимах функционирования двигателя;
  • возможность выполнять переход между режимами быстро.

В составе отгона должно быть 50% рабочей фракции, именно этот физический показатель является нормой.

Октановое число топлива

Главное качество топлива, на которое нужно обращать внимания во время заполнения бака авто – это октановое число. Оно отображает стойкость бензина к возгоранию. В состав топлива входят два вещества – изооктан и гептан. Первый – очень взрывоопасен, а для второго способность к возгоранию равна нулю, при конкретных условиях, естественно.

Октановое число показывает пропорцию гептана и изооктана. Отсюда вывод, что топливо с большим октановым числом наиболее устойчив к возгоранию, то есть, будет взрываться только при конкретных условиях, которые появляются в блоке цилиндров.

Октановая величина увеличивается при помощи особых присадок, в которых содержится свинец. Но свинец является крайне недружелюбным химическим элементом и вредит природе и двигателю.

Поэтому применение многих присадок на данный момент не разрешено. Поднять октановую величину можно при помощи другого углеводорода – спирта. Автомобилист, который заправил авто таким топливом, замечает, что мощность возросла, как и разгон, а расход, наоборот, уменьшился. Увы, первое впечатление часто является неверным, и такие присадки способствуют поломке авто.

Формула бензина

Маркировка бензина

Какие химические свойства бензина используются при его продаже потребителям? Для работы бензина в качестве моторного топлива важны:

  1. Испаряемость.
  2. Воспламеняемость и, как следствие – способность к горению.
  3. Образованию отложений (нагара) – которых должно быть как можно меньше.
  4. Коррозионная активность.
  5. Способность к детонации.

Маркировка бензинов из продающихся на заправках в России сейчас такова: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Выпускаемые раньше для грузовых траков А-72 и АИ-80 в соответствии с переходом на евростандарты сняты с производства из-за их большого количества токсичных веществ, входящих в состав бензина и в продуктах выхлопа.

Что же означают буквы «А» и «И» в названии топлива?

Метод определения октанового числа – моторный, обозначается литерой «А», и/или исследовательский, обозначаемый «И». При моторном методе измеряют детонационные свойства воздушно-бензиновой взрывоопасной смеси, поступающей из карбюратора или инжекторов в камеру сгорания, притом на нормальных режимах работы мотора. При исследовательском – на предельных, форсированных или просто повышенных оборотах и нагрузках. Так как исследования проводятся обоими методами, маркировка бензинов использует обе литеры – «АИ»

Из чего делают бензин

Схема производства бензина

Горючее выпускается на мощностях нефтеперерабатывающих заводов. Сам производственный процесс очень сложен и делится на несколько циклов.

Сначала сырая нефть поступает на предприятие по трубопроводам, закачивается в огромные резервуары, после чего отстаивается. Далее начинается промывка нефти – в нее добавляется вода, а потом пропускается электрический ток. В итоге соли оседают на дно и стенки резервуаров.

Во время последующей атмосферно-вакуумной перегонки происходит подогрев нефти и ее деление на несколько типов. Осуществляются 2 этапа обработки:

  1. Вакуумная;
  2. Термическая.

По завершении процесса первичной переработки начинается каталитический риформинг, во время которого происходит очередное очищение бензина и извлечение фракций 92-го, 95-го и 98-го бензина.

Как бензин делают из нефти
Фото: aif.ru

Это процесс, который еще называют вторичной переработкой, включает 2 основных этапа:

  1. Крекинг – очистка нефти от примесей серы;
  2. Риформинг – наделение субстанции октановым числом.
Видео: Как делают бензин из нефти. Просто о сложном

По окончании данных этапов проходит контроль качества горючего, который занимает несколько часов.

Примечательно, что отечественные заводы (в большинстве) из 1 тонны нефти получают 240 литров бензина. Остальное приходится на газ, дизтопливо, мазут и авиационное горючее.

Химическая стабильность

Химический состав бензина является таким, что более легким углеводородам свойственно испаряться, остальные остаются неизменными. По требуемым стандартам, стабильность химического состава должна сохраняться 5 лет. Если топливо некачественное, то октановое число (химическая формула октана с8н18) уменьшается сразу после его покупки, поскольку состав таких смесей ГОСТ не соответствует. За счет добавления к топливу конкретного количества газа, получают необходимое октановое число, эта практика является частой на АЗС.

