Октановое число — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Указание октановых чисел в системе AKI[en] на американской АЗСОкта́новое число́ — показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (обычно бензина, не используется при характеристике дизельного топлива и авиационного керосина[1]). Бензин с более высоким октановым числом может выдержать более высокую степень сжатия в цилиндрах двигателя без досрочного самовоспламенения (стука в двигателе, «детонации») и потому может применяться в двигателях с бо́льшими удельной мощностью и коэффициентом полезного действия[2].
За эталон взята смесь изооктана (2,2,4-триметилпентана) и н-гептана в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием[1]; октановое число соответствует содержанию (в процентах по объёму) изооктана в эталонной смеси. Поскольку изооктан с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия, топливо с большей детонационной стойкостью имеет более высокое октановое число.
Для товарного бензина октановое число обычно находится в пределах 70-95, то есть его детонационная стойкость такая же, как и у смеси изооктана и гептана с 70-95 % изооктана. Максимальное значение октанового числа (эквивалент чистого изооктана) равно 100, из-за крайне низкой детонационной стойкости н-гептана чистый гептан принят за минимум с октановым числом, равным 0. При применении антидетонационных присадок возможно достижение более высокой детонационной стойкости, чем у чистого изооктана. Для таких бензинов существует условная октановая шкала, где значения идут выше 100, а эталонной смесью является изооктан с добавлением различных количеств тетраэтилсвинца.
Поскольку реальное топливо не является смесью изооктана и гептана, результаты сравнения слегка зависят от метода испытаний: различают исследовательское октановое число (ОЧИ) и моторное октановое число (ОЧМ). Разница между ОЧИ и ОЧМ называется чувствительностью топлива (англ. fuel sensitivity). Для характеристики детонационной стойкости топлива в реальных условиях эксплуатации применяются также фактическое октановое число (в испытаниях двигателя на стенде) и дорожное октановое число (в испытаниях на дороге непосредственно на автомобиле)[3].
Детонация в двигателе на слух воспринимается как «стук» — характерный металлический звон. Он создаётся волнами давления, возникающими при быстром сгорании смеси и отражающимися от стенок цилиндра и поршня. При этом снижается мощность двигателя и ускоряется его износ, а при возникновении
ru.wikipedia.org
Состав бензина, физические и химические свойства
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.
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.
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:
- моторный (А)
- 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.
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.
znanieavto.ru
Магия чисел: маркировка бензина и его виды
Какую фразу мы, автомобилисты, слышим и сами произносим почти каждый день: «Девушка, вторая, девяносто пятый, полный бак!» А вот в чём же суть этого числа – 95 – наверняка знает далеко не каждый, да и не задумывается особо. Как и других подобных чисел, применяемых в маркировке бензинов. Для любопытных разбираем.
Всем знакомые индексы А-76, АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98 – это марки бензина. Значение октанового числа (именно его обозначает цифра в индексе) 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%-ной смеси изооктана с гептаном, АИ-95 – 95%-ной и так далее. Октановое число может быть и больше 100, если антидетонационные свойства топлива ещё выше, чем у чистого изооктана.
Требования к топливу вашего автомобиля указаны в инструкции по эксплуатации, а также продублированы на обратной стороне лючка бензобака. Могут быть записаны разные типы бензина. Например: АИ-92 – допустимый; АИ-95 – рекомендуемый; АИ-98 – для улучшения характеристик. Как видно, заливать в бак необходимо только рекомендуемое производителем авто топливо.
Это значит, что в бак современного автомобиля с атмосферным мотором необходимо заливать АИ-95 на качественной АЗС. В крайнем случае, допускается АИ-92. 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%.
Группа компании «Тэнко»
Вконтакте
Google+
repinlife.ru
К4, АИ и октановое число: 8 актуальных вопросов о качестве бензина в Казахстане
Характеристики бензина зависят от разных факторов: способа переработки нефти, из которой этот бензин произведён, экологического класса топлива, добросовестности АЗС, на котором этот бензин продавался, и много от чего ещё. Объективно оценить качество топлива можно только в специальной лаборатории, но каждому автомобилисту пригодятся хотя бы базовые знания о бензине, чтобы избежать поломок автомобиля по вине топлива.
1. Как расшифровываются марки бензина – «А» и «АИ»?
