Автомобильные бензины

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) представляют собой устройства, в которых химическая энергия топлива при сгорании преобразуется вначале в тепловую энергию, а затем с помощью кривошипно-шатунного механизма в механическую работу.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании топливовоздушной смеси, зави­сит от теплоты сгорания топлива и состава смеси.

Теплоту сгорания топливовоздушной смеси подсчитывают по формуле:

QTBC= QнηТ / (1 + αLТВ)

где: QH - низшая, или рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

ηТ- коэффициент полноты сгорания топлива;

α - коэффициент избытка воздуха;

LТВ- теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг.

Теплота сгорания различных видов топлива и топливовоздушных смесей

Топливо	Теплота сгорания, кДж/кг		Расчетное кол. воздуха, кг/кг
	Топлива	ТВС
Бензин: - авиационный - автомобильный Керосин Дизельное Этиловый спирт Бензол	44380 43961 42915 42705 25968 39356	2788 2780 2767 2771 2763 2771	14,9 14,8 14,5 14,4 8,4 13,2

К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав.

По вязкости, поверхностному натяжению, скрытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигателей.

Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность.

Детонационная стойкость

Этот показатель характеризует способность автомобильных бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлив обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя. Процесс горения топлива в двигателе носит радикальный характер. При сжатии рабочей смеси температура и давление повышаются и начинается окисление углеводородов, которое интенсифицируется после воспламенения смеси. Если углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к окислению, начинается интенсивное накапливание перекисных соединений, а затем их взрывной распад. При высокой концентрации перекисных соединений происходит тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива, к так называемому детонационному сгоранию. Детонация вызывает перегрев, повышенный износ или даже местные разрушения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Классификация автомобильных бензинов по октановому числу

Метод исследования	Марки
	"Нормаль-80"	"Регуляр-92"	"Премиум-95"	"Супер-98"
Октановое число, не менее:
моторный метод	76,0	83,0	85,0	88,0
исследовательский	80,0	92,0	95,0	98,0

Химическая стабильность

Этот показатель характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов.

Склонность к образованию отложений и нагарообразованию

Применение автомобильных бензинов, особенно этилированных, сопровождается образованием отложений во впускной системе двигателя, в топливном баке, на впускных клапанах и поршневых кольцах, а также нагара в камере сгорания. Наиболее интенсивное образование отложений происходит на деталях карбюратора. Образование отложений на указанных деталях приводит к нарушению регулировки карбюратора, уменьшению мощности и ухудшению экономичности работы двигателя, увеличению токсичности отработавших газов. Образование отложений в топливной системе частично зависит от содержания в бензинах смолистых веществ, нестабильных углеводородов, неуглеводородных примесей, от фракционного и группового состава, которые определяют моющие свойства бензина. Установлено, что повышенному нагарообразованию способствует высокое содержание в бензинах олефиновых и ароматических углеводородов, особенно высококипящих. Содержание ароматических и олефиновых углеводородов в товарных бензинах ограничивается соответственно 55 и 25 % (об.). Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.