В сезон, когда мотоцикл используется, такой вопрос не возникает: мотор трудится, крутится счетчик пройденных километров, посещения АЗС постоянно обновляют бензин в баке. Но вот теплые деньки закончились, байк на приколе, бензин в баке оставлен до весны. Какие процессы идут в этой емкости, пока, как нам кажется, все отдыхает? Постараюсь рассказать подробно, но без излишне глубоких погружений в науку «Нефтехимия». Давайте по порядку.
Что такое «Дыхание резервуара»?
Любая закрытая емкость для хранения жидкости, если подразумевается, что уровень жидкости будет меняться (наливаем/сливаем), должна сообщаться с атмосферой. Иначе при наполнении резервуара в нем будет образовываться излишнее давление, а при опустошении – разряжение. И давление, и разряжение не позволят нормально заполнить или освободить резервуар. Это относится и к топливному баку, и конструктивно решается наличием дренажного отверстия или трубки соединения полости бака с атмосферой. Когда байк на эксплуатируется, уровень топлива постоянный. Воздух в баке изменяет свою плотность в зависимости от температуры: при увеличении температуры разрежается, при понижении – уплотняется. Эти процессы связаны с постоянным заходом воздуха в бак при понижении температуры и уменьшении давления в баке, а также с выходом воздуха при повышении температуры и увеличении давления. Таким образом осуществляется постоянный обмен воздуха в баке с атмосферным воздухом, резервуар «дышит». Тот же процесс идет и в поплавковых камерах карбюраторов, они тоже соединены с атмосферой. Нам данное явление важно для следующих выводов:
1. Воздух, находящийся над слоем топлива в баке, содержит кислород. Кислород реагирует с бензином, но концентрация кислорода в баке не падает, поскольку воздух постоянно обновляется через дренаж;
2. Воздух, находящийся над слоем топлива в баке, содержит пары воды. И эти пары тоже пополняются из атмосферы;
3. При «дыхании» бака топливо испаряется. Быстрее всего испаряются легкие фракции бензина, отвечающие за быстрый запуск двигателя.
Откуда в топливном баке вода?
При температуре воздуха 20°С и относительной влажности 75% при нормальном атмосферном давлении в одном кубометре воздуха содержится 13 грамм воды. При понижении температуры воздуха вода выпадает в виде капелек – сначала очень мелких (водяной туман), потом и реальные капли (конденсат). При той же влажности в 75%, но при температуре 10°С в кубометре воздуха уже только 7 грамм воды. Такое же явление происходит и в бензобаке: при понижении температуры из воздуха, который находится в баке над бензином, выпадает конденсат. В топливном баке влага имеет неприятную особенность – она не высыхает. Капли воды скатываются по стенкам вниз и попадают в бензин. А воздух над слоем топлива постоянно обновляется, принося новую влагу, см. пункт про «Дыхание резервуара».
Также возможен вариант, что вода попала в бак вместе с некачественным топливом или в момент заправки.
В чем вред воды в баке?
1. Плотность воды 1 г/см3, плотность бензина 0,71-0,76 г/см3. Вода собирается на дне бака, вызывая его коррозию. Особенно сильно она проявляется по линии раздела воды и топлива. Победить эту ржавчину практически невозможно. Грунт, покрывающий стенки топливного бака изнутри и защищающий от коррозии, со временем стареет и покрывается микротрещинами, быстрее в стыках деталей и в местах сварки, такие места как раз на дне бензобака. Повезло тем, у кого бак пластиковый или алюминиевый!
2. Продукты коррозии попадают в топливо, забивают фильтры, ухудшается прокачиваемость топлива, в том числе через форсунки инжектора. Попадая в каналы и жиклеры карбюратора, ржавчина нарушает смесеобразование.
От чего зависит «Объем дыхания» бензобака?
Давайте взглянем на два схематичных рисунка:
На левом рисунке бак заполнен наполовину, на правом – почти полностью. Видно, что объем воздуха над топливом (V1) при частично заполненном баке гораздо больше объема воздуха (V2), если бензобак залит почти «под завязку». Именно этот воздух разрежается и уплотняется при изменении температуры, именно из него выпадает влага. И чем меньше этот объем, тем меньший объем свежего воздуха будет попадать в бак при «дыхании», тем меньше влаги из него может конденсироваться.
Нас также интересует площадь контакта топлива с воздухом, находящимся над топливом в баке. На рисунках показано, что площадь контакта при частично заполненном бензобаке (S1) гораздо больше, чем площадь при почти полном баке (S2). Нам важно это понимание, поскольку через данную площадь в бензин проникает кислород, и чем она больше, тем больше кислорода может раствориться в топливе, тем сильнее бензин подвергается окислению. Также через эту площадь идет испарение легких фракций топлива, чем площадь обширнее, тем интенсивнее испарение.