Казахстанские АЗС предлагают четыре вида бензина: АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Обозначение каждой марки включает три группы знаков. Буква «А» в аббревиатуре «АИ» означает, что этот бензин предназначен для заправки автомобилей (самолётам, например, не подходит). Буква «И» в той же аббревиатуре значит, что октановое число топлива определили при помощи исследований в лаборатории. За пределами СНГ результаты измерения обозначают как MON (моторный метод) и RON (исследовательский метод). Бензин, в обозначении которого присутствует буква «И», называется «высокооктановым».
Цифры 80, 92, 95, 98 в названии марок бензина обозначают октановое число.
В техническом регламенте Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту», ратифицированном в Казахстане, написано, что информация о наименовании, марке топлива и экологическом классе должна быть размещена на топливно-раздаточном оборудовании и кассовых чеках, выдаваемых на заправках. Какая именно информация: наименование, марка и экологический класс топлива. По требованию потребителя продавец обязан предъявить копию документа о качестве (паспорт) топлива.
2. Что означает октановое число «80», «92», «95» и «98», которое мы видим, когда покупаем бензин?
Октановое число – главная характеристика бензина, которая говорит о его детонационной стойкости. Бензин попадает в двигатель, сгорает и за счёт этого приводит автомобиль в движение. Если октановое число высокое, бензин в цилиндре двигателя загорается в нужный момент и толкает поршень с нужной силой. Но если октановое число топлива ниже, чем требуется автомобилю, бензин сгорает слишком быстро и детонирует, то есть взрывается, нарушая рабочий цикл двигателя. Такие взрывы приводят к ускоренному износу двигателя.
Детонационная стойкость всех марок бензина вычислена в лабораторных условиях и складывается из содержания в топливе изооктана и н-гептана. Изооктан почти не взрывоопасен – это эталон, детонационная стойкость которого берётся за 100 условных единиц. Н-гептан, напротив, может воспламениться при малейшем повышении давления. Его детонационная стойкость равна 0. Поэтому в составе АИ-92 условно содержится 92% изооктана и 8% н-гептана.
3. Высокое октановое число говорит о том, что бензин качественный?
Октановое число – это только одна из характеристик топлива. Для повышения октанового числа используются различные присадки. Раньше широко использовался тетраэтилсвинец, но он ядовитый, сильно загрязняет атмосферу и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и датчики, без которых не эксплуатируется ни один современный автомобиль. Ещё один популярный вид присадок – ферроценн – образовывает налёт на свечах зажигания, из-за чего они быстро выходят из строя.
Современные нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) чаще используют более экологичные и относительно безвредные для машин присадки на основе эфиров или спиртов. Но они подходят только для высокооктанового топлива, потому что если содержание эфиров и спиртов в топливе превысит 15%, топливо начнёт разъедать резиновые и пластиковые патрубки и датчики.
4. А как вообще производят современный бензин?
Бензин – это нефтепродукт, состоящий из углеводородов с примесями серных, азотных, кислородосодержащих соединений. Важнейшая задача при производстве – достигнуть баланса легких и тяжелых фракций углеводородов, от которого зависит испаряемость топлива.
Самый простой и архаичный способ производства бензина – прямая перегонка. Нефть нагревают, чтобы отделить легкие фракции (светлые углеводороды) от тяжёлых – они испаряются и выпадают в виде конденсата. При прямой перегонке из литра нефти обычно получается всего 150 мл бензина с низким октановым числом до 65 единиц. Чтобы получить из него АИ-92, полуфабрикат разбавляют присадками, повышающими октановое число. Но даже с добавлением присадок, качество такого топлива оставляет желать лучшего.
Крупные НПЗ перешли на многоступенчатое производство. В Казахстане топливо на трёх главных НПЗ производят с применением технологий каталитического крекинга и риформинга. Октановое число и качество бензина значительно выше, чем в первом случае. К примеру, процесс риформинга может повысить октановое число нефтепродукта до 97-98 единиц по исследовательскому методу. Но топливные присадки всё ещё нужны.
5. А есть какие-то международные стандарты, регламентирующие качество бензина?
Да. Экологический класс топлива. Это международный регламент с требованиями к составу бензина с учётом его влияния на окружающую среду.
С 1 января 2018 года в Казахстане запрещено производство и реализация бензина и дизельного топлива ниже класса Евро-4. В странах Таможенного союза (ТС) действует свой экологический стандарт «K», идентичный «Евро». Бензин класса К4 содержит 50 мг/кг серы, а К5 — 10 мг/кг. Это в 10–50 раз меньше, чем в устаревшем К2. Также, в топливе К4 и К5 в пять раз снизили долю бензола.
