Автомобильное топливо. Бензин.

   Автомобильное топливо является важнейшим и необходимым эксплуатационным составляющим любого автомобиля, чем он питается  - это топливо и масла.
     Вечный вопрос - какое топливо или масло лучше? И наверное, единственно правильный ответ - то, что указано в инструкции по эксплуатации вашего двигателя или автомобиля. Однако не все так просто. Уже длительное время на автомобильном рынке конкурируют два типа двигателя - бензиновый и дизельный, которые предъявляют совершенно разные требования к топливу и маслам. Внутри "бензиновых" и "дизельных" групп так же существуют различия в требованиях к качеству топлива. Как в этом разобраться, понять
Об этом мы и поговорим, и поможет нам разобраться в этом вопросе - главный технолог одного из крупнейших Нефтеперерабатыающих заводов нашей страны, член нашего клуба,  Ю. Морошкин.  Первая статья этого цикла, будет посвящена бензину и бензиновым двигателям.
 
  Бензин - "святой дух" мотора.
 
Автомобильные бензины - предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением смеси (от искры). В зависимости от назначения, их разделяют на автомобильные и авиационные.  Несмотря на различия в условиях применения, автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.
     Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:  иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивыей бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойства при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, топливные баки, резинотехнические изделия и др. В последние годы на первый план выдвигаются экологические свойства топлива.
 
             Бензин в России больше чем бензин.
    
     Состав бензинов. Бензин-представляет собой смесь углеводородов, состоящих в основном из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов с длиной молекулы углеводорода от С-4 до С-10. Так же в состав бензина могут входить примеси; сера, азот и кислородсодержащие соединения. Бензин-это самая легкая фракция из жидких фракций нефти. От фракционного состава бензина зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. Фракционный состав бензинов нормируется техническими условиями на продукцию.
      Легкие фракции бензина характеризуют характеризуют пусковые свойства топлива - чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства.  Для запуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов (зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию.  Зимние сорта бензина имеют более легкий (чем летние) фракционный состав.  Легкие фракции нужны на период пуска и прогрева двигателя.
           Основные фракции бензина.
      Основная часть топлива называется рабочей фракцией. От ее испоряемости зависит:  образование горючей смеси при разных режимах работы двигателя,  продолжительность прогрева (перевода с холостого хода под нагрузку),  приемистость (возможность быстро увеличить мощность на валу двигателя).  Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50% отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения,  улучшает качество топлива и снижает его склонность к конденсации, что повышает экономичность и уменьшает износ деталей двигателя.  Повышение процентов пусковых фракций,  приводит к образованию паровых пробок в системе питания горячего двигателя.  Особенно негативно это сказывается на работе двигателя в жаркий период года.  По испаряемости, бензины делятся на классы, что определяет их использование по климатическим зонам.
     Топливо имеет достаточно сложный химический состав и в процессе его производства контролируется множество его параметров. Рассмотрим наиболее важные из них. У бензинов - это антидетонационная стойкость, фракционный состав и химическая стабильность.
 
           Лабораторный контроль качества от производства до потребителя.
      
      Детонация - процесс самопроизвольного возгорания топливовоздушной смеси от волны сжатия. В бензиновых двигателях  топливо поджигает свеча , в нужном месте и в нужное время. При этом фронт пламени создает волну давления, которая попадая в камеру сгорания, многократно отражается и усиливается - навстречу фронту пламени устремляется волна детонации, со скоростью до 2500м/сек. возникают звуки так называемый "стук пальцев",  При этом возникают ударные нагрузки, разрушающие двигатель.  Причем детонация может возникать как на богатой, так и на бедной смеси (богатая смесь - при увеличении нагрузки, например на стадии разгона, бедная смесь - при резком снижении нагрузки, например, при движении под уклон на спуске). Чем выше степень сжатия  в двигателе , тем более высокие требования к детонационной стойкости топлива, на котором он работает.
     В основу маркировки бензинов положена октановая характеристика. Октановое число - характеризует стойкость бензина к детонации по специальной шкале в которой, 0 - соответствует детонационной стойкости нормального гептана, а 100 - соответствует детонационной стойкости изооктана.  Например, бензин марки АИ-95, где "А"- означает. что бензин автомобилтный, "И"- октаноное число определено по исследовательскому методу, а цифры, указывают на нормируемое минимальное значение октанового числа.  При этом, значение 95 - характеризует бензин по детанационной устойчивости соответствующим детанационной устойчивости эталовой смеси, состоящей из 95% изооктана и 5% нормального гептана.
     Определяется октановое число следующим способом:  бензин в специальной испыпательной установке сравнивается по устойчивости к детонации с контрольной смесью, октановое число которой определено по эталонной смеси изооктана и н-гептана. Если при этом устойчивость к детонации испытуемого топлива соответствует устойчивости контрольного топлива, то считается, что и октановое число испытуемого бензина соответствует октановому числу контрольного топлива.
           Детонация - самопроизвольный неуправлякмый взрыв в цилиндре.
      
