Виды топлива для автомобильных двигателей их характеристики и свойства

По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».

Повышение мировых цен на традиционные источники энергии, политическая и экономическая нестабильность в странах, являющихся основными поставщиками нефти и газа на мировые рынки, заставляют ведущие страны искать другие виды источников энергии.

Эволюция конструкции двигателя внутреннего сгорания должна подчиняться современным требованиям норм охраны окружающей среды. Эти требования касаются как самих двигателей, так и применяемых в них топлив. Развитие топлив идет по следующим направлениям: совершенствование технологии переработки нефти; поиск новых добавок к топливам; применение альтернативных топлив.

Топливо должно отвечать следующим основным требованиям: при сгорании выделять возможно большее количество теплоты, сравнительно легко загораться, быть широко распространенным в природе, доступным для разработки, дешевым при использовании, сохранять свои свойства во время хранения. Очень важно, чтобы в процессе сгорания топлива не выделялись вещества, представляющие опасность для окружающей среды. Этим требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: нефть, природные газы, ископаемые угли, дрова, горючие сланцы, торф (табл. 1).

Таблица 1. Общая классификация топлив

Агрегатное состояние	Происхождение топлива
Естественное	Искусственное
Жидкое	Нефть	Бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, спирт, бензол, смолы (каменноугольная, торфяная, сланцевая) и др.
Газообразное	Природный и нефтепромысловый газ	Генераторный, водяной, светильный, коксовый, полукоксовый, доменный, нефтеперерабатывающих заводов и другие газы
Твердое	Ископаемые угли, горючие сланцы, торф, дрова	Каменноугольные кокс и полукокс, брикетированное и пылевидное топливо, древесный уголь и др.

Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючая часть топлива представляет собой совокупность различных органических соединений, в которые входят углерод, водород, кислород, азот, сера. Негорючая часть (балласт) состоит из минеральных примесей, включающих золу и влагу.

Углерод С — основная горючая часть топлива, с увеличением его содержания тепловая ценность топлива повышается. Для различных топлив содержание углерода составляет от 50 до 97 %.

Водород Н является второй по значимости горючей составляющей топлива. Содержание водорода в топливе достигает 25 %. Однако при сгорании водорода выделяется в 4 раза больше теплоты, чем при сгорании углерода.

Кислород О, входящий в состав топлива, не горит и не выделяет теплоты, поэтому является внутренним балластом топлива. Его содержание в зависимости от вида топлива колеблется в широких пределах: от 0,5 до 43 %.

Азот N не горит и так же, как кислород, является внутренним балластом топлива. Содержание его в жидком и твердом видах топлива невелико и составляет 0,5…1,5 %.

Сера S, при сгорании которой выделяется определенное количество теплоты, является весьма нежелательной составной частью топлива, так как продукты ее сгорания — сернистый SO2 и серный SО3 ангидриды — вызывают сильную газовую или жидкостную коррозию металлических поверхностей. Содержание серы в твердом топливе достигает 8 %, в нефти — от 0,1 до 4 %.

Зола А представляет собой негорючий твердый компонент, количество которого определяют после полного сгорания топлива. Она является нежелательной и даже вредной примесью, так как в ее присутствии усиливаются абразивные износы, усложняется эксплуатация котельных установок и т.д. Топливо с высоким содержанием золы имеет низкую теплоту сгорания и воспламенения.

Влага W является весьма нежелательной примесью, так как, отбирая часть теплоты на испарение, снижает теплоту и температуру сгорания топлива, усложняет эксплуатацию установок (особенно в зимнее время), способствует коррозии и т.д.

Примеси (золу и влагу) принято подразделять на внешние и внутренние. Первые попадают в топливо из окружающей среды при его добыче, транспортировке или хранении, а вторые входят в его химический состав.

Топливо, которое поступает к потребителю в естественном состоянии и содержит, кроме горючей части, золу и влагу, называется рабочим. Для определения сухой массы топлива его высушивают при температуре 105 °С для удаления влаги.

Состав газообразных топлив весьма разнообразен. Горючая часть его включает водород Н, окись углерода СО, метан СН4 и другие газообразные углеводороды (CnHm) с числом углеводородных атомов до 4 включительно.

Тепловую ценность газообразного топлива представляют метан и более тяжелые углеводороды. Окись углерода при сгорании выделяет незначительное количество тепла.

Балластную часть газообразных топлив составляют негорючие газы, такие как азот N, углекислый СО3 и сернистый SО2, кислород О и пары воды Н2O. Теплота сгорания топлива является его основной качественной характеристикой.

Для характеристики различных видов топлив служит удельная теплота сгорания — количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы (кДж/кг).