Сокращение количества серы в составе бензина снижает её негативное воздействие на автомобиль. При сгорании топлива образуются серная и сернистая кислоты, которые разъедают силовой агрегат двигателя, катализаторы и выпускные системы. Что касается бензола, машины на бензине К4 и К5 производят меньше токсичных выбросов с отработавшими газами в атмосферу. Уменьшается и нагарообразование в камерах сгорания и на клапанах двигателя. А ещё производство и использование бензина класса К5 исключает использование высокотоксичной присадки монометиланилина (ММА).
6. Каким бензином лучше заправлять автомобиль?
Оптимальное октановое число бензина зависит от степени сжатия двигателя вашего автомобиля. В идеале заправлять машину надо той маркой топлива, которую рекомендует производитель. Эту информацию можно найти в инструкции по эксплуатации или уточнить в сервисном центре.
Бензин на заправках не всегда соответствуют заявленному октановому числу. Детонацию в двигателе предотвращает специальный датчик. Это устройство, как микрофон, улавливает изменения в работе мотора. Если под видом 95-го бензина вам залили 92-й, система автоматически скорректирует работу мотора, чтобы предотвратить детонацию. Датчик подаст сигнал на электронный блок управления двигателем, а тот подстроит режимы подачи топлива и зажигания. На низких и средних оборотах водитель не почувствует разницы в топливе, но сильно разгоняться тоже не стоит. Датчик может и не справиться.
Если ваш автомобиль рассчитан на АИ-92-95, а вы заправили его бензином с большим октановым числом, хуже двигатель работать не будет – немного снизится расход топлива, но мощности не прибавится. А вот владельцам старых машин, рассчитанных на низкооктановое топливо (АИ-80), резко менять бензин не рекомендуется.
7. Если всё топливо, которое продаётся в Казахстане, должно соответствовать единому стандарту, почему оно продаётся по разным ценам?
Разница цен на бензины возникает из-за особенностей их производства. К примеру, изготовление топлива марки АИ-98 требует более сложных технологий, чем АИ-92. Продвинутый НПЗ может производить качественный бензин АИ-92 фактически без октаноповышающих присадок. Чтобы получить бензины АИ-95 и АИ-98, понадобятся эфиры. При этом базовый бензин должен обладать относительно высоким октановым числом и пройти вторичные стадии обработки до смешения топлива с присадкой.
На деле же автовладельцев нередко обманывают. На АЗС под видом высокооктанового бензина могут продать низкокачественное топливо, разбавленное токсичными присадками, или смесь из разных марок. Определить качество бензина до заправки в бензобак и без пары километров хода практически нереально, и, хотя существуют бытовые экспресс анализаторы, они не гарантируют точную оценку октанового числа. Такие устройства настроены на определённые параметры топлива. Учитывая, что каждый НПЗ выпускает свой нефтепродукт, анализатор может не распознать незнакомый бензин. Поэтому рекомендуем заправлять автомобиль преимущественно на проверенных АЗС с хорошей репутацией.
8. Выходит, обычному автомобилисту недоступна процедура проверки качества топлива. Но АЗС то как-то его проверяют?
Ещё одна проблема – отсутствие строгого единого контроля качества бензина со стороны государства. В лучшем случае крупные сети АЗС самостоятельно проверяют качество своей продукции на нефтебазах и автозаправках. У некоторых компаний кроме стационарных лабораторий есть и мобильные. Они тестируют бензин на АЗС по всей сети минимум раз в месяц.
В лабораторные экспресс-анализаторы загружена база с эталонными параметрами бензинов, которым должны соответствовать проверяемые образцы. Если прибор не распознаёт бензин или не может оценить некоторые его параметры, лаборант сразу об этом узнаёт. При этом библиотека образцов регулярно обновляется. Увы, такие передвижные лаборатории проверяют АЗС далеко не в каждом казахстанском городе, поэтому автовладельцам остаётся рассчитывать на проверенные заправки, где налажен внутренний контроль качества.
informburo.kz
Что такое октановое число бензина?
Автоликбез30 июня 2018
На большинстве современных заправочных станций продается бензин 3 разновидностей, обозначаемый А-92, А-95 и А-98. Маркировка, подходящая конкретному автомобилю, прописана в инструкции по эксплуатации. Многие автолюбители знают, что цифры в названии указывают на октановое число бензина, но не понимают значения и важности данного параметра. Причем ради экономии некоторые водители заправляют горючее более низкой марки, нежели требует производитель авто. Цель публикации – разъяснить, что означает цифровая характеристика топлива.
