Температура кипения бензина

Получение и виды

Бензины и другие углеводороды (дизельное топливо, керосин и др.) получают путем перегонки нефти. Существует несколько способов получения фракций из нефти:

  • прямая перегонка (ректификация);
  • крекинг;
  • риформинг.

Прямая перегонка

Прямая перегонка заключается в отборе разных фракций путем нагревания в определенных температурных пределах. Пары бензина собираются в верхней части колонны, а затем конденсируются и охлаждаются, образуя жидкий бензин. Ниже по уровню колонны получают фракции лигроина, керосина, солярового масла, а в самом нижнем остатке получается мазут.

Перегонка нефти

До 100°C получают I сорт, до 110°C – специальный, до 130°C – II сорт. Но получаемый таким образом бензин имеет низкое октановое число, как правило, не выше 65-70. Его доля составляет всего 5-15% от объема нефти.

В результате прямой перегонки получают также и дизельное топливо как смесь солярового масла и керосина. От бензина оно отличается узким фракционным составом и применяется в двигателях с воспламенением от сжатия, то есть, в дизельных. Способность воспламеняться под давлением и температурой – это главное свойство дизельного топлива. Для его характеристики используются не октановое, а цетановое число.

Крекинг

Название этого способа происходит от английского глагола «to crack» – «расщеплять», «раскалывать». Метод позволяет увеличить долю бензиновых фракций до 50-60%. В его основе лежат деструктивные методы, то есть, высокомолекулярные фракции расщепляются на фракции с низкомолекулярной массой. Разные группы углеводородов, такие как парафиновые, нафтеновые или ароматические, разлагаются с разной скоростью.

Крекинг

В свою очередь, крекинг-процесс может происходить двумя способами: расщепление под действием высокой температуры и расщепление в присутствии катализаторов (алюмосиликаты). Термический крекинг происходит под давлением и при температуре 470-500°C. Каталитический крекинг является более совершенным. Катализатор превращает часть непредельных углеводородов в предельные, тем самым повышается качество. Конечно, технологически эти процессы более сложны. Но даже при более совершенном каталитическом крекинге октановое число не выше 75-80.

Риформинг

Риформинг – это вид крекинга, где сырьем служат лигроины или низкооктановые бензины. Таким способом увеличивают октановое число после прямой перегонки нефти или после термического или каталитического крекинга. Получают бензины с октановым числом 95-98, а с добавлением этиловой жидкости (спиртов) доводят до 100 и выше. Это также сложный технологический процесс, имеющий несколько видов.

Почему пахнет бензином при запуске двигателя «на холодную» или «на горячую»

Отметим, что если запах бензина слышен только некоторое время после запуска инжекторного двигателя, тогда не во всех случаях это является неисправностью. Зачастую запах топлива появляется после холодного пуска зимой, затем полностью исчезает по мере прогрева силового агрегата. Если это так, тогда нужно понимать следующее:

  • ЭБУ получает информацию от датчика температуры мотора, который «сообщает», что агрегат холодный.
  • На основании данной информации блок управления обогащает смесь, причем значительно, а также повышает обороты до так называемых «прогревочных».
  • В условиях работы на переобогащенной смеси в цилиндрах холодного мотора топливо сгорает не полностью, его часть попадает в выпускную систему.

Сейчас читают УМЗ-4218

Масло течет из-под масляного фильтра: почему так происходит…

Получается, запах несгоревшего бензина, который ощущает водитель, идет из выхлопной трубы. После незначительного прогрева двигателя топливо начнет сгорать более полноценно и запах исчезнет. Подобную ситуацию для многих авто можно считать нормой.

Однако в ряде случаев также уместно говорить о неисправностях, особенно на современных авто, которые соответствуют стандарту Евро-4 и выше. Дело в том, что неполное сгорание топлива может происходить не только в результате переобогащения смеси самим ЭБУ для поддержания стабильной работы ДВС после холодного пуска, но и по другим причинам.

Например, проблемы с системой зажигания, компрессией в цилиндре, смесеобразованием и ряд других неполадок приведут к тому, что заряд будет сгорать неполноценно даже после прогрева силовой установки. При этом двигатель начинает перерасходовать топливо, троит, теряет приемистость и мощность, дымит. В этом случае причиной запаха бензина независимо от температуры ДВС является неисправность двигателя или его систем.