Что такое окисление бензина?
Точнее, окисление углеводородов. Кислород воздуха окисляет углеводороды с образованием пероксидов, спиртов, кислот и других продуктов окисления. В свою очередь продукты вступают в реакции полимеризации и поликонденсации, образуются смолы, которые либо растворяются в бензине, либо выпадают из него в отдельную фазу. Чем больше в топливе смол, тем больше образуется отложений в двигателе и топливной системе. Процессы смесеобразования и сгорания начинают отличаться от оптимальных, бензин сгорает не полностью, падает КПД двигателя, экономичность, возникают перебои в работе, увеличивается токсичность отработавших газов. Ухудшается фильтруемость топлива. Железо, из которого зачастую сделан топливный бак, выступает в качестве катализатора («ускорителя») процесса окисления, так же как и медь (входит в состав сплавов, из которых изготавливают заборные трубки некоторых топливных кранов, прокладки, сетки фильтров, детали карбюраторов). Процесс окисления и осмоления бензина ускоряется в присутствии уже ранее отложившихся в баке смолистых веществ. Из-за образования пероксидов может понизиться октановое число бензина.
Как быстро идет процесс окисления бензина?
Точнее, «сильно ли испортится бензин в баке моего байка за шесть месяцев»?
Простой линейной зависимости интенсивности процесса окисления от времени нет. Требуется учесть следующие факторы:
1. Температура. При увеличении температуры процесс идет быстрее. Исследованиями установлено, что при повышении температуры хранения на 10°С скорость смолообразования возрастает в 2,4-2,8 раза;
2. Контакт с металлами (железо, особенно - медь). Металлы выступают катализаторами процесса окисления;
3. Заполненность тары. В полностью заполненном резервуаре окисление идет медленнее, причины см. выше.
4. «История» этого топлива. Дата производства, как транспортировалось, где хранилось, количество перекачек и т.д.
Строго говоря, гарантийный срок хранения бензинов всех марок – 1 год со дня изготовления (ГОСТ 32513-2013). Не так и много. По истечении года хранения бензин должен быть отправлен на исследование в лабораторию, и только потом принимается решение, годен ли он вообще в качестве топлива для двигателей или нужно его отправлять на утилизацию.
Каковы методы борьбы с коррозией бензобака и окислением бензина?
Кроме таких очевидных вещей, как хранение топлива при постоянной невысокой температуре, уменьшение площади соприкосновения топлива с воздухом, регулирования «дыхания» резервуара, существуют и химические методы, предотвращающие коррозию бензобака и окисление бензина. Нас в первую очередь интересует добавление в топливо так называемых стабилизаторов и антикоррозионных присадок. Стабилизаторы делятся на две группы: антиоксиданты (обрывают реакции окисления топлива) и деактиваторы металлов (ингибируют действие металлов-катализаторов окисления). Антикоррозионные (антиржавейные) присадки обрывают электрохимические реакции коррозии металлов на границе раздела фаз топливо-вода и топливо-воздух. Присадки позволяют сохранить физико-химические свойства, присущие самим топливам, и добавляются в топливо при его производстве на НПЗ. Но их «емкость» не безгранична, при длительном хранении топлива возможности присадок истощаются, защита ослабевает. Далее потребителю предлагается самому позаботиться о сохранении свойств топлива и защите топливной системы.
Что сейчас предлагают на рынке?
Нашел в продаже в России около десятка импортных наименований от известных производителей (даже есть один известный производитель двигателей и техники). Уже этот факт говорит о том, что за рубежом проблема хранения топлива признается потребителями, и средства для стабилизации топлива пользуются спросом. Все они называются примерно одинаково – «Стабилизатор бензина». Не буду останавливаться на конкретных марках, все обещают «предотвращение старения и окисления топлива», «защищают детали от коррозии», «обладают длительным эффектом действия». Состав, как это принято, держится в секрете, но мы уже догадываемся, что там антиоксиданты, антикоррозионные присадки и, возможно, деактиваторы металлов. Некоторые производители обещают, что их средство «очищает топливную систему во время работы двигателя» и даже «удаляет и не дает образовываться отложениям на клапанах», т.е. в рецептуру добавлена еще и моющая присадка. Под наши задачи все вполне подходит.
Что будет, если весной просто слить старый бензин и залить новый?
«Свежий» бензин содержит больше легких фракций, быстрый пуск двигателя гарантирован, если, конечно, мотор исправен. При этом коррозия, которая началась в баке, так в баке и останется, заменой топлива ее точно не победить. Смолистые отложения, выпавшие на стенки бензобака, также не удаляются, малая часть из них растворится в «свежем» бензине, чтобы снова отложиться где-то в другом уголке топливной системы. Само наличие в бензобаке смолистых отложений ускорит новые процессы смолообразования. Так что замена топлива перед сезоном частично решит проблемы, связанные с окислением топлива, и никак не защитит от коррозии.