Общее понятие
Горючая смесь топлива с воздухом перед воспламенением сжимается в цилиндре. Причем степень сжатия зависит от конструкции двигателя и находится в пределах 7–10. Важный момент: бензин должен воспламениться в определенный момент, когда на электроды свечи зажигания подается искровой разряд.
Справка. Стоит прояснить, что означает степень сжатия двигателя. Это цифра, показывающая, во сколько раз сжимается горючая смесь перед воспламенением. Вычисляется просто: общий литраж цилиндра делится на объем камеры сгорания. В старых моторах данный показатель равен 7, в более современных двигателях достигает 9–10.
Если топливовоздушная смесь вспыхнет раньше времени в процессе сдавливания поршнем (как в дизеле), произойдет следующее:
- Самовоспламенение бензина вызывает микровзрыв – горение со слишком высокой скоростью.
- Энергия вспышки распространяется в двух направлениях – в сторону поршня и камеры сгорания.
- Поскольку все клапаны закрыты, удар отражается от стенок и обрушивается на поршень, продолжающий двигаться вверх. Раздается громкий металлический стук поршневого пальца.
Октановое число бензина характеризует его детонационную стойкость и определяется как процентное соотношение смеси двух углеводородов, входящих в состав топлива:
- изооктан, практически неспособный к самовозгоранию при высоком давлении;
- н-гептан, наоборот, вспыхивает при небольшом сжатии.
Детонационная характеристика изооктана принимается равной 100 единицам, н-гептана – нулю. Чем больше доля первого вещества, тем выше стойкость горючего к самостоятельному воспламенению в процессе сдавливания.
Максимальное октановое число 98 единиц в маркировке бензина означает наибольшую детонационную стойкость. Такое горючее предназначено для моторов с наивысшей степенью сжатия – 10. Соответственно, топливо марки 95 подходит двигателям, сжимающим смесь в 9 раз (таковых подавляющее большинство). Устаревающие версии силовых агрегатов со степенью сжатия 8 используют бензин А-92.
Буква «и» в буквенной части маркировки бензина Аи-95 означает, что октановое число измерялось исследовательским методом.
Заправка топливом с пониженным октановым числом
В погоне за экономией денежных средств владельцы машин со средней степенью сжатия 9 нередко заливают в бак более дешевый бензин А-92. Чем чревата постоянная эксплуатация автомобиля на топливе с пониженной детонационной стойкостью:
- При увеличении нагрузки на мотор горючее в цилиндрах неизбежно самовоспламеняется. Характерные признаки: после нажатия педали акселератора слышится звонкий металлический перестук поршневых пальцев, мощность мотора падает.
- Детонация изнашивает цилиндропоршневую группу очень быстро. От частых микровзрывов и ударов возникает сильная вибрация, деформируются компрессионные кольца и тарелки клапанов.
- Если длительное время использовать низкооктановое горючее, детали поршневой группы покрываются слоем нагара, часто выходят из строя свечи зажигания.
На большинстве современных авто, где подачей топлива ведает электроника, установлены датчики детонации. Получая от такого измерителя сигнал о критической вибрации, контроллер пытается улучшить условия горения – уменьшает угол опережения зажигания и меняет соотношение воздуха и бензина в смеси. Подобные меры продлевают ресурс двигателя, но не позволяют полностью избавиться от детонации, ведь степень сжатия уменьшить на ходу невозможно.
Примечание. В прежние времена мастеровитые водители уменьшали степень сжатия мотора под низкое октановое число бензина. Суть переделки: под головку блока цилиндров ставится дополнительная прокладка (или две), объем камеры сгорания увеличивается, степень сжатия снижается.
Если в силу различных причин вам довелось заправиться топливом с невысоким октановым числом, старайтесь не нагружать силовой агрегат – избегайте резких нажатий педали газа. Как только услышите металлический стук пальцев, сразу отпускайте акселератор. Обязательно долейте высокооктановый бензин на ближайшей заправочной станции.
Применение высокооктанового бензина
В краткосрочной перспективе заливка бензина с повышенной стойкостью к детонации не приносит вреда автомобильному двигателю, рассчитанному на низкооктановое горючее. Но существует ряд причин, по которым заправляться высокооктановым топливом не рекомендуется:
- Экономическая целесообразность. Бензины серии Аи-98 стоят заметно дороже А-95 и А-92.
- Температура в камерах сгорания повышается, двигатель постоянно греется.
- На практике наблюдались случаи подгорания клапанов и поршней.