Другими словами, если бензином пахнет «на горячую», это четко указывает на неполное сгорание топлива. В такой ситуации агрегат нуждается в углубленной диагностике. Нужно проверять свечи зажигания, свечные провода, катушки зажигания и другие элементы.

Также в проверке нуждаются датчики ЭСУД (ДМРВ, кислородный датчик и т.д.), оценивается состояние воздушного фильтра, диагностируются инжекторные форсунки, также нужно проверить общую герметичность системы питания на предмет завоздушивания и так далее.

Еще добавим, что на инжекторных моторах частой причиной появления запаха бензина является нарушение герметичности инжекторных форсунок. Указанная герметичность достигается благодаря установке специальных уплотнительных колец. Уплотнительные кольца форсунок являются резиновыми изделиями, которые могут со временем деформироваться и прийти в негодность.

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.

Бензин

Топливо наиболее популярно, особенно среди владельцев легковых машин. Оно состоит из смеси углеводородов, азота, серы, кислорода. Есть разные марки бензина. В каждой из них перечисленных компонентов больше либо менее. Из-за этого эксплуатационные качества отличаются.

Температура испарения

Термином называют тепловой порог, пройдя который, бензин самопроизвольно смешивается с воздухом. Ее нельзя определить, используя одну цифру.

Эта величина зависит от таких факторов:

  • давления насыщенных паров;
  • фракционного состава;
  • вязкости поверхности натяжения;
  • плотности;
  • теплоемкости.

Температура испарения бензина разного состава не слишком отличается между собой. Это происходит при 30°С, а если фракции тяжелые – 205°С. Когда на улице холодно, бензину, чтобы попасть в камеру сгорания и запустить двигатель, понадобиться затратить больше энергии.

Температура кипения

Молодые автолюбители не знают, что в жару при закипании топлива в карбюраторе машина могла стать обездвиженной. В системе горючее делались пробки из-за перегрева легких фракций. Они отсоединялись от тяжелых, став газовыми пузырями. Транспортному средству нужно было остыть, а потом продолжать поездку.

Температура вспышки

Собственная формула у нефтепродукта отсутствует. В него входит множество компонентов. Бензин способен воспламеняться при -40 °C, если произойдет возникновение открытого огня.

Температура горения

Октановое число на нее не влияет. От него зависит только устойчивость к детонации. У популярных марок бензина характеристики практически одинаковы. В двигателе температура 900-1100 °C, может быть и ниже. На это влияет давление цилиндров. Что касается открытого огня, то для бензина это – 800-900 °C.

Что такое Октановое число

От свойств главного расходного материала — бензина — зависят как технические параметры двигателя, так и его надежность и долговечность. Основной характеристикой автомобильного бензина является октановое число, которым обозначается его детонационная стойкость.

Детонация — самопроизвольное воспламенение топливовоздушной смеси, которое нарушает правильный ход процесса сгорания, что приводит к падению мощности и повышению токсичности отработавших газов. К тому же при детонации происходят резкие удары, которые грозят износом двигателя. На российском автомобильном жаргоне эти звуки называют «стук пальцев».

Детонационные свойства бензина измеряют по аналогии. Одноцилиндровый мотор с переменной степенью сжатия доводят до появления детонации исследуемого топлива. Затем подбирается смесь двух видов углеводородов — изооктана, который считается абсолютно не склонным к детонации, и н-гептана, чья детонационная стойкость приравнена к нулю. Процентное содержание изооктана в смеси, детонирующей при той же степени сжатия, что и исследуемое топливо, и будет являться октановым числом (ОЧ) последнего.

В России автомобильные бензины обозначаются буквой «А» и цифрами, соответствующими октановому числу. Для высокооктановых бензинов оно определяется по исследовательскому методу, о чем свидетельствует буква «И» в обозначении. Хотя допускается выпуск бензинов А-80, А-92 и А-96, октановое число которых определено по исследовательскому методу. За рубежом результаты измерения моторным методом обозначают как MON, а исследовательским — RON (в немецкоязычных странах ROZ). Методы отличаются только условиями проведения испытаний: в моторном температура и обороты выше, поэтому октановое число, определенное по этому методу, ниже, чем полученное по исследовательскому. Например, по моторному методу ОЧ Аи-98 получилось бы равным 88. Отсюда следует возможность существования бензинов с октановым числом более 100, теоретически, казалось бы, невозможным (правда, они используются только в авиации). Прямой зависимости между результатами замеров по моторному и исследовательскому методам нет. В США и Канаде используется не октановое число, а октановый индекс — среднее арифметическое MON и RON, так что их 91-й на самом деле имеет то же ОЧ, что и наш Аи-95.

