Реферат: Физико-химические свойства бензина. Реферат бензин

Реферат

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра:ПРАДМ.

АВТОМОБИЛЬНОЕ ТОПЛИВО

Выполнил

Проверил

МОСКВА 2006

1. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

1.1. Автомобильные бензины

Основные виды топлива для автомобилей - продукты переработки нефти - бензины и дизельные топлива. Они представляют собой смеси углеводородов и присадок, предназначенных для улучшения их эксплуатационных свойств. В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 200 "С, а в состав дизельных топлив - углеводороды, выкипающие в пределах 180...360 "С.

Бензины в силу своих физико-химических свойств применяются в двигателях с принудительным зажиганием (от искры). Более тяжелые дизельные топлива вследствие лучшей самовоспламеняемости применяются в двигателях с воспламенением от сжатия, т.е. дизелях.

К автомобильным бензинам предъявляются следующие требования:

•бесперебойная подача бензина в систему питания двигателя;

•образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

•нормальное (без детонации) и полное сгорание смеси в двигателях;

•обеспечение быстрого и надежного пуска двигателя при различных температурах окружающего воздуха;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах, камере сгорания;

•сохранение качества при хранении и транспортировке.

Для выполнения этих требований бензины должны обладать рядом свойств. Рассмотрим наиболее важные из них.

Карбюр анионные свойства.Бензин, подаваемый в систему питания смешивается с воздухом и образует топливовоздушную смесь. Для полного сгорания необходимо обеспечить однородность смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха.

На протекание процессов смесеобразования влияют следующие физико-химические свойства.

Плотность топлива -при +20 "С должна составлять 690...750 кг/м . При низкой плотности поплавок карбюратора тонет и бензин свободно вытекает из распылителя, переобогащая смесь. Плотность бензина со снижением температуры на каждые 10 "С возрастает примерно на 1%.

Вязкость- с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси. Вязкость в значительной степени зависит от температуры. При изменении температуры от +40 до —40 °С расход бензина через жиклер меняется на 20...30%.

Испаряемость -способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно

зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе.

Давление насыщенных паров -чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Стандартом ограничивается верхний предел давления паров летом - до 670 ГПа и зимой - от 670 до 930 ГПа. Бензины с более высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя, увеличиваются потери от испарения при хранении в баках автомобилей и на складах.

Низкотемпературные свойства -характеризуют работоспособность топливоподающей системы зимой. При низких температурах происходит выпадение кристаллов льда в бензине и обледенение деталей карбюратора. В бензине в растворенном состоянии находится несколько сотых долей процента воды. С понижением температуры растворимость воды в бензине падает, и она образует кристаллы льда, которые нарушают подачу бензина в двигатель.

Сгорание бензина.Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает 1500...2400 °С.

Теплота сгорания(теплотворная способность) - количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг жидкого или твердого и м3 газообразного топлива (табл. 17.1).

Таблица 1.1 Теплота сгорания различных топлив

От теплоты сгорания зависит топливная экономичность: чем выше теплота, тем меньше топлива необходимо для м смеси.

Нормальное и детонационное сгорание.При нормальном сгорании процесс протекает плавно с почти полным окислением топлива и скоростью распространения пламени 10...40 м/с. Когда скорость распространения пламени возрастает и достигает 1500...2000 м/с, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости движения пламени и возникновением ударной волны.

Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от запальной свечи части бензино-воздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер. Условия для детонации наиболее благоприятны в той части камеры сгорания, где выше температура и больше время пребывания смеси. Внешне детонация проявляется в появлении звонких металлических стуков - результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн.

Возникновению детонации способствует повышение степени сжатия, увеличение угла опережения зажигания, повышенная температура окружающего воздуха и его низкая влажность, особенности конструкции камеры сгорания. Вероятность детонационного сгорания топлива возрастает при наличии нагара в камере сгорания и по мере ухудшения технического состояния двигателя. В результате детонации снижаются экономические показатели двигателя, уменьшается его мощность, ухудшаются токсические показатели отработавших газов.

Бездетонационная работа двигателя достигается применением бензина с соответствующей детонационной скоростью. Углеводороды, входящие в состав бензинов, различаются по детонационной стойкости. Наименее стойки к детонации нормальные парафиновые углеводороды, наиболее - ароматические. Остальные углеводороды входящие в состав бензинов, по детонационной стойкости занимают промежуточное положение. Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом(04).

04 - это условный показатель детонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию (по объему) изооктана в смеси с нормальным гептаном, равноценной по детонагщонной стойкости испытуемому топливу.

Для любого бензина октановое число определяют путем подбора смеси из двух эталонных углеводородов (нормального гептана C7Hi6 с 04=0 и изооктана С^Н^ с 04=100), которая по детонационным свойствам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за 04 бензина.

Определение 04 производится на специальных моторных установках. Существуют два метода определения 04 - исследовательский (04И - октановое число по исследовательскому методу) и моторный (04М - октановое число по моторному методу). Моторный метод лучше характеризует антидетонационные свойства бензина в условиях форсированной работы двигателя и его высокой теплонапряженности, а исследовательский - при эксплуатации в условиях города, когда работа двигателя связана с относительно невысокими скоростями, частыми остановками и меньшей теплонапряженностью.

Наиболее важным конструктивным фактором, определяющим требования двигателя к октановому числу, является степень сжатия. Повышение степени сжатия двигателей автомобилей позволяет улучшить их технико-экономические и эксплуатационные показатели. При этом возрастает мощность и снижается удельный расход топлива. Однако с увеличением степени сжатия необходимо повышать октановое число бензина. Поэтому важнейшим условием бездетонационной работы двигателей является соответствие требований к детонационной стойкости двигателей октановому числу применяемых бензинов.

В топлива, детонационная стойкость которых не соответствуют требованиям, добавляют высокооктановые компоненты (бензол, этиловый спирт) или антидетонаторы.

Антидетонаторы.Несколько , десятилетий применяют тетраэтилсвинец (ТЭС) РЬ^СзЬ^д в сочетании с веществами, обеспечивающими отсутствие отложений окислов свинца в камере сгорания, так называемыми выносителями. Например, в 1 кг бензина А-76 содержится 0,24 г ТЭС.

В чистом виде ТЭС не применяют, а используют этиловую жидкость (ЭЖ), состоящую из ТЭС, выносителей и красителей. ТЭС ядовит, поэтому искусственное окрашивание бензина , предупреждает об опасности. Добавлением ЭЖ увеличивают 04 на 8...12 единиц. Главный недостаток ТЭС - ядовитость.

Ведутся исследования по созданию антидетонаторов на основе марганца. Один из них - циклопентадиенилтрикарбонил марганца -широко не применяется, так как отсутствует эффективный выноситель для него.

Для определения детонационной стойкости бензинов, полученных смешением двух марок с различными октановыми числами (по моторному методу), используется формула:

ОЧ=ОЧ„+Дп(ОЧв-ОЧн)/100, (17.1)

где ОЧц и ОЧв - октановые числа (по моторному методу) соответственно низко- и высокооктанового бензина;

Дв - доля высокооктанового бензина в смеси, %.

Следует обратить внимание на то, что октановое число бензина АИ-93 по моторному методу составляет не менее 85, а бензина А-76 по исследовательскому методу - 80...82.

Отечественная промышленность выпускает бензины следующих марок; А-76, А-80, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98.

Маркировка бензиноввключает одну или две буквы и цифру: буква «А» - бензин автомобильный, «И» - исследовательский метод определения 04 (если нет «И» - то моторный), цифра указывает на октановое число.

Автомобильные бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды:

летний -для применения во всех районах, кроме северных и северовосточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года;

зимний -для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах; в остальных районах - с 1 октября до 1 апреля.

В промышленно развитых странахприменяется в основном четыре типа бензинов: обычный неэтилированный с 04=92..95, обычный этилированный с 04=92..95, «Супер» неэтилированный с 04=96..98, «Супер» этилированный с 04=96..98. В'разных странах они называются по-разному, но, зная возможные варианты, можно всегда определить, к какому типу относится тот или иной бензин.

Например, в Германии используют следующие бензины: «Bleifrei» (дословный перевод «без свинца») с 04=95, «Verbleit» (дословный перевод «со свинцом») с 04=95, «Superbleifrei» с 04=96..98, «Superverbleit» с 04=96...98, «Superplusbleifrei» с 04=98.

studfiles.net

Реферат - Бензины и горюче–смазочные материалы

Оглавление.

 TOC o «1-3» h z u Часть Ι. Автобензины.PAGEREF _Toc128123065 h 2

1. Общаяхарактеристика бензинов.PAGEREF_Toc128123066 h 2

2.Состав и свойствабензинов. PAGEREF _Toc128123067 h 3

2.1. Состав бензинов.PAGEREF _Toc128123068 h 3

2.2. Свойства бензинов.PAGEREF _Toc128123069 h 4

2.3. Октановое число.PAGEREF _Toc128123070 h 5

2.4. Присадки.PAGEREF _Toc128123071 h 5

3.Сырьё дляполучения бензина.PAGEREF _Toc128123072 h 6

4.Технологияпроизводства бензина.PAGEREF _Toc128123073 h 7

4.1.Перегонка.PAGEREF _Toc128123074 h 7

4.2.Термический крекинг.PAGEREF _Toc128123075 h 7

4.3.Каталитический крекинг.PAGEREF _Toc128123076 h 8

4.4.Риформинг.PAGEREF _Toc128123077 h 8

4.5.Полимеризация.PAGEREF _Toc128123078 h 9

4.6.Алкилирование.PAGEREF _Toc128123079 h 10

4.7.Изомеризация.PAGEREF _Toc128123080 h 10

4.8.Гидрокрекинг.PAGEREF _Toc128123081 h 10

5.Классификациябензинов.PAGEREF _Toc128123082 h 11

6. Характеристикаассортимента бензинов.PAGEREF _Toc128123083 h 13

7. Правила,маркировки, упаковки, транспортировки и хранение безинов.PAGEREF _Toc128123084 h 22

Часть II.Горюче-смазочные материалы.PAGEREF _Toc128123085 h 23

1. Классификация и характеристикаассортимента горюче-смазочных материалов.PAGEREF _Toc128123086 h 23

Часть III. Правила,маркировки, упаковки, транспортировки и хранения бензинов и горюче-смазочныхматериалов.PAGEREF _Toc128123087 h 43

Бензин — продуктпереработки нефти представляющий собой горючее с низкими детонационнымихарактеристиками. Из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величинавключает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации,сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленныхмоторных топлив.

 Бензины предназначены для применения впоршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований,обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиямэксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однороднуютопливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметьгрупповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационныйпроцесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава исвойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на деталитопливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годыэкологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Бензин -представляет собой смесь углеводородов состоящих в основном из предельных25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородовс длиной молекулы углеводорода от C 5 до C 10 и числом углеродных атомов от 4-5до 9-10 со средней молекулярной массой около 100Д.  Так же в состав бензина могут входить примеси- серо-, азот- и  кислослородсодержащихсоединений.

        Бензин — это самая легкая фракция изжидких фракций нефти. Эту фракцию получают  в числе  разных процессов возгонки нефти. По этому отфракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя,полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля иинтенсивность из­носа деталей двигателя. Фракционный состав бензиновопределяется согласно ГОСТа 2177-82.                                                                                                                                                                                         

Легкие фракции бензина характеризуют пусковые свойстватоплива — чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства. Для запуска холодного двигателянеобходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов(зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию. Зимние сорта бензина имеютболее легкий (чем летние) фракционный состав.  Легкие фракции нужны только на период пуска ипрогрева двигателя.