Использование бензина Аи-98 на моторе со степенью сжатия 8–9 единиц становится оправданным после случайной заливки низкокачественного топлива. Если вы посетили сомнительную заправку и услышали звон в цилиндрах, разбавьте подозрительное горючее высокооктановым бензином. Размер «спасительной» порции – не менее 50% от заправленного количества.
На территории стран постсоветского пространства остается большое количество техники, рассчитанной под бензины марок А76 и А80, которые сняли с производства. Подобные моторы плохо переносят новое горючее с октановым числом 92–95. Проблема решается так: оставьте канистру с «девяносто вторым» в открытом состоянии на 1–2 дня. Альтернативный вариант – добавление небольшой порции очищенного керосина.
Использование присадок – антидетонаторов
Чтобы повысить октановое число бензина и стойкость к детонационным процессам, производители в разные времена использовали такие вещества:
- метиловые и бутиловые эфиры;
- соединения этила либо метила со свинцом, например, тетраметилсвинец;
- углеводородные присадки на основе марганца;
- антидетонаторы на основе железа;
- ароматические амины (анилины).
Добавление перечисленных присадок ограничено с целью сбережения окружающей среды либо по технологическим требованиям. Каждое из соединений имеет свои преимущества и недостатки:
- Спирты и эфиры неплохо повышают детонационную стойкость горючего, но агрессивны к резинотехническим изделиям и выделяют малое количество энергии при сжигании. Максимально допустимая доля в составе бензина – 15%.
- Свинцовые соединения эффективны и дешевы, при этом отличаются токсичностью и склонностью к образованию нагара внутри рабочих камер и выхлопной системы автомобиля.
- Вещества, содержащие марганец и железо, вызывают ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы. В плане стойкости к детонации химикаты малоэффективны и потому не используются в настоящий момент.
- Анилины дают средний результат, но в процессе эксплуатации покрывают смолянистым налетом стенки камеры сгорания и внутренние поверхности системы питания двигателя.
Наиболее популярные присадки в среде автолюбителей – тетраметилсвинец и тетраэтилсвинец. Количество добавляемой жидкости составляет 0,5–0,8 грамма на 1 кг топлива. Помимо указанных недостатков, свинцовые соединения имеют существенный минус – они приводят в негодность каталитические нейтрализаторы в максимально короткие сроки. Стоимость покупки и замены этой дорогостоящей детали явно превышает сэкономленную на низкооктановом бензине сумму.
Отсюда вывод: лучший способ экономии средств – заправка топливом с рекомендуемым октановым числом, которое не сожжет катализатор и не образует нагар в моторе. Горючее, продающееся на проверенных заправочных станциях, уже содержит все необходимые присадки – антидетонаторы.
autochainik.ru
Применение автомобильного бензина АИ-95 в качестве авиационного топлива
Применение автомобильного бензина АИ-95 в качестве авиационного топлива
17.04.2014
С 15 по 18 апреля в столице проводится первый Международный форум двигателестроения «МФД-2014». В рамках данного форума будут рассмотрены вопросы, касающиеся проблем производства двигателей. В преддверии данного форума Президент Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения» В.Чуйко в одном из интервью отметил, отвечая на вопрос о производстве поршневых двигателей для малой авиации, что есть поручение премьер-министра Д.Медведева подготовить постановление, готовятся решения. Но в условиях рыночной экономики государство не участвует в создании и приобретении малого авиатранспорта. Чуйко назвал систему, сложившуюся в управлении, «броуновским движением в замкнутом круге», когда внутри всё движется, трётся друг об друга, но выделяемое при этом тепло не выходит наружу.
В феврале этого года в Москве проходила другая международная конференция «Авиатопливо-2014», на которой обсуждались вопросы, связанные с обеспечением авиационным топливом гражданской авиации РФ и стран СНГ. Предметом обсуждения были вопросы политики государства в сфере обеспечения авиационным топливом, развитие рынка данного вида топлива, проблемы, касающиеся обеспечения качества авиационного топлива и безопасности полётов. Представитель Минтранспорта РФ А.Шнырёв проинформировал присутствующих о том, что Минтранс РФ инициировал на законодательном уровне отмену обязательной сертификации в сфере обеспечения авиатопливом. Шнырёв также подчеркнул необходимость подготовки всей авиационной отрасли к использованию альтернативных видов топлива.
Гендиректор «Авиасервис» С.Ткачёв отметил, что огромной проблемой отечественного рынка авиационного топлива является отсутствие производства авиатоплива.
В связи с этим хотелось бы рассмотреть вопрос эксплуатации автомобильного топлива в качестве альтернативы авиатопливу.