      Октановое число проверяется дважды - исследовательским и моторным методами, которые различаются условиями проведения испытания.  Результат полученный первым способом, несколько выше чем вторым.  Разницу в показаниях называют "чувствительность ю" бензина.  Исследовательский метод, более точно отражает антидетонационные свойства бензина при движении автомобиля в городских условиях и неполной нагрузке.
     Фракционный состав  - указывает на способность бензина  к испарению для образования рабочей смеси при пуске двигателя и его работе на различных режимах. Чем ниже температура, при которой выкипает 10% бензина, тем легче будет пустить на нем холодный двигатель. Превышение процентов пусковых фракций - приведет к образованию паровых пробок в системе питания горячего двигателя.
      Температура выкипания 50% бензина характеризует испаряемость его средних фракций, влияющих на время прогрева, устойчивость  работы и приемистость двигателя. Чем выше температура конца кипения. тем больше возможность попадания в цилиндры двигателя бензина в неиспарившемся виде, что приведет к смыву масла со стенок цилиндров и его разжигания в картере двигателя.
     Химическая стабильность - это свойство бензина не менять свои характеристики при хранении и перевозке. Один из факторов. влияющих на химическую стабильность топлива - концентрация фактических смол. Ее превышение ведет к смоло- и нагарообразованию в двигателе и соответственно его повышенному износу. Не менее важны такие показатели как содержание серы , кислотность, содержание водорастворимых кислот, щелочей, воды и механических примесей.
Превышение допустимого содержания серы и свинца, приводит к преждевременному выходу из строя каталитических нейтрализаторов отработанных газов, а повышенная плотность, может отрицательно повлиять на работу форсунок инжекторного двигателя.
 
            Современный бензиновый двигатель.
 
Ассортимент и качество автомобильных бензинов. Основная масса автомобильных бензинов в России вырабатывается по Гост 2084-77,  Гост Р51105-97 и по Ту 38.001165-97. В зависимости от октанового числа, Гост 2084-77, предусматривает пять марок бензинов: А-72,  А-76,  АИ-91,  АИ-93, АИ-95.  Для первых двух марок, цифры указывают октановое число, определенное моторным методом, для последних - исследовательским.
     Наиболее востребован  бензин А-92, который является на сегоднишний день, основным  питанием автомобильного парка страны.   Производители же современной автотехники  импортной и отечественной, предписывают использование бензина  АИ 95, спрос на который быстро растет. Однако остаются еще и потребители низкооктанового бензина А-76 (АИ-80), в основном это старая автотракторная техника и раритеты.
     Бензины,  А-76 (АИ-80), АИ-95 и АИ-98  по действующему законодательству  не допускается вырабатывать с использованием этиловой жидкости (ТЭС).
     В настоящее время многие нефтяные компании выпускают автомобильные бензины по собственным стандартам, например "Нормаль-80", "Регуляр-91", "Премиум-95" и "Супер -98". При разработке стандартов действует обязательное правило - топливо должно соответствовать техническому регламенту. Бензины - "Премиум-95" и "Супер-98", полностью отвечают этим требованиям и предназначены в основном, для двигателей современных отечественных и зарубежных автомобилей.
     В Европейском Союзе, США и других развитых странах, приняты жесткие нормы по токсичности ОГ автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, регламентирующими содержание; окиси углерода (СО), двуокиси серы, оксидов азота и углеводородов, на содержание которых,  прежде всего, влияют - конструкция двигателя и качество применяемого топлива.
      С 2005 года в ЕС, действуют нормы токсичности Евро-4, что означает, что автомобили производимые в странах ЕС, должны соответствовать этим нормам, соответственны требованияи в части применения топлива, экологические показатели которого, так же регламентируются.
 
            Европейское качество бензина автомобилям в России.
     
     По этому же пути, с некоторым опазданием, двигается и Россия. Так с 2005 года, в РФ начат выпуск автомобилей соответствующих нормам Евро-2, и бензинов, соответствующих норме Евро-2.  (Гост Р51105-97 и Гост Р51866-2002). Работа по совершенствованию качества топлива ведется в соответствии с техническим регламентом  "О требованиях к бензиновым, дизельным и другим ГСМ", который имеет статус закона РФ.  В соответствии с этим документом, предписывается поэтапный процесс перехода на менее экологически вредные марки топлив, отказ от низкооктановых марок и выполнение других требований, направленных на улучшение экологической обстановки на дорогах.
     Помимо выполнения экологических требований, стало необходимо постоянно наращивать выпуск бензинов с ОЧН - 92, 95 и выше, спрос на которые непрерывно растет.
     Очевидно, что при таком разнообразии топлив и требований к ним, необходимо строгое соблюдение всех норм и правил, как в период производства топлива так и при его реализации. Для этого крупные нефтяные компании, заботясь о покупателе и собственном имидже, организуют сквозной лабораторный контроль продукции - от производителя до продавца.
           Естественно, что все это, непосредственно влияет на цену топлива и наш кошелек...