Маркировка бензина
Чтобы бензин мог выполнять функции моторного топлива, он должен обладать рядом потребительских свойств, таких как:
- горючесть;
- минимум нагара;
- испаряемость;
- детонирующая способность
- окислительная активность.
В современных бензинах для получения топлива с заданным качеством смешивают несколько компонентов, при этом рационально используя свойства каждого из них. Среди основных показателей конечного продукта: фракционный состав и стойкость к детонации.
Маркировка включает букву «А» (автомобильный бензин), а также цифры минимального октанового числа (ОЧ), определяемого по исследовательскому или моторному способу. Для северных и северо-восточных районов подходят зимние бензины, для всех остальных — летние модификации. С 2003 года в РФ не производится этилированный бензин. Это позволило, пусть и частично, снизить токсичность выхлопных газов.
Немного терминологии
Как сообщают справочники, бензином именуется смесь лёгких углеводородов разных типов:
- Ароматические;
- Олефиновые;
- Парафиновые и прочие.
Эти углеводороды обладают горючими свойствами. Температура кипения смеси варьируется от 33 до 250 °С, что зависит от применяемых присадок.
Из чего делают бензин
Схема производства бензина
Горючее выпускается на мощностях нефтеперерабатывающих заводов. Сам производственный процесс очень сложен и делится на несколько циклов.
Сначала сырая нефть поступает на предприятие по трубопроводам, закачивается в огромные резервуары, после чего отстаивается. Далее начинается промывка нефти – в нее добавляется вода, а потом пропускается электрический ток. В итоге соли оседают на дно и стенки резервуаров.
Во время последующей атмосферно-вакуумной перегонки происходит подогрев нефти и ее деление на несколько типов. Осуществляются 2 этапа обработки:
- Вакуумная;
- Термическая.
По завершении процесса первичной переработки начинается каталитический риформинг, во время которого происходит очередное очищение бензина и извлечение фракций 92-го, 95-го и 98-го бензина.
Фото: aif.ru
Это процесс, который еще называют вторичной переработкой, включает 2 основных этапа:
- Крекинг – очистка нефти от примесей серы;
- Риформинг – наделение субстанции октановым числом.
Видео: Как делают бензин из нефти. Просто о сложном
По окончании данных этапов проходит контроль качества горючего, который занимает несколько часов.
Примечательно, что отечественные заводы (в большинстве) из 1 тонны нефти получают 240 литров бензина. Остальное приходится на газ, дизтопливо, мазут и авиационное горючее.
Из чего делают бензин
Моторное топливо получается в результате переработки жидких и газообразных углеводородов природного происхождения. Помимо нефти и газового конденсата применяются каменный уголь, горючие сланцы и синтетические вещества (получены на основе соединения атомов водорода и окиси углерода). Компоненты проходят через многочисленные циклы переработки, позволяющие отделить тяжелые фракции (используются в нефтехимической промышленности).
С начала 2000-х годов началось производство биотоплива, которое получается из целлюлозосодержащей растительной массы. Существует полимербензин, состоящий на 94% из алкенов. Топливо отличается повышенной детонационной устойчивостью (от 82 до 84 единиц по моторной методике и от 94 до 97 единиц по исследовательскому способу замера). В чистом виде не используется, вводится в состав горючего на нефтяной основе, повышая устойчивость к детонации.
Что такое октановое число
Эта фраза известна очень многим, однако далеко не все знают, что именно означает данный термин и почему он так важен.
Октановое число – это способность топлива (в том числе и бензина) противостоять самопроизвольному возгоранию под давлением. Иначе говоря – его детонационная стойкость.
В процессе работы двигателя поршень сжимает топливно-воздушную смесь (такт сжатия). В этот момент, когда готовая смесь находится под давлением, может произойти ее самопроизвольное воспламенение еще до того, как свеча зажигания дала искру. В народе это явления называется одним словом – «детонация». Характерным признаком детонации являются шумы в двигателе – металлический звон.
Следовательно, чем выше октановое число, тем выше способность горючего сопротивляться детонации.