Основная часть топливаназывается рабочей фракцией. От ее испаряемости зависят: образование горючейсмеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева (переводас холостого хода под нагрузку), приемистость (возможность быстрого перевода содного режима на другой). Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50%отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения улучшает качествотоплива и снижает его склонность к конденсации, что повышает экономичность иуменьшает износ деталей двигателя. Температуру выкипания 90% топлива иногданазывают точкой росы

Бензины — легковоспламеняющиесябесцветные или слегка желтые (при отсутствии специальных добавок) жидкости,имеющие плотность 700-780 кг/м³. Бензиныимеют высокую летучесть, и температуру вспышки в пределах 20-40 градусов поЦельсию. Температура кипения бензинов находится в интервале от 30 до <st1:metricconverter ProductID=«200 C» w:st=«on»>200 C</st1:metricconverter>. Температура засты­вания- ниже минус 60 градусов. При сгорании  бензиновобразуется  вода и углекислый газ. Приконцентрациях паров в воздухе 70—120 г/м³образуются взрывчатые смеси.

Автомобильные бензины в силу своихфизико-химических  характеристик должныобладать следующими свойствами:

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman»">       

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman"">       

Для улучшения эксплуатационных свойствбензинов производители повышают их октановое число. Это достигается путемдобавления к бензинам некоторых высокооктановых компонентов.

Октановое число –показатель детонационных свойств моторного топлива. Детонацией называют такой характергорения, при котором воспламенение горючей смеси  происходит в нескольких точках цилиндра илипо всему объему  сразу.

Октановоечисло – наиболее важная характеристика бензина. Если октановое число бензина равно 95, то этоозначает, что он детонирует как смесь 95% изооктана и 5% гептана. Октановоечисло бензина после первичной перегонки нефти обычно не превышает 70. По этомудля повышения качества низкосортных бензинов помимо компаудирования используютантидетонаторы (до 0,3%).

Присадки — вещества,добавляемые (обычно в количествах 0,05-0,1%) к топливам, минеральным исинтетическим маслам для улучшения их эксплуатационных свойств. К присадкамотносятся, антидетонаторы, антиокислители, ингибиторы коррозии и др. Подробнеевиды и назначение присадок  рассмотрены вприложении  №1 «Перечень допущенныхприсадок».

Сырьём для получения бензина являетсянефть.<span Times New Roman CYR",«serif»"> Нефть – этоприродная жидкая смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством другихорганических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе сгазообразными углеводородами (попутные газы, природный газ).                                                                                 

<span Times New Roman CYR",«serif»">Соединениясырой нефти – это сложные вещества, состоящие из пяти элементов – C, H, S, O иN, причем содержание этих элементов колеблется в пределах 82–87% углерода,11–15% водорода, 0,01–6% серы, 0–2% кислорода и 0,01–3% азота.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Углеводороды– основные компоненты нефти и природного газа. Простейший из них – метан Ch5 – являетсяосновным компонентом природного газа. Все углеводороды могут быть подразделенына алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степениненасыщенности углеродных связей – на парафины и циклопарафины, олефины,ацетилены и ароматические углеводороды. Обычная сырая нефть из скважины — этозеленовато-коричневая легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с резкимзапахом.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Химическинефти очень различны и изменяются от парафиновых, которые состоят большейчастью из парафиновых углеводородов, до нафтеновых или асфальтеновых, которыесодержат в основном циклопарафиновые углеводороды; существует многопромежуточных или смешанных типов. Парафиновые нефти по сравнению с нафтеновымиили асфальтеновыми обычно содержат больше бензина и меньше серы и являютсяглавным сырьем для получения смазочных масел и парафинов. Нафтеновые типы сырыхнефтей, в общем, содержат меньше бензина, но больше серы и мазута, и асфальта.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Поступающаянефть нагревается в змеевике примерно до 320

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Склонностьк дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагревевыше определенной температуры привела к очень важному успеху в использованиикрекинг-процесса. Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти,углерод и углеродные связи разрушаются, водород отрывается от молекулуглеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов посравнению с составом первоначальной сырой нефти. Например, дистилляты, кипящиев интервале температур 290–400

<span Times New Roman CYR",«serif»;mso-bidi-font-weight:bold">

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Катализатор– это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменениясути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества,включая металлы, их оксиды, различные соли.

<span Times New Roman CYR",«serif»;mso-bidi-font-weight:bold">Процесс Гудри.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Среднекипящиедистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразноесостояние; для увеличения скорости реакций расщепления, т.е. крекинг-процесса,и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора.Реакции происходили при умеренных температурах 430–480

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Риформинг- это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов вбензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют болеевысокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому онипредпочтительней для производства современного высокооктанового бензина.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Существуютдва основных вида риформинга – термический и каталитический. В первомсоответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются ввысокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во второмпреобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии каквысокой температуры, так и катализаторов. Более старый и менее эффективныйтермический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти всеустановки термического риформинга заменены на установки каталитическогориформинга.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Еслибензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляетсяна платиновых катализаторах, нанесенных на алюминийоксидный или алюмосиликатныйноситель.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Реакции, в результате которыхпри каталитическом риформинге повышается октановое число, включают:

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">1)<span Times New Roman"">         

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">2)<span Times New Roman"">         

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">3)<span Times New Roman"">         

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">4)<span Times New Roman"">         

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Кромекрекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производствабензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленныхмасштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкиебензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Полимеризацияпропилена – олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена – олефина счетырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех жепределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до 82.Нефтеперерабатывающие заводы, использующие процессы полимеризации, обычноработают на фракциях крекинг-газов, содержащих олефины с тремя и четырьмяатомами углерода.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Вэтом процессе изобутан и газообразные олефины реагируют под действиемкатализаторов и образуют жидкие изопарафины, имеющие

<span Times New Roman CYR",«serif»">Всепроцессы алкилирования для производства моторных топлив производятся сиспользованием в качестве катализаторов либо серной, либо фтороводороднойкислоты при температуре сначала

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Другойважный путь получения высокооктанового сырья для добавления в моторное топливо– это процесс изомеризации с использованием хлорида алюминия и других подобныхкатализаторов.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Изомеризацияиспользуется для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов спрямолинейными цепями.Улучшение антидетонационных свойств происходит врезультате превращения нормальных пентана и гексана в изопентан и изогексан.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Процессыизомеризации приобретают важное значение, особенно в тех странах, гдекаталитический крекинг с целью повышения выхода бензина проводится вотносительно незначительных объемах. При дополнительном этилировании, т.е.введении тетраэтилсвинца, изомеры имеют октановые числа от 94 до 107 (внастоящее время от этого способа отказались ввиду токсичности образующихсялетучих алкилсвинцовых соединений, загрязняющих природную среду).

<span Times New Roman CYR",«serif»">Давления,используемые в процессах гидрокрекинга, составляют от примерно от 70 атм. дляпревращения сырой нефти в сжиженный нефтяной газ (

<span Times New Roman CYR",«serif»">Там,где гидрокрекинг сочетается с каталитическим крекингом и коксованием, не менее75–80% сырья превращается в бензин и реактивное топливо. Выработка бензина иреактивных топлив может легко изменяться в зависимости от сезонныхпотребностей. При высоком расходе водорода выход продукции на 20–30% выше, чемколичество сырья, загружаемого в установку. С некоторыми катализаторамиустановка работает эффективно от двух до трех лет без регенерации.

Все бензины отличаются друг от друга, как по составу,так и по свойствам, так как их получают не только как продукт первичнойвозгонки нефти, но и как продукт  попутногогаза (газовый бензин) и  тяжелых фракцийнефти (крекинг-бензин).

Бензины классифицируют поразным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число,содержание серы.

Крекинг-бензинысодержат значительный процент техкомпонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Однако их прямоеиспользование во многих странах законодательно ограничивается, поскольку онисодержат заметное количество олефинов, а именно олефины являются одной изглавных причин образования фотохимического смога. 

Крекинг-бензинпредставляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Обычная перегонканефти дает всего 10–20% бензина. Для увеличения его количества более тяжелыеили высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул до размеровмолекул, входящих в состав бензина. Это и называют крекингом. Крекинг мазутапроводят при температуре 450–550°С.   Благодаря крекингу можно получать изнефти до 70% бензина.

  Бензин газовыйпредставляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа, содержащийпредельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Различаютстабильный (БГС) и нестабильный (БГН ) варианты газового бензина. БГС бываетдвух марок – легкий (БЛ) и тяжелый (БТ). Применяется в качестве сырья внефтехимии, на заводах органического синтеза, а также для компаундирования  автомобильного бензина (получения бензина с заданными свойствами путемего смешивания с другими бензинами).

Пиролиз– это крекинг при температурах 700–800°С. Крекинг и пиролиз позволяютдовести суммарный выход бензина до 85%. Необходимо отметить, чтопервооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891году был русский инженер В.Г.Шухов.

Этилированные бензины.  Это вид бензинов, который получилсвоё название главным образом из-за входящей в его состав антидетонационной присадки антидетонатора  — тетраэтилсвинца (ТЭС), служащей дляповышения октанового числа в бензинах. ТЭС представляет собой маслянистуюбесцветную жидкость с плотностью 1652,4 кг/куб.м. Температура кипения ТЭСсоставляет 200 градусов Цельсия, он растворим в бензине и органическихрастворителях, чрезвычайно ядовит, относится к первой группе опасности поотравляющему действию. ТЭС неустойчив — под действием температуры, солнечногосвета, воды, воздуха разлагается с образованием белого осадка.    

ТЭС используют в смеси с так называемыми«выносителями», при сгорании превращающими свинцовые соединения вгазообразное состояние. Смесь ТЭС и «выносителя» называется этиловойжидкостью, а бензины, к которым добавлена этиловая жидкость этилированными       

Для отличия этилированных бензинов от неэтилированныхпервые окрашиваются в яркие цвета. Эффективно повышают октановое число бензиновпервые 0,5-2 мл этиловой жидкости. Способность повышать свое октановое число отприбавления этиловой жидкости зависит от химического состава бензина.Превышение оптимального количества способствует увеличению нагарообразования иосвинцовывания деталей. Образующиеся нагары провоцируют калильное зажигание.Отработанные газы автомобилей, работающих на этилированном бензине, имеютповышенную токсичность за счет свинцовых соединений.

Основную массуавтомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ 2084-77 и ГОСТ Р51105-97 иТУ 38.001165-97. В зависимости от октанового числа ГОСТ 2084-77 предусматриваетпять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для первых двух марокцифры указывают октановые числа, определяемые по моторному методу, дляпоследних — по исследовательскому.

В связи с увеличениемдоли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдаетсязаметная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличенияпотребления высокооктановых.

Бензин А-72 практическине вырабатывается ввиду отсутствия техники, эксплуатируемой на нем. Наибольшаяпотребность существует в бензине А-92, который вырабатывается по ТУ38.001165-97, хотя доля бензина А-76 в общем объеме производства остается оченьвысокой. Указанные ТУ предусматривают также марки бензинов А-80 и А-96 соктановыми числами по исследовательскому методу соответственно 80 и 96.

Эти бензины предназначеныв основном для поставки на экспорт. Бензин АИ-98 с октановым числом 98 поисследовательскому методу производится по ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ38.401-58-127-95. Бензины А-76, А-80, АИ-91, А-92 и А-96 допускаетсявырабатывать с использованием этиловой жидкости. Малоэтилированный бензин АИ-91с содержанием свинца 0,15 г/дм3 выпускается по отдельным техническим условиям(ТУ 38.401-58-86-94). При производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использованиеалкилсвинцовых антидетонаторов не допускается. Требования ГОСТ 2084-77 ккачеству автомобильных бензинов приведены в таблице.

Все бензины,вырабатываемые по ГОСТ 2084-77, в зависимости от показателей испаряемости делятна летние и зимние.