Федеральная программа развития гражданской авиации на ближайшие годы ориентирована лишь на модернизацию турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Поршневые высокоэффективные двигатели, способные функционировать на стандартном безопасном в отношении возгорания и взрыва авиационном дизельном топливе, в данном документе обошли вниманием.
В наши дни во многих странах проводят замену ТВД на поршневые двигатели, работающие на дизтопливе. Данный вид двигателей экономичнее и дешевле в производстве. В Германии представлены четырёхтактные дизельные двигатели, удельный вес которых приближается к весу турбовинтовых двигателей, а КПД составляет более 50%. При этом достигается значительная экономия топлива.
Эксплуатационные расходы в результате перехода с турбовинтовых двигателей на двигатели поршневого типа снижаются в пять раз. На территории Российской Федерации данным перспективным направлением никто не занимается.
Другим направлением, разрабатываемым во многих странах, является замена авиационного горючего в поршневых двигателях на автомобильное. В последние годы в Австралии, Великобритании, а также в США проводятся работы по замене авиационного бензина на автомобильное топливо в двигателях поршневого типа. Федеральное управление гражданской авиации, FAA (США) в начале ХХ1 века разрешило применение автомобильного бензина в качестве топлива на лёгких самолётах типа Cessna 150. До принятия этого решения проводились лётные испытания различных партий бензина. Данные испытания включали и проверку на появление паровых пробок в топливной системе. Проводились мероприятия в течение 730 часов. В нашей стране подобные опытные испытания на самолётах Ан-2 проводятся в течение 12 лет, но никаких решений до сих пор не принято.
Авиационный бензин марки Б-91/115, используемый на территории нашей страны, является этилированным топливом, представляющим большую опасность для экологии. При его производстве в качестве специальной добавки используется тетраэтилсвинец, который накапливается в почве. Хранение данного вида топлива, его транспортировка и сам процесс эксплуатации связан с необходимостью иметь специальное оборудование в соответствии с санитарными нормами. Следующее поколение топлива Б-92 также содержит ТЭС. В автомобильном бензине марки АИ-95 тетраэтилсвинца нет.
Процесс складирования продукта и его эксплуатация значительно экономичнее, так как не требует оборудования специальных средств для улавливания и нейтрализации молекул тетраэтилсвинца. Производится автомобильное топливо на многих нефтеперерабатывающих заводах. Процесс перевозки автомобильного топлива давно налажен. Цена АИ-95 во много раз ниже, чем у Б-91/115.
Но следует отметить, что состав высокооктанового бензина АИ-95 требует ряда изменений, для того чтобы данный продукт мог эксплуатироваться в качестве безопасного топлива в авиационной технике.
Свинец, имеющийся в составе авиационного бензина Б-91/115, в ходе целого ряда химических реакций преобразуется в низкоплавкое соединение, которое является, по сути, сухой смазкой и буфером, защищающим клапаны авиационного двигателя от обгорания и прогорания. Для того, чтобы автомобильный бензин обладал подобными свойствами, в его состав необходимо ввести специальные присадки, заменяющие свинец.
Следует помнить, что способность автомобильного топлива образовывать нагар значительно выше, чем у авиационного топлива. Для уменьшения этого процесса в АИ-95 добавляются моющие присадки, вымывающие образующийся нагар.
Содержащиеся в автомобильном топливе ароматические углеводороды имеют способность растворять различные материалы. Количество данных веществ в авиационном топливе в два раза ниже, чем у АИ-95. Соответственно, чтобы снизить количество ароматических углеводородов, требуются дополнительные присадки.
Помимо вышеуказанных веществ автомобильное горючее содержит значительное количество сернистых и кислотных соединений, вызывающих активный коррозионный процесс на поверхности деталей двигателя. Для предотвращения данного процесса необходимо использовать авиационные масла с противокоррозионными добавками.
Одна из наиболее популярных присадок, используемых с целью повышения октанового числа топлива, является метил-трет-бутиловый эфир. Но эта присадка имеет высокую степень гигроскопичности, что приводит к вымыванию её водой из состава бензина. Ещё одним минусом при использовании МТБЭ является образование кристалликов льда при отрицательной температуре, помутнение и даже расслоение бензина с потерей его эксплуатационных свойств.
Следует помнить, что в процессе хранения бензин АИ-95 теряет свои первоначальные качества, а это требует частой проверки бензина для контроля его качества. Также при складировании и перевозке возможно попадание в ёмкости различных инородных частиц, что требует тщательной фильтрации топлива до начала заправки летательного аппарата.
