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:
- Фракционный состав.
- Стабильность химического состава.
- Испаряемость.
- Стойкость к детонации.
- 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.