·<span Times New Roman"">       

·<span Times New Roman"">       

Параметры автомобильныхбензинов, вырабатываемых по ГОСТ 2084-77, существенно отличаются от принятыхмеждународных норм, особенно в части экологических требований. В целяхповышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества доуровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105-97 «Топлива длядвигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Техническиеусловия», который вводится в действие с 01.01.99 г. Этот стандарт незаменяет ГОСТ 2084-77, которым предусмотрен выпуск как этилированных, так и неэтилированныхбензинов. В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 будут вырабатываться тольконеэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3).См. таблица №1

 Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ2084–77)                                                                                                                                       (Таблица №1)

Показатели

А-72

А-76 неэтил.

А-76 этил.

АИ-91

АИ-93

АИ-95

Детонационная стойкость: октановое число, не менее:

моторный метод

72

76

76

82,5

85

85

исследовательский метод

Не нормируется

91

93

95

Массовое содержание свинца, г/дм3, не более

0,013

0,013

0,17

0,013

0,013

0,013

Фракционный состав: температура начала перегонки бензина, °С, не ниже:

летнего

35

35

35

35

35

30

зимнего

Не нормируется

10 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

70

70

70

70

70

75

зимнего

55

55

55

55

55

55

50 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

115

115

115

115

115

120

зимнего

100

100

100

100

100

105

90 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

180

180

180

180

180

180

зимнего

160

160

160

160

160

160

Конец кипен

www.ronl.ru

Реферат: Бензины

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Петрозаводский государственный университет

Курс «Топливо и смазочные материалы»

Реферат:

Бензины

Работу выполнил:

студентка гр.21410

Ивановская А.И.

Работу принял:

Селиверстов А.А.

Петрозаводск 2010

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..….…..3

1. ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗИНА………………….……………...……………………………….4

2. ТРЕБОВАНИЯ К БЕНЗИНАМ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА………………………..…..5

2.2 Основные свойства бензина…………………………………………………………5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………..………………….......…....10

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………………...11

ВВЕДЕНИЕ

В наше время количество автомобилей на душу населения возрастает с каждым днем. И, несмотря на различные новые технологии и внедрение новых альтернативных видов топлив, для автомобилей одним из основных является бензин.

Бензи́н — это горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/см³. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания ниже −60°С.

В конце XIX века бензин не находил лучшего применения, чем антисептическое средство (бензин продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из нефти отгоняли только керосин, а все остальное, включая бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки.[2]

Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

1. ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗИНА

Для получения высококачественного топлива и присадок проводят и вторичную перегонку нефти.

Основными методами деструктивной переработки нефти и получения высококачественного бензина(получение присадок) являются:

• Термический крекинг – переработка сырья при температуре 450 - 5000С и давлении 2-5 МПа.
• Каталитический крекинг – протекает при температуре 470-5300С и давлении 70-370 МПа в присутствии катализатора для получения желательных углеводородов.
• Каталитический риформинг – это процесс облагораживания низкокачественного бензина путем его каталитической переработки под давлением водорода в присутствии катализатора. В результате каталитического риформинга получается высокооктановый компонент автомобильных бензинов в результате каталитических превращений низкооктановых фракций, вырабатываемых при прямой перегонке и крекинге.
• Гидрокрекинг – это каталитическая переработка нефтяных фракций и остаточных продуктов дистилляции нефти (мазута, гудрона) под давлением водорода для получения бензина. Гидрокрекинг протекает при температуре 260-4500С и давлении 5-20 МПа на целиотсодержащих катализаторах.
• Гидроочистка проводится для повышения качества и стабильности светлых дистиллятов при температуре 250-4200С и давлении 2-5МПа в присутствии катализаторов.[1]

Синтезирование применяют для получения индивидуальных углеводородов, обладающих высокими антидетонационными свойствами и используемых в качестве добавок к бензинам. Процесс осуществляется в присутствии катализаторов.

Существуют и другие процессы получения высокооктановых компонентов бензина (алкилирование, изомеризация).

2. ТРЕБОВАНИЯ К БЕНЗИНАМ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные.

Несмотря на различия в условиях применения, автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:

- иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;

- иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;

- не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др.

В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

2. Основные свойства бензинов

Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо перевести его в короткий промежуток времени из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении, т.е. создать рабочую смесь. В зависимости от конструкции двигателя возможны два способа образования рабочей смеси. При первом способе в карбюраторе происходит частичное испарение бензина и образование горючей смеси, затем паровоздушный поток распределяется по цилиндрам. Вследствие неполного испарения бензина часть капель из паровоздушного потока оседает в виде жидкой пленки на стенках впускного трубопровода. Из-за разности в скоростях движения паров и жидкой пленки в цилиндры поступает горючая смесь, неоднородная по качеству и составу. При втором способе бензин впрыскивается с помощью форсунок непосредственно в камеру сгорания или во впускной трубопровод.

От содержания в бензине легкокипящих фракций зависит его физическая стабильность, т.е. склонность к потерям от испарения. Наибольшие потери от испарения имеют бензины, содержащие в своем составе низкокипящие углеводороды: бутаны, изопентан.

Высокая испаряемость бензина может иногда стать причиной обледенения карбюратора. Испарение бензина в карбюраторе сопровождается понижением температуры его деталей. В условиях высокой влажности при температуре воздуха около 40С происходит вымерзание влаги из окружающего воздуха, которое вызывает обледенение карбюратора.

Снижая испаряемость бензина, можно предотвратить обледенение карбюратора, однако это ухудшает пусковые свойства бензинов. Поэтому в бензин вводят специальные антиобледенительные присадки или осуществляют конструктивные меры.

С учетом климатических особенностей нашей страны автомобильные бензины по фракционному составу и давлению насыщенных паров подразделяют на два вида: зимний и летний. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров определены в зависимости от сезона и климатического района применения. Такая классификация в большей степени удовлетворяет требованиям эксплуатации двигателей в разных климатически условиях и будет способствовать более экономичному и рациональному использованию топлив.

Детонационная стойкость.

Этот показатель характеризует способность автомобильных и авиационных 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 разрешения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Мера детонационной стойкости бензинов, т.е. способности нормально сгорать в двигателе при разл. условиях, - октановое число, равное содержанию (в % по объему) изооктана в его смеси с н-гептаном, при к-ром эта смесь эквивалентна по детонационной способности испытуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Равномерность распределения октановых чисел по фракциям имеет большое значение, особенно при переменных режимах работы двигателя, в частности при разгоне автомобиля. Если низкокипящие фракции бензина менее стойки к детонации, чем высококипящие, то при каждом изменении режима работы двигателя в течение какого-то времени в камерах сгорания наблюдается детонация.[3]

Детонационная стойкость автомобильных и авиационных бензинов определяется их углеводородным составом. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические углеводороды. Самая низкая детонационная стойкость у парафиновых углеводородов нормального строения, причем она уменьшается с увеличением их молекулярной массы. Изопарафины и олефиновые углеводороды обладают более высокими антидетонационными свойствами по сравнению с нормальными парафинами. Увеличение степени разветвленности и снижение молекулярной массы повышает их детонационную стойкость. По детонационной стойкости нафтены превосходят парафиновые углеводороды, но уступают ароматическим углеводородам. Наибольшую чувствительность - разность между октановыми числами по исследовательскому и моторному методам - имеют олефиновые углеводороды. Чувствительность ароматических углеводородов несколько ниже. Для парафиновых углеводородов эта разница очень мала, а высокомолекулярные низкооктановые парафиновые углеводороды имеют отрицательную чувствительность.

Антидетонационные свойства бензинов, получаемых различными технологическими процессами, определяются входящими в их состав углеводородами. Самую низкую детонационную стойкость имеют бензины прямой перегонки, состоящие, в основном, из парафиновых углеводородов нормального строения, причем она снижается с повышением температуры конца кипения. Октановые числа, определяемые по моторному методу прямогонных фракций, выкипающих до 180 °С, обычно составляют 40-50 ед. Детонационная стойкость фракций с температурой начала кипения 85 °С несколько выше - 65-70 ед. Исключение составляют прямогонные бензины, получаемые из нефтей нафтенового основания (сахалинские, азербайджанские и др.), их октановые числа достигают 71-73 ед. Однако ресурсы этих нефтей весьма ограничены.

Для повышения октановых чисел прямогонных бензинов их подвергают каталитическому риформингу.

Для повышения октановых чисел товарных бензинов используют также специальные антидетонационные присадки и высокооктановые компоненты.

Вкачестве альтернативы алкилсвинцовым антидетонаторам для повышения детонационной стойкости автомобильных бензинов в России допущены и используются при производстве бензинов органические соединения марганца, железа, ароматические амины. Широкое распространение в России и за рубежом при производстве высокооктановых бензинов получил метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). МТБЭ имеет октановые числа смешения: 115-135 по исследовательскому методу и 98-110 по моторному.Теплота сгорания.

Этот показатель во многом определяет мощностные и экономические показатели работы двигателя. Он особенно важен для авиационных бензинов, так как оказывает влияние на удельный расход топлива и на дальность полета самолета. Чем выше теплота сгорания, тем меньше удельный расход топлива и больше дальность полета самолета при одном и том же объеме топливных баков.

Для авиационных бензинов регламентируется низшая теплота сгорания.

Теплота сгорания зависит от углеводородного состава бензинов, а для различных углеводородов она, в свою очередь, определяется соотношением углерод:водород. Чем выше это соотношение, тем ниже теплота сгорания. Наибольшей теплотой сгорания обладают парафиновые углеводороды и соответственно бензины прямой перегонки и алкилбензин, наименьшей - ароматические углеводороды и содержащие их бензины каталитического риформинга. 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.

При окислении бензинов происходит накопление в них смолистых веществ, образующихся в результате окислительной полимеризации и конденсации продуктов окисления. На начальных стадиях окисления содержание в бензине смолистых веществ невелико и они полностью растворимы в нем. По мере углубления процесса окисления количество смолистых веществ увеличивается и снижается их растворимость в бензине. Накопление в бензинах продуктов окисления резко ухудшает их эксплуатационные свойства. Смолистые вещества могут выпадать из топлива, образуя отложения в резервуарах, трубопроводах и др. Окисление нестабильных бензинов при нагревании во впускной системе двигателя приводит к образованию отложений на ее элементах, а также увеличивает склонность к нагарообразованию на клапанах, в камере сгорания и на свечах зажигания. Содержащиеся в бензинах неуглеводородные компоненты также влияют на их химическую стабильность. Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования пиролиза, каталитического крекинга, которые в значительных количествах содержат олефиновые и диолефиновые углеводороды. Бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензин химически стабильны. Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.В авиационные бензины введение антиокислителя обязательно для стабилизации ТЭС. 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: на дроссельной заслонке и вблизи нее, в воздушном жиклере и жиклере холостого хода. 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. Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.Эксплуатационные требования.

Автомобильные и авиационные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов и емкостей, а продукты их сгорания - коррозию деталей двигателя. Коррозионная активность бензинов и продуктов их сгорания зависит от содержания общей и меркаптановой кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды. Эти показатели нормируются в технической документации на бензины.

Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозийных или многофункциональных присадок. Экологические требования.

Непрерывный рост автомобильного транспорта в развитых странах, где плотность автомобилей достигла 10-20 ед. на 1 кв. км, а в США их количество превысило 200 млн., привел к сильному загрязнению окружающей среды, и в первую очередь воздушного бассейна, вредными выбросами отработавших газов. По этой причине среди всех требований, предъявляемых к бензинам, на первое место выдвигаются экологические.