Читайте так же:
Искра и бензин поступает, но машина не заводится

Октановое число – что это?

Теперь о сути самого термина. Так как состав бензина в основном – это смесь изооктана и гептана с их разной способностью к детонации в камерах сгорания двигателей, то замер этой их способности к детонации в момент воспламенения и измеряют на специальном двигателе для испытаний бензиновой смеси.

При этом если превалирует изооктан – возрастает детонация. Если гептан – детонация падает до нуля, но возрастает температура горения, что идёт к износу всех деталей, содержащих силикон и резину (сальники), они твердеют и крошатся; прогорают клапана и стенки цилиндров. В большинстве случаев (кроме специальных) октановое число совпадает с процентом содержания в бензине изооктана.

МаркаГОСТ/ТУОктановое число (моторный метод)Октановое число (исследователь- ский метод)
А-92ТУ38.001165-878392
АИ-93ГОСТ 2084-778593
АИ-95ГОСТ 2084-778795
АИ-98ГОСТ 2084-778998

КАКОЙ БЕНЗИН ЗАЛИВАТЬ В АВТОМОБИЛЬ

Данному вопросу и посвящена вся наша статья. Ведь дело не в том, какой состав бензина АИ 95, а в том, насколько он подходит автомобилю конкретной марки и модели. Состав бензина следует учитывать прежде, чем принять решение немного сэкономить на топливе и залить в бак материал с более низким октановым числом.

Но состав бензина 95 не подойдет к большинству новых авто, и даже ко многим относительно старым моделям. Повышенная способность к детонации будет приводить к разрушениям цилиндро-поршневой системы, а в дальнейшем – деталей двигателя. Хотя какое-то время автомобиль, возможно, и будет ездить на топливе АИ 92 точно так же, как и на 95-м бензине.

Определить какое октановое число является оптимальным для автомобиля довольно просто. На большинстве машин данное значение указано. Его можно увидеть на внутренней стороне крышки бензобака.

Если указано значение 95, то можно заливать топливо и с более высоким числом, но никак не меньшим. Состав бензина 92 не предназначен для нормальной работы систем такого авто.

Другие показатели. Октан – это ещё не всё!

С соотношением изооктана и гептана, влияющим на антидетонационные качества бензина, вроде всё ясно. От чего же ещё зависит эффективность сгорания топлива под названием «бензин»?

У сложных углеводородов, входящих в его состав, разная степень испаряемости и закипания, а эти показатели напрямую влияют на работу мотора. Качество бензина как раз и зависит от соотношения фракций, закипающих при разной температуре. Различия в составе всех АИ и Евро, таким образом, обусловлены процентным соотношением легко- и трудно- закипаемых фракций.

Для чего вводятся такие фракции в состав бензина? Если не вдаваться в тонкости термодинамики и процентного химического состава топлива, то картина складывается следующая:

  • Закипающие при низкой температуре (от 27⁰С) служат для первичного воспламенения при пуске холодного двигателя;
  • Кипящие до 100⁰С – для стабильной работы мотора при движении;
  • Кипящие до 200 градусов на конечной стадии движения и при выключении мотора – чтобы он не продолжал работать даже при выключении зажигания за счёт того, что части двигателя раскалены (калильное зажигание).

Кроме того, различаются также и виды бензинов. Они бывают этилированные и неэтилированные. Вторые – без этилсвинцовых добавок. Но главное, пожалуй, отличие видов бензинов – это авиационные и автомобильные.

СОСТАВ БЕНЗИНА «КАЛОША»

Многие полагают, что «Калоша» – народное название. На самом деле Калош – фамилия французского изобретателя, который и нашел способ отделения от нефти наиболее легких фракций. Данный вид бензина имеет самое высокое октановое число, потому некогда он применялся в качестве горючего для самолетов, так как его способность к воспламенению минимальная.

На сегодняшний день Калоша широко используется как растворитель для лакокрасочных изделий и для промывки деталей автомобиля. Иногда его заливают и в топливный бак автомобиля, если под рукой нет другого бензина, а до ближайшей заправки нужно проехать 100-200 метров. Машина будет идти на этом топливе, но злоупотреблять его применением не стоит, так как его состав может разъесть пластиковые и резиновые внутренние детали авто.