Состав бензина
В состав бензина входит смесь жидких углеводородов, выкипающих при температуре от 33°С (пусковая фракция, отвечающая за легкость старта силового агрегата в зимний период). Конец выкипания топлива происходит при нагреве до 205°С. Температурный диапазон кипения может корректироваться в зависимости от количества и типа введенных присадок. В составе горючего присутствует сера (вредная примесь, допустимая объемная доля не превышает 0,05%) и бензол (допускается объемное содержание до 5%).
Для улучшения устойчивости к детонации в состав горючего вводят присадки. Например, в СССР для получения бензина сорта АИ-93 использовался тетраэтилсвинец. Поскольку компонент является токсичным и негативно влияет на каталитические нейтрализаторы (стали устанавливаться в Европе и США с начала 80-х годов), то его применение запретили. Монометиланилин позволяет поднять октановое число, но при сгорании образуется нагар, который оседает на клапанах и электродах свечей, выводя мотор из строя.
Для получения горючего с числом 92, 95 или 98 используются эфиры и спирты, которые могут растворять резиновые или пластиковые элементы систем впрыска. Для снижения негативного эффекта объемная доля присадок ограничивается 15% от объема горючего. При сгорании эфира и спирта образуется водяной пар и углекислый газ, нагар на компонентах выпускной системы не формируется.
В СССР в состав этилированного топлива входил краситель, предупреждавший водителя о наличии тетраэтилсвинца и позволявший армейским службам быстро определить сорт горючего. Например, А-72 отличался розовым цветом, а А-76 имел насыщенный желтый оттенок. В АИ-93 вводился краситель красно-оранжевого цвета, а АИ-98 отличался насыщенным синим цветом. Пигмент попадал в цилиндры мотора и сгорал, не оставляя нагара на стенках и выхлопных каналах.
В авиационный бензин обязательно вводятся красящие добавки и антиокислители, не позволяющие формирование осадков из соединений свинца. В горючем присутствуют компоненты, не допускающие коррозию трубопроводов подачи топлива и корпусов карбюраторов или аппаратуры впрыска бензина. Поскольку на самолете установлено несколько баков, то имеются электрические помпы для перекачки горючего в расходный резервуар. В бензине присутствуют добавки для устранения электростатического заряда.
Бензин АИ-92
Он принадлежит по своим параметрам качества к виду «регуляр», как топливо с высоким октановым числом, и приспособленным для функционирования в карбюраторных моторах внутреннего сгорания. Работа карбюраторных моторов имеет особенность в том, что они функционируют при большой величине сжатия. Бензин марки АИ-92 гарантирует детонационную стойкость и стабильную работу автомобильных моторов. Это топливо постепенно прекращает свою деятельность в европейских странах, и его производство остановлено.
В нашей стране топливо АИ-92 является наиболее распространенной маркой бензина, и может производиться неэтилированным и этилированным видом в составе с добавками, препятствующими возникновению детонации.
Чем больше октановое число — тем лучше бензин?
Как сказано выше, использование топлива с октановым числом ниже, чем предусмотрено производителем, вредит двигателю и увеличивает расход топлива. Исходя из противного, некоторые автовладельцы считают, что ее горючее с завышенным октановым числом приносит пользу мотору. Существует даже мнение, что двигатель нужно периодически «баловать» топливом, детонационная устойчивость которого выше требуемой. Однако в реальности все не так.
Высокое октановое число означает, что процесс горения происходит медленнее.
Если в двигатель низкой степенью сжатия, рассчитанный на 80-й бензин, поступает 95-й, воздушно-топливная смесь загорится, когда поршень уже пройдет верхнюю мертвую точку и продолжает гореть даже при выходе через выпускные клапаны. В результате падает КПД, растет расход топлива, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания образуется нагар. Но проблема не ограничивается этим.
Бензин с завышенным октановым числом приводит к перегреву седел и тарелок выпускных клапанов. При длительном использовании такого горючего клапана прогорают и мотор требует сложного дорогостоящего ремонта. Поэтому использовать надо лишь то топливо, в расчете на которое спроектирован двигатель.