Загрязнение окружающей среды, связанное с применением бензинов, может происходить на этапах транспортирования, заправки, испарения, утечки и пр. Однако основным источником загрязнения являются отработавшие газы. В их составе содержится более 300 соединений, наносящих вред окружающей среде и здоровью человека. Среди экологических показателей бензинов важнейшим является содержание в них соединений свинца. Это связано не только с высокой токсичностью этилированных бензинов и продуктов их сгорания, но и с возможностью применения каталитических систем нейтрализации отработавших газов, так как продукты сгорания свинца отравляют катализатор. Поэтому одной из первоочередных экологических задач в области производства бензинов является сокращение или полный отказ от применения этиловой жидкости. В США и ряде европейских стран применение этилированных бензинов запрещено законом. Переход на производство и применение неэтилированных бензинов позволит не только снизить выбросы в атмосферу высокотоксичных соединений свинца, но и даст возможность оборудовать автомобили каталитическими системами нейтрализации отработавших газов и до минимума сократить токсичность последних. В России также приняты и осуществляются программы, направленные на решение экологических проблем. По относительному объему производства и потребления неэтилированных автобензинов Россия в настоящее время находится на уровне развитых европейских стран. За последние пять лет их выработка увеличилась втрое и в 1997 году составила 70 % общего объема.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бензины имеют свою маркировку. Моторные бензины подразделяются на автомобильные (А) и авиационные (Б). Авиационные бензины отличаются тем, что включают больше средних фракций и имеют более высокое октановое число. Содержат тетраэтилсвинец в значительных количествах. Авиабензины производятся из фракций прямой перегонки, алкилирования, риформинга. Не допускается содержания бензинов крекинга. Различают также летние и зимние сорта автомобильных бензинов. В зимних сортах больше легкокипящих фракций, что улучшает холодный пуск двигателя. В основу классификации бензинов положено так называемое октановое число. Бензины с большим числом обладают более высокой стойкостью к детонации и позволяют проектировать двигатели с более высокой степенью сжатия.

Прямогонный бензин, полученный путём перегонки нефти, не обладает детонационной стойкостью, необходимой для работы современного двигателя. Бензин марки А-72 и ниже использовался только в моторах, разработанных до 1960-х годов. Кратковременное использование бензина с низким октановым числом в современном моторе возможно (при работе на холостых или в режиме малых нагрузок), однако это приводит к необратимому выходу мотора из строя меньше, чем через минуту при работе прогретого мотора на полной мощности.

В России применяются следующие марки автомобильных бензинов:

• АИ-80 (А-76) («нормаль»)
• АИ-92 («регуляр»)
• АИ-95 («премиум»)
• АИ-98 («супер»)

В США широкое применение получили смеси бензинов с этанолом до 20 % (марка Е20). А в Бразилии 20 % содержание этанола является общепринятым и довольно распространены смеси до чистого спирта, применяемые на автомобилях с адаптированными двигателями.

Обозначение бензинов: «А» — автомобильный бензин; «Б» — авиационный бензин; «76» — числовой индекс — октановое число; «91/115» — числовой индекс авиационных бензинов — первое число обозначает октановое число, второе — сортность на богатой смеси; «И» — метод определения октанового числа (исследовательский). Если буква И отсутствует — моторный метод.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Беляев С.В. Топлива для современных и перспективных автомобилей: Учеб. Пособие / С.В. Беляев, В.В. Беляев; ПетрГУ. – Петрозаводск, 2005.-236 с.
2. Бензин. – Режим доступа к ст.: http://ru.wikipedia.org/wiki/Бензин - заглавие экрана.-Яз.Рус.
3. Бензины. – Режим доступа к ст.: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/507.html - заглавие экрана.-Яз.Рус.

kurs.znate.ru

Реферат Транспорт Бензины

works.tarefer.ru

Реферат - Автомобильные топлива - Транспорт

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Тобольский индустриальный институт

Кафедра МТО

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Введение в специальность»

«Автомобильные топлива»

Выполнил:

студент группы СТЭ-09

Проверил: Саитмометов Р.М

ассистент кафедры МТО

г. Тобольск, 2009

Содержание.

Введение..............................................................................................................2

1. История развития автомобильных топлив..................................................3

1.2 История развития дизельного топлива..................................................5

1.3 История развития газообразных топлив...............................................6

2. Автомобильные топлива...............................................................................7

3. Перспективы развития..................................................................................16

Заключение..........................................................................................................18

Список литературы.............................................................................................19

Введение

История развития человечества теснейшим образом связана с получе-

нием и использованием энергии. С древнейших времен известны уголь и нефть – вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты. Сейчас формулировка «топливо» включает все вещества, которые дают при сжигании большое количество

теплоты, широко распространены в природе и (или) добываются промыш-

ленным способом. К топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин,

бензин, мазут, дизельное топливо), уголь, природный горючий газ,

древесина и растительные отходы (солома, лузга и т.п.), торф, горю-

чие сланцы, а в настоящее время и вещества, используемые в ядерных

реакторах на АЭС и ракетных двигателях.

Таким образом, классификацию топлива можно провести, например по

его агрегатному состоянию: твердое (уголь, торф, древесина, сланцы),

жидкое (нефть и нефтепродукты) и газообразное (природный газ). Также

можно разделить виды топлива и по его происхождению: растительное,

минеральное и продукты промышленной переработки.

1. История развития автомобильных топлив

1.1 История развития бензина

Первые технологические манипуляции с нефтью проводили на Ухтинском (Россия) нефтяном промысле в 1745 г. Именно там был построен первый завод по очистке нефти. Он был очень прост: в печь ставили котел с трубкой, которая через бочку с водой вела в пустую бочку. Бочка с водой играла роль холодильника. Очищенную нефть использовали преимущественно в бытовых целях. В то время многие помещения освещались лампадами, в которые наливалась смесь очищенной нефти с растительным маслом.

А вот бензин официально первым получил английский физик Майкл Фарадей. Из всех соединений углерода и водорода в 1825 году он выделил одно, способное быстро загораться. А так как он синтезировал его из нефти, добытой где-то в Малой Азии, то и назвал его арабским словом. Бензин – благовонное вещество. Так переводится слово с арабского.

В 1891 году русский инженер Шухов изобрел крекинг (от англ. cracking – расщепление). Это процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества. Благодаря крекингу значительно увеличивается выход бензина из нефти.

Бензин в качестве горючего был использован только в конце XIX века, когда господин Даймлер усовершенствовал двигатель внутреннего сгорания и сделал его движущей силой на автомобилях.

1.2 История развития дизельного топлива

Альтернативой и конкурентом бензину было дизельное топливо – в современном обиходе «дизель». Понятие «дизель» в наше время стало нарицательным, и у большинства людей вызывает ассоциации с топливом, а ведь понятие «дизельное топливо» произошло от названия двигателя, а двигатель этот назван по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля. Причем дизель по сути своей не имел никакого отношения к дизельному топливу. По замыслу изобретателя, конструкция должна была работать на дешевой угольной пыли. Однако эксперименты показали невозможность использования её в качестве горючего по причине проблемной подачи в цилиндры. Тогда было решено попробовать вместо неё тяжёлые фракции нефти типа керосина и мазута.

Принцип же работы дизельного двигателя был следующим: в цилиндры засасывалось топливо, и под давлением сжималось до такой степени, что происходило самовозгорание. Идея была поистине революционной, и была оформлена как патент в 1893 году, но ещё пять лет ушло на конструирование работоспособного мотора. Он был очень далек от современного дизельного мотора.

1.3 История развития газообразных топлив

В 30-е годы ХIX века был создан двигатель, работающий на газо-воздушной смеси. Однако с изобретением автомобиля предпочтение было отдано бензину. О газе вспомнили лишь в 30-е годы прошлого века. Сначала были газогенераторные двигатели, топливом для которых выступали древесные чурки.

Их сжигали в специальных емкостях, именуемых газогенераторами, при недостатке кислорода – в результате образовывалось большое количество недоокисленных продуктов, которые с успехом могли гореть в цилиндрах двигателя. Газогенераторные установки были довольно громоздкими и тяжелыми. Их масса колебалась от 400 до 600 кг. Розжиг газогенератора занимал 10-14 минут, расход древесных чурок равнялся около 53 кг/100 км пути, а запас хода – 60-70 км. Поэтому немедленно развернулись работы над газобаллонными автомобилями. Первым в этом деле выступил Советский Союз.

В конце 30-х годов с конвейеров советских автозаводов начали сходить газобаллонные грузовики ЗИС-30 и ГАЗ-44, в двигателях которых применялся газ, вырабатываемый не газогенераторами, а подаваемый из баллонов. А в западных странах об использовании газа всерьез задумались после нефтяного кризиса середины 70-ых годов.

2. Автомобильные топлива

2.1 Автомобильные бензины

В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре 35-200 °С.

Бензины в силу своих физико-химических свойств применяются в двигателях с принудительным зажиганием (от искры). Более тяжелые дизельные топлива вследствие лучшей самовоспламеняемости применяются в двигателях с воспламенением от сжатия, т.е. дизелях.

К автомобильным бензинам предъявляются следующие требования:

•бесперебойная подача бензина в систему питания двигателя;

•образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

•нормальное (без детонации) и полное сгорание смеси в двигателях;

•обеспечение быстрого и надежного пуска двигателя при различных температурах окружающего воздуха;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах, камере сгорания;

•сохранение качества при хранении и транспортировке.

Для выполнения этих требований бензины должны обладать рядом свойств. Наиболее важные из них:

Карбюр-анионные . Бензин, подаваемый в систему питания смешивается с воздухом и образует топливовоздушную смесь. Для полного сгорания необходимо обеспечить однородность смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха.

На протекание процессов смесеобразования влияют следующие физико-химические свойства:

Плотность топлива - при +20°С должна составлять 690-750 кг/м3. При низкой плотности поплавок карбюратора тонет и бензин свободно вытекает из распылителя, переобогащая смесь

Вязкость — с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси.

Испаряемость - способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе.

Давление насыщенных паров - чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Бензины с высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя.

Коррозионные свойства. Бензины должны обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы, которое зависит от содержания в топливе водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. Сильным коррозионным действием по отношению к черным и цветным металлам обладают минеральные кислоты. Их присутствие в бензинах, наряду со щелочами, активно коррозирующими цветные металлы, недопустимо.

Низкотемпературные свойства - характеризуют работоспособность топливоподающей системы зимой. При низких температурах происходит выпадение кристаллов льда в бензине и обледенение деталей карбюратора. В бензине в растворенном состоянии находится несколько сотых долей процента воды. С понижением температуры растворимость воды в бензине падает, и она образует кристаллы льда, которые нарушают подачу бензина в двигатель.

Склонность к отложениям. К отложениям относят липкие продукты, оседающие в деталях системы питания автомобилей, и нагары в камерах сгорания двигателей. Источниками образования липких отложений являются химически нестойкие углеводороды, смолистые вещества, тяжелые неиспарившиеся фракции бензина, а также продукты разложения углеводородов смазочного масла.

Наибольшие отложения вызывают смолистые вещества, образующиеся при окислении химически нестойких непредельных углеводородов и сернистых соединений, находящихся в бензинах.

Сгорание бензина. Под «сгоранием» применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает 1500-2400 °С.

Теплота сгорания (теплотворная способность) — количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг жидкого или твердого и м3 газообразного топлива.

Нормальное и детонационное сгорание. При нормальном сгорании процесс протекает плавно с почти полным окислением топлива и скоростью распространения пламени 10-40 м3 /с. Когда скорость распространения пламени возрастает, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости движения пламени и возникновением ударной волны. Внешне детонация проявляется в появлении звонких металлических стуков — результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн.

В топлива, детонационная стойкость которых не соответствуют требованиям, добавляют высокооктановые компоненты (бензол, этиловый спирт) или антидетонаторы.

