3.1.Автомобильные бензины
3.1.1. Принципы компаундирования автомобильных бензинов
Получение топлив для двигателей внутреннего сгорания – сложный
процесс, включающий получение первичных его компонентов, их смешивание
и улучшение присадками до товарных показателей качества в соответс твии с
27
требованиями
стандартов. Смешение прямогонных
фракций с компонентами
вторичных
процессов и присадок называется
компаундирование.
Автомобильные
бензины одной марки, изготовленные на
разных
предприятиях,
имеют несколько различающийся состав,
что связано с
неодинаковым
набором технологического оборудования.
Однако они должны
соответс
твовать нормативной документации.
Усредненный компонентный
состав
бензинов разных марок приведен в таблице
5:
Таблица
5
Усредненный компонентный состав бензинов разных марок
Компонент
Бензин каталитического риформинга:
мягкого режима
жесткого режима
ксилольная фракция
Бензин каталитического крекинга
Бензин прямой перегонки
Алкилбензин
Бутаны+изопентан
Газовый бензин
Толуол
МТБЭ4
91–99
91–99
100–108
91–93
40–76
91–94
88–91
65–75
115
115–135
40–80
–
–
20–80
20–60
–
1–7
5–10
–
0–8
60–88
40–100
10–30
10–85
10–20
5–20
1–10
5–10
0–10
5–12
–
45–90
20–40
10–50
–
10–35
1–10
–
8–15
10–15
–
25–88
20–40
10–20
–
15–-50
1–10
–
10–15
10–15
ОЧИ
3
Содержание в товарном бензине, %
АИ-80
АИ-92
АИ-95
АИ-98
Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются
обычно бензины каталитического риформинга или каталитического
крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким
содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому
они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них
ароматических углеводородов с экологической точки зрения является
лимитирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномернос ть
распределения детонационной с тойкости по фракциям. В составе бензинового
фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50 %.
Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой
долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90–93
единицы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30–40 %,
олефиновых – 10–25 %. Они обладают относительно высокой химической
3
4
Октановое число, определенное по иссл едовательскому мето ду
метилтретичнобутиловый эфир
28
стабильностью
(индукционный период 800–900 мин.). По
сравнению с
бензинами
каталитического риформинга для бензинов
каталитического
крекинга
характерно более равномерное распределение
детонационной
стойкости
по фракциям. Поэтому в качес тве базы
для производства
автомобильных
бензинов используется смесь компонентов
каталитического
риформинга
и каталитического крекинга.
Карбюраторный
двигатель
Карбюраторными двигателями называются двигатели внутреннего
сгорания, в которых топливо до пос тупления в цилиндр смешивается с
воздухом в приборе, называемом
карбюратором;рабочаясмесь
воспламеняетсяотэлектрической
искры.
Вкарбюраторномдвигателе
топливо сгорает непосредственно в
цилиндре, поэтому такая машина и
носит название двигателя внутреннего
сгорания. На рис.5 схематически
представленыцилиндрдвигателя
внутреннего сгорания и отдельные
стадии его работы.
При первом ходе поршня (/) слева
направо через всасывающий клапан а
происходит всасывание рабочей смеси,
т. е. смеси топлива с необходимым для
его сгорания количеством воздуха. При
окончании всасывания смеси впускной
клапан закрывается и поршень начинаетРис. 5 Четырехтактный цикл
свой второй ход ( //), к концу которого смесь сжимается, уменьшаясь в объеме в
несколько раз. При этом температура смеси повышается до 400–450°С, а
давление до 40–45 атм., электрическая свеча, помещенная в корпусе цилиндра,
дает искру (несколько раньше, чем сжатие смеси закончено), и смесь
воспламеняется. При сгорании смеси образуются газы, создающие в цилиндре
давление до 70–80 атм.
Газы своим давлением заставляют двигаться поршень слева направо (ход
///). Это и есть рабочий ход поршня. При этом оба клапана закрыты. По
окончании рабочего хода открывается выпускной клапан б, газы сгоревшей
смеси с силой выходят через клапан и поршень движется справа налево (ход
IV). Это движение носит название выпуска или выхлопа.
Как видно из описания, из четырех ходов поршня только один ход
рабочий, а три являются подготовительными. Эти три хода совершаются по
инерции за счет рабочего хода. Чтобы сделать работу двигателя плавной, в нем
29
соединяют два, четыре и более цилиндров, от которых движение передается
одному общему коленчатому валу.
Для нормального хода рабочего процесса необходимо подать в цилиндр
двигателя рабочую смесь паров топлива и воздуха в соответствующей
пропорции. Карбюратор как раз и является таким прибором, где происходит
распыление топлива, испарение его и смешивание с воздухом.
Двигатели внутреннего сгорания с карбюраторами в настоящее время
являются наиболее распространенными. Они устанавливаются на самолетах,
автомашинах, тракторах, теплоходах, моторных лодках, бронетранспортерах и
т. д. Но их работа зависит от качества применяемого топлива, поэтому топливо
должно отвечать ряду специальных эксплуатационно-технических требований:
1. Возможность бесперебойной подачи топлива из топливного бака к
карбюратору, форсункам или газовому смесителю.
2. Образование гомогенной горючей смеси, т. е. полное его испарение.
3. Нормальное сгорание без самовоспламенения и детонации.
4. Минимальное коррозионное действие на детали двигателя.
5. Минимальное отложение нагара в камере сгорания и смолистых
отложений на деталях системы питания.
6. Химическая стабильнос ть при длительном хранении и транспортировке.
7. Невысокая токсичность до сгорания и минимальное образование
продуктов высокой токсичности после сгорания.