Ни для кого не секрет, что качество автомобильного бензина оставляет желать лучшего. Остаётся большой проблемой процесс распознавания качества топлива.
Рассмотрим подробнее основные свойства автомобильного бензина, имеющие огромное значение при применении данного вида горючего в авиации.
Пусковые свойства обоих видов топлива не отличаются друг от друга. Давление насыщенных паров почти в два раза выше в АИ-95, нежели в Б-91/115. Известно, что чем выше этот показатель, тем больше степень испарения топлива. Данное свойство способствует образованию паровых пробок в системе топлива. Чем выше температура среды, тем больше вероятность образования воздушной пробки. Помимо температурного показателя имеют значение скорость полёта и высота, на которой происходит полёт. Чем выше поднимается самолёт, тем быстрее образуется паровая пробка. При интенсивном образовании паровых пробок происходит закипание топливно-воздушной смеси (кавитация) и перебои с поступлением топлива.
При использовании автомобильного топлива в авиации имеет значение детонационная стойкость, характеризующая способность воздушно-топливной смеси сгорать без детонации (взрыва). При отсутствии детонации мощность двигателя растёт плавно и динамично, он функционирует надёжно при работе на бедных смесях. Бензин Б-91/115, применяемый в двигателе марки АШ-62ИР, на бедных воздушно-топливных смесях имеет октановое число равное 91 единице, определённое по моторному методу. Данный показатель у автомобильного бензина равен 85 единицам, что приводит к нагреву головок цилиндров и снижает мощность двигателя. Для уменьшения детонации в АИ-95 вводят метил-циклопентадиенил-трикарбонил марганца (ММТ). Данная присадка известна под торговым названием «Хайтек-3000».
Быстрое сгорание смеси автомобильного топлива и воздуха вызывает дребезжание клапанов двигателя, их обгорание и прогар.
Все отмеченные нами недостатки высокооктанового бензина АИ-95 влияют на безопасность полётов.
Вместе с тем, они могут быть легко устранены. Необходимо провести ряд мероприятий, условно подразделяемых на несколько видов:
• Конструкционные мероприятия, связанные с разработкой новых агрегатов;
• Тюнинговые мероприятия, при которых проводится разработка программ, настраивающих систему двигателя на работу без детонации;
• Технологические мероприятия, при которых проводится доработка двигателя в ходе эксплуатации;
• Химмотологические мероприятия, в ходе которых проводится изменение свойств АИ-95 в лучшую сторону;
• Контрольные мероприятия, позволяющие импользовать только бензин соответствующего качества;
• Организационные мероприятия, оптимизирующие переход с дорогого и экологически опасного Б-91/115 на более безопасный и дешёвый АИ-95.
Проведение данных мероприятий требует участия государства, так как эксплуатирующие организации не могут самостоятельно, незаконно, действовать в данном направлении.
necton-sea.ru
Автомобильные бензины
Требования предъявляемые к бензинам
Автомобильные бензины, являющиеся топливом для бензиновых двигателей, должны удовлетворять определенным требованиям, основными из которых являются:
- быстрое образование топливно-воздушной (горючей) смеси необходимого состава
- сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации)
- минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя
- небольшие отложения смолистых веществ в системе питания двигателя
- минимальное отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду
- сохранность первоначальных свойств в течение длительного времени
Детонационная стойкость. Октановое число и методы его определения
Основным свойством бензина является детонационная стойкость, характеризующая его способность сгорать в цилиндрах двигателя без детонации.
Детонация — это сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью, превышающей скорость звука. В рабочей смеси образуются углеводородные перекиси, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью 1500…2500 м/с (при нормальном сгорании – 10…35 м/с). Это явление сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя. При детонации в двигателе возникают ударные нагрузки, которые могут стать причиной его разрушения. Показателем, определяющим детонационную стойкость бензина, является октановое число; чем оно выше, тем меньше возможность появления детонации.
Кроме октанового числа на возникновение детонации при работе двигателя влияют эксплуатационные факторы:
- перегрев двигателя
- большая нагрузка при малой частоте вращения коленчатого вала
- ранняя установка зажигания
Из конструктивных факторов, влияющих на возникновение детонации, следует отметить такие, как форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания, диаметр цилиндра, а также важнейший конструктивный параметр двигателя – степень сжатия.