Антидетонаторы. Несколько десятилетий применяют тетраэтилсвинец (ТЭС) в сочетании с веществами, обеспечивающими отсутствие отложений окислов свинца в камере сгорания, так называемыми выносителями. Например, в 1 кг бензина А-76 содержится 0,24 г ТЭС.

В чистом виде ТЭС не применяют, а используют этиловую жидкость (ЭЖ), состоящую из ТЭС, выносителей и красителей. ТЭС ядовит, поэтому искусственное окрашивание бензина, предупреждает об опасности. Добавлением ЭЖ увеличивают ОЧ на 8-12 единиц. Главный недостаток ТЭС — ядовитость.

Углеводороды, входящие в состав бензинов, различаются по детонационной стойкости. Наименее стойки к детонации нормальные парафиновые углеводороды, наиболее — ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, по детонационной стойкости занимают промежуточное положение.

Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом (ОЧ).

ОЧ — это условный показатель детонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию (по объему) изооктана в смеси с нормальным гептаном, равноценной по детонационной стойкости испытуемому топливу.

Для любого бензина октановое число определяют путем подбора смеси из двух эталонных углеводородов (нормального гептана с ОЧ=0 и изооктана с ОЧ=100), которая по детонационным свойствам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за ОЧ бензина.

Определение ОЧ производится на специальных моторных установках. Существуют два метода определения ОЧ — исследовательский (ОЧИ — октановое число по исследовательскому методу) и моторный (ОЧМ — октановое число по моторному методу).

Маркировка бензинов включает одну или две буквы и цифру: буква «А» — бензин автомобильный, «И» — исследовательский метод определения ОЧ (если нет «И» — то моторный), цифра указывает на октановое число.

Бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды:

летний — для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года;

зимний - для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах; в остальных районах — с 1 октября до 1 апреля.

2.2 Дизельные топлива

Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на 25-30% экономичнее бензиновых двигателей, что и предопределило их широкое применение. В настоящее время они устанавливается на большинство грузовых автомобилей и автобусов, а также на часть легковых.

Эксплуатационные требования к дизельным топливам (ДТ):

•бесперебойная подача топлива в систему питания двигателя;

•обеспечение хорошего смесеобразования;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений в выпускном тракте, камере сгорания, на игле и распылителе форсунки;

•сохранение качества при хранении и транспортировке. Наиболее важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются его испаряемость, воспламеняемость и низкотемпературные свойства.

Испаряемость топлива определяется составом. При облегчении топлива ухудшается пуск дизелей, так как легкие фракции имеют худшую по сравнению с тяжелыми фракциями самовоспламеняемость. Поэтому пусковые свойства дизельных топлив для автомобилей в некоторой степени определяет температура выкипания 50% топлива. Температура выкипания 96% топлива регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов.

Воспламеняемость ДТ характеризует его способность к самовоспламенению в камере сгорания. Это свойство в значительной мере определяет подготовительную фазу процесса сгорания — период задержки воспламенения, который в свою очередь складывается из времени, затрачиваемого на распад топливной струи на капли, частичное их испарение и смешение паров топлива с воздухом (физическая составляющая), а также времени, необходимого для завершения предпламенных реакций и формирование очагов самовоспламенения (химическая составляющая).

Склонность ДТ к самовоспламенению оценивают по цетановому числу (ЦЧ).

ЦЧ — это условный, показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси с альфаметилнафталином, которая равноценна, по воспламеняемости испытуемому топливу.

Для определения ЦЧ составляют эталонные смеси. В их состав входят цетан и а-метилнафталин. Склонность цетана к самовоспламенению принимают за 100 единиц, а альфаметилнафталина -за 0 единиц. Цетановое число смеси, составленной из них, численно равно процентному содержанию (по объему) цетана.

Самовоспламеняемость ДТ влияет на их склонность к образованию отложений, легкость пуска и работу двигателя. Для современных быстроходных дизелей применяются топлива с ЦЧ=45-50.

ЦЧ влияет на пусковые качества ДТ. При высоких ЦЧ время пуска снижается, особенно при низких температурах.

ЦЧ может быть повышено двумя способами: регулированием углеводородного состава и введением специальных присадок.

1-й способ. В порядке убывания ЦЧ углеводороды располагаются следующим образом: нормальные парафины — изопарафины — нафтены -ароматические. ЦЧ можно существенно повысить, увеличивая концентрацию нормальных парафинов и снижая содержание ароматических.

2-й способ более эффективен. Вводят специальные кислородосодержащие присадки — органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты и др. Эти присадки являются сильными окислителями и способствуют зарождению и развитию процесса горения.

Низкотемпературные свойства. При низких температурах высокоплавкие углеводороды, прежде всего нормальные парафины, кристаллизуются. По мере понижения температуры дизельное топливо проходит через три стадии; вначале мутнеет, затем достигает так называемого предела фильтруемости и, наконец, застывает. Связано это с тем, что сначала в топливе появляются разрозненные кристаллы, которые оседают на фильтрах и ухудшают подачу топлива. Показатели, характеризующие начало кристаллизации углеводородов в топливе и потерю их подвижности стандартизованы.

Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов углеводородов и льда.

Температурой застывания называют температуру, при которой ДТ теряет подвижность, что определяют в стандартном приборе, наклоненном

под углом 45°С к горизонтали, в течение 1 мин.

Ассортимент ДТ:

•ДЛ — дизельное летнее — для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С;

•ДЗ — дизельное зимнее — для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже -30 °С;

•ДА — дизельное арктическое — для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже -50 °С.

2.3 Газообразные топлива

По физическому состоянию горючие газы делятся на две группы: сжатые и сжиженные.

Требования к газообразным топливам:

•обеспечение хорошего смесеобразования;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;

•сохранение качества при хранении и транспортировании;

•низкая стоимость производства и транспортирования.

Сжиженные газы. Основные компоненты — пропан С3Н8, бутан С4Н10. Получают из попутных нефтяных газов, из газообразных фракций при переработке нефтепродуктов и каменных углей. Поэтому они получили название сжиженных нефтяных газов. Для их обозначения часто используют аббревиатуру «СНГ».

СНГ хранят под давлением 1,6 МПа. Повышение температуры на 1°С влечет за собой рост давления в газовом баллоне на 0,6-0,7 МПа, что может привести к его разрушению. Поэтому в баллонах предусматривается паровая подушка объемом не менее 10% полезной емкости.

Промышленность выпускает СНГ для автомобилей двух марок:

•СПБТЗ — смесь пропана и бутана техническая зимняя;

•СПБТЛ — смесь пропана и бутана техническая летняя.

В состав СНГ добавляют специальные вещества (одоранты), имеющие сильный запах, т.к. СНГ не имеет ни цвета не запаха, и обнаружить их утечку сложно. Для этой цели используют этилмеркаптан C2h5SH, имеющий резкий неприятный запах.

Эксплуатационные свойства автомобилей с газовыми двигателями, работающими на СНГ, в сравнении с автомобилями, работающими на бензине, оцениваются следующим образом:

•пусковые качества до -5 «С равноценны; при более низких температурах запуск холодного двигателя затруднен;

•повышается мощность и улучшается топливная экономичность двигателей;

•снижается токсичность отработавших газов

•периодичность смены масла увеличивается в 2,0-2,5 раза;

•межремонтный ресурс двигателя увеличивается в 1,4-2,0 раза;

•трудоемкость ТО и ТР возрастает на 3-5%.

Сейчас выпускаются газобаллонные автомобили 2-х типов: с двигателями предназначенными для работы на СНГ и имеющими систему питания для кратковременной работы на бензине; с универсальными двигателями, работающими как на СНГ, так и на бензине (мощность снижается примерно на 10%).

Сжатые газы. Основные компоненты — метан СН4, окись углерода СО2 и водород Н2. Получают из горючих газов -природных, попутных нефтяных, коксовых и др. Их называют сжатыми природными газами или СПГ. Содержание метана в СПГ составляет 40- 82%.

Газобаллонные установки для СПГ рассчитаны на работу при давлении 19,6 МПА. Баллоны для СПГ изготавливаются толстостенными и имеют большую массу. Так, батарея из 8 50-литровых баллонов весит более 0,5 т. Следовательно, существенно снижается грузоподъемность автомобиля. Кроме того пробег автомобиля на одной заправке при работе на СПГ в 2 раза меньше, чем на бензине.

Преимущества СПГ перед бензинами:

•повышается срок службы моторного масла в 2,0-3,0 раза;

•увеличивается ресурс двигателя на 35-40% вследствие отсутствия нагара на деталях цилиндро-поршневой группы;

•увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;

•на 90% снижается выброс вредных веществ, особенно СО2.

Недостатки СПГ:

•цена автомобиля возрастает примерно на 27%;

•трудоемкость ТО и ТР возрастает на 7-8;

•мощность двигателя снижается на 18-20%, время разгона увеличивается на 24-30%, максимальная скорость уменьшается на 5-6%, максимальные углы преодолеваемых подъемов уменьшаются на 30-40%,

•дальность поездки на одной заправке не превышает 200-250 км;

•грузоподъемность автомобиля снижается 9-14%.

С учетом + и — автомобилей на СПГ, определена область их рационального использования — перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах.

3. Перспективы развития

Происходившее в последние годы удорожание нефти и природного газа на мировых рынках, а также усилия США и Евросоюза, направленные на ослабление зависимости от нефти и ее поставок из политически нестабильных регионов, ускоряли производство заменителей автомобильного топлива: биодизельного горючего, биогаза и биоэтанола. Благодаря использованию горючего, получаемого из сельхозсырья и органических отходов, доля минерального топлива в топливном балансе в предстоящие годы должна была существенно снизиться. Тем более, что в большинстве развитых стран уже действуют программы, предусматривающие серьезную государственную поддержку продуцентам этанола и биодизельного топлива.

И хотя спад производства и последовавшее за этим резкое падение цен на нефть должны повлиять на производство и потребление новых видов топлива, тем не менее дальнейшее развитие этой сферы энергетики неизбежно, в том числе и в России.

Дизельное топливо

Во-первых, коэффициент полезного действия стандартного дизельного двигателя заметно выше, чем, например, КПД типичного бензинового мотора (30-40% против 20-30%, а у дизеля с турбонаддувом и промежуточным охлаждением он вообще достигает 50%).

Во-вторых, данный тип горючего достаточно недорог в производстве, из-за чего продажа дизтоплива производится по демократичной, доступной цене. Естественно, это значительно повышает его привлекательность в глазах потребителей.

В-третьих, дизельное топливо отличается потрясающей универсальностью. Это его качество не понаслышке знакомо работникам сельского хозяйства и военным. И те, и другие эксплуатируют целый ряд самых разных специальных машин, совершенно спокойно заливая в их баки одно и то же горючее. С тем же успехом дизтопливо используется и в жилищно-коммунальной сфере (на нём работают генераторы и котлы), и во многих других отраслях.

Всё в порядке у этого горючего и с безопасностью в эксплуатации. Дизельное топливо нелетучее, поэтому риск его возгорания по сравнению всё с тем же бензином намного меньше (к тому же, в дизель-моторах, как известно, не используется система зажигания, что ещё больше снижает риск воспламенения). До сих пор этим несомненным преимуществом пользовались, в основном, военные — танки и многие другие наземные боевые машины работают на дизтопливе. Теперь же высокая безопасность данного вида горючего начинает понемногу привлекать и производителей легковых автомобилей. В последнее время они заметно увеличили количество выпускаемых машин на дизельном двигателе. В настоящее время практически все крупнейшие мировые автоконцерны предлагают минимум одну модель такого типа.

Заключение

В данном реферате я рассмотрел...

Список литературы

1. www.afp.com.ua/avtotema/Moguchaya_smes_etapi_razvitiya_avtomobilnogo_topliva

2. Буралев Ю. В. Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей.