Современные двигатели имеют высокую степень сжатия и требуют бензина с октановым числом 91 и выше. Получение такого топлива методами нефтепереработки обходится относительно дорого, поэтому используются различные присадки, повышающие октановое число. Самой эффективной и потому повсеместно применявшейся был тетраэтилсвинец. Он не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и датчики (лямда-зонды), которые сейчас являются обязательными элементами конструкции автомобиля. Для некоторых двигателей устаревших конструкций осадок свинца необходим в качестве твердой смазки. В этих случаях используют специальные добавки в топливо, которые продаются отдельно. Сейчас этилированным легально может быть только авиационный бензин. Для повышения октанового числа иногда используют ферроцен. К сожалению, эта присадка имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах, который уменьшает срок их службы до 5—7 тыс. километров. В России применялись также присадки на основе марганца, однако сейчас они запрещены. Безвредной для двигателя антидетонационной добавкой является МТБЭ — метилтретбутиловый эфир. На данный момент он наиболее широко применяется в России и Европе.

Среди автовладельцев широко распространено заблуждение, что «залить литров двадцать 98-го» — вещь периодически очень полезная. На самом деле использование топлива с ОЧ выше рекомендованного не имеет практического смысла. На моделях со сравнительно простыми двигателями (без датчика детонации и автоматического корректора зажигания) это не дает никаких преимуществ. Многие современные автомобили рассчитаны на различные виды топлива с ОЧ от 91 до 95 или даже до 98, и на высокооктановом бензине их мощность и экономичность повышаются максимум на 5%.

Увы, потребитель практически не имеет возможности проверить качество заливаемого топлива, так что какие-либо советы по выбору давать нет смысла. Тут единственным критерием может быть только репутация той или иной АЗС.

влияние плотности бензиновой смеси на работу двигателя и токсичность выхлопа.

Быстрее всего бензин сгорает в обогащенной смеси. Но при прочих равных условиях: давлении и опережении зажигания. А вот, к примеру, поднимаясь в горы, на высоте в несколько километров появляются все признаки обеднения смеси: двигатель заметно теряет мощность, начинает перегреваться. Но дело здесь не в изменении состава смеси — она остается прежней, а в уменьшении её плотности в результате уменьшения атмосферного давления.

Плотность поступающей в цилиндры горючей бензиновой смеси уменьшается не только в горах. Гораздо сильнее это уменьшение в результате гидравлических потерь при прохождении смесью впускного клапана и, главное прикрытой дроссельной заслонки. Ведь чем больше она прикрыта, тем меньшим количеством смеси заполняются цилиндры при их неизменном объеме. Значит, с уменьшением открытия дроссельной заслонки горение смеси замедляется, хотя её состав остается прежним.

Для того чтобы компенсировать замедление горения, бензиновую смесь необходимо раньше поджечь, и эту функцию выполняет вакуумный регулятор опережения зажигания. Но двигатель, в зависимости от нагрузки, может работать при режимах, на которых разрежение одинаковое, а частота вращения разная. В этом случае при большой частоте вращения горение закончится позже, когда поршень уже пройдет определенную часть рабочего хода, т. е. выделенное при сгорании топлива тепло будет использовано не полностью. Значит, чем выше частота вращения, тем раньше нужно поджечь горючую смесь, за это в автомобиле отвечает центробежный регулятор опережения зажигания.

Самое сильное уменьшение плотности смеси происходит на холостом ходу, и поэтому минимальную частоту вращения двигателя можно получить при обогащенной смеси, ибо нормальная и тем более обедненная смесь такой плотности гореть не будет. Именно так и регулировали холостой ход, пока не были введены ограничения на токсичность отработавших газов.