Для каждого типа бензинового двигателя допускается применение бензина со строго определенным октановым числом, которое обусловливается степенью сжатия двигателя: чем выше степень сжатия, тем большее октановое число должен иметь бензин. Октановое число определяют моторным и исследовательским методами, суть которых заключается в сравнении работы одноцилиндрового двигателя на испытуемом бензине и эталонном топливе. В качестве эталонного топлива используют смесь двух углеводородов – изооктана и нормального гептана. Октановое число первого принимают равным 100 единицам, второго – нулю. Если составлять смесь из этих углеводородов в определенном процентном соотношении, то оно и будет характеризовать октановое число. Так, смесь из 76 % изооктана и 24 % гептана будет равноценна бензину с октановым числом 76.
Испытание бензина моторным методом проводят следующим образом: вначале запускают двигатель на испытуемом бензине и доводят его при повышении нагрузки до возникновения детонации, которая фиксируется по шкале указателя детонации; затем переводят питание двигателя на эталонную смесь, имеющую октановое число, примерно на две единицы большее, чем у бензина. Если в фиксированном режиме нагрузки детонация не появится, двигатель переводят на другую смесь (с октановым числом, меньшим на две единицы) и вновь наблюдают за возникновением детонации. При ее появлении подсчитывают октановое число как среднее арифметическое октановых чисел двух взятых эталонных смесей. С целью большей достоверности указанное испытание проводят три раза.
Исследовательский метод испытания бензина по схеме проведения не отличается от моторного, различие заключается лишь в режиме нагрузки на двигатель в момент испытания: нагрузка устанавливается несколько меньшая, чем при моторном методе. В результате детонация возникает при использовании эталонных смесей с большим содержанием изооктана, поэтому октановое число, получаемое исследовательским методом, будет на несколько единиц выше. Например, октановое число бензина А-76, определенное по моторному методу, соответствует бензину АИ-80.
Если испытание проводят исследовательским методом, то при маркировке бензина А после буквы А; означающей, что бензин является автомобильным, следует буква И (отсутствие этой буквы указывает на моторный метод проведения испытания).
Для повышения октанового числа в некоторые бензины добавляют специальные присадки. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором ТЭС (тетраэтилсвинец). Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и в отличие от обычных бензинов окрашивается.
Вследствие повышенной токсичности этилированных бензинов, проявляющей в накоплении тетраэтилсвинца в живых организмах и растительности, применение их в абсолютном большинстве стран мира запрещено.
Марки бензинов
В настоящее время в соответствии с ТУ 38.001165-2003 «Бензины автомобильные. Технические условия» выпускаются бензины следующих марок:
- А-80 (АИ-80)
- А-92 (АИ-92)
- А-96 (АИ-96)
В зависимости от испаряемости бензины могут быть летними, зимними или всесезонными. В обозначении бензинов с улучшенными экологическими свойствами и присадками содержится аббревиатура Экп (например, АИ-95 Экп).
Маркировка бензина состоит из буквы «А» и цифры, соответствующей минимальному значению октанового числа по исследовательскому методу для экспортных бензинов. Буквы «АИ» и цифры указывают, что бензин автомобильный с минимальным октановым числом, определенным исследовательским методом, поставляемых на внутренний рынок.
Летние бензины рекомендуются к эксплуатации в период с 1 апреля по 1 октября. Зимние бензины — с 1 октября по 1 апреля. Бензины А-80, А-92 и А-96 различаются только следующими свойствами: плотность их при 15 °С соответственно равна 759, 774 и 780 кг/м3; детонационная стойкость по моторному методу не менее 76,0, 83,0 и 85,0.
В целях повышения конкурентоспособности бензинов и доведения их качества до европейских стандартов введен ГОСТ 31077-2002 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин», который предусматривает выпуск бензинов Нормаль-80, Регуляр-91, Регуляр-92, Премиум-95 и Супер-98. Данный стандарт подготовлен на основе ГОСТ Р51105-97 Российской Федерации и является межгосударственным стандартом для Содружества Независимых Государств.
Бензин «Нормаль-80» предназначен для использования наряду с бензином А-76. Неэтилированный бензин «Регулятор-91» можно применять вместо этилированного бензина А-93. Бензины «Премиум-95» и «Супер-98» отвечают европейским стандартам и предназначены для современных импортных автомобилей.
В маркировке число указывает детонационную стойкость по исследовательскому методу.
В Западной Европе широко применяются бензины Benzin bleifrei, Super bleifrei и Super Plus с о.ч. соответственно 91, 95 и 98 единиц по исследовательскому методу.
ustroistvo-avtomobilya.ru