3. Данилов А.М. Справочник Применение присадок в топливах для автомобилей.

4. Стуканов В. А. Автомобильные эксплуатационные материалы. Учебное пособие.

www.ronl.ru

Реферат: Автомобильные топлива

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Тобольский индустриальный институт

                                                                                                                       Кафедра МТО

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Введение в специальность»

                                               «Автомобильные топлива»

Выполнил:                                                                                              

студент группы СТЭ-09                                                                                    

Проверил:                                                                                                Саитмометов Р.М

ассистент кафедры МТО                                                

                                                   г. Тобольск,  2009

                                                     Содержание.

Введение..............................................................................................................2

1.     История развития автомобильных топлив..................................................3

                 1.1 История развития бензина......................................................................4

                 1.2 История развития дизельного топлива..................................................5

                 1.3 История развития газообразных топлив...............................................6

2.     Автомобильные топлива...............................................................................7

                 2.1 Автомобильные бензины........................................................................7

                 2.2 Дизельные топлива.................................................................................11

                 2.3 Газообразные топлива............................................................................14

3.     Перспективы развития..................................................................................16

Заключение..........................................................................................................18

Список литературы.............................................................................................19

                                                        Введение

История развития человечества теснейшим образом связана с получе-

нием и использованием энергии. С древнейших времен известны уголь и нефть – вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты.  Сейчас формулировка  «топливо» включает все вещества,  которые дают при сжигании большое количество

теплоты, широко распространены в природе и (или) добываются  промыш-

ленным способом. К топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин,

бензин, мазут,  дизельное топливо),  уголь,  природный горючий  газ,

древесина и растительные отходы (солома,  лузга и т.п.), торф, горю-

чие сланцы,  а в настоящее время и вещества,  используемые в ядерных

реакторах на АЭС и ракетных двигателях.

Таким образом,  классификацию топлива можно провести, например по

его агрегатному состоянию: твердое (уголь, торф, древесина, сланцы),

жидкое (нефть и нефтепродукты) и газообразное (природный газ). Также

можно разделить  виды топлива и по его происхождению:  растительное,

минеральное и продукты промышленной переработки.

1. История развития автомобильных топлив

1.1 История развития бензина

   Первые технологические манипуляции с нефтью проводили на Ухтинском (Россия) нефтяном промысле в 1745 г. Именно там был построен первый завод по очистке нефти. Он был очень прост: в печь ставили котел с трубкой, которая через бочку с водой вела в пустую бочку. Бочка с водой играла роль холодильника. Очищенную нефть использовали преимущественно в бытовых целях. В то время многие помещения освещались лампадами, в которые наливалась смесь очищенной нефти с растительным маслом.

А вот бензин официально первым получил английский физик Майкл Фарадей. Из всех соединений углерода и водорода в 1825 году он выделил одно, способное быстро загораться. А так как он синтезировал его из нефти, добытой где-то в Малой Азии, то и назвал его арабским словом. Бензин – благовонное вещество. Так переводится слово с арабского.

В 1891 году русский инженер Шухов изобрел крекинг (от англ. cracking – расщепление). Это процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества. Благодаря крекингу значительно увеличивается выход бензина из нефти.

Бензин в качестве горючего был использован только в конце XIX века, когда господин Даймлер усовершенствовал двигатель внутреннего сгорания и сделал его движущей силой на автомобилях.

1.2 История развития дизельного топлива

   Альтернативой и конкурентом бензину было дизельное топливо – в современном обиходе "дизель". Понятие "дизель" в наше время стало нарицательным, и у большинства людей вызывает ассоциации с топливом, а ведь понятие "дизельное топливо" произошло от названия двигателя, а двигатель этот назван по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля. Причем дизель по сути своей не имел никакого отношения к дизельному топливу. По замыслу изобретателя, конструкция должна была работать на дешевой угольной пыли. Однако эксперименты показали невозможность использования её в качестве горючего по причине проблемной подачи в цилиндры. Тогда было решено попробовать вместо неё тяжёлые фракции нефти типа керосина и мазута.

    Принцип же работы дизельного двигателя был следующим: в цилиндры засасывалось топливо, и под давлением сжималось до такой степени, что происходило самовозгорание. Идея была поистине революционной, и была оформлена как патент в 1893 году, но ещё пять лет ушло на конструирование работоспособного мотора. Он был очень далек от современного дизельного мотора.

1.3 История развития газообразных топлив

   В 30-е годы ХIX века был создан двигатель, работающий на газо-воздушной смеси. Однако с изобретением автомобиля предпочтение было отдано бензину. О газе вспомнили лишь в 30-е годы прошлого века. Сначала были газогенераторные двигатели, топливом для которых выступали древесные чурки.

   Их сжигали в специальных емкостях, именуемых газогенераторами, при недостатке кислорода – в результате образовывалось большое количество недоокисленных продуктов, которые с успехом могли гореть в цилиндрах двигателя. Газогенераторные установки были довольно громоздкими и тяжелыми. Их масса колебалась от 400 до 600 кг. Розжиг газогенератора занимал 10-14 минут, расход древесных чурок равнялся около 53 кг/100 км пути, а запас хода – 60-70 км. Поэтому немедленно развернулись работы над газобаллонными автомобилями. Первым в этом деле выступил Советский Союз.

   В конце 30-х годов с конвейеров советских автозаводов начали сходить газобаллонные грузовики ЗИС-30 и ГАЗ-44, в двигателях которых применялся газ, вырабатываемый не газогенераторами, а подаваемый из баллонов. А в западных странах об использовании газа всерьез задумались после нефтяного кризиса середины 70-ых годов.

2. Автомобильные топлива

2.1 Автомобильные бензины

В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре 35-200 °С.

Бензины в силу своих физико-химических свойств применяются в двигателях с принудительным зажиганием (от искры). Более тяжелые дизельные топлива вследствие лучшей самовоспламеняемости применяются в двигателях с воспламенением от сжатия, т.е. дизелях.

К автомобильным бензинам предъявляются следующие требования:

•бесперебойная подача бензина в систему питания двигателя;

•образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

•нормальное (без детонации) и полное сгорание смеси в двигателях;

•обеспечение быстрого и надежного пуска двигателя при различных температурах окружающего воздуха;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах, камере сгорания;

•сохранение качества при хранении и транспортировке.

          Для выполнения этих требований бензины должны обладать рядом свойств. Наиболее важные из них:

Карбюр-анионные. Бензин, подаваемый в систему питания смешивается с воздухом и образует топливовоздушную смесь. Для полного сгорания необходимо обеспечить однородность смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха.

На протекание процессов смесеобразования влияют следующие физико-химические свойства:

         Плотность топлива - при +20°С должна составлять 690-750 кг/м3 . При низкой плотности поплавок карбюратора тонет и бензин свободно вытекает из распылителя, переобогащая смесь

Вязкость - с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси.

Испаряемость - способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе.

Давление насыщенных паров - чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Бензины с высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя.

Коррозионные свойства. Бензины должны обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы, которое зависит от содержания в топливе водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. Сильным коррозионным действием по отношению к черным и цветным металлам обладают минеральные кислоты. Их присутствие в бензинах, наряду со щелочами, активно коррозирующими цветные металлы, недопустимо.

Низкотемпературные свойства - характеризуют работоспособность топливоподающей системы зимой. При низких температурах происходит выпадение кристаллов льда в бензине и обледенение деталей карбюратора. В бензине в растворенном состоянии находится несколько сотых долей процента воды. С понижением температуры растворимость воды в бензине падает, и она образует кристаллы льда, которые нарушают подачу бензина в двигатель.

Склонность к отложениям. К отложениям относят липкие продукты, оседающие в деталях системы питания автомобилей, и нагары в камерах сгорания двигателей. Источниками образования липких отложений являются химически нестойкие углеводороды, смолистые вещества, тяжелые неиспарившиеся фракции бензина, а также продукты разложения углеводородов смазочного масла.

Наибольшие отложения вызывают смолистые вещества, образующиеся при окислении химически нестойких непредельных углеводородов и сернистых соединений, находящихся в бензинах.

Сгорание бензина. Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает 1500-2400 °С.

Теплота сгорания (теплотворная способность) - количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг жидкого или твердого и м3 газообразного топлива.

Нормальное и детонационное сгорание. При нормальном сгорании процесс протекает плавно с почти полным окислением топлива и скоростью распространения пламени 10-40 м3/с. Когда скорость распространения пламени возрастает, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости движения пламени и возникновением ударной волны. Внешне детонация проявляется в появлении звонких металлических стуков - результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн.

   В топлива, детонационная стойкость которых не соответствуют требованиям, добавляют высокооктановые компоненты (бензол, этиловый спирт) или антидетонаторы.

Антидетонаторы. Несколько десятилетий применяют тетраэтилсвинец (ТЭС) в сочетании с веществами, обеспечивающими отсутствие отложений окислов свинца в камере сгорания, так называемыми выносителями. Например, в 1 кг бензина А-76 содержится 0,24 г ТЭС.

   В чистом виде ТЭС не применяют, а используют этиловую жидкость (ЭЖ), состоящую из ТЭС, выносителей и красителей. ТЭС ядовит, поэтому искусственное окрашивание бензина, предупреждает об опасности. Добавлением ЭЖ увеличивают ОЧ на 8-12 единиц. Главный недостаток ТЭС - ядовитость.

   Углеводороды, входящие в состав бензинов, различаются по детонационной стойкости. Наименее стойки к детонации нормальные парафиновые углеводороды, наиболее - ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, по детонационной стойкости занимают промежуточное положение.

Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом (ОЧ).

   ОЧ - это условный показатель детонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию (по объему) изооктана в смеси с нормальным гептаном, равноценной по детонационной стойкости испытуемому топливу.

   Для любого бензина октановое число определяют путем подбора смеси из двух эталонных углеводородов (нормального гептана с ОЧ=0 и изооктана с ОЧ=100), которая по детонационным свойствам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за ОЧ бензина.

Определение ОЧ производится на специальных моторных установках. Существуют два метода определения ОЧ - исследовательский (ОЧИ - октановое число по исследовательскому методу) и моторный (ОЧМ - октановое число по моторному методу).

Маркировка бензинов включает одну или две буквы и цифру: буква «А» - бензин автомобильный, «И» - исследовательский метод определения ОЧ (если нет «И» - то моторный), цифра указывает на октановое число.

   Бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды:

летний - для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года;

зимний - для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах; в остальных районах - с 1 октября до 1 апреля.

2.2 Дизельные топлива

   Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на           25-30% экономичнее бензиновых двигателей, что и предопределило их широкое применение. В настоящее время они устанавливается на большинство грузовых автомобилей и автобусов, а также на часть легковых.

   Эксплуатационные требования к дизельным топливам (ДТ):

•бесперебойная подача топлива в систему питания двигателя;

•обеспечение хорошего смесеобразования;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений в выпускном тракте, камере сгорания, на игле и распылителе форсунки;

•сохранение качества при хранении и транспортировке. Наиболее важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются его испаряемость, воспламеняемость и низкотемпературные свойства.

Испаряемость топлива определяется составом. При облегчении топлива ухудшается пуск дизелей, так как легкие фракции имеют худшую по сравнению с тяжелыми фракциями самовоспламеняемость. Поэтому пусковые свойства дизельных топлив для автомобилей в некоторой степени определяет температура выкипания 50% топлива. Температура выкипания 96% топлива регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов.