Для газообразных топлив применяется объемная теплота сгорания — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании единицы объема (кДж/м3). Газообразное топливо оценивают также по молярной теплоте сгорания, т.е. по количеству теплоты, выделяемой при полном сгорании одного моля газа (кДж/моль).

Теплоту сгорания жидкого и твердого топлива вычисляют по формуле Д.И. Менделеева. Высшее удельное количество теплоты сгорания определяют по формуле

Низшее (рабочее) удельное количество теплоты сгорания топлива определяют по формуле

В формулах (1) и (2) содержание химических элементов выражается в процентах.

Низшая, или рабочая, теплота сгорания Qн — это теплота сгорания, получаемая в практических условиях.

Вычитаемое 25(9H + W) в формуле (2) представляет собой удельное количество теплоты, которое затрачивается на превращение в пар влаги, выделяющейся при сгорании топлива.

Пар уносится с продуктами сгорания в атмосферу (9Н — число массовых частей воды, образующихся при сгорании одной массовой части водорода; Н, W — содержание в топливе соответственно водорода и воды, %).

В выражении (2) принято, что дымовые газы охлаждаются до +20 °С, оставаясь в газо- и парообразном состояниях. Значит, 1 кг пара при выносе в атмосферу будет забирать 2671 – (100 – 20) × 2,0096 = 2512 кДж/кг, где 2671 кДж/кг — количество теплоты, затрачиваемой на испарение 1 кг воды, (100 – 20) — условный перепад температуры паров воды, °С; 2,0096 кДж/(кг · град) — теплоемкость паров воды.

В автотрактротных двигателях продукты сгорания отводят из цилиндров при температурах, значительно более высоких, чем температура конденсации паров воды. Поэтому рабочей теплотой сгорания бензинов и других жидких топлив считают величину Qн. Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива, зависит от химического состава, а следовательно, от содержания в нем углерода и водорода.

Наибольшая массовая теплота сгорания водорода составляет 121 100 кДж/кг, углерода — 34 100 кДж/кг, поэтому парафиновые углеводороды с большим содержанием водорода имеют большую массовую теплоту сгорания по сравнению с ароматическими, содержащими меньше водорода. Объемная же теплота сгорания меньше у парафиновых углеводородов и больше у нафтеновых и ароматических, так как у них выше плотность.

Теплоту сгорания нефтепродуктов (кДж/кг) с достаточной степенью точности можно определить по формуле

где К — коэффициент, зависящий от плотности нефтепродукта при 20 °С и определяемый по справочной таблице; 20 — относительная плотность нефтепродукта при 20 °С.

Основной характеристикой газообразных топлив является объемная теплота сгорания (кДж/м3), которая определяется делением молярного количества теплоты сгорания на объем 1 киломоля газа. 1 киломоль любого газа при нормальных условиях (0 °С и 760 мм рт. ст.) занимает объем 22,4 м3.

Высшее объемное количество теплоты сгорания газообразного топлива в расчете на сухую массу может быть определено по формуле

а ее низшее объемное количество —

Объемное количество теплоты сгорания рабочей массы газообразного топлива, содержащего водяные пары, вычисляют по формулам

или

где 0,805 — масса 1 м3 водяного пара, кг; W — содержание влаги в 1 м3 газа, кг.

Теплоту сгорания определяют также опытным путем, сжигая определенное количество топлива в специальных приборах (калориметрах). Теплоту сгорания оценивают по повышению температуры воды в калориметре.

Для сравнения топлив введено понятие «условное топливо». За единицу такого топлива принято топливо, которое при полном сгорании 1 кг или 1 м3 выделяет 29307,6 кДж.

Чтобы перевести любое топливо в условное и потом сравнить его с другими, нужно теплоту сгорания данного топлива разделить на теплоту сгорания условного топлива.

Полученное число представляет собой калорийный эквивалент данного топлива и показывает, во сколько раз реальное топливо выделяет больше или меньше теплоты по сравнению с условным (табл. 1).

Таблица 1

Теплота сгорания и калорийные эквиваленты различных видов топлива

Вид топлива	Теплота сгорания, Дж/кг	Калорийный эквивалент
Условное топливо (донецкий каменный уголь)	29 307	1,00
Антрацит	30 230	1,03
Бурый уголь	14 235	0,49
Торф	13 440	0,46
Дрова	12 560	0,43
Нефть	41 867	1,42
Мазут	41 448	1,40
Бензин автомобильный	43 960	1,50
Дизельное топливо	42 500	1,45
Керосин	42 900	1,46

2. Классификация топлив и их краткая характеристика

Жидкое топливо производится преимущественно двумя способами: физическим и химическим. Первый протекает без нарушения структуры углеводородов, второй — с изменением ее. Физический способ, или прямая перегонка нефти, представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся температурой кипения.