Коротко об авиационном бензине

Авиационный бензин – это топливо, используемое для поршневых авиационных двигателей. Не для реактивных самолётов – там в качестве топлива используют авиационный керосин.

Особенность авиационного двигателя, в отличие от автомобильного, в том, что в большинстве случаев используется принудительный впрыск топлива в цилиндры двигателя.

Маркировка авиабензинов производится, в отличие от автомобильных АИ, литерой «Б». На данный момент в России взамен ранее выпускавшихся бензинов Б-91-115 и Б-95-139 разработан и пошёл в серию универсальный бензин Б-92, в котором отсутствует показатель «сортность на богатой смеси», что позволило наряду с нормальной работой на всех режимах расширить ресурсы двигателей и значительно уменьшить содержание в бензине тетраэтилсвинца.

заправка самолета керасином

Кроме топливного Б-92 в России выпускается и авиационный Б-70, но используют его чаще всего в качестве бензинового растворителя в производстве и для бытовых нужд.

СОСТАВ БЕНЗИНА ЕВРО-5

Наконец и в нашей стране на автозаправочных станциях все чаще можно залить в бак бензин нового стандарта Евро-5. Многих водителей интересует вопрос, стоит ли переплачивать за топливо нового поколения, скажется ли его использование на работе агрегата.

Читайте так же:
BMW M3 Кабриолет, обзор Джереми Кларксона

Основное отличие этого вида топлива от обычного бензина марки 92 и 95 состоит в составе. Он имеет более легкие фракции, соответственно – высшее октановое число. Уже на четвертом-пятом заполнении бака можно почувствовать, что автомобиль стал более динамичным, наблюдается улучшенная приемистость при разгоне, снижается расход топлива, исключается коррозия двигателя и бензобака автомобиля. В целом, увеличивается срок службы агрегата.

Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Послесловие

Если использовать не нефтяные ресурсы в качестве источника для получения топлива, то перспективы как экологии, так и самого наличия топливно-энергетического комплекса выглядят не столь удручающе, как это есть на сегодняшний момент.

В качестве альтернатив могут быть использованы технологии переработки сжиженных газов, растительных масел из ряда непищевых сортов, спирты на основе этилового, но главное – водород, не оставляющий после себя СО и СО2.

Отдельное направление – создание экономичных и компактных аккумуляторов и электродвигателя, работающего в паре с ними.

Пока что идёт химическое совершенствование бензинов, ужесточение экологических требований к ним, но, как следствие – увеличение цены. Что вкупе с увеличением численности народонаселения планеты и доступ всё большего числа людей всех континентов к благам цивилизации, к которым, несомненно, относится и всеобщая автомобилизация – перспективы отрасли остаются неопределёнными.

Из чего состоит бензин, что такое октановое число

В качестве топлива для большинства легковых автомобилей применяется бензин. Это смесь углеводородов, имеющих температуру кипения от 30 до 205 градусов Цельсия. Помимо углеводородов в составе бензина имеются примеси, содержащие азот, серу и кислород.

В зависимости от количества тех или иных соединений автомобильный бензин делится на разные марки, имеющие несколько различные эксплуатационные свойства:

  • АИ-92;
  • АИ-95;
  • АИ-98.

С ужесточением экологических требований бензины, имеющие более низкое октановое число, такие как А-76 или АИ-80, а, следовательно, более «грязный» химический состав, в настоящее время не производятся.

Основные свойства

Основные свойства бензина – его химический состав, способности к испарению, горению, воспламенению, образованию отложений, а также коррозионная активность и стойкость к детонации.

Физико-химические свойства бензина варьируются в зависимости от того, какие углеводороды и в каких пропорциях в нем содержатся. Температура замерзания бензина достигает –60 градусов по Цельсию, в случае применения специальных присадок можно понизить это значение до –71 градуса. Бензин активно испаряется при температуре выше 30 градусов, и с повышением температуры испарение происходит интенсивнее. Когда концентрация его паров в воздухе достигает 74 – 123 граммов на кубический метр, образуется взрывоопасная смесь.

Фракционный состав бензина напрямую влияет на эксплуатационные свойства. При производстве важно добиться правильного соотношения легких и тяжелых фракций, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточно высокую испаряемость при низких температурах, а с другой – не допустить перебоев в работе мотора из-за образования паровых пробок в топливопроводе, которые могут возникнуть вследствие интенсивного испарения большого количества легких фракций. В связи с этим бензины, применяющиеся в местах с жарким климатом и в районе полярного круга, имеют разный химический состав для того, чтобы обеспечить необходимые эксплуатационные свойства.