Воспламеняемость ДТ характеризует его способность к самовоспламенению в камере сгорания. Это свойство в значительной мере определяет подготовительную фазу процесса сгорания - период задержки воспламенения, который в свою очередь складывается из времени, затрачиваемого на распад топливной струи на капли, частичное их испарение и смешение паров топлива с воздухом (физическая составляющая), а также времени, необходимого для завершения предпламенных реакций и формирование очагов самовоспламенения (химическая составляющая).

   Склонность ДТ к самовоспламенению оценивают по цетановому числу (ЦЧ).

   ЦЧ - это условный, показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси с альфаметилнафталином, которая равноценна, по воспламеняемости испытуемому топливу.

   Для определения ЦЧ составляют эталонные смеси. В их состав входят цетан и а-метилнафталин. Склонность цетана к самовоспламенению принимают за 100 единиц, а альфаметилнафталина -за 0 единиц. Цетановое число смеси, составленной из них, численно равно процентному содержанию (по объему) цетана.

   Самовоспламеняемость ДТ влияет на их склонность к образованию отложений, легкость пуска и работу двигателя. Для современных быстроходных дизелей применяются топлива с ЦЧ=45-50.

ЦЧ влияет на пусковые качества ДТ. При высоких ЦЧ время пуска снижается, особенно при низких температурах.

ЦЧ может быть повышено двумя способами: регулированием углеводородного состава и введением специальных присадок.

   1-й способ. В порядке убывания ЦЧ углеводороды располагаются следующим образом: нормальные парафины - изопарафины - нафтены -ароматические. ЦЧ можно существенно повысить, увеличивая концентрацию нормальных парафинов и снижая содержание ароматических.

    2-й способ более эффективен. Вводят специальные кислородосодержащие присадки - органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты и др. Эти присадки являются сильными окислителями и способствуют зарождению и развитию процесса горения.

   Низкотемпературные свойства. При низких температурах высокоплавкие углеводороды, прежде всего нормальные парафины, кристаллизуются. По мере понижения температуры дизельное топливо проходит через три стадии; вначале мутнеет, затем достигает так называемого предела фильтруемости и, наконец, застывает. Связано это с тем, что сначала в топливе появляются разрозненные кристаллы, которые оседают на фильтрах и ухудшают подачу топлива. Показатели, характеризующие начало кристаллизации углеводородов в топливе и потерю их подвижности стандартизованы.

   Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов углеводородов и льда.                                                                                                                                                                                         

   Температурой застывания называют температуру, при которой ДТ теряет подвижность, что определяют в стандартном приборе, наклоненном

под углом 45°С к горизонтали, в течение 1 мин.

Ассортимент ДТ:

•ДЛ - дизельное летнее - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С;

•ДЗ - дизельное зимнее - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже -30 °С;

          •ДА - дизельное арктическое - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха не ниже -50 °С.

2.3 Газообразные топлива

   По физическому состоянию горючие газы делятся на две группы: сжатые и сжиженные.

Требования к газообразным топливам:

•обеспечение хорошего смесеобразования;

          •отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;

•сохранение качества при хранении и транспортировании;

•низкая стоимость производства и транспортирования.

Сжиженные газы. Основные компоненты - пропан С3Н8, бутан С4Н10. Получают из попутных нефтяных газов, из газообразных фракций при переработке нефтепродуктов и каменных углей. Поэтому они получили название сжиженных нефтяных газов. Для их обозначения часто используют аббревиатуру «СНГ».

СНГ хранят под давлением 1,6 МПа. Повышение температуры на 1°С влечет за собой рост давления в газовом баллоне на 0,6-0,7 МПа, что может привести к его разрушению. Поэтому в баллонах предусматривается паровая подушка объемом не менее 10% полезной емкости.

Промышленность выпускает СНГ для автомобилей двух марок:

•СПБТЗ - смесь пропана и бутана техническая зимняя;

•СПБТЛ - смесь пропана и бутана техническая летняя.

В состав СНГ добавляют специальные вещества (одоранты), имеющие сильный запах, т.к. СНГ не имеет ни цвета не запаха, и обнаружить их утечку сложно. Для этой цели используют этилмеркаптан C2h5SH, имеющий резкий неприятный запах.

Эксплуатационные свойства автомобилей с газовыми двигателями, работающими на СНГ, в сравнении с автомобилями, работающими на бензине, оцениваются следующим образом:

•пусковые качества до -5 "С равноценны; при более низких температурах запуск холодного двигателя затруднен;

•повышается мощность и улучшается топливная экономичность двигателей;

•снижается токсичность отработавших газов

•периодичность смены масла увеличивается в 2,0-2,5 раза;

•межремонтный ресурс двигателя увеличивается в 1,4-2,0 раза;

•трудоемкость ТО и ТР возрастает на 3-5%.

Сейчас выпускаются газобаллонные автомобили 2-х типов: с двигателями предназначенными для работы на СНГ и имеющими систему питания для кратковременной работы на бензине; с универсальными двигателями, работающими как на СНГ, так и на бензине (мощность снижается примерно на 10%).

   Сжатые газы. Основные компоненты - метан СН4, окись углерода СО2 и водород Н2. Получают из горючих газов -природных, попутных нефтяных, коксовых и др. Их называют сжатыми природными газами или СПГ. Содержание метана в СПГ составляет 40- 82%.

Газобаллонные установки для СПГ рассчитаны на работу при давлении 19,6 МПА. Баллоны для СПГ изготавливаются толстостенными и имеют большую массу. Так, батарея из 8 50-литровых баллонов весит более 0,5 т. Следовательно, существенно снижается грузоподъемность автомобиля. Кроме того пробег автомобиля на одной заправке при работе на СПГ в 2 раза меньше, чем на бензине.

    Преимущества СПГ перед бензинами:

•повышается срок службы моторного масла в 2,0-3,0 раза;

•увеличивается ресурс двигателя на 35-40% вследствие отсутствия нагара на деталях цилиндро-поршневой группы;

•увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;

•на 90% снижается выброс вредных веществ, особенно СО2.

    Недостатки СПГ:

•цена автомобиля возрастает примерно на 27%;

•трудоемкость ТО и ТР возрастает на 7-8;

•мощность двигателя снижается на 18-20%, время разгона увеличивается на 24-30%, максимальная скорость уменьшается на 5-6%, максимальные углы преодолеваемых подъемов уменьшаются на 30-40%,

•дальность поездки на одной заправке не превышает 200-250 км;

•грузоподъемность автомобиля снижается 9-14%.

С учетом + и - автомобилей на СПГ, определена область их рационального использования - перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах.

3. Перспективы развития

Происходившее в последние годы удорожание нефти и природного газа на мировых рынках, а также усилия США и Евросоюза, направленные на ослабление зависимости от нефти и ее поставок из политически нестабильных регионов, ускоряли производство заменителей автомобильного топлива: биодизельного горючего, биогаза и биоэтанола. Благодаря использованию горючего, получаемого из сельхозсырья и органических отходов, доля минерального топлива в топливном балансе в предстоящие годы должна была существенно снизиться. Тем более, что в большинстве развитых стран уже действуют программы, предусматривающие серьезную государственную поддержку продуцентам этанола и биодизельного топлива.

И хотя спад производства и последовавшее за этим резкое падение цен на нефть должны повлиять на производство и потребление новых видов топлива, тем не менее дальнейшее развитие этой сферы энергетики неизбежно, в том числе и в России.

                                                  Дизельное топливо

   Во-первых, коэффициент полезного действия стандартного дизельного двигателя заметно выше, чем, например, КПД типичного бензинового мотора (30-40% против 20-30%, а у дизеля с турбонаддувом и промежуточным охлаждением он вообще достигает 50%).

   Во-вторых, данный тип горючего достаточно недорог в производстве, из-за чего продажа дизтоплива производится по демократичной, доступной цене. Естественно, это значительно повышает его привлекательность в глазах потребителей.

   В-третьих, дизельное топливо отличается потрясающей универсальностью. Это его качество не понаслышке знакомо работникам сельского хозяйства и военным. И те, и другие эксплуатируют целый ряд самых разных специальных машин, совершенно спокойно заливая в их баки одно и то же горючее. С тем же успехом дизтопливо используется и в жилищно-коммунальной сфере (на нём работают генераторы и котлы), и во многих других отраслях.

   Всё в порядке у этого горючего и с безопасностью в эксплуатации. Дизельное топливо нелетучее, поэтому риск его возгорания по сравнению всё с тем же бензином намного меньше (к тому же, в дизель-моторах, как известно, не используется система зажигания, что ещё больше снижает риск воспламенения). До сих пор этим несомненным преимуществом пользовались, в основном, военные - танки и многие другие наземные боевые машины работают на дизтопливе. Теперь же высокая безопасность данного вида горючего начинает понемногу привлекать и производителей легковых автомобилей. В последнее время они заметно увеличили количество выпускаемых машин на дизельном двигателе. В настоящее время практически все крупнейшие мировые автоконцерны предлагают минимум одну модель такого типа.

                                                      Заключение

В данном реферате я рассмотрел...

                                            Список литературы

1.     www.afp.com.ua/avtotema/Moguchaya_smes_etapi_razvitiya_avtomobilnogo_topliva

2.     Буралев Ю. В. Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей.

3.     Данилов А.М. Справочник Применение присадок в топливах для автомобилей.

4.     Стуканов В. А. Автомобильные эксплуатационные материалы. Учебное пособие.

www.referatmix.ru

Реферат - Физико-химические свойства бензина

Реферат

Дисциплина: материаловедение

Тема: Физико-химические свойства бензина

2009

Введение

Отечественные легковые автомобили и автобусы, а также большинство грузовых автомобилей имеют карбюраторные двигатели. Топливом для этих двигателей служит автомобильный бензин.

Основные технико-экономические требования к бензинам сводятся к следующему:

— бензин должен обеспечивать безотказную работу автомобильного двигателя на всех режимах и во всех практически встречающихся условиях эксплуатации;

— двигатель должен развивать предусмотренную для него мощность при минимальном расходе бензина;

— бензин должен обеспечивать минимальные износы двигателя, трудовые и материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание двигателя;

— качество бензина не должно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании;

— обращение с бензином не должно вызывать повышенной опасности для персонала, занимающегося эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей.

Исходя из названных выше требований устанавливается соответствие бензина данным конкретным условиям и возможность его применения.

Физико-химические свойства

Соответствие бензина перечисленным требованиям зависит, прежде всего, от его физико-химических свойств, которые определяются рядом показателей. Основные показатели физико-химических свойств бензинов указываются в стандарте или в технических условиях на бензин данной марки.

Приведенные показатели могли бы значительно изменяться в зависимости от природы нефти, способов ее переработки и очистки бензина. Стандартизация основных показателей физико-химических свойств обеспечивает одно и то же качество бензина данной марки.

Фракционный состав, давление насыщенных паров, детонационная стойкость, а также содержание механических примесей и воды в бензине определяют способность данного бензина образовывать бензино-воздушную смесь нужного состава при различных условиях работы двигателя, в том числе при низких и высоких температурах, минимальных и максимальных числах оборотов коленчатого вала, при приоткрытом или полностью открытом дросселе, т. е. определяют карбюрационные качества бензина, от которых зависит безотказность работы двигателя.

От них зависят также быстрота и полнота сгорания бензино-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, возможность работы двигателя на наиболее экономичных режимах, т. е, мощность, развиваемая двигателем, и количество расходуемого при этом бензина.

Фракционный состав устанавливает зависимость между количеством топлива (в % по объему) и температурой, при которой оно перегоняется. Для характеристики фракционного состава в стандарте указывается температура, при которой перегоняется 10, 50 и 90 % бензина, а также температура конца его перегонки, иногда и начала.

Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу цилиндров и поршневой группы вследствие смывания масла со стенок цилиндров и его разжижения в картере, а также вследствие неравномерного распределения рабочей смеси по цилиндрам.