А что, если оставить бензобак зимовать пустым?
Поступить именно так рекомендует, например, мануал к моему мотоциклу (Honda): «Опустошите топливный бак, слив бензин в подходящую емкость… Нанесите на внутреннюю поверхность топливного бака специальное масло с ингибитором коррозии, имеющееся в аэрозольной упаковке». Думаю, в виду имеется какой-либо продукт из группы «Foggin oil». Следует обратить внимание, что процедура будет эффективной, если топливо удалено полностью, возможно, для этого топливный бак придется демонтировать. При первой заправке бензобака убедитесь в том, что в баке нет воды (конденсата), откуда она может появиться – см. выше. Если заметили капельки, перед заправкой бак лучше промыть.
Процедура опустошения бензобака – не самая простая и безопасная. Пользоваться ей или нет, решать вам. Однозначно можно рекомендовать полностью удалять топливо из бака при длительном хранении техники – год и более. Тем более, что через год бензин все равно придется сливать и менять, помня про срок его гарантийного хранения по ГОСТу.
И каков же итог этих теоретических размышлений?
Мы с вами прекрасно понимаем, что за 6 месяцев и даже за год бензин в баке в воду не превратится. Да, он потеряет некоторые свойства, но сможет образовать топливно-воздушную смесь, которая воспламенится от искры, и двигатель запустится. Ну, может быть не с первого раза, и поработает в начале с перебоями, после долгого простоя это дело обычное. А топливный бак за одну зиму не проржавеет до дыр. Но теперь-то мы знаем, что даже во время «зимней спячки» неблагоприятные процессы активно идут, просто их действие не лежит на поверхности. Повторяя известную фразу: «Если вы чего-то не видите, это еще не значит, что этого не существует».
Расставим акценты так:
А. Если вы консервируете технику больше, чем на 1 год, разумно удалить бензин полностью, обработать бензобак изнутри «специальным маслом с ингибитором коррозии» (Foggin Oil).
Б. Если срок хранения не такой большой, и возиться с полной откачкой топлива не хочется, бензобак оставляем полностью заполненным бензином, под горловину. Зачем и почему - читайте выше.
В. Подумать о применении «Стабилизаторов бензина» разумно, если ваш байк:
1. Хранится в теплом помещении. Как мы знаем, в тепле скорость окисления бензина и смолообразования кратно увеличивается;
2. Если мотоцикл хранится в помещении, где в течении сезона хранения будут скачки температуры. Есть такие гаражи, где температура +5°С, когда и на улице +5. А потом на улице становится -20°С, и в гараже сразу температура падает тоже до -20. Такие изменения температуры способствуют усиленному «дыханию» бака. Сюда же относятся помещения с повышенной влажностью;
3. Если при осмотре через горловину вы уже увидели в бензобаке признаки начала коррозии;
4. Если по каким-то причинам не удалось заполнить бензобак топливом «под завязку»;
5. Если мотоцикл не новый, при этом бак сделан из стали. Грунт, покрывающий бак изнутри, стареет, железо не только ржавеет, но и выступает катализатором окисления бензина. Еще раз, победить такую ржавчину практически невозможно;
6. Обратная ситуация – мотоцикл новый. И вы надеетесь, что радовать вас он будет очень долго. Смолистые отложения не испортят характер байка за одну зиму, а вот за несколько лет – могут;
7. Если вы эксплуатируете «олдтаймер», «янгтаймер» или просто редкий мотоцикл. Есть смысл задуматься о его сохранности и долгой работоспособности;
8. Если вы заполнили бензобак топливом, которое уже достаточно долго хранилось в канистре. Особенно, если канистра железная;
9. Если вы храните запас топлива в канистре, и срок хранения большой, добавьте «Стабилизатор» в канистру.
10. Следует принять во внимание и экономический фактор. Что дешевле – полностью слить и утилизировать оставшееся осенью в баке топливо или приобрести недешевый импортный препарат для его стабилизации?
На что обратить внимание при использовании «Стабилизатора бензина»?
1. После добавления «Стабилизатора бензина» в бензобак (дозировка – см. инструкцию к конкретному препарату), подождите 10-15 минут, чтобы препарат полностью растворился в топливе. Далее запускаем двигатель и даем ему поработать 10 минут, «стабилизированный» бензин должен заполнить всю топливную систему;
2. Компоненты, входящие в состав «Стабилизаторов бензина» могут быть токсичны. Взгляните на непростое устройство тары для имеющихся в продаже «Стабилизаторов» - бутылочки уже снабжены и приспособлениями для дозирования препарата. Постарайтесь не расплескивать «Стабилизатор» при применении, не вдыхайте его пары, избегайте попадания на кожу.
Приветствуются лайки, комментарии и репосты!