Автомобильный бензин – это смесь углеводородов с количеством атомов углерода от 5 до 11. Стоит отметить, что атомы нормальных алканов имеют неразветвленную структуру, и наличие их в составе бензина крайне негативно сказывается на его качестве и свойствах.
Свойство автомобильного бензина
Детонация, детонационное сгорание – это самопроизвольное воспламенение топлива при высоких температурах и давлении. Является крайне нежелательным химическим процессом при работе двигателя, так как может привести к разрушению поршней и камер сгорания топлива.
Детонационная стойкость. Этот показатель характеризует способность бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлива обеспечивает его нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя. 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.
Оценка детонационной стойкости проводится по шкале октановых чисел. На этой шкале за октановое число 100 принято считать детонационную стойкость изооктана. Изооктан весьма устойчив к детонации. А за 0 принята стойкость нормального гептана, который склонен к детонации даже в весьма мягких условиях.
То есть если говорят, что октановое число топлива равно 76, то это значит, что детонационная стойкость топлива равна детонационной стойкости смеси изооктана и гептана в соотношении 76 к 24.
От детонационной стойкости зависит надежность, повышение мощности, экономичность и продолжительность работы двигателя.
Детонационную стойкость определяют при помощи специального оборудования в лабораторных условиях. К примеру, на одноцилиндровых установках УИТ-85 отечественного производства или установках фирмы «Вокеша» США. Появившиеся в России приборы для измерения октанового числа, работающие на принципах диэлектрической проницаемости, углеводородного состава и т.д. не имеют ничего общего с установками моторного типа.
На нефтеперерабатывающих заводах используют различные индикаторы качества топлива на отдельных этапах производства, однако измерение октанового числа должно производиться только на установках моторного типа.
Разница между показаниями исследовательского метода определения октанового числа и моторного метода называется чувствительностью. Чем меньше чувствительность, тем лучше антидетонационные свойства бензина. Пример: по исследовательскому методу получено значение 92, по моторному 90, во втором случае (ИМ) 92 (ММ) 89 во втором случае разница меньше, следовательно, антидетонационные свойства бензина лучше.
Выше приведены октановые числа различных углеводородов в разных методах исследований. Обратите внимание на высокую детонационную стойкость бензола. Один из способов повышения октанового числа – это добавление бензола и схожих по свойствам углеводородов в топливную смесь.
Испаряемость, как свойство автомобильного бензина.
Испаряемость топлива — это естественное явление, которым он должен обладать. Оно обеспечивает легкий пуск двигателя и повышает эффективность прогрева. Но чрезмерная испаряемость приводит к образованию паровых пробок в системе топливоподачи. Испаряемость топлива зависит от фракционного состава топлива.
Давление насыщенных паров – этот термин определяет параметр испаряемости топлива. Чем выше значение, тем интенсивнее испаряется бензин. Если давление станет выше атмосферного, бензин вскипает. При повышении температуры испаряемость топлива увеличивается. В связи с этим давление у летних бензинов (предназначенного для использования в жарких климатических условиях) ограничено 500 мм. Рт. Ст., а зимнего 700 мм рт. ст.
Склонность к образованию отложений
При продолжительном хранении бензина существует вероятность химических реакций. Эти химические реакции приводят образованию более тяжелых соединений, которые при сгорании образуют несгораемые осадки в цилиндре.
Осадки подразделяют на 2 категории:
Низкотемпературные – шламы и смолы. Они возникают из-за объединения двух и более углеводородов с низким количеством атомов углерода в одну большую молекулу. Появляются в топливном баке, впускном коллекторе и различный топливопроводах. Их наличие оказывает дополнительное сопротивление для топлива, ухудшает параметры испаряемости и негативно сказывается на работе клапанного механизма.
Высокотемпературные – лаки и нагары. Появляются на днище поршня в виде твердых отложений. Увеличивают фактическую степень сжатия (может привести к нежелательной детонации), а также ухудшают теплоотвод.
С химической точки зрения склонность бензина к образованию отложений определяется количеством молекул с двойными связями (непредельными углеводородами), так как при их разрыве происходит соединение с другими молекулам.