Давление насыщенных паров характеризует испаряемость головных фракций бензинов, и в первую очередь их пусковые качества. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и тем быстрее происходит пуск и нагрев двигателя. Однако если бензин имеет слишком высокое давление насыщенных паров, то он может испаряться до смесительной камеры карбюратора.

Это приведет к ухудшению наполнения цилиндров, возможному образованию паровых пробок в системе питания и снижению мощности, перебоям и даже остановке двигателя.

Поэтому давление насыщенных паров бензина устанавливается таким, чтобы при хорошем его испарении не образовывались паровые пробки в системе питания двигателя.

При оценке испаряемости бензина необходимо наряду с давлением насыщенных паров учитывать его фракционный состав.

Октановое число характеризует детонационную стойкость бензина, являющуюся важнейшим его эксплуатационным качеством.

Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом, указываемым в стандартах или технических условиях в числе важнейших физико-химических свойств бензина. Показатель октанового числа входит и маркировку бензина. Октановое число бензина численно равно процентному (по объему) содержанию изооктана в такой смеси с нормальным гептаном, которая равноценна по детонационной стойкости испытуемому бензину.

Чем выше октановое число, тем более стоек бензин перед детонацией и тем лучшими эксплуатационными качествами он обладает.

При сопоставимых условиях бензины с более легким фракционным составом имеют более высокое октановое число. Лучше противостоят детонации бензины, в которых преобладают ароматические углеводороды, затем следуют нафтеновые, и наименьшая детонационная стойкость у бензинов, состоящих в основном из нормальных парафиновых углеводородов.

Наличие в бензине сернистых соединений и смолистых веществ понижает его октановое число, поэтому содержание их в бензине строго контролируется.

Детонация чаще всего возникает при работе прогретого двигателя на полной нагрузке при небольшом числе oборотов коленчатого вала. Возникновению детонации способствует ухудшение охлаждения двигателя (нагар, накипь, пробуксовка ремня вентилятора и др.), увеличение открытия дросселя, уменьшение числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличение угла опережения зажигания.

Изменяя режим работы двигателя, можно предотвратить или прекратить уже начавшуюся детонацию

Октановое число бензина повышается путем добавления к бензину высокооктановых компонентов или присадок-антидетонаторов.

Механические примеси в бензине не допускаются. Они приводят к засорению топливных фильтров, топливопроводов, жиклеров, что нарушает нормальную работу двигателя, увеличивает износ цилиндров и поршневых колец,

Наличие воды в бензине также исключено. Она опасна прежде всего при температуре ниже 0°С, так как, замерзая, образует кристаллы, которые могут преградить доступ бензина в цилиндры двигателя; она способствует осмолению бензина, а также вызывает коррозию топливных баков и резервуаров.

На безотказную работу двигателя, развиваемую им мощность и расход бензина кроме рассмотренных свойств оказывают некоторое влияние и другие физико-химические свойства. Так, развиваемая двигателем мощность зависит от теплоты сгорания топлива. В то же время у применяемых марок бензинов теплота сгорания практически различается незначительно.

Для автомобильных бензинов не нормируются вязкость и плотность. Фактическое отклонение вязкости и плотности бензинов одной марки не вызывает необходимости изменять регулировку и режим работы двигателя для разных партий бензина. Однако в этом может возникнуть необходимость при переходе на летний или зимний период эксплуатации или на бензин другой марки.

Плотностью бензина называется его масса, содержащаяся в единице объема. Чаще всего плотность определяется нефтеденсиметром при 20°С. С понижением температуры вязкость и плотность возрастают. Увеличение вязкости уменьшает пропускную способность жиклеров, а с повышением плотности увеличивается количество одного и того же объема бензина, поступающего через жиклеры,

Автохозяйства получают бензин с нефтебаз в весовых единицах (кг), а при заправке автомобилей через заправочные станции (бензоколонки) замер производится в объемных (л). Поэтому, зная плотность, производят пересчет весовых единиц (единиц массы) в объемные.

Кроме перечисленных физико-химических свойств на износ двигателя и на затраты по уходу за автомобилем влияет также содержание в бензине минеральных и органических кислот, щелочей, смол, серы и ее соединений.

Водорастворимые (минеральные) кислоты и щелочи коррозируют металлы, и их присутствие в бензине вызывает интенсивный износ деталей двигателя. В бензине в результате некачественной очистки могут оказаться серная кислота и щелочь. Стандартами на автомобильные бензины не допускается содержание в них хотя бы следов водорастворимых кислот и щелочей. Поэтому бензин подвергают качественной проверке на нейтральность, чтобы установить его соответствие требованиям стандарта и части содержания в нем водорастворимых кислот и щелочей.

Для этой цели бензин тщательно перемешивают с таким же количеством дистиллированной воды и после отстоя йодную вытяжку сливают в две пробирки, в которые соответственно добавляют по 1—2 капли индикаторов метилоранжа и фенолфталеина. Если в бензине присутствует кислота, то при добавлении к водной вытяжке метилоранжа она окрашивается в оранжево-красный цвет, если щелочь — то при добавлении фенолфталеина ее цвет становится розовым или красным.

Органические (высокомолекулярные нафтеновые нерастворимые в воде) кислоты коррозируют металлы значительно слабее, чем минеральные, В основном, они представляют опасность для цветных металлов, и в первую очередь для свинца и меди. Железо, например, поддастся коррозии под действием органических кислот в десятки раз слабее, чем свинец и медь. Поэтому органические кислоты в бензине приводят к ускоренному износу вкладышей; коренных шатунных подшипников коленчатого вала,, втулок верхней головки шатуна и других деталей из цветных металлов (кроме алюминиевых).

Органические кислоты могут вызвать закупорку топливопроводов системы питания в результате попадания в них смол, вызванных наличием кислоты и продуктов коррозии.

Содержание органических кислот в автомобильных бензинах строго ограничивается и оценивается по количеству едкого калия (КОН) в мг, требующегося для нейтрализации кислот, находящихся в 300-м3 бензина. Для этой цели 50 см3 бензина кипятят в смеси с таким, же количеством нейтрализованного этилового (винного) спирта с добавкой нескольких капель индикатора нитрозинового желтого для извлечения из бензина органических кислот и затем нейтрализуют горячую смесь спиртовым раствором едкого калия до тех пор, пока ее цвет не начнет переходить из желтого в зеленый.

Кислотность бензинов не должна превышать 3 мг/100 см3.

Особой коррозионной, агрессивностью отличаются активные сернистые соединения, к которым относятся элементарная сера (S), сероводород (h3S) и меркаптаны (R-S-H). Присутствие активной серы в бензине не допускается. Неактивные сернистые соединения вызывают коррозию только при их сгорании вместе с бензином. При этом образуются газы вызывающие коррозию деталей двигателя. Кроме того, эти газы, проникая в картер двигателя и соприкасаясь с конденсировавшимися парами воды и кислородом воздуха, образуют сильно коррозирующие серную и сернистую кислоты, которые окисляют масло и вызывают износ деталей. Некоторое количество неактивной серы в бензине все же допускается, так как избавиться от нее трудно, особенно при переработке сернистых нефтей. Так, содержание серы стандартом ограничено до G.,00i —ОД %. Проверка -присутствия в бензине активной.серы производится качественной пробой путем наблюдения за поверхностью медной отполированной пластинки до и после пребывания ее в течение 3 ч в бензине, подогретом до температуры 50 ± 2°С, или в течение 18 мин при 100С. Пластинка не должна покрываться черными, тёмно — коричневыми и серо-стальными пятнами и налетами.

Количество неактивной серы в бензине определяется так называемым ламповым методом.

Смолы в бензине образуют нерастворимые липкие, вязкие осадки темного цвета, которые отлагаются на стенках топливных баков, топливопроводов, в карбюраторе, во впускном трубопроводе, камере сгорания, на стержнях и тарелках впускных клапанов и т. д. Под действием высокой температуры смолистые образования коксуются и превращаются в нагар. Осадки смолы ухудшают подачу бензина в цилиндры двигателя, а иногда и полностью нарушают ее, превратившись в нагар, приводят к описанию клапанов, самовоспламенению рабочей смеси, работе с детонацией и другим неисправностям Количество смол в бензине непостоянно, оно увеличивается за счет полимеризации непредельных углеводородов и окисления их кислородом воздуха. Процесс усиливается при повышенной температуре и хорошем доступе воздуха.

Кроме смол, которые могут образовываться, различают фактические смолы, т. е. те, которые уже имелись и бензине или же образовались при испытании. Содержание фактических смол в бензине строго ограничивается и устанавливается предельное их содержание на месте производства и на месте потребления, т. е. на нефтебазе, в момент получения бензина. Содержание фактических смол определяется прибором, в котором при температуре 150 ± 3°С производится выпаривание 25 мл бензина, омываемого струей горячего воздуха. Полученный после выпаривания остаток взвешивается (в мг) и увеличивается в 4 раза.

Первоначальные качества бензина вследствие происходящих в них физико-химических процессов постепенно ухудшаются. Особенно это характерно для бензинов термического крекинга.

Сохранение первоначальных качеств бензина в процессе транспортирования, хранения и применения зависит от его физической и химической стабильности.

Окисление и осмоление возрастает с повышением температуры бензина. Поэтому все меры, которые способствуют понижению температуры бензина при хранении и транспортировании, будут уменьшать его окисление и осмоление. Понижение температуры также уменьшает потери легкоиспаряемых углеводородов.

Окислению и осмолению способствует контакт бензина с воздухом, поэтому он быстрее осмоляется при неполном заполнении тары.

Процесс окисления является самоускоряющимся и поэтому бензин, залитый в тару, не очищенную от остатков старого осмолившегося бензина, осмоляется преждевременно.

Ускоряют образование смол ржавчина и загрязнение тары, нежелательно попадание в бензин воды, О химической стабильности бензина судят по величине индукционного периода.

Токсичность является важнейшей характеристикой бензина.

В связи с этим чрезвычайно важно, чтобы ни сам бензин, ни его пары и нагар не представляли повышенной опасности для здоровья лиц, соприкасающихся с ними.

Определение качества и марки бензина

Рассмотренные физико-химические свойства бензинов, которые указываются в ГОСТ и технических условиях, достаточно полно характеризуют их эксплуатационные качества. Для определения качества полученного бензина необходимо правильно отобрать пробу. Для отбора проб бензина используют пробоотборники или

приспособления с бутылкой. После опускания на необходимую глубину открывается крышка пробоотборника или пробка бутылки и после прекращения выделения пузырьков воздуха извлекают пробоотборник (бутылку) с пробой бензина.

Когда нет возможности провести лабораторный анализ и важно ориентировочно определить возможность применения имеющегося бензина, внешним осмотром определяют цвет, прозрачность, а также простейшими способами проверяют смолистость и испаряемость бензина.

Бензины «Нормаль 80», «Регулятор 91 и 92», «Премиум 95» и «Супер 98» неэтилированные, на цвет чистые прозрачные, бензин А-76 — желтого, а АИ-95 —- бледно-желтого цвета. Бензины А-80Э А-92, А-96 — бесцветны или бледно-желтого цвета.

Для проверки испаряемости на белую бумагу стеклянной палочкой наносят каплю топлива и по истечении 1—2 мин осматривают остаток после испарения. После испарения бензина А-76 остается незначительное пятно, после испарения бензина остальных марок следок практически не остается. Бензин, содержащий смолистые вещества, оставляет на белой бумаге кольца желтого или коричневого цвета.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат сперанский
• 
  Реферат кальций
• 
  Брежнев реферат
• 
  Реферат клише
• 
  Реле реферат
• 
  Реферат киев
• 
  Реферат интервью
• 
  Ермак реферат
• 
  Реферат экскаваторы
• 
  Реферат фамилия
• 
  Реферат изменчивость