С точки зрения скорости горения повышение октанового числа автомобильного бензина в какой-то мере эквивалентно снижению плотности или обеднению горючей бензиновой смеси, хотя природа этого снижения абсолютно иная.

Интересным является тот факт, что, к примеру, дизели работают только на бедной смеси, поэтому они менее токсичны чем бензиновые. Однако высокая экономичность дизеля объясняется не обеспечением полного сгорания топлива, а совсем другими причинами.

В 60-х годах прошлого столетия в ряде стран были введены ограничения на токсичность выхлопа. На территории бывшего СССР государственное нормирование токсичности выхлопа было впервые введено в 1970г., но с тех пор ограничительный стандарт неоднократно пересматривался как в сторону ужесточения установленных норм, так и добавления ограничения по окислам азота, которого в самом первом стандарте не было совсем.

Основные токсичные компоненты выхлопа — это окись углерода СО, окислы азота NO2 и углеводороды СН. Кроме тог, в воздух могут вылетать соединения свинца, сернистый газ, сероводород, альдегиды и канцерогенные вещества (наличие двух последних может быть в выхлопе дизелей и изношенных бензиновых двигателей

Окись углерода образуется при работе двигателя на богатой и обогащенной смеси на холостом ходу и при включении экономайзера.

Окислы азота образуются в результате воздействия высокой температуры на воздух, в котором имеется избыток кислорода, т.е. при работе двигателя на обедненной смеси при достаточно высокой нагрузке. Мероприятия по повышению полноты и эффективности сгорания сопровождаются ростом температуры в цилиндрах двигателя (увеличение степени сжатия, установка оптимального угла опережения зажигания), что дает не только снижение расхода бензина, но и одновременно значительное повышение выброса окислов азота. Из выхлопной трубы в основном вылетает окись азота NO, которая на воздухе быстро окисляется и превращается в ядовитую двуокись азота NO2 . Это вещество действует на дыхательные пути, а при взаимодействии с водой образует азотную кислоту.

В воздухе окислы азота могут образовывать удушливый фотохимический смог, поэтому санитарные нормы содержания окислов азота в воздухе в десятки раз жестче, чем окиси углерода.

Углеводороды — не что иное, как пары несгоревшего бензина. Их выбросы имеют место при работе на богатой и обогащенной смеси, при пуске холодного двигателя и при пропусках воспламенения в цилиндрах. Присутствие CH в выхлопе можно легко обнаружить без приборов, по запаху несгоревшего бензина. Сами по себе углеводороды не ядовиты, но они при определенных атмосферных условиях способствуют образованию смога.

Какой бензин заливать?

Многие ищут ответ на этот вопрос, чтобы ненароком не навредить двигателю. В данном случае все просто – требования к топливу указаны в инструкции по эксплуатации конкретного автомобиля, а также продублированы на обратной стороне лючка бензобака. Если производитель в качестве рекомендуемого топлива указал АИ-95, то заливать нужно именно его, а заправляться 92-м можно только на свой страх и риск. Однако стоит помнить, что в мануале и на этикетке может быть указано как октановое число, так и марка топлива.

Также в мануале могут быть записаны разные типы бензина. Например:

  1. АИ-92 – допустимый;
  2. АИ-95 – рекомендуемый;
  3. АИ-98 – для улучшения характеристик.

Как видно, заливать в бак необходимо только рекомендуемое производителем авто топливо. Впрочем, использование бензина с более высоким октановым числом никакого вреда двигателю не нанесет. Ведь чем выше октановое число, тем медленнее скорость горения и больше КПД топлива, что благотворно сказывается на отдаче двигателя, экономичности и других моментах. Как правило, прибавка в мощности и экономичности достигает 7%. Кроме того, современные машины комплектуются ЭБУ, которые учитывают качество горючего и его октановое число, корректируя настройки.

Это значит, что в бак современного автомобиля с атмосферным мотором необходимо заливать АИ-95 на качественной АЗС. В крайнем случае, допускается АИ-92. Также можно ориентироваться на степень сжатия – если она ниже 10 ед., можно заливать АИ-92. Если выше – только 95-й.

Что касается турбированных двигателей, то для них рекомендуемое топливо – АИ-98 или Экстра АИ-95, но  не АИ-92.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector