Бензин является одним из наиболее распространенных видов топлива, используемого в двигателях внутреннего сгорания. От его характеристик во многом зависит работа двигателя - его мощность, динамика, расход топлива и ресурс. Одной из важнейших характеристик бензина является температура кипения. Данный показатель напрямую влияет на процесс сгорания топлива в цилиндрах и на протекание многих других процессов. Рассмотрим подробнее, что такое температура кипения бензина, от чего она зависит и как влияет на работу самого двигателя.
Температура кипения бензина и ее значение
Температура кипения бензина - это температура, при которой начинается интенсивное испарение жидкого топлива с образованием паров. Поскольку бензин представляет собой смесь углеводородов с различной молекулярной массой, то выделяют несколько стадий кипения, а именно:
- Начало кипения - температура, при которой образуются первые пузырьки пара
- 10% объема испарилось
- 50% объема испарилось (середина кипения)
- 90% объема испарилось
- Конец кипения - температура, при которой жидкость полностью испарилась
Температура кипения зависит от фактора давления - чем выше давление, тем выше и температура кипения. В двигателе внутреннего сгорания бензин испаряется и воспламеняется при высоком давлении в цилиндре, поэтому его фактическая температура кипения там будет гораздо выше.
На практике температура кипения бензина влияет на такие важные характеристики, как:
- Легкость запуска двигателя при низкой температуре
- Устойчивость работы на различных режимах
- Полнота сгорания топлива в цилиндрах
- Образование нагара и отложений
Поэтому производители контролируют температуру на всех этапах кипения жидкости и регулируют ее путем подбора специальных компонентов и использования особых присадок.
Факторы, определяющие температуру кипения
На температуру кипения бензина влияет целый ряд факторов:
- Состав исходной нефти, из которой получают бензин
- Технология переработки нефти
- Соотношение легких и тяжелых фракций
- Наличие присадок
- Внешние условия - давление и температура среды
Легкие фракции в составе бензина начинают кипеть при более низкой температуре, тяжелые кипят при более высокой температуре. Грамотно подобрав их соотношение и добавив присадки, можно получить оптимальную для двигателя динамику испарения жидкости с обеспечением всех важных инеобходимых характеристик - от легкого запуска до эффективного сгорания.
Например, так называемые зимние сорта топлива содержат повышенную долю легких фракций, благодаря чему они легче испаряются в условиях низких температур и облегчают пуск автомобильного двигателя.
Состав бензина: ГОСТ
Согласно стандартным требованиям ГОСТа, установлены следующие контрольные точки при определении фракционного состава бензинов:
| Начало перегонки (кипения), не ниже | +30°C |
| 10% отгоняется при температуре, не выше | +70°C |
| 50% отгоняется при температуре, не выше | +120°C |
| 90% отгоняется при температуре, не выше | +180°C |
| Конец кипения, не выше | +210°C |
Для зимних сортов топлива температура 10%-ной отгонки не должна превышать 0°C. Это обеспечивает хорошую испаряемость при низких температурах и облегчает пуск холодного двигателя в зимний период времени.
Связь с другими характеристиками бензина
Температура кипения влияет и на другие важные показатели качества бензина:
- Октановое число - показательная характеристика детонационной стойкости. Чем ниже температуры кипения последних фракций, тем выше само октановое число.
- Температура вспышки - это температура воспламенения паров бензина. Низкокипящие фракции напрямую влияют на этот вжный показатель.
- Температура самовоспламенения: это зависит от состава каждого топлива.
Кроме того, от температуры кипения зависит и скорость выделения паров в процессе испарения бензина, что влияет на так называемую полноту сгорания.
Особенности авиационных бензинов
К топливу для авиации предъявляются всегда особые повышенные требования, поскольку от его характеристик напрямую зависит безопасность всех полетов. У авиационных бензинов жестко регламентирован фракционный состав с ограничением как легких, так и тяжелых фракций.
