Автомобильные бензины. Химический состав. Назначение и применение. Основные показатели качества

1.

РАЗДЕЛ II
Тема 2.1. Автомобильные бензины
Химический состав.
Назначение и применение.
Основные показатели качества.
Теплота сгорания.
Технологические и эксплуатационные свойства.
Детонационная стойкость.
Октановое число.
Фракционный состав и испаряемость.
Химическая стабильность.

2.

Автомобильные бензины
Горючая смесь легких
углеводородов с
температурой кипения
от 33 до 205 градусов.
Плотность ≈ 0,71 г/см3.
Температура замерзания
– -72 градуса.

3.

Назначение и применение
Применяются в поршневых двигателях
внутреннего сгорания с принудительным
воспламенением (от искры)
Автомобильные
Авиационные

4.

Бензины
Летние
Зимние
С 1 апреля по 1
октября - для всех
регионов, южные
регионы всегда
С 1 октября по 1
апреля – для всех
регионов, северные
регионы всегда.
Содержит больше
алканов
(низкокипящих у/в)

5.

Химический состав
Бензины состоят из компонентов, получаемых в
результате процессов:
- Прямая перегонка нефти
- Каталитический риформинг
базовые
Каталитический крекинг
компоненты
- Гидрокрекинг газойля
- Изомеризация
- Алкилирование
- Ароматизация
Компонентный состав зависит от марки
бензина

6.

В качестве базового компонента
бензина используют смесь:
Крекинг-бензины
Содержат мало серы
ОЧ – 90-93
30-40% ароматических у/в
25-35% олефиновых у/в
(алкены, алкины)
Отсутствуют диены
Детонационная стойкость
равномерно распределена
по фракциям
Риформинг-бензины
Содержат мало серы
Много ароматических у/в
Нет олефиновых у/в
(алкены, алкины)
Отсутствуют диены
Детонационная стойкость
неравномерно
распределена по
фракциям

7.

Бензины термического
крекинга
Содержат много серы
Высокая химическая
стабильность
Мало олефиновых у/в
(алкены, алкины)
Отсутствуют диены
Детонационная
стойкость низкая
Алкил-бензины
Смесь изомеров
углеводородов С7 м
С8 и получается при
алкилировании
изобутана
бутиленами
В России отсутствует бутан-бутиленовая фракция.
Алкилирование технически устарело.
Завозят из США

8.

Основные показатели качества
Теплота сгорания
Детонационная стойкость
Октановое число
Фракционный состав
Испаряемость
Химическая стабильность

9.

Требования к бензинам
ГОСТ 2084-77
Бесперебойное поступление в систему питания
двигателя
Образование рабочей смеси нужного состава
Нормальное и полное сгорание
Не вызывать коррозию
Не образовывать отложений
Сохранять свойства при хранении, перекачке,
перевозке

10.

Свойства
Технологические
Поведение бензина
при изготовлении и
применении
Смачивающая способность
Вязкость
Плотность
Испаряемость
И т.д.
Эксплуатационные
Свойства,
обеспечивающие
возможность
применения
бензинов в разных
условиях
Теплота сгорания
Детонационная стойкость
Октановое число
Фракционный состав
Химическая стабильность

11.

В карбюраторных двигателях дозировка топлива
зависит от плотности и вязкости бензина
Плотность – зависит от
состава. Не нормируется,
но ее нужно знать.
Измеряется ареометром. С
повышением температуры
- снижается.
0,700 – 0,755 г/см3
Вязкость – при
понижении температуры
на 1 градус увеличивается
на 10%.
0,5 – 0,7 мм2 /с

12.

13.

При распылении бензина на скорость
испарения влияют размеры капель и
поверхностное натяжение. У бензина
ПН в 3,5 раза меньше воды

14.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

15.

Теплота сгорания
- Количество теплоты выделяемое при сгорании 1 кг
топлива в кислороде.
Это энергия, которую сообщает топливо двигателю.
Выражается в Дж или калориях.
Количество теплоты зависит от состава топлива – от
содержания С и Н.
Н – 121000 кДж/кг
С – 34100 кДж/кг
Парафиновые у/в имеют большую теплоту сгорания по
сравнению с ароматическими у/в, имеющими меньше
водорода.
Теплота сгорания автомобильных бензинов – 43,5 – 44,5
МДж/кг

16.

17.

Детонационная стойкость

18.

Детонационная стойкость
Нормальное сгорание рабочей смеси проходит
плавно с почти полным окислением топлива и
средней скоростью распространения пламени
10 – 40 м/с (автомобиль)
Когда эта скорость возрастает до 1500 – 2000 м/с
– происходит детонационное сгорание (газы
реактивного топлива межпланетной ракеты,
пуля винтовки) – накопление перекисей и их
воспламенение.

19.

Факторы образования перекисей
- Низкая частота вращения
-
-
-
коленвала
Форма камеры сгорания
Размер цилиндра
Марка свечи
Выпускной клапан
Нагарообразование
Высокое содержание
нормальных парафинов
Степень сжатия
Атмосферные условия

20.

Октановое число
Равно содержанию изооктана в его смеси с н-гептаном, при
котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости
исследуемому топливу в стандартных условиях.
Измеряется двумя методами: моторным и исследовательским.
Моторный метод – жесткий режим, высокие температуры,
длительные нагрузки (межгород, подъем в гору).
Исследовательский метод – низкие температуры, меньше
оборотов (город).
Разница между двумя числами – чувствительность бензина к
режиму работы двигателя

21.

Фракционный состав
Характеризует испаряемость топлива, оказывает
влияние на полноту сгорания бензина.
При пуске холодного двигателя испаряемость
ухудшается (только 10%, остальное стекает и
смывает масло).

22.

Для характеристики ФС указываются температуры, при которых
перегоняется 10,50 и 90% бензина, а также t начала и конца
перегонки
t10% - пусковые свойства. При температуре ниже этого значения
образуются паровые пробки. При температуре выше этого
значения запуск двигателя затруднен.
t50% - скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой.
Чем ниже эта температура, тем оптимальнее поступающая рабочая
смесь в непрогретый двигатель.
t90% - наличие тяжелых, трудноиспаряемых фракций. Эти
температуры д.б. низкими.
Потери при перегонке - наличие
легких фракций, которые легко
испаряются летом.

23.

Химическая стабильность
Кристаллизация - -60°С.
Испарение – 3-4% снижают ОЧ в 2 – 2,5 раза.
Окисление непредельных углеводородов – образуются
смолы, оседают на деталях, нагарообразование
Для оценки ХС используют показатели содержания
фактических смол и индукционного периода окисления