Получить бензин можно несколькими способами: прямой перегонкой нефти и отбором определенных фракций (такой способ применялся в начале эры автомобилизации), в середине прошлого века стали применять крекинг и риформинг. Основная составляющая бензина, полученного путем прямой перегонки, – цепочки алканов. При крекинге и риформинге они преобразуются в разветвленные алканы и ароматические соединения.

Два последних способа позволяют получить высокооктановое топливо марок АИ-92, 95 и выше.

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).

Читайте так же:
Как определить полярность автомобильного аккумулятора

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.

Химическая стабильность

Рассматривая химические свойства бензина, следует основной упор сделать на то, насколько долго состав углеводородов останется неизменным, поскольку при длительном хранении более легкие соединения испаряются, и эксплуатационные свойства сильно ухудшаются. Особенно остро эта проблема стоит в том случае, если из топлива с меньшим октановым числом (например, АИ-92) получили бензин более высокой марки (АИ-95) путем добавления в его состав пропана или метана. Их антидетонационные свойства выше, чем у изооктана, но и испаряются они очень быстро.

Государственный стандарт требует, чтобы химический состав бензина любой марки, будь то АИ-92, 95 или 98 оставался неизменным не менее пяти лет при соблюдении правил хранения. Однако на деле зачастую даже только что купленное горючее уже имеет октановое число ниже заявленного (например, не 95, а 92). Виной тому недобросовестность продавцов, добавляющих сжиженный газ в резервуары с топливом, срок хранения которого истек, и состав не соответствует ГОСТу. Как правило, к одному и тому же бензину добавляют разное количество газа, чтобы получить октановое число, равное 92 или 95. Очевидным подтверждением подобных ухищрений служит сильный запах газа на АЗС. Вполне вероятно, что эксплуатационные свойства такого бензина заметно ухудшатся прямо на глазах, до того времени, как опустеет топливный бак.

Что такое октановое число бензина и как его определяют?

Каждый двигатель разрабатывается специально под тот или иной вид топлива. В зависимости от его характеристик рассчитывается форма и размеры камер сгорания, а также конструкция поршней. И если в таком моторе применять горючее с иным октановым числом, то мотору может быть нанесен вред. Однако сейчас вместо качественного АИ-95 велики шансы залить какой-нибудь суррогат. Как же определяют истинное октановое число бензина?

За последние полвека было разработано много сортов бензина. Использовался А-55, А-76, А-80 и прочие. Позднее их заменили АИ-92 или АИ-95, которые стали сейчас самыми распространенными в мире. Но есть и более дорогие АИ-98 и даже АИ-100, предназначенные для спортивных трековых машин. Каждая цифра указывает на свойства бензина, а вернее на его способность сопротивляться детонациям. Это и есть октановое число.

Детонация — это процесс преждевременного воспламенения горючей смеси во время цикла сжатия. Горение смеси приобретает взрывной характер и препятствует ходу поршня. Скорость распространения пламени в камере сгорания возрастает с расчетных 20-30 м/с до 1000-2000 м/с. Резко подскакивает температура, что приводит к оплавлению поршней и к прогоранию прокладки головки блока цилиндров из-за локального возрастания температуры. Из-за ударных нагрузок разрушаются стенки цилиндров, а также повреждаются вкладыши коленвала.

Все это следствие работы мотора на некачественном топливе, то есть на откровенно разбавленном бензине, который можно еще найти на небрендовых АЗС.

Лабораторные установки для определения октанового числа

Октановое число определяется экспериментальным путем. Если необходимо проверить бензин, то его отправляют на испытания в лаборатории, где уже имеются специальные моторные стенды.

Установка представляет собой одноцилиндровый мотор с карбюраторным питанием — УИТ-65, УИТ-85 или УИТ-85М. Эти комплексы, в отличие от всевозможных приборов и химических реагентов, могут показать достоверное октановое число бензина.

Установки работают сравнительным методом. Во избежание ошибок исследовательские работы проводятся в соответствии с ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013. Сначала моторный стенд работает на эталонном топливе, и операторы фиксируют его характеристики. А затем результаты сравниваются с работой на исследуемом бензине.

Как проводятся проверки?

