Основні властивості автомобільних бензинів

Для забезпечення повного згорання автобензина у двигуні необхідно перевести його в короткий проміжок часу з рідкого стану в паровий і змішати з повітрям у відповідному співвідношенні, тобто утворити паливно-повітряну суміш (ППС).

Залежно від конструкції двигуна можливими є два способи утворення ППС: при застосувані першого – в карбюраторі проходить часткове випаровування автобензину і утворення ППС, а потім паровітровий потік розподіляється по циліндрах (карбюраторні двигуни); при застосуванні другого – автобензин вприскується за допомогою форсунок в камеру згорання або у впускний трубопровід (двигуни з інжекторними системами).

До найважливіших хімічних показників, від яких залежить випаровуваність автобензинів, є:

· тиск насичених парів;

· фракційний склад.

Пускові властивості автобензинів залежать від вмісту в ньому легких (пускових) фракцій, наявність яких може бути визначеною за тиском насичених парів в кПа (мм рт. ст.) згідно з ГОСТ 1756-52 за температурою википання 10\% (об.) палива; пускові властивості автобензинів погіршуються з пониженням тиску їх насичених парів.

Фракційний склад автобензинів визначають перегонкою на спеціальному приладі згідно з ГОСТ 2177-82, при цьому відмічають температуру в °С початку кипіння, температуру википання

10, 50, 90\% (об.) палива і кінця кипіння.

Від фракційного складу залежать такі показники: швидкість прогріву двигуна, його прийнятність, а також спрацьованість циліндро-поршневої групи (ЦПГ). Найсуттєвіший вплив на швидкість прогріву двигуна та його прийнятність має температура википання 50\% (об.) бензину. Чим нижчою є температура повітря, тим нижчою є температура википання 50\% (об.) для швидкого прогріву двигуна; при зниженні температури цей вплив збільшується.

Для нормальної роботи двигуна велике значення має повнота википання палива, яка характеризується температурою википання 90\% (об.) бензину і температурою кінця кипіння. При неповному википанні бензину у впускній системі частина його може поступати в камеру згоряння в рідкому стані, змиваючи моторну оливу зі стінок циліндрів, що призводить до підвищення зносу деталей ДВЗ і негативно впливає на потужність та економічність його роботи.

Зниження температури кінця кипіння бензинів може підвищити їх експлуатаційні властивості, однак це знижує ресурс двигунів. Застосування в сучасних двигунах систем безпосереднього вприскування бензину – інжекторних систем з електронним або механічним управлінням – дозволяє достатньо ефективно використовувати бензини з підвищеною температурою кінця кипіння, наприклад, бензини А-80, А-92 та ін., за

ТУ У 00149943.501-98 для яких нормується температура кінця кипіння 215°С (див. табл. 2.2).

Детонаційна стійкість (ДС). Цей показник характеризує здатність автобензинів протистояти самозайманню при стисненні. Висока детонаційна стійкість (ДС) автобензину забезпечує його максимальне згоряння в усіх режимах експлуатації двигуна, причому, в цьому випадку процес згорання палива у двигуні має радикальний характер.

Показником ДС автобензинів є октанове число (ОЧ), яке показує вміст ізооктану – С8 Н18 (в об.\%) в суміші з гептаном – С7Н16, що за ДС є еквівалентним паливу, випробуваному в стандартних умовах.

У лабораторних умовах октанове число автобензинів та їх компонентів визначають на одноциліндрових моторних установках УІТ-85 або УІТ-86 моторним (ГОСТ 511-82) і дослідницьким (ГОСТ 8226-82) методами (в подальшому відповідно ММ і ДМ).

Вимоги до ДС автобензинів залежать від конструктивних особливостей двигуна (зокрема ступеня стиснення і діаметра циліндра). Оскільки збільшення ступеня стиснення дозволяє підвищити експлуатаційні показники та економічність роботи двигуна, то це є визначальним в розвитку виробництва двигунів. Таким чином, прогрес у виробництві двигунів призводить до постійного підвищення вимог до ДС.

Для підвищення октанове число автобензинів використовують два способи:

ü технологічний, шляхом переробки бензинів прямої перегонки на установках каталітичного крекінгу і каталітичного риформінгу з метою підвищення олефінових, ароматичних та ізопарафінових вуглеводнів;

ü шляхом введення в товарний автобензин антидетонаційних присадок (АДП) і високооктанових компонентів (ВОК).

З точки зору експлуатаційних властивостей автобензинів технологічний шлях є найбільш позитивним, але у будівництво нових технологічних установок, з метою отримання високооктанових автобензинів або високооктанових компонентів, необхідні значні капіталовкладення.

Найдешевшим і до недавнього часу найпоширенішим методом підвищення ДС товарних бензинів були добавки до них тетраетилсвинцю (ТЕС) – Р6(С2Н5)4, тобто алкілсвинцевого АДП.

ТЕС рівною мірою підвищує октанове число різних вуглеводнів, його використовують у вигляді етилової рідини, до складу якої входять органічні сполуки брому (брометил або дибромпропан) і барвник; наприклад, відповідно до ЕР марок Р-9 і П-2.

Етилової рідини, як і продукти її згорання, є дуже токсичною. Окрім великої токсичності, застосування етилованих автобензинів перешкоджає широкому використанню на автомобілях каталізаторів для спалювання відпрацьованих газів, оскільки продукти згорання свинцю отруюють каталізатор.

Як альтернатива алкілсвинцевим АДП для підвищення ДС автобензинів в Україні допущено до застосування при виробництві автобензинів поліфункціональну присадку “Екооктан +” згідно з ТУ У 19036396.003-98. Цю присадку призначено для покращання експлуатаційних характеристик та підвищення ОЧ, вона являє собою складну композицію сполук марганцю та сполук, що виносять нагар, і за своїми фізико-хімічними властивостями є близькою до марганцевої АДП марки МЦТМ (Росія). За токсичністю автобензини з марганцевим АДП відповідають неетилованим автобензинам, причому вміст канцерогенних вуглеводів у відпрацьванних газах при використанні присадки “Екооктан +” знижується до 70\%.

При виробництві високооктанових бензинів широке розповсюдження в Україні і за кордоном отримав метил-трет-бутиловий ефір (МТБЕ). Експлуатаційні характеристики роботи двигуна на суміші автобензину з МТБЕ є вищими порівняно з експлуатаційними характеристиками двигуна при роботі на автобензинах з добавками ЕР, однак МТБЕ, незважаючи на високу вартість, не має підвищеної токсичності і його застосування є економічно оправданим при виробництві високооктанових автобензинів.

В Україні допущено до застосування високооктанову кісневмістну добавку (ВКД) згідно з ТУ У 18.475-98 для автобензинів з концентрацією, не більшою за 6\%. Суттєвим недоліком ВКД є її здатність розчиняти в собі воду, що знижує стабільність бензинів при їх зберіганні.

Водночас ведуться роботи з використання етил-трет-бутилового ефіру (ЕТБЕ) для виробництва високооктанових автобензинів. Введення ЕТБЕ знижує нерівномірність розподілу ДС автобензину за фракціями і схильність його до нагароутворення; токсикологічні випробовування показали, що ЕТБЕ не проявляє негативної дії на організм людини.

Дата добавления: 2015-09-06