Температура начала кипения для таких бензинов не ниже +38°C, 10% объема отгоняется при температуре не выше +77°C. Температура 50% отгонки составляет +110°...+120°C. Основное отличие авиационных бензинов от любых других - в более узком температурном интервале кипения основной фракции.
Температура кипения при различном давлении
Температура кипения любой жидкости, в том числе и бензина, существенно зависит от общего давления. В условиях пониженного давления на высоте кипение может начаться и при более низких температурах. Это надо всегда заранее учитывать.
В расчете на уровень моря температура в цилиндре двигателя может достигать +900°...+1000°С, поэтому фактическая температура кипения бензина там значительно выше той, которая бывает заявлена производителями.
Температура кипения бензина АИ 92 и АИ 95
Марки бензина АИ 92 и АИ 95 отличаются октановым числом, характеризующим детонационную стойкость. По температуре кипения они практически идентичны:
- Начало кипения - +25°...+40°C
- 10% - не выше +65°C
- 50% - не выше +120°C
- 90% - не выше +180°C
Небольшое отличие может быть в содержании легких фракций, влияющих на испаряемость при низких температурах.
Изменение свойств при хранении
При длительном хранении из бензина испаряются легкокипящие фракции, что может в свою очередь затруднить запуск автомобильного двигателя. Кроме того, окисление приводит к образованию пределенных смол, забивающих топливную систему и ухудшающих необходимое воспламенение.
Безопасное хранение бензина
Чтобы минимизировать потери свойств бензином при хранении, необходимо соблюдать ряд правил, а именно:
- Хранить бензин в герметичной таре из непористого материала
- Заполнять тару бензином на 95-98% объема
- Исключить попадания воздуха и влаги
- Соблюдать температурный режим хранения, не выше +25°С
Оптимальный объем тары для хранения бензина составляет 10-20 литров. Потому что слишком большие емкости увеличивают потери от испарения при отборе топлива.
Расчет объема хранимого бензина
Для определения необходимого объема емкостей можно воспользоваться следующей формулой:
V(литры) = D x N x K
где:
- D - суточная потребность в бензине, литры
- N - период автономного использования, сутки
- K - коэффициент резерва (1,1-1,5)
Например, при расходе 50 литров в сутки, запасе на 20 дней и резерве 20% объем бака должен составлять:
V = 50 x 20 x 1,2 = 1200 литров
Эксплуатация техники на бензине
Чтобы продлить ресурс двигателя при работе на бензине, настоятельно рекомендуется:
- Использовать топливо рекомендованной производителем марки
- Менять масло по установленному регламенту
- Периодически следить за чистотой воздушного фильтра
- Не допускать перегрева самого двигателя
Эти простые меры, доступные каждому, помогут избежать преждевременного выхода из строя узлов из-за отложений и нагара от низкокачественного топлива.
Правила заправки топливом
При заправке автомобиля или другой техники с двигателем внутреннего сгорания важно соблюдать следующие правила:
- Заглушить двигатель перед заправкой
- Использовать воронку при заправке из канистры
- Не допускать попадания посторонних частиц в бак
- Следить, чтобы не происходило разбрызгивания топлива
- Не заправлять полный бак под завязку
Соблюдение этих несложных рекомендаций позволит избежать возгорания бензина, попадания вредных примесей в топливную систему и нештатных ситуаций при работе двигателя.
Первая помощь при отравлении бензином
Пары бензина ядовиты и опасны для здоровья. Признаки отравления:
- Головная боль, головокружение
- Тошнота, рвота
- Кашель, затрудненное дыхание
Первая помощь при отравлении:
- Вывести пострадавшего на свежий воздух
- Уложить, приподнять ноги
- Освободить от стесняющей одежды
- Вызвать скорую при ухудшении состояния
Экологические аспекты использования бензина
Бензин, как и другие нефтепродукты, наносит ущерб окружающей среде. Основные проблемы:
- Загрязнение почв и грунтовых вод при утечках
- Выбросы вредных веществ при сжигании в двигателях
- Парниковый эффект от выхлопных газов
Для снижения экологического ущерба необходим постепенный переход на альтернативные виды топлива и электромобили.