Эталонная смесь готовится из двух углеводородов – изооктана, у которого октановое число равно 100, и н-гептана с октановым числом 0. Их смешивают в заранее установленных пропорциях. Если в эталонном топливе 95% изооктана, то оно ведет себя так же, как и бензин АИ-95. При смешении 92% изооктана топливо показывает детонационную стойкость на уровне АИ-92.

Моторную экспериментальную установку запускают на эталонном топливе и раскручивают до 600 оборотов в минуту. Угол опережения зажигания устанавливается постоянный — 13 гр, при этом температура всасываемого в цилиндр воздуха равняется 52 градусам по Цельсию.

При выходе на рабочий режим специальные датчики фиксируют возникновение детонаций.

Затем в установку заливают исследуемый бензин и вводят мотор в точно такие же режимы работы, как и на эталонном горючем. Если детонации возникают раньше, то октановое число бензина меньше заявленного.

Переносные приборы для определения октанового числа

На данный момент этот метод определения октанового числа является наиболее достоверным. Конечно, не каждый водитель может использовать его на практике, потому как моторные установки УИТ-65, УИТ-85 нельзя носить в кармане или смонтировать в гараже.

Однако сейчас в продаже есть переносные приборы для экспресс-анализа топлива, способные по косвенным признакам определять октановое число. Это приборы ОКТИС или Digatron. Они измеряют диэлектрическую проницаемость бензина по количеству антидетонационных присадок. Если присадок мало, то сопротивление жидкости электрическому току отличается от той картины, которую показывает топливо с большим количеством антидетонационных присадок.

Читайте так же:
Клиренс автомобиля — что это?

Берутся две емкости, в одну заливается топливо, проверенное на УИТ-65 или УИТ-85, а в другую — тестируемое. Прибор показывает не точное октановое число, а разницу между топливами.

Погрешность измерений приборов колеблется в пределах 2-3 единиц. В промышленных масштабах их применять нельзя.

Октановое число

Октановое число представляет собой характеристику топлива, которая указывает на степень сжатия, которую способно выдержать топливо до его взрыва. Чем выше октановое число, тем выше предполагаемая степень сжатия без воспламенения.

Зависимость степенисжатия от октанового числа и детонация двигателя

Воспламенение топлива

Топливо с высокими октановыми числами используется преимущественно в высокоэффективных многопоршневых бензиновых двигателях, которым необходимы более высокие степени сжатия. Топливо с более низким октановым числом напротив применяется для использования в дизельных двигателях, так как дизельные двигатели (также называемые двигателями с воспламенением от сжатия) не сжимают топливо, а сжимают только воздух, а затем впрыскивают топливо в воздух, который нагревается за счет сжатия. Бензиновые двигатели основаны на воспламенении топлива и воздуха сжатых вместе в виде смеси и воспламеняется ближе к концу такта сжатия с помощью электрически активируемых свечей зажигания. Именно по-этому высокая сжимаемость топлива имеет значение в основном для бензиновых двигателей.

Использование бензина с более низким октановым числом чем необходимо для конкретного типа автомобиля может приводить к детонации двигателя. Рекомендуемое октановое число для данного типа автомобиля обычно указывается автопроизводителем на крышке закрывающей заправочную горловину(с обратной стороны). Так же детонацию двигателя могут вызывать плохо работающие свечи зажигания или топливные форсунки. При этом свечи не успевают воспламенить топливо-воздушную смесь или она слишком переобогащена(слишком много топлива), а она взрывается посредством силы сжатия. Т.е. весь смысл детонации бензинового двигателя заключается в том что топливная смесь зажигается раньше положенного времени. Современные автомобили для регулирования зажигания топливной смеси в двигателе используют датчики детонации вместе с блоками управления двигателем.

Porsche отмечает рост продаж

От чего зависит октановое число топлива

Химическая формула n-гептана

Химическая формула n-гептана и его соединения

Для того чтобы понять от чего зависит октановое число топлива необходимо начать с состава топлива. Типичными компонентами бензина является представители семейства углеводородов под названием октаны(название семейства). Они представляют собой бесцветные жидкости с температурой кипения около 125 ° C. Одним из членов октанового семейства является изооктан, который используется в качестве эталона для определения способности бензина или сжиженного нефтяного газа сопротивляться самовоспламенению.