Производители некоторых современных моторов предусмотрели возможность работы на топливе с небольшим расхождением детонационной устойчивости — АИ-92 или АИ-95. Октановое число этих сортов отличается всего лишь на 3%.
Это достигается за счет использования электронной октан-коррекции. Работает она за счет изменения момента искрообразования. Если октановое число занижено, свечи поджигают воздушно-бензиновую смесь немного позже. Если завышено — немного раньше. Момент искрообразования устанавливается автоматически. За это отвечает электронный блок управления двигателем, на который поступают данные от датчика детонации.
Можно ли смешать 92-й и 95-й бензин? Какие последствия?
Современная технология перегонки нефти позволяет сразу получить 92-й бензин. 95-й отличается от него наличием легких эфирных присадок. Соответственно, бензин с большим октановым числом имеет меньшую удельную плотность. При смешении двух сортов образуется топливо с неким усредненным показателем детонационной устойчивости. Однако, если оставить машину на стоянке, бензин расслоится. Внизу бака, возле заборного патрубка бензонасоса, окажется тяжелый 92-й, а вверху — 95-й. В результате двигатель сначала выработает низкооктановое топливо, а затем высокооктановое. В ситуации с 92 и 95 это не принесет особого вреда мотору.
Хуже, когда автомобилисты таким способом пытаются «дотянуть» октановое число 80-го до 92. В этом случае, после разделения фракций, двигателю приходится работать на 80-м.
Учитывая небольшую разницу в стоимости топлива с разным октановым числом, попытки смешивать его экономически не оправданы.
Основная разница 92 и 95 топлива
Нельзя дать сразу один ответ, какая марка топлива из рассматриваемых бензинов наиболее хорошо работает в двигателях. При этом нужно знать, что главным параметром оценки качества топлива является значение объема веществ, содержащих спирт, и добавленных к основной топливной смеси.
Содержание веществ со спиртом бензина АИ-95 на несколько единиц больше бензина АИ-92. Это отличие очень мало, что значительной разницы в эксплуатации двигателя водитель не сможет заметить. Поэтому не страшно, если залить вместо бензина 92 – АИ-95. в топливе главным является его качество. При хорошем качестве мотор не пострадает. Естественно, имеется отличие в стоимости. Бензин АИ-92 всегда стоил меньше топлива АИ-95.
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:
- АИ-92 – допустимый;
- АИ-95 – рекомендуемый;
- 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.
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.
Видео: какой бензин лучше — АИ-92 или АИ-95? Реальный тест
Что означает «АИ» в названии топлива
Аббревиатура «АИ», встречающаяся в маркировке топлива для двигателей с принудительным зажиганием, обозначает методику определения октанового числа по исследовательскому методу. Технология предполагает расчет параметра при низких эксплуатационных нагрузках. Альтернативная методика (моторный способ) учитывает поведение силового агрегата при повышенных оборотах, в этом случае в код вводится литера «А». Например, разновидности бензинов А-76 и АИ-80 идентичны по детонационной стойкости, математической связи между значениями не существует.
Послесловие
Если использовать не нефтяные ресурсы в качестве источника для получения топлива, то перспективы как экологии, так и самого наличия топливно-энергетического комплекса выглядят не столь удручающе, как это есть на сегодняшний момент.
В качестве альтернатив могут быть использованы технологии переработки сжиженных газов, растительных масел из ряда непищевых сортов, спирты на основе этилового, но главное – водород, не оставляющий после себя СО и СО2.
Отдельное направление – создание экономичных и компактных аккумуляторов и электродвигателя, работающего в паре с ними.
Пока что идёт химическое совершенствование бензинов, ужесточение экологических требований к ним, но, как следствие – увеличение цены. Что вкупе с увеличением численности народонаселения планеты и доступ всё большего числа людей всех континентов к благам цивилизации, к которым, несомненно, относится и всеобщая автомобилизация – перспективы отрасли остаются неопределёнными.