Для этого нефть нагревают в нефтеперегонных установках до температуры 300…380 °С, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям в колоннах. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом, который может быть использован для химической переработки или получения смазочных масел.

Легкокипящие фракции в паровой фазе достигают верха колонны и вместе с испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор — газоотделитель.

Более тяжелые топливные фракции отводят из колонны через холодильники и отбирают дистилляты: бензиновый (40…200 °С), керосиновый (140…300 °С), газойлевый (230…330 °С), соляровый (280…380 °С) и в остатке — мазут.

Жидкие топлива подразделяются на:

• карбюраторные (авиационные и автомобильные);
• реактивные;
• топлива для дизелей — дизельные топлива (зимние, летние, арктические), моторное топливо, соляровое масло;
• котельные (мазут флотский, топочный мазут).

Карбюраторные топлива состоят из низко- и среднекипящих фракций нефти (фракции, выкипающие при температурах 35…200 °С) и легких продуктов вторичной переработки. В качестве топлив для карбюраторных двигателей используются также сжиженные углеводородные газы.

Топлива для авиационных карбюраторных двигателей представляют собой смесь бензиновых фракций каталитического крекинга и риформинга (фракции, выкипающие при температурах 40…180 °С), алкилата и других высокооктановых компонентов с добавкой антидетонационных и антиокислительных присадок.

Выпускаются авиационные бензины марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 (в числителе — октановое число, в знаменателе — сортность на богатой смеси). Октановое число определяется по моторному методу.

Сортность — это тоже октановое число, оно оценивает прирост мощности по сравнению с чистым изооктаном.

Реактивные топлива (авиационные керосины) получают, как правило, прямой перегонкой нефти (фракции, выкипающие при температурах 200…300 °С). Выпускаются топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью полета (Т-1, Т-2, ТС-1) и для сверхзвуковых самолетов (Т-6, Т-8).

В реактивном двигателе процесс сгорания топлива происходит иначе, чем в двигателях внутреннего сгорания. В реактивном двигателе топливо подается непрерывно, сгорание происходит в потоке воздуха, двигающегося со скоростью 135 м/с. Поэтому главными факторами для нормальной работы являются скорость и полнота сгорания топлива.

Дизельные топлива, применяемые в двигателях с воспламенением от сжатия, подразделяются на три группы:

• для быстроходных дизелей (ДЗ, ДЛ, ДС);
• для автотракторных, судовых дизелей (А, С);
• для среднеоборотных дизелей (ДТ, ДМ).

Дизельные топлива состоят из средних фракций нефти, перегоняющихся в пределах 180…350 °С, легких газойлей каталитического и термического крекинга и гидрокрекинга.

Что такое автомобильные бензины, их состав и свойства

После изобретения и популяризации двигателя внутреннего сгорания бензин стал одним из главных продуктов, получаемых из нефти. Его качество и состав зависят не только от технологии производства, но и от места добычи нефти. Именно этот ценный ресурс в XX веке стал причиной многих войн и конфликтов. Каков же состав бензина и его характеристики? Попробуем разобраться в этой статье.

Что такое бензин

Бензином называют горючую смесь легких углеводородов с различными примесями. Температура кипения от 33°C до 205°C. Средняя плотность составляет 0,71 г/см3. Начало кристаллизации -60°C. Получают бензин путем переработки нефти и в основном используют в качестве моторного топлива. Смесь легко испаряется уже при температуре 30°C, а с ростом температуры этот процесс ускоряется.

Автомобильный бензин

Точную химическую формулу вывести сложно, так как это смесь углеводородов со следами серы, азота, кислорода и других соединений. Бензин имеет низкие детонационные свойства. Это одна из его важнейших характеристик, поскольку такие понятия, как октановое число, детонация и степень сжатия являются ключевыми в работе двигателя и топлива.

Разберем кратко понятия октанового числа и детонации, которые связаны между собой. Чем выше октановое число бензина, тем он устойчивее к детонации, то есть, способен гореть без взрыва при сжатии.

Углеводород изооктан, входящий в состав, имеет антидетонационные свойства. Его значение берут за 100. Н-гептан легко взрывается и имеет значение 0.

Соотношение этих углеводородов и образует октановое число.

Пример. Октановое число топлива равно 70. Значит, по детонационным свойствам оно эквивалентно смеси 70% изооктана и 30% н-гептана.

Получение и виды

Бензины и другие углеводороды (дизельное топливо, керосин и др.) получают путем перегонки нефти. Существует несколько способов получения фракций из нефти:

• прямая перегонка (ректификация);
• крекинг;
• риформинг.

Прямая перегонка

Прямая перегонка заключается в отборе разных фракций путем нагревания в определенных температурных пределах. Пары бензина собираются в верхней части колонны, а затем конденсируются и охлаждаются, образуя жидкий бензин. Ниже по уровню колонны получают фракции лигроина, керосина, солярового масла, а в самом нижнем остатке получается мазут.

Перегонка нефти

До 100°C получают I сорт, до 110°C – специальный, до 130°C – II сорт. Но получаемый таким образом бензин имеет низкое октановое число, как правило, не выше 65-70. Его доля составляет всего 5-15% от объема нефти.

В результате прямой перегонки получают также и дизельное топливо как смесь солярового масла и керосина.

От бензина оно отличается узким фракционным составом и применяется в двигателях с воспламенением от сжатия, то есть, в дизельных.

Способность воспламеняться под давлением и температурой – это главное свойство дизельного топлива. Для его характеристики используются не октановое, а цетановое число.

Крекинг

Название этого способа происходит от английского глагола «to crack» – «расщеплять», «раскалывать». Метод позволяет увеличить долю бензиновых фракций до 50-60%.

В его основе лежат деструктивные методы, то есть, высокомолекулярные фракции расщепляются на фракции с низкомолекулярной массой.

Разные группы углеводородов, такие как парафиновые, нафтеновые или ароматические, разлагаются с разной скоростью.

Крекинг

В свою очередь, крекинг-процесс может происходить двумя способами: расщепление под действием высокой температуры и расщепление в присутствии катализаторов (алюмосиликаты). Термический крекинг происходит под давлением и при температуре 470-500°C.

Каталитический крекинг является более совершенным. Катализатор превращает часть непредельных углеводородов в предельные, тем самым повышается качество. Конечно, технологически эти процессы более сложны.

Но даже при более совершенном каталитическом крекинге октановое число не выше 75-80.

Риформинг

Риформинг – это вид крекинга, где сырьем служат лигроины или низкооктановые бензины. Таким способом увеличивают октановое число после прямой перегонки нефти или после термического или каталитического крекинга. Получают бензины с октановым числом 95-98, а с добавлением этиловой жидкости (спиртов) доводят до 100 и выше. Это также сложный технологический процесс, имеющий несколько видов.

Свойства бензинов

Как уже говорилось, бензины имеют высокую летучесть и легко воспламеняются. Наряду с устойчивостью к детонации, эти характеристики также относятся к основным. По физико-химическим параметрам бензины должны обладать следующими свойствами:

• смесь должна быть однородной, с правильным соотношением легких и тяжелых фракций и присадок;
• детонационная стойкость;
• давление насыщенных паров. Это свойство связано с испаряемостью. Чем выше давление насыщенных паров, тем выше его летучесть. Летние бензины обладают более низким давлением паров. Как правило, это свойство обеспечивается добавлением бутана;
• плотность должна быть в пределах 0,69-0,75 г/см3;
• умеренная вязкость, чтобы не затруднять протекание смеси через форсунки. Вязкость может меняться от температуры;
• испаряемость или летучесть – одно из ключевых свойств. Другими словами, это скорость перехода бензина из жидкого состояния в газообразное. От испаряемости зависит обеспечение пуска двигателя при низких температурах и другое;
• способность выдерживать низкие температуры. Бензин не замерзает до -60°С, при добавлении специальных присадок этот параметр можно довести до -71°С;
• сгорание бензина. Это свойство подразумевает интенсивность взаимодействия углеводородов с кислородом при смешивании и количества тепла, выделяемого при сгорании.

Маркировка автомобильных бензинов

Маркировка состоит из буквенных и цифровых символов. Например, АИ-95 или А-90. Буквы указывают на метод определения октанового числа. Он бывает двух видов:

• моторный (А);
• исследовательский (АИ).

Исследовательское октановое число (ОЧИ) тестируется на одноцилиндровой установке, например, УИТ-85, при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, переменной степени сжатия и температуре всасываемого воздуха 52°С, угол зажигания 13°. Тест показывает поведение бензина при средних и малых нагрузках.

Моторное октановое число (ОЧМ) также определяется на одноцилиндровом стенде с частотой вращения 900 об/мин, температуре всасываемой смеси 147°С . Как правило, значение ОЧМ ниже чем ОЧИ, так как учитываются нагрузки, резкие ускорения и т.д.

По ГОСТ Р 54283-2010 маркировка автомобильных бензинов должна состоять из трех групп знаков, разделенные дефисами.

Пример. АИ-95-4. АИ обозначает исследовательский метод определения октанового числа, 95 – октановое число, 4 – соответствие стандарту ЕВРО-4, всего их четыре класса: 2, 3, 4 и 5.

По ГОСТ 32513-2013 основными марками автомобильных бензинов являются:

• АИ-80;
• АИ-92 (степень сжатия до 10);
• АИ-95 (степень сжатия 10,5 – 12,5);
• АИ-98 (степень сжатия 12 – 14,5);
• АИ-100, 101, 102 (детонационная стойкость выше, чем у чистого изооктана).

Как проверить качество

Водителю нужно всегда внимательно относиться к качеству топлива, и заливать только рекомендованный производителем по октановому числу бензин. К сожалению, недобросовестные поставщики или продавцы могут продавать некачественное или разбавленное топливо, что понижает заявленное октановое значение и его свойства. Для двигателя это чревато серьезными последствиями.

Бензин

Есть несколько простых и доступных методов определения качества топлива.

1. Проверка на запах. Не должно быть запаха масла, реагентов или газа.
2. Проверка на низкокачественные примеси. Если после испарения остается масляный след, то в нем есть вредные примеси.
3. Проверка на цвет. Цвет также может указывать на наличие примесей. Хороший бензин светло-желтый или вовсе бесцветный. Часто можно видеть ярко-желтый цвет, что говорит о сомнительном качестве. Производители оправдываются применением особых присадок. Насколько они безвредны, можно только гадать.
4. Проверка на присутствие масла. Тест на масло легко провести. На чистый лист капните немного топлива. Если после испарения осталось жирное пятно, то масло в нем определенно есть.
5. Проверка на воду. Это сделать просто. В прозрачный стакан налейте топливо и добавьте совсем немного марганцовки. Чистый бензин не должен окраситься, а с водой порозовеет.
6. Проверка на смолы. Если после сгорания небольшого количества бензина (например, на стекле) остается чистый след – топливо хорошее, коричневые или желтые пятна – присутствуют смолы.

Бензин – это питание двигателя автомобиля. От его качества и состава во многом зависит правильная работа силового агрегата. Водителю нужно разбираться в марках, понимать значение октанового числа и знать другие характеристики. Нужно помнить, что качественное топливо – это залог долгой службы любого двигателя.

(3

Автомобильное топливо

 В качестве автомобильного топлива в наше время используется бензин, сжиженный или сжатый газ, а также дизельное топливо. И от качества топливных материалов зависит состояние топливной системы автомобиля.

•  Качественное топливо должно обеспечивать следующие эксплуатационные свойства:
•  — противоизносные – обладать хорошей смазывающей способностью и вязкостью;
•  — горючесть и воспламеняемость – детонационная стойкость, температура воспламенения, концентрационные и температурные пределы воспламенения, отсутствие жестокой работы, теплота сгорания, индикаторные характеристики;
•  — охлаждающие свойства – теплопроводность, теплоемкость;
•  — прокачиваемость – содержание ПАВ (поверхностно-активных веществ), фильтруемость, показатели чистоты топлива, вязкостно-температурные свойства;
•  — совместимость с неметаллическим материалами и коррозионная активность – воздействие на резину, содержание серы, водорастворимых кислот, сероводорода, кислотность, воздействие на различные прокладки и диафрагмы, герметики;
•  — испаряемость – оценивается  давлением насыщенных паров и фракционным составом;
•  —  склонность к образованию отложений – химическая и термическая стабильность потлива, возможность лако–,  смоло-, нагарообразования и интенсивность.

Показатели качества автомобильного топлива

 Все качественные показатели топлива по ГОСТу  делятся на обязательные для отдельных видов топлив (например, фракционный состав, цетановое и октановое число, давление насыщенных паров) и обязательные для всех видов топлив (содержание механических примесей, серы, воды и т.д.).

 Фракционный состав определяется зависимостью между температурами и количеством топлива, которое при этих температурах перегоняется. Выражается фракционный состав в температурах, при которых начинается перегонка (tнп), перегоняется  (t20%, t70%) и заканчивается (tкп).

 Цетановое число – это показатель воспламеняемости топлива (если двигатель с внутренним смесеобразованием). Цетановое число определяется путем сравнения с образцом (эталонным топливом). В качестве образца выступает  смесь α-метилнафталина и цетана.

 Октановое число –  показатель, определяющий детонационную стойкость топлива для двигателей с внешним смесеобразованием.  Октановое число топлива определяется путем сравнения с эталоном.

Сравнивают детонационную стойкость испытуемого топлива с таким же показателем нормального гептана и изооктана на моторных установках ИТ9-6 (исследовательский метод) и ИТ9-2м (моторный метод).

Обеими методами (исследовательским и моторным) позволяет определить октановое число моторная установка УИТ-65м.

У жидкого топлива октановое число равно содержанию в смеси с нормальным гептаном изооктана (в процентах) у эталонного топлива, которое  равноценно испытуемому бензину по детонационной стойкости. Зачастую величина октанового числа, которое было определено  с использованием исследовательского метода на 4-10 больше, чем величина, определена  моторным методом.

Топливо с большим октановым числом может применяться при высокой степени сжатия карбюраторного двигателя.

 Кислотность показывает, сколько в топливе содержится органических кислот. Кислотность топлива является одним из показателей его коррозионных свойств.  Определяется по ГОСТ 5985-79. Выражается кислотность топлива в миллиграммах  КОН (едкого калия), который необходим для нейтрализации кислот, которые содержатся в 100 см3 топлива.

Давление насыщенных паров показывает наличие в топливе примесей легковоспламеняющихся фракций и растворенных газов.

 Содержание серы показывает, сколько содержится в сернистых соединениях топлива серы. Эти соединения после сгорания могут вызывать коррозию деталей двигателя (сернистая коррозия). Содержание в топливе серы определяется по ГОСТ 19121-73.  Это основной показатель коррозионности топлив.

 Содержание воды и механических примесей является обязательным для всех видов топлив и оценивается по ГОСТ 6370-83 и ГОСТ 2084-77.

 Наличие в топливе водорастворимых щелочей и кислот (остатки химических реагентов) свидетельствует о том, что оно предварительно проходило очистку на нефтеперегонных заводах. Такие примеси качественно определяются по ГОСТ 6307-75.

Дизельные топлива

Дизельное топливо – это жидкий продукт прямой перегонки нефти, который получают из керосино-газойлевых фракций. Дизельное топливо применяется в дизельных двигателях внутреннего сгорания.

Главными потребителями дизельного топлива являются легковые дизельные автомобили, железнодорожный транспорт, военная и сельскохозяйственная  техника, водный транспорт и  грузовой автотранспорт.

Кроме вышеперечисленных потребителей, соляровое масло (или остаточное дизельное топливо) еще используется для пропитки кожи, при термической и механической обработке металлов, в закалывающих, смазочно-охлаждающих жидкостях, автомобильных (и не только), а также в качестве топлива для котельных.

Дизельное топливо (ДТ), в зависимости от климатических условий использования, принято подразделять на три основных марки: марка А (арктическое),  марка З (зимнее) и марка Л (летнее).

Арктическое дизельное топливо используется при температуре окружающего воздуха до -50°С (при белее низких значениях арктическое дизельное топливо застывает). Температура вспышки данного топливного материала  25°С. Плотность не должна превышать 830 кг/м3.

Арктическое дизельное топливо получают методом депарафинизации летнего ДТ, но это достаточно дорогой способ. Также можно смешать гидроочищенные, прямогонные углеводородные фракции и вторичного происхождения. По сути, арктическое дизельное топливо представляет собой утяжеленный керосин.

Но керосин в чистом виде не обладает необходимыми смазывающими свойствами, цетановое число у него также довольно низкое (около 35 – 40), поэтому в арктическое дизельное топливо дополнительно вводят моторное минеральное масло (чтоб повысить смазывающую способность) и присадки, которые способствуют повышению цетанового числа.

Зимнее дизельное топливо изготавливают смешиванием вторичного происхождения,  гидроочищенных и прямогонных углеводородных фракций. Температура их выкипания составляет от 180 до 340°С. Застывает зимнее дизельное топливо при температуре -35°С. Температура вспышки его составляет 30°С.

Также зимнее дизельное топливо могут изготавливать, вводя в летнее ДТ депрессорную присадку (она уменьшает температуру застывания топлива). Зимнее дизельное топливо можно получить и кустарным способом. Для этого необходимо к летнему ДТ добавить керосин КО или ТС-1.

Плотность зимнего дизельного автомобильного топлива составляет около 840 кг/м3.Летнее дизельное топливо застывает при температуре всего 5°С ниже ноля.

Изготавливают также  смешиванием вторичного происхождения,  гидроочищенных и прямогонных углеводородных фракций, но температура выкипания их уже составляет от 180 до 360°С.

Газовое топливо для автомобиля

В качестве сырья для производства газового топлива для автомобилей используются продукты переработки нефти и природные газы.  Побочным продуктом переработки нефти являются пропан-бутановые фракции. Их смесь — это и есть нефтяной сжиженный газ. Хранится нефтяной сжиженный газ в специальных баллонах в жидком агрегатном состоянии и под определенным давлением.

Величина давления зависит от температуры окружающей среды. Если температура составляет около 0°С –  давление в баллоне равно 3 – 7 атмосферам. В случае, когда температура достигает 40 — 45°С —  давление может достигать 16 атмосфер. Это связано с расширением сжиженного газа при повышении температуры окружающей среды.

Именно поэтому, при заправке газового баллона необходимо оставлять небольшую паровую подушку, объем которой составляет около 15 – 20% от общего объема (баллон должен быть заполнен не полностью, чтоб при повышении температуры газ мог расшириться, не создавая при этом критическое давление).

 Для заправки автомобилей сжиженным  нефтяным газом применяют две марки жидкого топлива: летнее топливо ПБА (в состав которого входит около 50% ±10% пропана, остальная часть – бутан и до 1% ненасыщенных углеводородов, иногда могут содержаться примеси этана и метана), и зимнее топливо ПА (автомобильный пропан, содержание в общем объеме которого составляет 90%±10%).

Сжатый природный газ представляет собой метан практически в чистом виде. Метан на специальных компрессорных газонаполнительных станциях сжимается и его закачивают баллон. Давление сжатого природного газа достигает 200 атм. Показатель уменьшается по мере расходования газа.

Основным недостатком газовых топлив для автомобилей является то, что мощность двигателя, в сравнении с другими видами топлив, уменьшается. При использовании сжатого природного газа мощность двигателя автомобиля снижается приблизительно на 20%, а сжиженного нефтяного газа – на 5-7%.

Автомобильное топливо. Основные виды

Автомобильное топливо – средство для заправки автомобиля: дизельное топливо, бензин, сжиженный и сжатый газ, то есть это вещество, которое способно отдавать заключенную в нем энергию, приводящую, в конечном итоге, автомобиль в движение.

Бензин

Самое распространенное сегодня автомобильное топливо – бензин. Представляет собой продукт переработки нефти. Это вещество практически не имеет цвета, отличается характерным запахом, очень горючая жидкость. Качество бензина оценивается так называемым октановым числом (ОЧ) — стойкость бензина к детонации. Все видят, что на колонках бензиновых заправок стоят символы: «АИ».

«А» — обозначает «автомобильный», а так как есть два метода определения октанового числа – моторный и второй – исследовательский, то буква «И» означает, что ОЧ определено исследовательским методом. Таким образом индекс расшифровывается очень просто – Автомобильный (бензин) Исследовательский (метод).

Такие марки как АИ-91 и АИ-93, содержащие антидетонационные присадки, на современных заправках встретить практически невозможно, они заменены на АИ-98 и АИ-92 соответственно, однако производство АИ-98 у нас в стране также неуклонно сокращается в пользу АИ-92.

В России, как в стране со сложными климатическими условиями, производится летний и зимний бензин, а также некоторые их варианты. Фракционный состав в них определен в зависимости от температурного режима. Стандартами разрешено наличие в бензине серы и смол, но они не должны превышать 0,1% и 100 мг/л соответственно.

Если в составе бензина этих веществ больше, они вызывают коррозию двигателя. Также в составе бензина не должно присутствовать щёлочи, воды, механических примесей. К сожалению, часто стандарты нарушаются, и качество отечественного бензина далеко от идеального.

Дизельное топливо

ДТ, или, в простонародье — «солярка», наряду с бензином является самым популярным топливом для автомобилей. Две основных составляющих ДТ – цетан, жидкость легко воспламеняемая, и метилнафталин — жидкость плохо воспламеняемая. Дизельное топливо характеризуется наличием в нем цетанового числа (ЦЧ) – это соотношение содержания цетана к метилнафталину.

Оно показывает способность топлива к самовоспламенению. Самое оптимальное для цитанового числа — это 45-50 единиц. Топливо лучше воспламеняется, если ЦЧ выше, а это даёт возможность запустить двигатель быстрее при низкой температуре.

Если ЦЧ меньше 45, то двигатель будет работать жёстко (увеличивается степень износа его движущихся деталей), а если больше 55, то топливо воспламеняется, не успев хорошо перемешаться с воздухом, а это приводит к увеличению его расхода. ак же, как и бензин, дизельное топливо производится в двух вариантах – летнем и зимнем, и имеет соответствующие той или иной марке обозначения.

Летнее ДТ оптимально работает при температуре не ниже 0 градусов Цельсия, если температура ниже, то топливо густеет и превращается в некое подобие пасты. Зимнее ДТ способно работать до минус 30 градусов Цельсия, а после 35 начинает застывать. Есть ДТ, способное работать при температурах до -50, его называют арктическим, но оно и самое дорогое.

А еще есть межсезонное дизельное топливо, его рабочая температура до -15. Обозначается дизельное топливо первой буквой сезонности топлива, например, для летнего варианта это буква Л, для зимнего – буква З, для арктического – А, для межсезонного – Е. Цифровые обозначения указывают на долю серы в процентном отношении и температуру вспышки.

Например, ДТЛ-0,5-40 свидетельствует о том, что топливо летнее, процент серы – 0,5, температура вспышки – 40 градусов Цельсия. В маркировке зимнего ДТ также указывается температура застывания топлива. В маркировке топлива арктического указывается только количество серы.

Это очень важный параметр, так как от количества серы, представленного в составе дизельного топлива, зависит время службы дизеля: чем серы больше, тем сильнее дизель подвергается коррозии, и срок службы его уменьшается. Как и в бензине, в составе солярки должны отсутствовать механические примеси и вода, но на российских заправках это правило часто нарушается, хотя некоторые подвижки в направлении улучшения качества топлива у нас все же заметны.

Природный газ

Тройку лидеров можно замкнуть автомобильным топливом в виде природного газа. Газ в силу своих энергетических возможностей отлично подходит для заправки автомобилей, причём данный вид топлива намного экологичнее и дешевле бензина и дизельного топлива. История применения газа в виде топлива для двигателей внутреннего сгорания весьма интересна.

Первый двигатель, который мог довольно эффективно работать на газе, был изобретен и опробован еще в середине XIX века французским механиком Этьеном Ленуаром.

До изобретения бензиновых моторов газовый двигатель составлял очень сильную конкуренцию паровым машинам, но изобретателю не удалось его уменьшить настолько, чтобы этот мотор мог с успехом разместиться на малогабаритных транспортных средствах.

Поначалу газовый двигатель применялся на паровозах и кораблях, и лишь в XX столетии другие изобретатели с успехом применили газовый двигатель к небольшим автомобилям. В СССР в 50-60-х гг. прошлого столетия выпускали газобаллонные автомобили, работающие на метане.

Но низкий на тот момент уровень добычи газа не дал возможности развиться таким автомобилям, это было сделано лишь в 80-90-х, когда добыча и использование газа вышли на общемировой уровень. Современные машины можно заправлять разными видами газа: природным (метаном), бутаном, пропаном и их смесями – углеводородными газами.

Наиболее популярными видами газа сегодня являются метан и пропан. У обоих вариантов ряд преимуществ относительно бензина. В выхлопах автомобилей, работающих на бензине, в 5 раз больше вредных веществ, чем работающих на газе. Кроме этого, газ значительно дешевле нефтепродуктов, что позволяет очень хорошо экономить.

Природный газ не скапливается в полостях двигателя, создавая возможность взрыва, а просто улетучивается. Износ мотора автомобиля замедляется, особенно в автомобилях, не переделанных с бензина на газ, а изначально производящихся с газовым мотором и оборудованием.

Однако есть у газа и недостатки, хотя и относительные – газозаправок сегодня пока еще меньше, чем бензозаправок, что не всегда позволяет оперативно заправиться. Отличия между метаном и пропаном следующие. Пропановая установка в двигателе в разы дешевле метанового газобаллонного оборудования. Но в результате работы экономии больше все же даёт метан. В отличие от метана, «голубого топлива», пропан в своём составе имеет примеси, что не совсем безопасно для природы и человека. Однако пропан хорошо сжимается даже под небольшим давлением и весит намного меньше чем метан.

Другие виды автомобильного топлива

Спирт, или «биоэтанол» тоже используется как топливо. Первый автомобиль, работающий на спирте, был выпущен в 1978-м году в Бразилии. Там эти моторы прижились и используются достаточно широко.

И это объяснимо, потому что этанол выгоднее делать из сахарного тростника, а в этой стране он выращивается в промышленных масштабах. Машины, оборудованные спиртовыми двигателями, называют «flex-fuel». В основном в них используется биоэтанол Е85, где 85% — это спирт, а оставшиеся 15% — обычный бензин.

В экологичном плане биоэтанол в несколько раз менее безопасен при сжигании, чем бензин, поэтому эту технологию очень серьезно рассматривают в европейских странах, препятствием служит только рентабельность поставок готового биотоплива или сырья для его изготовления. Биодизель.

Это топливо изготавливается на основе растительного масла, по характеристикам оно сродни ДТ. Оно подходит для того, чтобы синтезировать топливо, потому что в некоторых странах запрещено продавать солярку в чистом виде.

Данный вид топлива очень экологичен как при сгорании горючего, так и в случае попадания его в воду или на растения. Но цена пока что слишком высока, например, в США стоимость такого топлива больше стоимости бензина в полтора-два раза.

В заключение следует сказать о еще одном перспективном виде топлива – это электричество. Первый полноценный электромобиль был создан 1884-м году англичанином Томасом Паркером, и некоторые его экземпляры успешно работали на транспортных средствах еще в позапрошлом столетии.

Двигатели электромобилей проще, а скорость их зачастую выше, чем у бензиновых машин.

Вредных выхлопов от такого топлива нет, поэтому сейчас на машины, работающие на электротопливе, возлагают очень большие надежды по всему миру, хотя понятно, что электроэнергия все же вырабатывается в результате сжигания нефти или угля на электростанциях.

Таким образом о глобальной экологической чистоте таких двигателей говорить еще рано, но работы в этом направлении ведутся неустанно, и сегодня электромобили прорываются на потребительский рынок, хотя все же и с переменным успехом.

Доставка дизельного топлива, или заказ по телефону. 923-60-01