Химическая формула изооктана и его соединения

Химическая формула изооктана и его соединения

Октановое число бензина измеряется на испытательном эталонном двигателе, который сравнивает его со смесью изооктана(2,2,4-триметилпентана) и гептана по антидетонационным способностям. Процент содержания изооктана от общего объема в топливной смеси будет показывать его октановое число. Тут есть один маленький нюанс. Если у бензина октановое число равняется 92, это не означает что бензин состоит из 92% изооктана и 8% гептана. Это означает, что данное топливо имеет такие же противодетонационные характеристики как и смесь изооктана и гептана в соответствующих пропорциях. Например, бензин с такими же детонационными характеристиками, как смесь 90% изооктана и 10% гептана, будет иметь октановое число 90. Максимальное значение октанового числа (эквивалент чистого изооктана) равно 100. Из-за крайне низкой детонационной стойкости n-гептана чистый гептан принят за минимум с октановым числом, равным 0.

Спецмероприятие ГАИ «Автобус» в Минске

Октановое число и энергоемкость топлива

Бензин с октановым числом 95 в банке

В народе бытует мнение, что чем выше октановое число топлива, тем это топливо содержит в себе больше энергии и оно может повышать производительность автомобильного двигателя. Именно по-этому если на крышке запирания топливнозаливной горловины есть надписи рекомендуемого топлива АИ-92 и АИ-95 некоторые водители заливают именно АИ-95 ошибочно считая, что это повышает производительность двигателя их автомобиля. Это мнение совершенно неверно и сейчас разберемся почему.

Стоит начать с того, что октановое число показывает именно способность топлива предотвратить детонацию двигателя(преждевременный взрыв топлива в цилиндре из-за силы сжатия). Октановое число не является показателем энергоемкости топлива. Энергоемкость топлива характеризуется таким понятием как удельная теплота сгорания топлива, которая представляет собой физическую величину показывающую какое количество теплоты(энергии) выделяется при полном сгорании 1 кг испытываемого топлива. При всем этом, когда октановое число повышают с помощью этанола удельная теплота сгорания топлива понижается. Это можно отследить в одноименных таблицах. Для справки удельная теплота сгорания бензина А-72 и АИ-93 по ГОСТ 2084-67 равны 44.2МДж/кг и 43.6МДж/кг соответственно. Из вышесказанного следует: чем выше октановое число, тем ниже энергоемкость. Это так же означает, что производительность автомобильного двигателя будет находиться на самом оптимальном уровне, когда будет использоваться топливо с самым низким октановым числом, которое можно использовать без детонации.

Основные характеристики стартера

Основные характеристики стартера двигателя внутреннего сгорания

Разновидности и методы определения октанового числа

Одноцилиндровый двигатель

Октановое число топлива является понятием относительным, так как в разных странах определяют его по разным методикам, но у этих методик есть общая черта. Они определяют октановое число на эталонном двигателе, различием являются только условия при испытании топлива. Различают три разновидности октанового числа в зависимости от метода испытания топлива:

  1. Октановое число по исследованиям(RON);
  2. Октановое число двигателя(MON);
  3. Антидетонационный индекс (AKI) или (R + M) / 2.
Читайте так же:
Как подключить газовое оборудование к карбюратору Газели и ВАЗ

Октановое число по исследованиям (RON) является самым распространенным методом измерения октанового числа в мире. При этом методе топливо испытывается в одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в контролируемых условиях при частоте вращения 600 об/мин. Затем полученные значения сравнивают со значениями полученными при испытании смеси изооктана и n-гептана. Степень сжатия варьируется во время испытания, чтобы проверить антидетонационные способности топлива, поскольку увеличение степени сжатия увеличивает вероятность детонации.

Октановое число двигателя (MON) определяется таким же способом как и октановое число по исследованиям (RON). Единственными отличиями являются количество оборотов в минуту коленчатого вала эталонного двигателя, температура смеси и изменяемая синхронизация зажигания. Количество оборотов коленчатого вала в минуту при определении октанового числа двигателя (MON) составляет 900 оборотов в минуту. Топливо при испытаниях (MON) предварительно разогревается, а изменяемая синхронизация зажигания необходима для увеличения детонационной нагрузки на топливо. В зависимости от состава топлива при измерении октанового числа с помощью метода MON результат получается на 8 — 12 единиц ниже, чем при испытаниях по методу RON, но прямой связи между октановым числом двигателя и октановым числом по исследованиям нет.

Антидетонационный индекс (AKI) представляет собой испытание при котором изначально проводятся оба вышеперечисленных испытания(RON и MON), затем рассчитывается среднее арифметическое между этими двумя испытаниями. Таким образом формула расчета антидетонационного индекса будет следующая:

AKI = (RON + MON)/2

Такой метод расчета октанового числа в современном мире не очень распространен, но он применяется в таких странах как Бразилия, США, Канада и др. На территории современной Европы наибольшей популярностью пользуется метод RON.

Изменения Налогового кодекса Республики Беларусь

Испытания RdON и теоретический расчет октанового числа

Испытания на детонационную стойкость топлива проводятся на стендах с одноцилиндровыми двигателями из раздела выше. Существует еще один способ определения стойкости топлива к детонации, который был разработан еще в 1920-х годах. Этот способ представляет собой испытания октанового числа топлива в реальном многоцилиндровом двигателе на реальгой дороге. Результат испытания октанового числа топлива реальным двигателем на дороге принято называть наблюдаемым октановым числом дороги (RdON).

Наблюдаемое октановое число дороги до сих пор является актуальным в некоторых случаях, но сегодня с развитием технологий испытание топлива на двигателях и стендах является достаточно дорогостоящими удовольствиями. Сейчас специалисты крупных заводов используют экспресс методы определения октанового числа бензина при его производстве с помощью моделирования. Технологии моделирования октанового числа бывают разными, но одним из самых распространенных является метод аддитивности. Смысл его достаточно прост: Бензин(как и любое топливо) состоит из начального сырья и примесей в разном процентном соотношении, и октановое число бензина будет рассчитываться по формуле которая суммирует октановые числа всех компонентов в отдельности в зависимости от их процентного содержания. Формула расчета октанового числа будет выглядеть приблизительно так:

Формула для расчета октанового числа

Формула для расчета октанового числа

ОЧ – октановое число;
vi – объемная доля компонентов в смеси;
ОЧi — октановое число компонента смеси.

Как правило, октановые числа всех возможных компонентов смеси известны. То есть при производстве бензина необходимо провести его химический анализ и по формуле рассчитать октановое число. Этот метод расчета октанового числа является одним из многих, но самый простой для понимания.

Лампочки Ауди А6 C6

Методы повышения октанового числа

Одноцилиндровый двигатель в машине

Развитие технологий производства бензинов в первую очередь связано с оптимизацией детонационной стойкости, так как оно является основным эксплуатационным свойством топлива. То есть простыми словами ученые разрабатывают методики повышения октанового числа при снижения стоимости его производства. В основном, товарные марки бензинов производятся путем смешения различного рода компонентов. Детонационная стойкость топлива при этом повышается путем добавления присадок и добавок, или же без их использования. Основных методов, которые используются для повышения октанового числа бензина всего два:

  1. Метод электрофизической модификации прямогонных бензинов;
  2. Метод повышения октанового числа введением оксигенатов;

Метод электрофизической модификации прямогонных бензинов был разработан украинскими учеными и осуществляется в повышении октанового числа бензина без применения различного рода добавок и присадок. В основе технологии повышения октанового числа лежит образование в топливе кислородосодержащих составляющих под воздействием фотохимического окисления и комплекса электрофизических воздействий. Образуемые в результате протекающих физико-химических реакций свободные радикалы реагируют с находящимися в бензине алканами и окисляют углеводороды. В результате применения этого метода возможно повышение октанового числа на 10 — 20 единиц.

Audi Sport Gmbh представила обновленную R8

Метод повышения октанового числа введением оксигенатов, которые представляют собой кислородосодержащие компоненты топлива(спирты, эфиры) пользуется популярностью как при производстве топлива, так и при эксплуатации конечным потребителем. Грубо говоря, этот метод основан на применении различного рода присадок. В качестве оксигенатов(присадок) выступают бензин-метанол, этанол, трет-бутил, метил-трет-бутиловый эфир, диизоприпиловый эфир и третамиловый эфир. К осровным характеристикам, которым должны соответствовать добавки относятся высокое октановое число смешивания, низкую летучесть и низкую фотохимическую активность. Так же необходимо учитывать, что количество кислорода в химическом составе бензина не должно превышать 2,7%.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию