Повышение октанового числа бензина своими руками: Как повысить октановое число бензина

Полезные манипуляции с октановыми числами

Эксперты «АМ» провели исследование нескольких препаратов, повышающих октановое число бензина. С результатами знакомился Юрий ВАСИЛЕНКО

Октановое число — один из главных эксплуатационных показателей бензина. Оно характеризует его детонационную стойкость, иначе говоря, способность противостоять самовоспламенению при сжатии в камере сгорания. Чем больше данный параметр, тем выше его «антидетонационные» свойства. Именно поэтому в современных двигателях, рассчитанных на бензин с октановым числом 95, не рекомендуется, а иногда просто запрещается, использовать бензин с меньшим октановым числом. Последнее в значительной мере касается отечественного топлива, качество которого, особенно в регионах, часто оставляет желать лучшего.

Нужны присадки

Для случаев, когда в силу обстоятельств приходится покупать бензин на незнакомой АЗС и есть сомнения в его качестве, специалисты рекомендуют держать в багажнике пару-тройку флакончиков со специальными присадками, так называемыми октанкорректорами.

Они позволяют на несколько единиц повысить октановое число заливаемого в бак топлива. Указанные свойства присадок — способность повышать октановое число бензина — мы и решили проверить во время теста, для которого закупили три образца октанкорректоров. Это немецкий Liqui Moly Octane Plus, а также два российских — «Astrohim Октан Плюс» и Lavr Next Octane Plus. В описаниях продуктов указывалось, что прирост октанового числа с их помощью может варьировать от двух до шести единиц.

Выбор метода

Оценка октанкорригирующих присадок, приобретенных для теста, проводилась совместно с порталом www.autoparad.ru в одной из испытательных лабораторий Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина. Ее сотрудники пояснили, что согласно действующим ГОСТам оценка октанового числа может производиться одним из двух методов: исследовательским или моторным. Поскольку каждый имитирует вполне определенные условия работы двигателя, октановое число одного и того же бензина, фиксируемое по упомянутым выше методам, будет иметь разные значения (в частности, при исследовательском процентов на десять выше, чем при моторном).

В связи с этим для каждой марки бензина ГОСТ устанавливает два значения октанового числа: одно — для моторного метода, второе — для исследовательского. Мы остановились на последнем, так как он, по мнению специалистов, дает более наглядную картину прироста октанового числа при добавлении соответствующих присадок.

Индикаторный прибор «ОКТИС-2» российского производства


Перед началом испытаний тем же самым исследовательским методом было измерено октановое число исходного топлива — бензина прямого перегона (прямогонной бензиновой фракции), получаемого путем дистилляции нефти. Октановое число «прямогонки», по результатам измерений, составило 64,8.

Выбор именно такого горючего был сделан ради чистоты эксперимента, поскольку в прямогонном бензине нет присадок и компонентов, которые применяют при производстве обычного бензина, реализуемого на АЗС. Таким образом мы полностью исключили их возможное влияние на рабочие свойства октанповышающих препаратов.

Тест показал…

На основе прямогонного бензина лаборанты приготовили три образца топлива, в каждый из которых был добавлен определенный октанкорректор в пропорции, рекомендованной производителем.

Результаты испытаний порадовали — октановое число всех образцов (см. таблицу) топлива, «замешанных» на исходном прямогонном бензине, после добавления проверяемых октанкорректоров увеличилось более чем на две единицы. Это означает: если бы мы при эксперименте использовали не прямогонный, а стандартный бензин с октановым числом 92, то, по мнению экспертов, прирост данного показателя вполне мог составить три единицы и более. Иначе говоря, присадки Liqui Moly Octane Plus, «Astrohim Октан Плюс» и Lavr Next Octane Plus соответствуют заявленным показателям. Все перечисленные октанкорректоры могут с успехом применяться для улучшения эксплуатационных параметров бензина, качество которого вызывает сомнения.


 

Liqui Moly Octane Plus
Немецкая октанкорригирующая присадка обеспечила исходному образцу прямогонного бензина наибольший (среди прочих участников теста) прирост октанового числа (см. таблицу). По оценкам экспертов, данный продукт фактически преобразует обычный «92-й» бензин в топливо улучшенной категории — «Премиум», то есть так называемый 95-й. В числе отличительных особенностей этого оригинального состава — специальная съемная лейка-носик, позволяющая заливать присадку в бак с узкой — диаметром вплоть до 19 мм — горловиной.
Astrohim Октан Плюс
На наш взгляд, сегодня это один из лучших октанкорректоров российского производства. По опыту его применения можем отметить, что он эффективно улучшает эксплуатационные свойства бензинов всех типов, устраняя детонацию и калильное зажигание. По оценкам разработчиков, «Astrohim Октан Плюс» повышает октановое число стандартного бензина на 3—5 единиц (по исследовательскому методу), позволяя избежать последствий использования некачественного топлива. Применение препарата улучшает разгонную динамику, полноту сгорания топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Ко всему прочему, он защищает систему впрыска, камеру сгорания от образования нагара и отложений.
Lavr Next Octane Plus
Этот отечественный продукт выпускается не первый год и пользуется популярностью у автомобилистов. Одна из примечательных особенностей препарата в том, что он решает сразу несколько проблем: повышает октановое число бензина (предотвращая тем самым детонацию и калильное зажигание), гарантированно защищает систему впрыска, камеру сгорания и впускные клапаны от нагара и отложений, продлевает срок службы цилиндро-поршневой группы и клапанов.
Все это в комплексе способствует повышению мощности двигателя до нормативных показателей, улучшению динамических характеристик автомобиля и снижению расхода топлива.

 

 

Наименование октан-корригирующих присадок и их характеристики

Liqui Moly Octane Plus

Astrohim Октан Плюс

Lavr Next Octane Plus

Страна-производитель (принадлежность бренда)

Германия

Россия

Россия

Заявленный прирост октанового числа (по исследовательскому методу)

2-5,5

3-5

до 6

Измеренный прирост октанового числа (по исследовательскому методу)

2,6

2,4

2,3

Объем флакона с октан-корригирующей присадкой, мл

150

300

330

Рекомендуемый объем обрабатываемого бензина (на один флакон присадки), л

50

40-50

40-60

 

 

Качество автомобильного горючего можно контролировать. Как узнать октановое число бензина?

В настоящее время разработаны разнообразные методы экспресс-анализа бензина, которые предусматривают использование специального сертифицированного оборудования. Они достаточно дороги и внедряются только на предприятиях топливной промышленности и АЗС. Впрочем, сегодня возможность проверки качества горючего, так сказать, в порядке индивидуального надзора, предоставлена и автолюбителям. В продаже недавно появились персональные устройства бытового назначения — индикаторные приборы «ОКТИС-2» российского производства, выпуск которых налажен с использованием высокоточных импортных компонентов. Главное назначение устройства «ОКТИС-2» — оперативное определение октанового числа бензина, причем основной вариант применения прибора предусматривает измерение данного показателя топлива непосредственно в процессе его заливки в бак. Конструктивно прибор выполнен в виде узкой трубчатой воронки с электронным блоком. Канал воронки оснащен специальным сенсором.

Проверка качества бензина с помощью такого индикатора проводится так. Сначала в горловину бензобака помещается прибор, а уже в заливное отверстие последнего вставляется наконечник топливного шланга АЗС. После того как через трубку прибора в бак будет залито 5—10 л бензина, на табло появится значение его октанового числа. И если при покупке, например, бензина Аи-95 прибор покажет реальное октановое число менее 93, заправку бака лучше прекратить.

Для дизельного топлива важно цетановое число

 
Тема, связанная с улучшением качества отечественного топлива, весьма актуальна и для владельцев дизельных автомобилей. Солярка тоже должна удовлетворять требованиям по детонационной стойкости, которая для данного вида горючего определяется своим показателем, так называемым цетановым числом. Если оно меньше рекомендуемого, без специальных присадок (цетанкорректоров) не обойтись. На наш рынок подобные продукты поставляют российские и зарубежные фирмы. Например, Liqui Мoly (Германия) выпускает серию дизельных присадок Super Diesel Additiv, а Hi-Gear (США) производит фирменный «Цетанкорректор». Такие препараты в большинстве своем универсальны и представляют собой комбинацию активных веществ, повышающих цетановое число и обладающих повышенными чистящими и защитными свойствами. Продукты разрабатывались для современных двигателей с учетом сложных условий эксплуатации, характерных для многих регионов России. Кроме того, в состав присадок входят компоненты, которые придают дизельному топливу с низким содержанием серы достаточную смазочную способность.

 

 

Источник www.avtomir.com

Какие присадки используют, чтобы увеличить октановое число бензина

Среди всевозможных присадок для топлива наибольшей популярностью среди водителей пользуются так называемые октан-корректоры. Как повысить октановое число топлива, знают даже новички, только вышедшие с автошкол. Автолюбители полагают, что такая добавка в бак для горючего пойдет на пользу автомобилю и существенно сэкономит расход топлива на километр пробега и, соответственно, деньги при заправке авто. Но так ли уж все радужно при использовании этих добавок, так ли уж это безопасно и для самого человека, и для двигателя автомобиля?

Говоря языком энциклопедическим, октановое число это стойкость топлива к воспламенению. При использовании бензина с низким октановым числом, при условии, что производитель машины предполагал другое качество горючего, неизменно приведет к детонации и поломке двигателя. Чаще всего страдают клапаны и седла, образуется очень сильный нагар.

Тем не менее производством присадок занимаются в промышленных масштабах. Активно подключают рекламу, обещая шоферам сказочный результат.

Увеличение октанового числа топлива происходит в основном из-за добавления в горючее парафиновых и ароматических углеводородов разветвленной структуры. Эти присадки добавляют на заводах в специальных условиях для лучшего хранения бензина. Но многие добавляют присадки самостоятельно. Не говоря уже о мошенниках, которые химичат с топливом прямо на АЗС.

Наиболее вредны, но популярны следующие химические добавки

Тетраэтилсвинец

Это очень ядовитое металлоорганическое вещество. С него, по сути, все начиналось. Наши папы и дедушки еще во времена СССР активно использовали тетраэтилсвинец. Но современный автопром сегодня выпускает машины, не совместимые с этим соединением. Будьте крайне осторожны. Это самый верный способ загубить авто и получить химический ожог самому. Присадка запрещена. Но ведь нам законе неписан.

Нафталин

Нафталин – наше все, куда только мы его не добавляем! Парадокс в том, что да, он действительно увеличивает октановое число топлива. На десять литров достаточно полкилограмма и – вуаля, у вас уже не 92, а 95 в баке плещется. Но готовьтесь полностью заменить систему подачи топлива. Выбросить придется и бензонасосы, и форсунки, и шланги.

Марганцевые присадки

Также старожилы на автомобильном рынке. Из-за колоссального вреда для экологии их использование официально запрещено. Не намного безопаснее тетраэтилсвинца. Вред в основном наносят мотору.

Спирт

Если в бензин добавить от пяти до двадцати процентов спирта, из 92тможно получить даже 98. Понятно, что процесс сгорания улучшится. А вот прокладки в двигателе спасибо не скажут. Кроме того, при несоблюдении нужной пропорции в цилиндре компоненты топлива не смешаются и октановое число понизится. Детонация гарантирована.

Ферроцен

Эти присадки рассчитаны на бензин. В них повышенное содержание железа. Оно-то и помогает поднять значение октанового числа. Использование ферроцена – смерть для свечей. В результате химической реакции на свечах образуется губительный токопроводящий налет. Готовьтесь поменять свечи.

Бензол и толуол

Эти добавки обеспечивают рост октанового числа на десять процентов. Но в качестве «бонуса» вы получите разъеденные кислотой практически все эластичные детали двигателя. Да и коррозии не избежать.

В малых количествах, не более полутора процентов, условно безопасными можно назвать монометиланилин и метилтретбутиловый эфир. Эти виды присадок популярны сегодня не только у нас, но и за границей. Но если и с ними переборщить, то все их достоинства сойдут на нет.

Вам решать, стоит ли химичить с топливом. Может дешевле обойдется, если заправиться на автозаправке у проверенного продавца?


что будет при добавлении, все за и против, повышение октанового числа бензина толуолом


Современные автомобильные бензины настолько сложны по своему углеводородному составу и наличию присадок различного функционального назначения, что качество товарных бензинов контролируется двадцатью показателями, в т.ч. октановое число бензина, результаты оценки которых фиксируют в паспорте качества на каждую партию бензина.

Если такие показатели качества, как индукционный период или водорастворимые кислоты и щелочи известны только специалистам, то, что такое октановое число (ОЧ) бензина, знают практически все. Этот показатель характеризует самое главное эксплуатационное свойство бензина — его детонационную стойкость(ДС), величина которой настолько важна, что обозначена в каждой марке бензина. Например, в основном отечественном стандарте на бензины (ГОСТ Р 51105-97) предусмотрена маркировка различных марок автобензина в соответствии с мировыми требованиями: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98». Цифры в маркировке указывают на величину детонационной стойкости данной марки бензина в единицах ОЧ, определенных по исследовательскому методу (ОЧИ) на специальной стандартной одноцилиндровой моторной установке.

Почему такое повышенное внимание к октановому числу бензина и его значению? Очевидно, потому что величина ДС бензина прямым образом влияет на мощность бензинового двигателя и его топливную экономичность. Именно поэтому за почти столетний период развития бензинового двигателя ДС товарных бензинов увеличилась с 66 до 98 октановых единиц.

Высокого значения ДС бензина можно добиться технологическим путем — с помощью вторичных каталитических процессов переработки прямогонных бензиновых нефтяных фракций в высокооктановые бензиновые компоненты. При этом значительно возрастают расход нефти и стоимость производства бензина.

Можно добавлять в бензин высокооктановые спирты и эфиры, что требует больших капиталовложений на организацию многотоннажного промышленного производства этих синтетических компонентов.

Что показывает октановое число

Что же такое октановое число, почему многие опытные автомобилисты проявляют повышенный интерес к этому показателю при приобретении топлива, многим невдомёк. Октановое число является своего рода индикатором качества бензина. От величины показателя октанового числа напрямую зависит качество бензина, по этой причине все желают, чтобы в приобретаемом топливе этот показатель не был низким. Этот показатель демонстрирует детонационную устойчивость бензина, характеризует, насколько топливо способно противостоять самовозгоранию в момент сжатия.

Если производитель вашего транспортного средства указал в инструкции, что следует заправлять бензин А95, то соблазняться на более доступное средство не только не следует, но и очень опасно. Если же нет возможности приобрести бензин А95, можете залить топливо, которое имеется в продаже, но в таком случае для поднятия октанового числа нужно будет влить в бензин специальные присадки. Какие присадки конкретно, и в каком количестве, разберёмся далее.

Толуол в бензине: за и против

Толуол как добавка в бензин активно используется производителями и распространённых марок топлива, и специфических, изготавливаемых, например, для спортивных машин. Последние виды бензина требуют высокого октанового числа — больше 100 единиц, и толуол вместе с другими компонентами служит для достижения этой цели.

К негативным свойствам толуола относят его вред, причиняемый здоровью людей. Длительные контакты с жидкостью или вдыхание паров могут вызывать со временем отравления, чреватые поражениями нервной системы. Он также может влиять на систему кроветворения организма. Работать с веществами, содержащими толуол, нужно только в перчатках, поскольку он способен проникать через кожные покровы. Необходимо также следить за обеспечением хорошей вентиляции помещения.

Если вам понравилась наша статья и мы как-то смогли ответить на ваши вопросы — то будем очень благодарны за хороший отзыв о нашем сайте!

Звоните по номеру. С нами удобно, доставка 24/7

Езда на не соответствующем топливе

Производитель не зря ориентирует всех, кто решился приобрести конкретное транспортное средство, какую марку бензина можно использовать. Если влить несоответствующее топливо, даже не сомневайтесь, авто поедет, только вряд ли транспортное средство будет вас радовать продолжительное время.

Если качество бензина не соответствует рекомендованному, выпускные клапаны достаточно быстро перегреваются и прогорают по причине разной температуры и продолжительности сгорания. Точно такой же отрицательный эффект будет наблюдаться, когда автомобилисты по собственной инициативе подвергнут зажигание неправильной регулировке. После прогорания изначально клапаны начинают троить, а впоследствии прекращают функционировать.

Большинство автомобилистов категорически отказываются заливать низкооктановый бензин, понимая, что такой неверный шаг спровоцирует серьёзные технические проблемы. Вот как раз в те моменты, когда приходится вливать такое топливо из-за отсутствия высокооктанового бензина, автомобилисты и принимают решение влить подходящие присадки.

Измерение октанового числа (ОЧИ и ОЧМ)

Определение октанового числа бензина возможно двумя методами – исследовательским и моторным. Поскольку полученные в результате данных манипуляций результаты различны, обозначаются они как ОЧИ и ОЧМ, соответственно. Соблюдение особых условий для реализации обоих методов является обязательной мерой. Первостепенно необходимо подобрать смеси эталонных углеводородов высокого качества с числом 100 (изооктан) и нормального n-гептана с числом 0.

На следующем этапе октановое число определяется с помощью специальной установки.

  1. ОЧИ – исследовательское октановое число, определяемое посредством одноцилиндровой установки с переменной степенью сжатия (УИТ-85 или 65). Частота вращения коленчатого вала должна составлять 60 об/мин, угол опережения зажигания – 13 градусов, а температура всасываемого воздуха – 52 градуса по Цельсию. В данном случае полученный показатель определяет поведение бензина в режимах средних и малых нагрузок.
  2. ОЧМ – моторное октановое число, для определения которого принято также использовать одноцилиндровую установку, однако температура всасываемой смеси должна составлять 149 градусов по Цельсию, а частота вращения коленчатого вала – 900 об/мин при переменном угле опережения зажигания. Значение ОЧМ ниже ОЧИ. В данном случае речь идёт о поведении топлива на режимах высоких нагрузок. Рассматриваемый параметр влияет на детонацию и высокую скорость при движении в гору, работе мотора под нагрузкой и частичном дроссельном ускорении.

Отдельно стоит рассмотреть третий способ определения октанового числа – использование специальных приборов, однако в данном случае стоит сразу ориентироваться на наличие погрешностей, поскольку точность таких измерений зачастую сомнительна.

Обзор известных присадок

Присадки для повышения в бензине октанового числа выпускаются и зарубежными, и отечественными производителями. К сожалению, многие автовладельцы пребывают в заблуждении, что доверять можно смело только зарубежным компаниям, предлагающим такие октаноповышающие добавки.

Это не так, поскольку отечественные топливные добавки для повышения октанового числа бензина «Астрохим» подвергались уже не раз различным техническим испытаниям, по результатам которых всё время демонстрировалась их высокая эффективность. Именно по этой причине знатоки считают по праву «Астрохим» несомненным лидером среди известных октан-корректоров. Невзирая на доступную стоимость, присадка гарантирует:

  • предупреждение детонации;
  • устранение калильного зажигания.

Среди заядлых автомобилистов можно услышать немало восторженных комплиментов, адресованных немецкому продукту – LMOP, который способен «волшебным» образом обыкновенный 92 бензин превратить в качественный девяносто пятый.

Американский продукт Cyclo Octane Boost демонстрирует не только отличные антидетонационные характеристики, но и обеспечивает отличный очистительный эффект относительно узлов топливной системы.

Чтобы улучшить октановое число бензина, многие предпочитают использовать проверенный временем, прошедший испытания FuelEXx Gazoline. Он обеспечивает:

  • очищение от нагара и лаковых отложений камеру сгорания;
  • раскоксовывает кольца поршней;
  • снижает риск прогорания клапанов;
  • удаляет из топлива воду, обеспечивая более лёгкий запуск двигателя даже при понижении температуры.

За счёт применения FuelEXx Gazoline удаётся снизить расход топлива на 15%, повысить октановый показатель до пяти единиц, предупредить преждевременный износ двигателя.

Тотек-УМТ Спорт: в чём отличие?

Тотек УМТ (Спорт) — таблетка из мира автоспорта!

Тотек УМТ-Спорт обладает теми же характеристиками, что и Тотек-УМТ. Главное отличие в том, что он разрабатывался для спортивного тюнинга бензина марок АИ-95 и АИ-98. Присадка помогает получить повышенную отдачу от высокофорсированных двигателей без какого-либо вмешательства в программное обеспечение или в конструкцию ДВС. В присадке применены новейшие технологии управление горения бензином с помощью нанокатализаторов и наноредуцентов. В отличие от металлсодержащих антидетонаторов — Тотек УМТ (Спорт) повышает октановое число благодаря беззольным сложным органическим веществам, содержащим кислород.

Для рядового автолюбителя его ценность в том, что он продлевает срок службы свечей зажигания. При этом удаляя отложения ферроцентов, которые выводят из строя эти детали. Также присадка снижает нагрузку на катализатор, ведь чем хуже топливо, тем выше такая нагрузка. Если катализатор уже начал отказывать, то препарат поможет его почистить и восстановить.

Тотек УМТ (Спорт)

Артикул:umts05100

Продукт для спортивного тюнинга товарного бензина марок Аи-95, АИ-98

2 отзыва

690 Р

В наличии

Стоит ли заливать

Чтобы не угробить двигатель автомобиля, важно не бездумно приобретать в автомагазине присадки и бесконтрольно их вливать в агрегат, а вооружиться изначально рекомендациями специалистов, взвесить все аргументы, выступающие «за» и «против» применения присадок.

Важно учитывать то, что хитрые предприимчивые дельцы, стремящиеся реализовать по более дорогой стоимости низкокачественное топливо, ещё до его реализации добавляют в состав октаноповышающие присадки, вводя в заблуждение автомобилистов. В результате после введения очередной порции добавки уже непосредственно самим владельцем авто, возникает перенасыщение присадок, что негативно отражается на состоянии двигателя. По этой причине не рекомендуется без необходимости использовать автохимию. Гораздо эффективнее будет обслуживаться на автозаправочных станциях, которым вы доверяете.

Итак, октаноповышающие присадки, действительно, хороши, но применять их нужно в разумных пределах, чтобы не спровоцировать технические проблемы, выход из строя двигателя автомобиля.

Рисунки к патенту РФ 2315801


Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для повышения детонационной стойкости моторных топлив.

Известно, что чем более разветвлена структура углеводородов в бензинах и чем больше в них циклических соединений, тем выше их детонационная стойкость, которую характеризуют октановым числом — сравнением с характеристиками эталонной жидкости, смесью изооктана (2,2,4-триметилпентан) с н-гептаном.

Традиционные способы повышения детонационной стойкости (каталитический риформинг) [1] требуют либо громоздкого и дорогостоящего оборудования, либо наличия присадок, что и определяет повышенную стоимость высокооктановых топлив по сравнению с низкооктановыми.

Известен способ [2] обработки нефти и нефтепродуктов, заключающийся в воздействии на нефтепродукты ультразвуковым полем (частотой ˜1 МГц), мощностью от 0.1 до 150 кВт/см2. Такое воздействие создает за счет поглощения тепла в точках повышения давления при распространении волны, зоны повышенной температуры, в которых, в силу меньшей скорости теплопроводности по сравнению со звуковой, может происходить укорочение углеводородных цепочек. Такие изменения в углеводородном составе могут, в принципе, приводить к повышению детонационной стойкости, однако процесс слабо контролируем и, в основном, все же ведет к понижению вязкости нефти и нефтепродуктов. К тому же длительное использование ультразвукового генератора с такой выходной мощностью почти наверняка приведет к выходу из строя сопутствующего оборудования и небезопасно для персонала.

Известен также способ [3] повышения октанового числа прямогонных бензинов, заключающийся в воздействии на бензин с водным раствором спирта ступенчатой кавитацией. Принцип повышения октанового числа аналогичен предыдущему примеру — локальный разогрев, только источником локального повышения температуры является кавитация. Ультразвуковое воздействие на бензин с водным раствором спирта приводит к образованию кавитационных пузырьков, внутри которых, при высоких давлениях и температурах, могут осуществляться пиролитические реакции. Авторы предполагают контролировать процесс изменением ультразвукового поля, однако не приводят данных о результатах такой регуляции, как, впрочем, и о результатах применения такого способа. Способ предполагает довольно громоздкую схему работы, включающую рекуперативные теплообменники, холодильники, эжекторы и сепараторы. Собственно кавитатор представляет ультразвуковой генератор, в котором ультразвук создается за счет сверхвысоких скоростей вращения центробежного насоса со специальными насадками, требующего при эксплуатации особого внимания и мер предосторожности, существенно затрудняющих управление процессом изменения генерации режима кавитации. Ко всему прочему все упомянутые способы требуют значительных энергозатрат на производство единицы продукции, что не ведет к повышению их конкурентноспособности по сравнению с традиционными.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ повышения октанового числа [4], который устраняет вышеуказанные недостатки и направлен на упрощение и ускорение процесса облагораживания бензинов. Способ заключается в воздействии на поток бензина излучением маломощного лазера, которое модулируется первым киральным объектом, затем поток бензина ускоряется перед попаданием в рабочую область второго кирального объекта, в которой бензин подвергается воздействию собственного спонтанного излучения, которое преобразовано вторым киральным объектом на частотах резонансного поглощения бензина, и, попадая обратно в поток бензина, вызывает молекулярную трансформацию углеводородного состава бензина, обеспечивая изомеризацию и увеличивая долю ароматики, повышая тем самым октановое число бензина. Достоинством способа является тот факт, что весь процесс происходит при комнатной температуре. К недостаткам указанного способа можно отнести сложную процедуру приготовления кристаллов, обладающих киральными свойствами в необходимом частотном диапазоне. Например, изготовление квазифрактальной дифракционной решетки, используемой для модуляции исходного излучения, требует сложной программы и высокоточного оборудования, что в результате приводит к большим затратам и может служить препятствием для промышленного внедрения способа. Настройка второго кирального объекта требует высокоточных спектрометрических измерений и также связана с большими издержками при изготовлении.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение способа повышения октанового числа бензинов при сохранении его быстродействия и качества обработки бензина.

Заявляемый нами способ заключается в обработке низкооктанового бензина автомодулированным лазерным излучением, т.е. протекающий бензин становится рабочим телом и участвует в амплитудной и частотно-фазовой модуляции исходного лазерного излучения. Для этого излучением лазера воздействуют непосредственно на бензин, проходящий с ускорением через рабочую область оптического фильтра, где оно частично отражается от внутренней полупрозрачной и структурированной стенки фильтра, частично пройдя через нее, частично дифрагируя, далее излучение, отразившись от внешней стенки фильтра, попадает на внутреннюю стенку, где оно опять частично отражается, частично проходит и частично дифрагирует, далее это излучение интерферирует с первоначальным отраженным излучением и модулируется в ускоренном потоке бензина.

Суть обработки сводится к участию протекающего через оптический фильтр бензина в амплитудной и частотно-фазовой модуляции исходного лазерного излучения вследствие нелокальной связи между поляризацией и исходными полями, описываемыми уравнениями Минковского [5]:

где D и В — электрическая и магнитная индукции, Е и Н — электрическое и магнитное поля, — диэлектрическая проницаемость, — магнитная проницаемость, v — скорость среды, С — скорость света, а также через эффект Садовского, суть которого в передаче момента вращения связанному молекулярному электрону при поглощении им фотона [6] и, в силу отсутствия локальных симметрии высокого порядка в ближнем окружении углеводородных молекул в бензине, в химической перестройке исходных углеводородов в состояния с повышенной поляризуемостью, а это как раз и есть те состояния углеводородов, которые обладают повышенной детонационной стойкостью

В процессе модуляции излучения бензином происходит химическое преобразование углеводородных молекул бензина.

Инициация процесса преобразования бензина может быть описана следующим образом. В силу не локальности связи поляризации с соответствующим полем отпадает необходимость в использовании фотонных кристаллов с киральными свойствами. Оптический фильтр представляет собой систему двух зеркал, вложенных одна в другую, первая система полупрозрачна и структурирована, аналогично описанной в [7], вторая представляет собой сплошную зеркальную сборку. Лазерное излучение, попадая в систему фильтра, слегка уширяется по частоте в силу слабого межмодового взаимодействия и Допплер-эффекта, модулируя коэффициент экстинкции бензина, в результате спонтанное излучение также окажется промодулированным. Лазерное излучение подается в бензин таким образом, чтобы отраженное излучение как бы наматывалось на протекающий поток, обеспечивая мультипликационный эффект воздействия, что приведет к созданию множества областей реакционной активности по туннельному типу. В результате естественной фильтрации спонтанного излучения оно, попадая обратно в бензин, будет инициировать электронные переходы в пересекающихся электронных термах длинноцепочечных углеводородов, вызывая переходы молекул в состояния, которые будут устойчивы по отношению к данному воздействию. Время воздействия на молекулу углеводорода примерно в 10 6 меньше времени нахождения молекулы в данном окружении углеводородных соседей, т.е. за секунду для каждой молекулы углеводорода в бензине будет предоставляться примерно один миллион вариантов взаимодействия. Таким образом, при мощности лазера в 1 Вт, воздействию могут подвергаться примерно 103 грамм-молей бензина за секунду, а это примерно 100 кг бензина.

Заявляемый способ, как и прототип, реализуется при комнатной температуре, позволяет отказаться от сложных в реализации компонентов устройства, сократить или вообще отказаться от цикличности процесса при сохранении качества и быстроты обработки. Способ поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена блок-схема способа.

На фиг.1А представлена блок-схема оптического фильтра.

На фиг.2 предстален реперный фрагмент газовой хроматограммы бензина до обработки.

На фиг.3 предстален реперный фрагмент газовой хроматограммы бензина после обработки.

Способ осуществляется следующим образом. Фиг 1: бензин 1 прогоняется по полиэтиленовой трубе 2, проходящей через оптический фильтр, где 3 — внутренняя стенка фильтра, а 5 — наружная стенка, где он подвергается обработке модулированным излучением красного лазера 4 относительно небольшой мощности 1 Вт. Далее обработанный бензин подается в приемный бак, содержащий систему рекуперации (на блок-схеме не обозначена).

На фиг.1А представлена блок-схема оптического фильтра, где 2 — полиэтиленовая трубка, по которой протекает бензин, 3 — внутренняя стенка фильтра, 5 — наружная стенка фильтра, 4 — введенное излучение, 7 — ход лучей внутри фильтра, все лучи, естественно, не показаны, т.к. это привело бы к закрашиванию внутренней полости фильтра.

Способ испытан в лабораторных условиях и подтвердил свою работоспособность.

Пример

Исходным продуктом был прямогонный бензин с тюменских месторождений. На фиг.2 представлен фрагмент газовой хроматограммы доли реперных молекул углеводородов в бензине до обработки. На фиг.3 представлен фрагмент газовой хроматограммы доли реперных молекул углеводородов после обработки. Изменения очевидны. При этом октановое число бензина возросло на 10 единиц: от 64 до 74 по исследовательскому методу.

Способ, по сравнению с прототипом, обеспечивает упрощение процесса повышения октанового числа бензина, позволяя сократить число циклов или вообще отказаться от цикличности и при сохранении быстродействия увеличить эффективность за счет более протяженной длины рабочей области.

Октановое число бензина – ничего лишнего о важном

Тот бензин, что получается сразу после процессов нефтеперегонки, всегда имеет низкое октановое число, около 35 и этих параметров недостаточно для того, чтобы мотор заводился и работал исправно. Требуется получить марки высокооктановых бензинов, и для этого применяются методы высокотемпературной обработки (крекинга), риформинга, введение в «полуфабрикат» – сырой бензин – специальных присадок на установках компаундирования. Со стороны физико-химических процессов задача увеличения октанового числа решается на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Но мериться размерами октанового числа не прочь и автовладельцы: это любимая тема для обсуждения, причина споров о качестве бензина, происхождений мифов и заблуждений. На что же на практике влияет октановое число бензина и что это, если обойтись без сложных формул и научных разъяснений?


Октановое число – просто о важном

Если коротко, любые бензины, поступая в камеру сгорания двигателя, способны сжиматься такого предела, чтобы начался процесс управляемого самовоспламенения – так работает свечное зажигание. Но до каких именно пределов могут сжиматься бензины, чтобы не сработало самопроизвольное воспламенение и последующая опасная детонация? Именно способность бензина сопротивляться нежелательной детонации и измеряется октановым числом. Параметр является важной составляющей безопасности для работы моторов, поскольку любая неконтролируемая, возникающая произвольно детонация является причиной оплавления, разрушения узлов мотора.  

Название такого показателя антидетонационной устойчивости бензинов возникло, конечно же, не просто так, в расчёте участвуют такие химические соединения, как n-гептан и изооктан. Вещества обладают противоположными характеристиками относительно устойчивости к детонации, а их соотношение в итоге и показывает что такое октановое число.   

Детонация, изооктан и гептан

Это три основных параметра в системе расчёта октановых чисел. Если детонация – это неконтролируемый самопроизвольный взрыв, физико-механический процесс, то изооктан и n-гептан – химические соединения, являющиеся эталонами по отношению к взрывам. 

Изооктан – вещество с максимальной устойчивостью к сжатию, такое соединение способно выдержать нагрузки, превышающие те, что характерны для двигателей, работающих на бензине. 

N-гептан – смесь, не выдерживающая даже минимальной нагрузки сжатия. 

Октановое число – это пропорция, демонстрирующая, как поведёт себя та или иная марка бензина, будь на её месте смесь изооктана и n-гептана. Цифра в наименовании топлива указывает, сколько изооктана потребовалось бы для корректной работы мотора

Бензин АИ-95 – это расчёт антидетонационной устойчивости, аналогичный смеси из 95 единиц изооктана и 5 единиц n-гептана. Чем выше цифра в октановом числе, тем меньше нужно опасаться за взрывоопасность такого горючего в камере сгорания.   

Значения ГОСТ для октановых чисел бензина

Существует два основных документа, в каждом из которых установлены минимальные значения октановых чисел для автомобильных марок бензинов. На территории РФ хождение имеет топливо четырёх марок: 

  • Нормаль-80, Регуляр-92 – октановое число установлено в ГОСТ Р 51105-97 

  • Высокооктановые Премиум-95 и Супер-98 – для каждого из этих видов горючего октановое число прописано в ГОСТ Р 51866-2002

Также общие характеристики для автомобильных топлив указаны в ТУ 0251-001-12150839-2015. И каждый из документов описывает свойства только неэтилированных видов бензина, поскольку предшественник современного горючего, этилированный состав, запрещен почти во всех странах мира, включая Россию. Решение было принято в 2003 году из-за высочайшей токсичности этилированного бензина для человека и огромного вреда для экологии.  

Конечно, стоит упомянуть и новые сорта бензинов – ЭКТО-100, также продаётся под наименованиями АИ-100, Ultimate 100 или Pulsar 100, а также гоночные (спортивные) смеси, в которых октановое число заявлено не менее 100, 102 и даже 105 ед. Но пока ни один ГОСТ характеристики таких марок не описывает. 

В регламентах ГОСТ и ТУ к одному и тому же бензину всегда указывается два числа устойчивости к детонации, и оба верны, хотя и получены в разных условиях тестирования топливно-воздушных смесей. Речь идёт о замерах октановых чисел моторным и исследовательским методом. 

Исследовательский метод замера октановых чисел

Именно этот способ определения антидетонационного числа отражён в маркировке на АЗС – АИ-80 / 92 / 95 / 98. Цифры получены, исходя из тестов на профессиональных установках, настроенных на определенные параметры работы двигателя. Исследовательский метод проводится с имитацией нагрузок на мотор и, соответственно, на бензин, как если бы автомобиль ехал в режиме «город».  

Методика тестирования определена в ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013, исследование выполняется на установках УИТ и СFR, имитирующих работу одноцилиндрового четырехтактного двигателя, и такая работа позволяет оценить октановое число от 40 до 120 единиц.  

Метод показывает антидетонационные качества топливно-воздушной смеси при работе ДВС на 600 об/мин, при условии t впрыска горючего +52С. 

Моторный тест для определения октанового числа

Такие результаты больше необходимы для сертификации нефтепродуктов, а в бытовом применении достаточно показателей по исследовательскому методу. В этом случае, в отличие от первого способа, октановое число бензина выявляется уже при максимальных нагрузках на двигатель: это 900 об/мин и температуре впрыска топлива +149 С.

Тестирование проходит по условиям ГОСТ 511-2015, на тех же установках, имитирующих работу мотора, диапазон замера октановых чисел от нуля до 120 единиц. 

Бытовые приборы, измеряющие октановое число

Октанометры – распространённые, но относительно точные устройства, показывающие октановое число жидкости, которая находится в ёмкости, а не рабочих качеств бензинов в камере сгорания. Теоретически, любой подобный аппарат  с большой вероятностью покажет погрешность, при этом калибровка таких приборов также является неточной. Но если в функционале предусмотрено определение запрещенных присадок, это можно узнать с помощью октанометров.    

Нужно ли повышать октановое число – мифы и заблуждения

Если вы помните из начала обзора, нефть, прошедшая первичный этап переработки, то есть, деления на фракции, уже является бензином, но не тем, который можно заливать в баки автомобилей и даже техники. Поэтому получение высокооктановых марок топлива – задача, в идеале, для производителей, несмотря на соблазн воспользоваться одной из присадок, обещающих повысить октановое число до 5-6 единиц. Такие составы предназначены для заливки в бак и продаются в специализированных  магазинах. 

А зачем дополнительно повышать октановое число?

Высокая степень сжатия топлива – это большее давление в камере сгорания. Чем выше давление, тем больше потребность в высокооктановом топливе.  

Но производитель авто всегда указывает на внутренней стороне крышки люка бензобака минимальный показатель детонационной устойчивости. Это означает, что конструкция двигателя рассчитана на работу именно с бензинами указанного качества. При добавлении октанокорректоров добиться большей экономичности или КПД от мотора точно не получится, поскольку конструкция мотора вряд-ли имеет секретную запасную мощность на случай добавления присадок. 

Магазинные присадки в бензобак для повышения октанового числа

Стоит помнить, что присадки, имеющие в составе магний, железо и свинец запрещены регламентом таможенного союза ТР ТС 013/2011, этот же документ предупреждает о нежелательности применения составов с N-метиланилином (монометиланилинов). Лояльность к присадкам для увеличения октановых чисел проявляется надзорными органами, пожалуй, только в отношении продуктов на основе МТБЭ – трет-бутилметиловых эфиров.  

Это правило стоит применять не только по отношению к присадкам, повышающим октановое число. Как правило, такие смеси являются мультифункциональными и работают, как антикоррозийные средства, моющие, антигелевые и т.д. Выбирая многофункциональный состав, стоит обратить внимание на его компоненты, даже если придание бензину лучших антидетонационных параметров  не является приоритетной задачей. 

Увеличение октанового числа на этапе производства

Этот этап неизбежен и регламентирован ГОСТами, но преимущество метода состоит в том, что присадки к бензину добавляются на специальных установках компаундирования. Подобные конструкции позволяют добиться равномерного смешивания разных масс, также допускается введение до 5 составов. Дополнительно производитель проводит тестирование и сертификацию бензинов, что существенно снижает риск заправки некачественным топливом. 

Конечно,  выбор надёжных, проверенных АЗС, где можно заправиться чистым, качественным бензином, основывается на официальных и негласных, «народных» рейтингах доверия. Напоминаем, что даже если вы находитесь далеко от привычных локаций, для поиска и выбора одного из проверенных вариантов можно пользоваться нашей картой – здесь указаны все рейтинговые автозаправочные станции. Кроме того, все они являются участниками всероссийской программы топливных карт.


Октановое Число (простыми словами) — Суть, Влияние и методы изменения

В эпоху повсеместного распространения двигателей внутреннего сгорания трудно найти человека, который не слышал бы выражения «октановое число бензина». При этом даже среди владельцев автомобилей не так много людей, четко представляющих себе, что такое октановое число и для чего оно нужно.

Между тем, данная информация необходима при выборе топлива, оптимального для различных видов техники, и пренебрежение ею может стать причиной серьезной поломки. Ниже подробная информация о том, что такое октановое число автомобильного топлива, от чего оно зависит и к чему может привести использование бензина, не подходящего для конкретного типа двигателя.

Что такое октановое число простыми словами

Октановое число – это показатель, количественно описывающий детонационную стойкость бензина (для описания других видов топлива данный параметр практически не применяется).

Более простыми словами, октановое число – это устойчивость горючего к самопроизвольному воспламенению (детонации) в момент сжатия в процессе работы двигателя. Чем устойчивее топливо к детонации, тем выше его октановое число.

Для того, чтобы сравнить различные виды топлива между собой, необходимы определенные эталоны. В качестве таковых были выбраны вещества н-гептан и изооктан, при этом детонационной стойкости н-гептана было присвоено значение «0», изооктану – «100».

Суть октанового числа заключается в том, что бензин детонирует так же, как смесь указанных двух веществ, содержание изооктана в которой в процентном отношении равно октановому числу (отсюда и происходит название параметра).

С развитием технологий были получены образцы бензина с детонационной стойкостью выше, чем у изооктана. Для характеризации подобных видов топлива используется расширенная шкала, в которой в качестве эталонной смеси применятся изооктан с добавками тетраэтилсвинца или толуола.

От чего зависит октановое число

Автомобильное топливо представляет собой многокомпонентную смесь органических веществ, поэтому октановое число главным образом определяется составом бензина.

Минимальную детонационную стойкость имеют так называемые «нормальные» углеводороды с линейным строением. Высокое октановое число характерно для углеводородов с разветвленным и циклическим строением.

Бензин, так называемый «прямой перегонки», получаемый фракционированием сырой нефти, отличается низкой детонационной стойкостью, в среднем на уровне 40-60 единиц.

Для получения высокооктанового бензина в нефтехимической промышленности применяют процессы каталитического крекинга и риформинга, в результате которых в составе бензина увеличивается количество углеводородов с разветвленными цепями и циклическими структурами. Так же октановое число сильно зависит от наличия в топливе специализированных добавок, так называемых «присадок»

Октановое число и детонация

Как было отмечено выше, детонация – это неконтролируемое самовоспламенение топлива в цилиндре двигателя. В результате горение протекает во взрывном режиме, в результате чего возникают ударные волны в камере сгорания.  Обнаружить это явление достаточно легко по характерному стуку в силовом агрегате.

При стабильной работе бензинового двигателя топливо воспламеняется от искры, когда поршень находится практически в верхней мертвой точке. В случае детонации данный процесс протекает на такте сжатия, возникает противодействие движению поршня, что ведет к перегреву, снижению мощности, и повышенному износу двигателя.

Причины детонации могут быть различными, но одной из самых распространенных является применение бензина с более низким октановым числом, чем рекомендуется для конкретного типа двигателя.

Мощные двигатели внутреннего сгорания рассчитаны на высокую степень сжатия топливно-воздушной смеси. И если в автомобиль, допускающий использование в качестве горючего только 95-й бензин, заправить топливо с октановым числом 80, во время работы двигателя под нагрузкой будет наблюдаться детонация.

При этом применение топлива с требуемым октановым числом еще не гарантирует отсутствие детонации. Дело в том, что недобросовестные производители бензина могут использовать низкокачественные добавки для искусственного увеличения октанового числа. Некоторые из таких присадок, к примеру, метан и пропан, являются летучими и быстро испаряются из топлива, в результате чего октановое число уменьшается.

Методы определения октанового числа

Официально на территории России октановое число измеряется двумя способами – «исследовательским» и «моторным». Указанные методы предусматривают использование специализированных установок на основе одноцилиндровых моторов с возможностью контроля степени сжатия и температуры топливной смеси. Алгоритмы измерения детонационной стойкости для указанных методов совпадают.

Образцы бензина сравниваются с эталонными смесями. Задачей исследования является выбор эталона, который будет детонировать с той же интенсивностью, как и исследуемое топливо.

Различие данных методов заключается в режимах работы установок, в которых происходит исследование детонационной стойкости. «Моторный» метод предусматривает изучение бензина в условиях максимальной мощности работы двигателя при увеличенной температуре впрыскиваемой топливно-воздушной смеси. В ходе испытания количество оборотов мотора равно 900 в минуту, температура впрыскиваемой топливно-воздушной смеси – 149 °С. Условно считается, что данный режим работы мотора характерен для движения автомобиля за городом.

«Исследовательский» метод дает возможность определять октановое число бензина при частичной нагрузке мотора. Обороты устанавливаются на отметке 600 в минуту, температура впрыскиваемого топлива равна 52 °С. Подобный режим работы имитирует движение автомобиля в городе.

Значения исследовательского и моторного октановых чисел, как правило, не совпадают. Разница между ними называется чувствительностью топлива. В связи с этим при выборе топлива необходимо обращать внимание на то, каким методом производилось определение детонационной стойкости. Кроме того, в разных странах маркировка топлива может различаться.

К примеру, в Европе основным показателем является RON. В США и Канаде распространен другой параметр – AKI – среднее значение между исследовательским и моторным октановыми числами.

В связи с тем, что в руководстве по эксплуатации техники указываются требования к бензину с маркировкой страны-производителя, владельцу автомобиля иностранного производства следует использовать таблицы октановых чисел, чтобы выбрать наиболее подходящее топливо.

Указанные выше методы определения детонационной стойкости трудоемки и требуют наличия специализированного оборудования и реактивов. При этом многих автолюбителей интересует вопрос, как проверить октановое число бензина в домашних условиях. В связи с этим широкое распространение получил способ экспресс-оценки октанового числа с помощью так называемых «октанометров».

Указанные приборы измеряют диэлектрическую проницаемость бензина и сравнивают полученное значение с базой данных, заложенной в память прибора. Однако данный способ не отличается высокой точностью, поскольку показания прибора сильно зависят от типа топливных присадок, используемых производителями бензина.

Максимальное октановое число бензина

Развитие технологии двигателей внутреннего сгорания идет по пути наращивания мощности и увеличения экономичности. С увеличением этих параметров повышаются требования к используемому топливу.

Применение присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинец, ферроцен и др.) позволяет получить бензин с детонационной стойкостью на уровне 130-140 единиц. Однако в большинстве развитых стран подобные добавки к автомобильному топливу запрещены по экологическим причинам. Неэтилированные (не содержащие тетраэтилсвинец) бензины могут иметь октановое число до 109 единиц.

Большинство современных автомобилей рассчитано на использование бензина с октановым числом 95 или 98.

Гоночные автомобили применяют топливо с повышенным октановым числом – до 102 (согласно техническому регламенту FIA). Высшее октановое число бензина характерно для некоторых видов авиационного топлива – до 115.

Как повысить октановое число

Повысить октановое число можно двумя путями. Первый способ заключается во внесении изменений в производственный процесс и применении катализаторов на основе рения. В результате в бензине увеличивается содержание разветвленных, циклических и ароматических углеводородов за счет чего детонационная стойкость повышается.

Альтернативой может служить применение различных топливных присадок. Одной из самых эффективных антидетонационных добавок является тетраэтилсвинец. Данное вещество применяется в топливной промышленности с 1921 года, однако в настоящее время его применение запрещено по причине токсичности и опасности для окружающей среды.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили добавки на основе спиртов, эфиров и ароматических углеводородов. Использование таких присадок дает возможность увеличить октановое число на 10-12 единиц и положительно влияет на экологичность топлива.

Недостатком такого подхода является то, что многие присадки являются летучими и быстро испаряются из топлива. Данное явление  приводит к тому, что качество бензина снижается при хранении.

Кроме того, высокая скорость испарения отдельных видов топлива может приводить к образованию воздушных пробок в топливопроводе автомобиля. Наиболее безопасной топливной присадкой считается метилтретбутиловый эфир, широко применяющийся на территории Европы и стран СНГ.

Как понизить октановое число

В связи с переходом на экологические стандарты «Евро» производство низкооктанового бензина в России сильно упало. Сегодня увидеть его на заправке практически невозможно.

Вместе с тем в эксплуатации остается большое количество техники, чьи двигатели для стабильной работы требуют как раз такое топливо. В связи с этим перед владельцами встает вопрос о том, как понизить октановое число.

Существует два действенных метода.

Как было отмечено выше, многие из современных антидетонационных присадок к топливу способны легко испаряться. Поэтому если оставить емкость с бензином открытой на несколько дней, его детонационная стойкость существенно снизится.

Второй способ заключается в добавлении к бензину керосина. При этом точные пропорции подобрать достаточно сложно, поэтому качество топлива необходимо контролировать.

Рекомендованное для автомобиля октановое число

На вопрос, какое топливо лучше использовать для автомобиля можно дать однозначный ответ – то, которое предписано для конкретного типа двигателя. Применение низкоктанового бензина, как было сказано ранее, приведет к детонации.

Многие современные автомобили оснащены системами предотвращения детонации, поэтому способны потреблять топливо с октановым числом ниже рекомендуемого. Но при этом увеличивается расход горючего и падает мощность двигателя, что делает попытку сэкономить подобным образом бессмысленной.

Однако и использование горючего с октановым числом, превышающим рекомендуемое, не принесет пользы. В лучшем случае это обернется повышенными расходами в силу более высокой стоимости высокооктанового топлива. В худшем может наблюдаться неполное сгорание бензина.

Мифы об октановом числе

В начале статьи отмечалось, что лишь немногие автовладельцы четко представляют себе, что такое октановое число. Результатом этого стало появление большого количества мифов. И если некоторые из них относительно безвредны, то вера в другие может обернуться серьезным ущербом для автомобиля.

Миф 1. Температура сгорания высокооктанового бензина выше, поэтому двигатель на нем развивает большую мощность. Октановое число никак не связано с температурой горения и выделяемым количеством теплоты. Все марки бензина обладают близкой по величине теплотворной способностью, поэтому не стоит рассчитывать увеличить мощность двигателя за счет применения высокооктанового топлива.

Миф 2. Октановое число можно измерить портативным прибором. Всевозможные «октанометры» выдают достаточно приблизительное значение октанового числа, поэтому не стоит на них всецело полагаться. Точное значение детонационной стойкости может быть получено лишь путем стендовых испытаний.

Рекомендуем посты по теме:

Миф 3. 92-й бензин не содержит присадок, поэтому менее вреден для двигателя, чем 95-й и 98-й. Все сорта бензина с октановым числом выше 90 содержат антидетонационные присадки. При этом современные топливные добавки полностью сгорают в процессе эксплуатации двигателя, не нанося ему ущерба, и даже способствуют очистке топливной системы.

Миф 4. Чем выше октановое число, тем качественнее бензин. Детонационная стойкость не является единственным параметром, определяющим качество бензина. Даже высокооктановый бензин может содержать примеси, негативно влияющие на работу двигателя и загрязняющие окружающую среду.

Заключение

Основным требованием, предъявляемым к автомобильному бензину, является обеспечение бесперебойного функционирования двигателя в штатном режиме. И октановое число является одной из важнейших характеристик топлива.

Не стоит пытаться экспериментировать с разными видами горючего и пытаться залить в бак бензин неподходящего качества в надежде на выгоду.

Только применение топлива с проверенных заправок и соответствующего двигателю по своим характеристикам является залогом долгой и надежной службы автомобиля.



Загрузка…

Октановое число бензина: определение, повышение октанового числа.

  Что такое октановое число бензина и что от него зависит? Таким вопросом задавался практически каждый автомобилист, заправляющий на заправке свою машину, с мыслью о выборе заправочного шланга с какими-то условными цифрами над ним.
Окта́новое число́ — это фактически уровень детонации, при котором бензин воспламеняется и взрывается в камере сгорания вашего автомобиля.

Что будет если октановое число заливаемого бензина сильно отличается от предусмотренного конструкцией

 Если бензин воспламенится ранее чем надо, в то время когда еще не закрыты полностью впускные клапана, и цилиндр не находится в верхней точке, то естественно что от этого взрыва останется не так уж много полезной мощности. Она просто вылетит в трубу! Двигатель будет работать на полную мощность, появится детонация, «чихание» и т.д. и т.п. При таком низком октановом числе бензина, мы получим кучу проблем. И это не только потеря мощности. Здесь и износ клапанов и седел под ними и дополнительный нагар… Кроме того, несоответствие октанового числа для двигателя, влечет за собой и ту самую дополнительную незапланированную детонацию, которую можно спутать со стуком клапанов. Но дело совсем не в них!
 Тоже самое можно сказать и о случае, когда октановое число завышено. Взрыв в камере сгорания будет происходить с запозданием, то есть когда клапана уже успели открыться. Отсюда все те же проблемы, но с зеркальной стороны, то есть не до того как клапана закрылись, а после того, как они уже открылись. ..

 Современные двигатели имеют автоматизированные системы управления питанием, так называемые ЭБУ. которые постоянно отслеживают соотношения топлива и воздуха в камере сгорания, детонации, частоту вращения, период поджигания смеси свечами, время впрыска топлива в камеру. Все это позволяет несколько скорректировать «правильность» работы, а значит использовать бензин с некоторым разбросом по октановом числу. То есть если к машине заявлен бензин 95, то наверняка она неплохо будет ездить и на 92, однако применение 80 бензина уже явно скажется на работе двигателя. С таким широким диапазоном корректировки всех характеристик работы двигателя, ЭБУ просто не справится.

Как закладывается октановое число бензина при производстве

 Октановое число получается путем смещения баланса составляющих бензина. По большому счету их два. Это изооктан и н-гептана, остальное все не столь существенно, по крайней мере для октанового числа бензина. Изооктан, вещество почти не взрывоопасное. Он мал реагирует на повышение давления и на температуру, до известного предела. В итоге, его детонационная стойкость была принята за 100 условных единиц. В то же время, н-гептана совершенно не стоек к детонации при незначительном повышении давления. Можно сказать он обладает самодетонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0 условных единиц. Именно смесь данных составляющих и позволяет регулировать октановое число в бензине, получая бензин с различным октановым числом: 80, 92, 95,98. На самом деле бывает бензин и с октановым числом более 100 единиц. В этом случае используют только изооктан, с добавлением различных объемов присадок. Именно о присадках, повышающих октановое число бензина, мы и расскажем далее.

Присадки для повышения октанового числа бензина

 Для повышения октанового числа добавляют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения. Именно с применением данных компонентов и повышается октановое число. Но как вы заметили, применяемые вещества называется ароматическими (ароматические углеводороды), то есть говоря языком обывателя, высокооктановый бензин сильнее пахнет, чем низкооктановый. В этом есть и определенные минусы, так как высокооктановый бензин вследствие включения ароматических составляющих более летуч. Что при длительном хранении в открытой емкости или с определенным сообщением емкости с внешней средой, приведет к понижению октанового числа бензина. Поэтому можно сказать, что высокооктановый бензин должен быть «свежим». Ранее в СССР, для повышения октанового числа применялся тетраэтилсвинец — ядовитая смесь в составе со свинцом. К сожалению тетраэтилсвинец не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и лямда-зонды, которые стали применяться в конструкции современных автомобилей. Вследствие чего, пришлось отказаться от данной присадки совсем. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они они также запрещены по экологическим соображениям. Кроме того, для повышения октанового числа иногда используют присадку — ферроцен. Данная присадка (ферроцен) имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах (оттенок красного цвета), который ухудшает эксплуатационные характеристики, (о них можно посмотреть в разделе «Свечи зажигания») и, соответственно, уменьшает срок службы свечей зажигания.  Бензины включают в себя и другие присадки и примеси. Присадки в бензине выполняют различные задачи. Уменьшают количество вредных примесей в бензине – сера, вода. Также чистят детали двигателя или топливную систему. Относительно безвредной для двигателя антидетонационной присадкой является метилтретбутиловый эфир. В настоящий момент он наиболее широко применяется в Украине, России и Европе.
Вполне реально получить бензин, с октановым числом более 110 (таковыми являются авиационные топлива, но опять же с присадками свинца, что повторимся неприемлемо для современных систем управления двигателем автомобиля). Кроме того, известная схема со смешиванием бензина и газового конденсата. В этом случае также возможно «вздернуть» октановое число. Ведь октановое число природного газа, как правило, выше 100 единиц.

Сгорание бензина при разных октановых числах

 От октанового числа зависит и скорость сгорания бензина, то есть фактически время протекания взрыва. При высоких октановых числах бензина происходит более длительное и плавное сгорание бензина. При этом, соответственно и взрывные газы не вызывают на поршни ударных нагрузок и излишних резонансных детонаций. Двигатель работает более равномерно, плавно и четко. Поэтому у автомобильной промышленности и присутствует тенденция выпускать двигатели современных автомобилей работающие на высокооктановом бензине. В этом случае, при нормально настроенном двигателе и должном октановом числе бензина, детонации будут минимальны.

Определение октанового числа бензина

 Определить октановое число можно специализированным прибором — октанометром. Он дает погрешность в октановых числах на 5-10 единиц. Поэтому, проще говоря, проверить качество бензина нет никакой возможности без лабораторных исследований. В лаборатории октановое число определяют двумя способами:

— моторный (MON), Более подробно об этом способе определения октанового числа можно узнать из статьи «Моторный метод определения октанового числа бензина»;
— исследовательский (RON).

После исследований получаются следующие показатели, сведенные в таблице ниже

Исследовательский     Моторный     Октановый индекс    Торговое название
метод                             метод
А-80                            A-76                       78                             Стандарт
АИ-91                          A-82,4                    86,7                           Регуляр
АИ-92                          A-83                       87,5                           Регуляр
АИ-95                          A-85                       89                              Регуляр
АИ-93                          A-87                       91                              Премиум
АИ-98                          A-89                       93,5                           Супер

 В США октановое число заменяется на так называемый октановый индекс, представляющий собой среднеарифметическое составляющее октановых чисел, полученных по моторному и исследовательскому методу для данного топлива. А вот в Японии для обозначения марок бензина используют только исследовательский метод. На наших АЗС также декларируется октановое число полученное по исследовательскому методу.

Применение бензина с несоответствующим октановым числом для двигателя

Применение бензина с низким октановым числом

 Если получилось так, что вы заправили машину низкооктановым топливом, то прислушайтесь к двигателю. Если двигатель работает стабильно, но плохо тянет, в этом нет ничего страшного, просто сожгите весь низкооктановый бензин и впоследствии заправьте бензин с нормативным октановым числом. При этом, старайтесь избегать динамичной езды, для избегания детонации в двигателе и перегрузок.
 Если из двигателя слышны звонкие звуки, которые часто путают со стуком клапанов, значит смесь детонирует ранее чем закрываются клапана. Фактически это взрывная волна распространяется по блоку двигателя и в выхлопную систему. В этом случае это может привести к прогоранию поршней и выпускных клапанов. Конечно, может не в случае сжигания одного бака топлива, но факт негативного влияния будет налицо. «Естественную» детонацию можно порой наблюдать в случаях чрезмерной нагрузки двигателя, при подъеме в горку, при движении на повышенной передаче. Длительная работа двигателя даже с «естественной» детонацией недопустима, так как это может привести к перегреву двигателя, и как следствие, к повреждению прокладки головки блока цилиндров, прогоранию поршней и клапанов.

Применение бензина с высокооктановым числом

 Не надо пытаться применять высокооктановый бензин для автомобилей, чьи двигатели не рассчитаны на него. Минусы такого применения очевидны. Если изначально конструкция была разработана под низкооктановые числа бензина, и вы применили высокооктановый бензин, то это повлечет за собой полную перенастройку впускных и выпускных газов, а возможно и замену некоторых составляющих двигателя. Время взрыва для бензина, в этом случае, будет чуть затянутым, то есть не вовремя. Фактически необходимо будет настроить клапана и зажигание.  На ненастроенном двигателе, высокооктановый бензин будет сгорать с запозданием, при этом будет происходить потеря мощности.

Что такое октановое число? — Комплекс Fresh

Октановое число представляет собой показатель, характеризующий устойчивость бензина к системе автоматического зажигания. Другими словами, это число, указывающее на то, насколько то или иное топливо устойчиво к возгоранию внутри автомобиля. Как известно, возгорание топлива способно полностью прекратить работу двигателя авто, вывести его из строя.

Октановое число «говорит» о способности топлива не воспламеняться в камере сгорания двигателя автомобиля при сжатии, характеризует его детонационную стойкость.

Как рассчитывается октановое число?

Существует два метода рассчитать октановое число — исследовательский и моторный. Важно обратить внимание на тот факт, что в лабораторных условиях моторный метод расчета октанового числа подойдет при исследовании 72-го и 76-го бензина, который практически не используется для заправки современных автомобилей. Современное 93, 95, 97 топливо (бензин) тестируется исключительно исследовательским методом.

Для тестирования применяется стандартный двигатель (одноцилиндровый), характеризующийся изменяемыми показателями степени сжатия. Исследуемое топливо заливается в двигатель, осуществляется измерение показателей его детонации. После этого в тот же двигатель заливается изооктан и Н-гептан — смесь топлива-эталона. На эталонном топливе двигатель осуществляет работу по той же схеме, что и при тестировании исследуемого бензина. Показатель стойкости бензина — это показатель содержащегося в эталонной смеси изооктана. Октановое число — процент содержания изооктана (напр., 65% = 65 ед.).

Как регулируется октановое число?

Повышение октанового числа бензина возможно при добавлении в его состав специализированных присадок-алканов — углеводородов, имеющих разветвленную структуру, а также ароматических углеводородов. Данные компоненты позволяют увеличить октановое число. Некоторые присадки (к примеру, цимантрен) дают возможность получить на выходе бензин, октановое число которого составляет больше ста единиц. При этом необходимо помнить, что длительное хранение такого бензина невозможно, поскольку высокооктановое топливо характеризуется высокими показателями летучести и со временем утрачивает свои свойства.

Поделитесь ссылкой со своими друзьями:

Топливные присадки и октановое число Объяснение

Детонация, также известная как «стук», долгое время была врагом двигателя внутреннего сгорания. Когда воздушно-топливная смесь сжимается поршнями, она нагревается. При определенных условиях эксплуатации это может привести к неконтролируемому сгоранию топливно-воздушной смеси, которое происходит независимо от своевременного зажигания свечи зажигания. Эти взрывы могут произойти до последовательности искрового зажигания (преждевременное зажигание) или даже после остановки двигателя (выбег или «дизель»), но детонация обычно происходит, когда отдельные очаги воздушно-топливной смеси начинают гореть до того, как фронт управляемого пламени распространяется по всему цилиндру.

Возникающий в результате «стук» является наиболее заметным признаком детонации. Эти ударные волны могут вызвать высокое давление в цилиндре, износ компонентов и, в крайних случаях, повреждение головки цилиндра или поршня. Существует ряд факторов, которые могут привести к детонации, в том числе высокая температура цилиндров, обедненная топливно-воздушная смесь, чрезмерное опережение ГРМ и особенно использование топлива с низким октановым числом. В то время как современные компьютерные стратегии могут автоматически замедлять синхронизацию и изменять ширину импульса топливной форсунки по мере необходимости, чтобы помочь поддерживать эффективное сгорание при различных нагрузках двигателя, старые автомобили полагаются на более практическую настройку, чтобы найти компромисс между экономичностью и производительностью.Взаимосвязь между теплотой и давлением также означает, что двигатели с высокой степенью сжатия (включая двигатели с наддувом и турбонаддувом) могут быть более склонны к детонации двигателя, особенно при работе на топливе с более низким октановым числом. В то время как высокооктановое топливо премиум-класса может помочь в борьбе с детонацией двигателя, некоторые из наших клиентов предпочитают использовать топливные присадки, помогающие повысить октановое число обычного бензина с октановым числом 87.

Присадки к топливу, такие как октановые добавки и заменители свинца, популярны среди владельцев классических и мощных автомобилей, но у этих двух продуктов больше общего, чем вы думаете.Начиная с 1920-х годов тетраэтилсвинец был обычной добавкой в ​​бензин. В то время как большинство из нас связывают свинец с его способностью снижать износ седла клапана, его первоначальной целью было повышение октанового числа первых видов топлива. Этот оригинальный «октановый усилитель» позволил разработчикам двигателей разработать более мощные двигатели с более высокой степенью сжатия, способные развивать более высокие обороты и лучшую экономию топлива. В конце концов, стало очевидным вторичное преимущество свинцовых добавок. В результате процесса сгорания тонкие отложения оксидов свинца, образовавшиеся на выпускных клапанах, помогли предотвратить износ седел клапанов, продлив срок службы этих компонентов. Топливные химики не только разработали недорогой способ повышения октанового числа, но также обнаружили способ уменьшить прогиб седла клапана и продлить срок службы клапана.

К сожалению, «этилированный газ» представляет серьезную опасность для окружающей среды и здоровья человека. В 1996 году в США была запрещена продажа этилированного бензина, и владельцы старинных автомобилей были вынуждены перейти на неэтилированный насос. Заменители свинца стали обычным явлением на полках наших магазинов, а в автомастерских увеличилось количество запросов на упрочненные вставки седел клапанов и ремонт головок цилиндров на старых автомобилях.

В то время как заменители свинца предназначены для старых двигателей (как правило, без каталитических нейтрализаторов), октановые добавки являются популярными добавками среди всех типов владельцев транспортных средств, особенно любителей высоких характеристик. Фактические «рецепты» этих усилителей октанового числа являются тщательно охраняемой коммерческой тайной, но в большинстве из них для повышения октанового числа обычного бензина для повышения октанового числа используются один или несколько или следующие ингредиенты: метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца (ММТ), толуол и варианты триметилбензола. . ММТ является обычным ингредиентом заменителей свинца, а также неэтилированного бензина, в то время как другие представляют собой углеводороды, полученные в результате самого производства бензина.Этанол также является популярным ингредиентом для повышения октанового числа, потому что сам по себе этанол уже имеет очень высокое октановое число (примерно 110).

Добавление к обычному бензину (октановое число 87) или бензину среднего качества (октановое число 89) качественной присадки для повышения октанового числа может быть полезным для тяжело работающих двигателей с высокой степенью сжатия, особенно в жаркую погоду. Октановые добавки обычно также содержат детергенты, стабилизаторы и другие химические вещества, помогающие поддерживать топливную систему в исправном состоянии.

Повышение октанового числа за меньшие деньги

В жизни есть определенные ожидания, особенно в мире мощных автомобилей.Данные таковы: лошадиные силы стоят денег; ваш двигатель никогда не развивает столько мощности, сколько вы думаете; динамометры шасси всегда мешают вам, а мощные двигатели нуждаются в хорошем (читай дорогом) топливе. Большая часть вышесказанного верна, за исключением, пожалуй, последнего.

Что, если бы мы сказали вам, что существует простой способ смешивания двух общедоступных видов топлива, который повысит октановое число смешанного топлива и одновременно снизит стоимость галлона топлива? Вы бы в это поверили? Скептики уже качают головами, но это правда.Единственная загвоздка в том, что есть несколько простых инструкций по смешиванию, и вам понадобится заправочная станция, которая продает E85.

Тут же скулы начнут ныть обо всех минусах Е85. Но это история не про Е85, а про Е30 и Е50. Эти цифры относятся к процентному содержанию этанола в топливе. Например, почти все топливо премиум-класса, продаваемое в этой стране, — это E10, и так уже много лет. Смешав Pump Premium (или 91, если хотите) с E85, вы можете создать собственную смесь высокооктанового топлива.

Экономия средств за счет улучшенного химического состава

Проще говоря, если вы смешаете 5 галлонов бензина с октановым числом 91 и 5 галлонов E85, вы получите 10 галлонов топлива с октановым числом 96, что очень близко к E50, или 50-процентному этанолу и 50-процентному бензину. (Если быть педантичными, то на самом деле это соответствует E48.) Самое приятное то, что для большей части страны E85 стоит примерно на один доллар меньше за галлон, чем премиум-класс.

В Калифорнии наша помпа премиум-класса по завышенной цене продается примерно за 3 доллара.60 за галлон, а E85 продается по 2,20 доллара. Смешайте эти два вещества вместе, чтобы создать смесь 50-50, и вы получите 3,60 + 2,20 / 2 = 2,90 доллара за галлон. То, что мы только что создали, — это топливо с октановым числом 96, которое стоит меньше, чем октановое число 91 (2,90 доллара против 3,60 доллара). Это экономит 14 долларов за 20 галлонов топлива.

Есть подвох? Есть конечно. Вы не получите октан ни за что. Если мы сожжем галлон бензина E10, он выделит тепло, эквивалентное 111 800 БТЕ. При сжигании галлона чистого этанола выделяется 76 100 БТЕ тепла, что примерно на 32% меньше, чем при сжигании бензина.Это означает, что нам нужно сжигать примерно на 35 процентов больше топлива, если мы перейдем на чистый этанол.

Если мы рассматриваем возможность смешивания с бензином дополнительного количества этанола на 20-40 процентов (помните, что в большинстве насосных газов уже содержится 10 процентов этанола), это требует подачи большего количества топлива в двигатель, чтобы компенсировать снижение тепла, выделяемого при работе. сжигание смешанного топлива и создание надлежащего соотношения воздух-топливо.

Насосы Blender

все чаще можно найти на Среднем Западе, где новые автомобили выигрывают от повышенного октанового числа.Исследования показали, что E30 может улучшить расход топлива в четырехцилиндровых двигателях с турбонаддувом, таких как Mustang EcoBoost, за счет увеличения октанового числа. Это позволяет двигателю работать с более агрессивной искровой картой оригинального оборудования, что приводит к увеличению пробега — при условии, что вы можете держать ногу на газу!

Для карбюраторного уличного двигателя потребуются форсунки большего размера и, возможно, переоборудование дозирующего блока для типичного карбюратора типа Holley 4150. Двигатели EFI потребуют соответствующего увеличения ширины импульса на форсунках.Вполне возможно, что двигателю EFI могут потребоваться форсунки большего размера для размещения необходимого дополнительного объема топлива.

Многое зависит от исходного размера форсунок двигателя. Однако независимо от размера форсунки все двигатели EFI, работающие на смешанном топливе, потребуют повторной калибровки. Идеальной ситуацией было бы иметь одну калибровку для насосного бензина E10 и другую для E30 или E50, которые можно было бы легко переключать в зависимости от расхода топлива.

Эта идея также требует, чтобы пользователь вручную смешивал эти виды топлива.На Среднем Западе есть несколько насосов-блендеров, но их очень мало. Таким образом, для большинства пользователей смешанного топлива потребуются некоторые математические расчеты, чтобы определить требуемую топливную смесь. Но ты же автолюбитель — это легко. Это так просто, что мы даже создали диаграмму, чтобы помочь с соотношениями.

Диаграмма 1

Бытовая химия 101

Теперь давайте рассмотрим некоторые основы микширования E85. Хотя может показаться, что смешивание топлив с октановым числом будет равно процентной смеси, как и в случае с бензином, E85 работает немного по-другому.Если мы смешаем 5 галлонов бензина с октановым числом 91 и 5 галлонов бензина с октановым числом 100 (оба неэтилированные), в результате получится 10 галлонов бензина с октановым числом 95,5. Однако отношение смешивания этанола имеет малоизвестное преимущество. Небольшие проценты смеси, такие как E30, имеют гораздо большее влияние на октановое число. Это также означает, что переход с E70 на E85 мало что дает с точки зрения повышения антидетонационной стойкости (AKI). Это подпадает под категорию закона убывающей отдачи.

В Таблице смешивания номер 1 обратите внимание на то, как E30 улучшает стандартное 91-октановое число E10 до 93-октанового числа.Это увеличение общего содержания этанола всего на 20 процентов, поскольку насосный газ уже содержит 10 процентов этанола. Или, в Диаграмме смешивания 3, создание E30 увеличивает бензин с октановым числом 89 до вдохновляющего октанового числа 92. Обе эти попытки смешивания повышают AKI на три полных числа.

Повышение концентрации, например, переход с E65 на E85, не вызывает такого же скачка октанового числа на 3 балла. В качестве еще одного примера, по словам Стива ВандерГренда, технического менеджера ICM, управляющего заводами по производству этанола в США.S., обычный бензин начинается с октанового числа 84, а при добавлении всего лишь 10% этанола AKI подскакивает на три пункта до 87.

Таблица 2, 3

 

очка против. Процент

Это также хорошее место для вплетения параграфа о семантике. Некоторые менее зарекомендовавшие себя усилители октанового числа на полках местных магазинов запчастей заявляют, что повышают октановое число на три-четыре пункта. Оперативное слово в этих утверждениях — «точка». Точка определяется как одна десятая числа или «0.10». По определению, три точки представляют 0,3 октанового числа. Это означает, что смешивание с этой таинственной жидкостью повышает октановое число вашего топлива на три пункта — или переводит топливо с октановым числом 91,0 в октановое число 91,3. Это не имеет большого значения, особенно учитывая цену пинты даже более дешевого продукта.

Наш предыдущий пример создания E30 с топливом с октановым числом 91 поднял AKI на три полных числа, с 91 до 94 AKI. Этот небольшой фрагмент семантики достоин того, чтобы выделить его курсивом.Помните об этом в следующий раз, когда какой-нибудь продавец змеиного масла попытается выдуть дым из вашей выхлопной трубы на жалкие три очка.

Опасения по поводу этанола

Эти небольшие смеси от E30 до E50 содержат большое количество бензина. Преимущество здесь в том, что если электрический топливный насос вашего уличного автомобиля не рассчитан на использование E85, соотношение смеси E50 или меньше обычно можно считать совместимым. Вы должны проконсультироваться с производителем вашего насоса, чтобы быть уверенным, но легкая смесь E30 не должна вызывать никаких проблем.

Давайте также рассмотрим заявленные проблемы, связанные с использованием этанола в старых автомобилях. Наши собственные эксперименты и исследования выявили источник многих заболеваний не в алкоголе в топливе, а скорее в высоком процентном содержании ароматических присадок, используемых во всех бензинах для насосов. Эти ароматические вещества часто объединяют под аббревиатурой «BETX». Это химическое сокращение для бензола, этилбензола, толуола и ксилола.

Один из лучших способов узнать, какой процент этанола находится в вашем баке, — это датчик, подобный этому, от Innovate Motorsports (слева).В этом датчике используется заводской гибкий топливный датчик GM для быстрого расчета процентного содержания этанола в системе. Экран, установленный здесь, показывает процентное содержание этанола 50,6, двигатель работает на холостом ходу при 12,7 дюймах ртутного столба («рт. 70,6 °F. Существуют также простые тестеры (справа) для определения процентного содержания этанола в Е85, что является хорошей идеей, поскольку теперь правительство определяет Е85 как любое процентное содержание этанола от 51 до 83 процентов в зависимости от времени года.

Эти ароматические соединения присутствуют в бензине в количестве от 20 до 25 процентов (а иногда и больше) по объему. Сами по себе ароматические соединения BETX не обязательно опасны. Но они несут ответственность за многие проблемы в топливных системах, такие как разрушение резиновых топливопроводов и повреждение мелких резиновых деталей в карбюраторах.

Не меньшее беспокойство вызывает опасный побочный продукт, образующийся после сжигания BTEX, образующий так называемые сверхтонкие частицы (UFP). Эти частицы достаточно малы, чтобы проникнуть в ваши легкие и пройти через мембраны прямо в кровоток.Фигово. Смешивая этанол с топливом, топливные компании могут снизить концентрацию BETX в топливе. И наоборот, безалкогольное топливо, продаваемое во многих штатах Среднего Запада, содержит гораздо более высокий процент BTEX, чтобы компенсировать потерю этанола в топливе.

Если вы планируете использовать в своем карбюраторном двигателе процентное содержание этанола выше, чем E30, вы можете рассмотреть эти зеленые измерительные блоки E85 (слева), которые откалиброваны для E85. Если вы используете только E30, вполне вероятно, что вам может сойти с рук просто небольшое увеличение струи.. Мы подсчитали, что для запуска E30 потребуется увеличить размер жиклера на два-три раза, чтобы компенсировать более обедненную смесь по сравнению с насосом E10. Также может быть хорошей идеей изменить холостые и высокоскоростные прокачки немного меньше, чтобы сохранить соотношение. Этанол имеет более высокий удельный вес, чем бензин, поэтому добавление E30 может немного повлиять на уровень поплавка (справа), поэтому обратите на это внимание. Более плотное топливо заставит поплавок сидеть выше на топливе, что эффективно понизит уровень поплавка.

Что круче, чем быть крутым

Еще одним преимуществом увеличения содержания этанола в топливе является так называемая скрытая теплота парообразования. Основным преимуществом смешивания этанола с бензином является повышенный охлаждающий эффект, возникающий при испарении этанола. Когда вода переходит из жидкого состояния в газообразное, она отводит тепло во время преобразования. Когда пот испаряется с вашей кожи, он охлаждает ваше тело, удаляя тепло.

То же самое происходит внутри впускного коллектора.Этанол более чем в два раза эффективнее бензина при отводе тепла от впускного тракта. Мы перечислили факторы скрытого тепла на диаграмме 4. Вы можете видеть, что вода действительно хорошо поглощает тепло из воздуха. Вот почему впрыск воды на двигателях с наддувом работает так хорошо.

Таблица 4

Этанол

обладает высокой скрытой теплоемкостью и охлаждает впускной воздух, что снижает потребность двигателя в октановом числе. Это может показаться не таким уж большим, но рассмотрим исследование, проведенное OE еще в 1970-х годах.Тест показал, что при снижении температуры воздуха на впуске на каждые 25 градусов октановое число двигателя снижается на 1 полное число.

Если мы используем смесь бензина и этанола, которая может снизить температуру воздуха на входе на 25 градусов, это означает, что двигатель теперь может развивать ту же мощность, используя топливо на одно октановое число меньше. Но добавление этанола также увеличивает октановое число, поэтому смешивание топлива является таким позитивным шагом.

RON, MON и R+M/2

Топливная промышленность впервые разработала тест на октановое число бензина еще в 1932 году.Для ранних двигателей с низкой степенью сжатия, которые были не очень эффективными, октановые числа двигателя (МОЧ), казалось, имели больший вес. Но двигатели последних моделей, особенно двигатели с искровым зажиганием с непосредственным впрыском, как правило, уделяют больше внимания проверке исследовательского октанового числа (RON). Современные рейтинги топлива в США усредняют два числа путем добавления RON и MON, а затем деления на 2 (RM/2). Далее следует описание каждого теста.

Исследование октанового числа (RON)

В этой оценке используется одноцилиндровый двигатель, работающий со скоростью 600 об/мин.В этом тесте используется фиксированный угол опережения зажигания 13 градусов и заданная температура воздуха на входе 125 градусов по Фаренгейту (52 градуса по Цельсию). Степень сжатия варьируется в зависимости от топлива. Октановое число определяется путем смешивания н-гептана (октановое число 0) с изооктаном (октановое число 100). Смешивание двух видов топлива создает RON. Например, при смешивании 90% изооктана и 10% н-гептана получается топливо с октановым числом 90.

Тест октанового числа двигателя (MON)

Некоторые считают это более характерным для загруженного использования.В этом тесте также используется одноцилиндровый двигатель, в котором угол опережения зажигания варьируется от 14 до 26 градусов до ВМТ. При тестировании ПН температура топлива предварительно нагревается до 300 град. F (149 градусов С).

На этой диаграмме указаны номера Research, Motor и AKI как для насосов премиум-класса, так и для смесей этанола и бензина. Это не всегда будут четкие и быстрые цифры, поскольку топливо для насосов и его процентное содержание сильно различаются в США. Но эти цифры будут предлагать взаимосвязь между RON и MON и то, что может быть получено путем смешивания надбавки насоса с этанолом. Некоторые из этих данных поступили от Инициативы городского воздуха.

Премиум E10 Е30 Е50 Е85
РОН 92.1 100,5 105 108
ПН 84 87,5 88 92
АКИ 88,1 94 96,5 100
Практическое применение

Итак, давайте применим это к типичному безнаддувному и карбюраторному уличному автомобилю на дрэг-стрипе.Допустим, у нас есть безнаддувный малоблочный Chevy 383ci со всем пакетом компрессии 10,75: 1, хорошими головками, хорошим гидравлическим роликовым кулачком, сплошным впуском и механическим вторичным карбюратором на 750 кубических футов в минуту.

Для этого примера предположим, что он нормально работает на бензине с октановым числом 91, но мы должны отодвинуть угол опережения зажигания на три градуса назад от общего времени (с 36 до 33 градусов), чтобы двигатель не гремел (детонировал) в жаркие дни. Давайте также поместим впрыск на 75 первичных и 83 вторичных без силового клапана на вторичной стороне.

Многие старые топливные насосы не рассчитаны на Е85. Но со смесями с E50 или меньше эти насосы часто будут работать с более высокой смазывающей способностью, присутствующей с большим процентным содержанием бензина по сравнению с этанолом. Это карбюратор Holley Ultra XP E85, который можно использовать с E50 или более высокой концентрацией смешанного топлива. Если вы запустите этот карбюратор с E50, это, безусловно, потребует более обедненной струи и, возможно, некоторых изменений прокачки, чтобы создать точную топливную кривую.

Теперь давайте добавим немного E85 к нашему бензину с октановым числом 91, чтобы получить топливо E30.Это эффективно немного обеднит смесь. Мы сделали математику, и это должно потребовать добавления, возможно, трех размеров жиклеров к передним и задним форсункам. В приведенном выше примере это означает 78 форсунок в первичном контуре и 86 форсунок во вторичном. С более высоким процентным содержанием этанола это топливо может быть обогащено без снижения мощности, так что имейте это в виду. Всегда лучше быть немного богатым, чем немного худым. Это будет хорошей отправной точкой для дальнейшего тестирования.

Один из способов легко проверить процентное содержание топлива, чтобы убедиться, что мы правильно смешали его, — это использовать измерительный пакет Innovate Motorsport, который считывает содержание этанола, а также подает соотношение воздух-топливо с датчика кислорода (O 2 ).Здесь все становится сложнее, потому что цифры с датчика O 2 не будут точными.

Таблица 5

В прилагаемой таблице вы увидите, что любое добавление этанола в топливо (включая 10-процентную добавку почти ко всему топливу для насосов) влияет на так называемое стехиометрическое соотношение воздух-топливо в бензине. Чистый бензин имеет стехиометрическое соотношение 14,7:1. Добавьте 10-процентный этанол, и соотношение упадет до 14,1:1. Даже незначительное изменение Е30 сдвигает стехиометрическое число с 14.от 7:1 до 12,9:1. Это может очень быстро запутать.

Это важно, потому что большинство (если не все) измерителей соотношения воздух-топливо используют 14,7:1 в качестве эталонного числа для бензина. Но если вы используете E30, это отображаемое число будет намного богаче, чем для обычного бензина. Мы не будем вдаваться во все подробности того, почему это происходит, потому что объяснение удвоило бы длину этой истории.

Вообще говоря, заправка двигателей от E20 до E50 не требует изменения угла опережения зажигания.Исследования показывают, что низкие проценты смешивания могут улучшиться при уменьшении времени на 1 или 2 градуса.

Чтобы упростить исправление, вы можете переключить счетчик на чтение так называемого лямбда. Лямбда — это инженерный термин для соотношения воздух-топливо, просто выраженный по-другому. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо (лямбда) для всех видов топлива (бензин, метанол, этанол и др. ) равно 1,0. Любая смесь богаче, чем лямбда, выражается числом меньше 1,0, например 0,85. Любое соотношение воздух-топливо, обедненное стехиометрическим, выражается числом больше 1.0 вроде 1.15.

Итак, чтобы упростить задачу, просто помните, что хорошей отправной точкой для начала настройки со смеси E30, E50 или любой другой смеси будет преобразование показаний вашего измерителя в лямбда и стрельба по смеси WOT от 0,80 до 0,85. Как только ваша настройка достигла этой точки, вы можете точно настроить, чтобы определить, чего хочет ваш конкретный двигатель. При настройке на дрэг-стрипе всегда следите за скоростью ловушки. Если изменение настройки увеличивает скорость ловушки, вы вносите изменения в правильном направлении.

Этот карбюраторный центробежный продувочный агрегат LS с нагнетателем Vortech был бы идеальным кандидатом на топливную смесь E30/E50. В этом приложении мы получили 500 л.с. на задних колесах, используя гоночный бензин с октановым числом 100, но, вероятно, на E50 мощность будет еще больше из-за более низкой температуры воздуха на входе.

Мы проиллюстрируем, как работает Lambda, используя чистый бензин. Если мы умножим стехиометрическое соотношение воздух-топливо бензина (14,7:1) на лямбду 0,85, мы получим 12,5:1, что является безопасным соотношением воздух-топливо для начала работы с бензином для настройки WOT.Помня, что лямбда всегда равна 1,0 для любого топлива, сделать настройку частично дроссельной заслонки намного проще, чем пытаться запомнить максимальное соотношение воздух-топливо для различных видов топлива, таких как E30 или E50.

В этой статье мы затронули массу материала о преимуществах смешивания этанола с бензином для насосов. Остается ответить на многие детали, такие как расчет увеличения струи в карбюраторах, расчет размера форсунки, чтобы увидеть, имеют ли ваши текущие форсунки достаточный «запас» для подачи дополнительного топлива, необходимого для добавленного этанола.Если к этому подходу к настройке будет достаточный интерес, мы можем вернуться с дополнительной информацией и, возможно, даже с некоторыми практическими тестами настройки с карбюраторным двигателем, чтобы показать, как все это работает.

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степень сжатия двигателя. Степень сжатия двигателя относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт.Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество теплоты, выделяющееся в цилиндре при сжатии Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и топливный заряд ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРИТ, что приводит к неполному горение. Чистый эффект — потеря мощности, возможный двигатель повреждения и слышимый «стук» или «пинг», называют детонацией.

 Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам. Октановое число определяется путем сравнения характеристика бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентану) и гептан. Изооктану присвоено октановое число 100. Он представляет собой сильно разветвленное соединение, которое легко горит, с небольшим стук. С другой стороны, гептан, прямая цепь, неразветвленная молекуле присваивается октановое число, равное нулю, из-за ее плохой детонационные свойства.

Бензин прямогонный (непосредственно с перегонки НПЗ) колонка) имеет октановое число около 70. Другими словами, прямогонный бензин имеет те же детонационные свойства, что и смесь 70% изооктан и 30% гептан. Многие из этих соединений являются прямыми цепные алканы. Крекинг, изомеризация и другие процессы очистки может быть использован для повышения октанового числа бензина примерно до 90. Для дальнейшего повышения октанового числа могут быть добавлены антидетонаторы. рейтинг.

Новые тенденции повышения качества бензина и октанового числа за счет изомеризации нафты: краткий обзор

Сырье на установку изомеризации и его характеристики

Легкая прямогонная нафта (LSRN) обогащена н -пентаном и н -гексаном. Другое сырье для процесса изомеризации может поступать из термических процессов, таких как висбрекинг, замедленное коксование, флюид-каталитический крекинг (FFC) нафты, легкий риформинг, легкая нафта гидрокрекинга и конденсатная нафта.Сырье также содержит некоторые фракции бензола, олефинов и тяжелых углеводородных соединений (C 7+ ). Таким образом, сырье характеризуется Х-фактором, определяющим количество тяжелых углеводородов, в основном С 6 циклических и С 7 + соединений, присутствующих в сырье. Сырье с высоким значением Х-фактора будет иметь более низкое значение октанового числа продукта. X-фактор оценивается с использованием следующего уравнения:

$${\rm{X-фактор}}\,{ = }\,\left( {{\rm{wt}}{. { + } } \right){.}$$

(1)

Ключевые реакции изомеризации и их условия

Ключевые реакции, протекающие в установке изомеризации, перечислены в таблице 1. Изомеризация является ограниченно равновесной и экзотермической реакцией [9]. По принципу Ле Шателье такие реакции благоприятны при низких температурах. Полное превращение n -парафина в изопарафин невозможно из-за ограничений равновесия [11].Теплота реакции изомеризации, гидрокрекинга C 7 + , раскрытия нафтенового цикла и насыщения бензолом составляет 2200, 11 000, 11 000 и 50 000 ккал/кг-моль соответственно. Эти значения показывают, что насыщение бензолом является сильно экзотермической реакцией и снижает выход изомератов. Поэтому в сырье должна быть ограниченная доля бензола [11,12,13].

Таблица 1 Важные реакции, протекающие в установке изомеризации, и их особенности

В таблице 1 показаны различные реакции, происходящие в реакторах изомеризации. Насыщение бензолом является самой быстрой реакцией, происходящей на участке активного металла катализатора и в верхней части реактора. Тепловая энергия, выделяемая при реакции, примерно в 50 раз больше тепловой энергии, выделяемой при изомеризации. Реакция изомеризации протекает как по металлическому, так и по кислотному центру. Реакция начинается в металлическом центре, затем продолжается в кислотном центре и следует механизму, в котором сначала происходит дегидрирование алкана в металлическом центре с образованием алкена.Далее происходит перегруппировка алкена по кислотному центру, и n -алкен превращается в изоалкен. Наконец, за этим последует гидрирование алкена с образованием изоалкана. Другими происходящими реакциями являются реакции гидрокрекинга и раскрытия нафтенового цикла, которые также являются экзотермическими реакциями. Раскрытие нафтенового цикла является одной из благоприятных реакций, поскольку, если нафтен не превращается в алкан, он будет блокировать кислотный центр, препятствовать реакциям изомеризации и снижать активность катализатора [12, 13]. На рисунке 1 показан механизм превращения n -алкана в изоалкан на бифункциональном твердокислотном катализаторе, промотированном металлом [14]. Производительность установки изомеризации оценивается по параметрам изо-соотношения и числа изомеризации парафина (PIN) с использованием следующих уравнений 2 и 3.

Для установки изомеризации бутана отношение изомеризации определяется как } \right)/\left( {n{\rm{C}}_{4} \, + \,i{\rm{C}}_{4} } \right).$$

(2)

Для LSRN изо-отношение определяется как

$${\rm{iC}}_{{\rm{5}}} /{\rm{C}}_{{\rm{5}}} { \rm{P}}\, = \,{\rm{iC}}_{{\rm{5}}} /\left( {{\rm{iC5}}\, + \,n{\rm{ C}}_{{\rm{5}}} } \right).$$

(3)

Параметры процесса изомеризации

Критическими параметрами процесса изомеризации LSRN являются температура, давление, часовая объемная скорость жидкости (LHSV), состав сырья, соотношение H 2 /углеводород и активатор катализатора [1]. Температуру процесса следует поддерживать низкой, так как изомеризация является экзотермической реакцией, и скорость образования изомератов будет повышать температуру процесса, но ее нельзя поддерживать слишком низкой, иначе активность катализатора снизится в большей степени [2]. ,3,4]. Оптимальное значение давления должно составлять 45 фунтов на квадратный дюйм. Хотя повышение давления не влияет на соотношение продуктов изомеризации, оно увеличивает эксплуатационные расходы. Давление ниже оптимального будет влиять на активность катализатора, так как циклические соединения C 6 будут блокировать активные продажи.{{\rm{3}}} } \right).$$

(4)

Расчетное значение находится в диапазоне от 1 до 2.

Сырье должно содержать меньшее количество бензола, так как при изомеризации происходит реакция насыщения бензолом, которая является сильно экзотермической реакцией, снижающей образование изомеризатов. Соотношение H 2 /углеводород также является одним из важных факторов, которые необходимо учитывать. Следующие уравнения 5 и 6 можно использовать для расчета отношений H 2 /углеводород.

Отношение водорода к углеводороду для процесса рециркуляции газа определяется как

$${\rm{H}}_{2} /{\rm{углеводород}}\, = \,{\rm{моль}}\ , {\ rm {из}} \, {\ rm {водород \, в \, рецикл \, газ}} / {\ rm {моли \, \, углеводород \, в \, подача \, поток}}. $$

(5)

Отношение водорода к углеводороду для прямоточного процесса определяется как

,{\rm{из\,водорода\,в\,стабилизатора\,выкл\,газов}}/{\rm{молей\,\,углеводород\,в\,подача\,поток}}.$$

(6)

Отношение водорода к углеводородам для однократного процесса имеет типичное значение 0,05, а отношение водорода к углеводородам для процесса рециркуляции газа имеет типичное значение от 1 до 2. Это соотношение обеспечивает доступность избыточного водорода на протяжении всего процесса. [1, 15].

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Какой бензин с октановым числом следует использовать?

Какое октановое число вы выберете для своего автомобиля, может иметь огромное значение! Чтобы определить, с каким октановым числом вы должны использовать свой автомобиль, вам нужно задать несколько вопросов:

  • Что рекомендует производитель?
  • Как устроен ваш двигатель?
  • Как мне управлять транспортным средством?
  • Какие модификации я сделал?

Если вы заглянете в руководство по эксплуатации, там будет указано, какой тип топлива ваш производитель рекомендует использовать в вашем автомобиле.Скорее всего, если вы водите роскошный автомобиль, вам порекомендуют топливо премиум-класса (с октановым числом 91 или выше), даже если двигателю это не нужно. Топливо премиум-класса для роскошного автомобиля может иметь смысл для производителя, но это не значит, что оно имеет смысл для вашего кошелька, поэтому рекомендация производителя является лишь частью уравнения.

Чем выше степень сжатия в двигателе вашего автомобиля, тем важнее топливо с более высоким октановым числом. Кроме того, способность двигателя рассеивать тепло может влиять на тип газа, который вы можете использовать, поэтому, если ваш двигатель имеет алюминиевый блок и головку блока цилиндров, он обычно может работать с более низким октановым числом при той же степени сжатия, что и цельнометаллический двигатель.

Чем больше тепла удерживает ваш двигатель, тем более высокооктановое топливо вы должны использовать, поэтому имеет смысл, если вы регулярно доводите двигатель до предела или живете в жарком климате, вам следует использовать более высокое октановое число. Если вы регулярно буксируете, участвуете в гонках или даже живете в холмистой местности, вы можете рассмотреть возможность использования топлива с более высоким октановым числом.

, наконец, некоторые модификации, которые вы вносите в свой автомобиль, могут увеличить потребность в топливе с более высоким октановым числом. Например, изменение распределительного вала или даже фазы газораспределения может увеличить потребность в более высоком октановом числе, поскольку это изменит эффективную степень сжатия вашего двигателя.Точно так же фрезерование головки блока цилиндров или использование более тонкого распределительного вала может увеличить степень сжатия, что потребует использования топлива с более высоким октановым числом.

На самом деле лучший и единственный способ узнать, нужно ли вам использовать бензин с более высоким октановым числом, — это проверить двигатель на детонацию или детонацию. В более старой машине единственным способом сделать это было прослушивание при ускорении. В новых автомобилях есть датчики детонации, которые проверяют это, поэтому вы можете использовать сканирующий инструмент, чтобы «прослушать» датчики детонации, чтобы проверить детонацию, или просто следить за подсчетом детонации или задержкой детонации в компьютере вашего автомобиля. Если двигатель тянет синхронизацию из-за детонации, пришло время использовать высокооктановое топливо. Чтобы узнать немного больше об октановом числе бензина, ознакомьтесь со статьей Управления энергетической информации США об октановом числе!

Если вы не хотите тратить дополнительные деньги на бензин с более высоким октановым числом на заправке или вы уже используете бензин с самым высоким октановым числом, доступным в вашем регионе, вы можете использовать активатор газа PJ1 Octane Plus для повышения октанового числа. топлива вы покупаете на заправке от 2 до 4 баллов!

Что произойдет, если залить бензин премиум-класса в обычный бензиновый автомобиль?

Если вы заправите обычный бензин в автомобиль, требующий премиум-класса, вы можете серьезно повредить двигатель! Если вы пойдете другим путем и заправите премиальный бензин в обычный бензиновый автомобиль, вы, вероятно, не заметите никакой разницы.Единственным реальным преимуществом будет то, что дополнительные моющие средства и присадки, которые также добавляются в бензин премиум-класса, могут помочь очистить вашу топливную систему и двигатель, но этот эффект будет трудно измерить количественно и еще труднее оправдать, учитывая дополнительную стоимость топлива премиум-класса. Если вы хотите очистить двигатель своего автомобиля, вы можете использовать газ-энерджайзер PJ1 Octane Plus Gas Energizer, так как он также является очистителем впускной и топливной систем!

фото предоставлено:

what_octane.jpg — Каримала — Лицензия Getty Images — Исходная ссылка

Бензин и присадки | Энциклопедия.com

Бензин – это основной продукт, получаемый из нефти. Существует ряд различных классов или сортов бензина. Прямогонный бензин – это та часть бензинового пула, которая получена путем перегонки сырой нефти. Большую часть бензина, используемого в автомобилестроении и авиации, представляет собой крекинг-бензин, полученный путем термического или каталитического крекинга более тяжелых фракций нефти (например, газойля). Большое разнообразие типов бензина производится путем смешивания прямогонного бензина, крекинг-бензина, реформированного и синтезированного бензина и присадок.

На моторное топливо приходится около четверти всего энергопотребления в Соединенных Штатах. Энергетическая ценность бензина меняется в зависимости от сезона. Среднее содержание энергии в обычном бензине составляет 114 000 БТЕ/галлон летом и около 112 500 БТЕ/галлон зимой. Энергосодержание обычных бензинов также широко варьируется от партии к партии и от станции к станции на целых 3-5 процентов между минимальным и максимальным значениями энергии.

Бензин можно производить как из угля, так и из нефти.В 1930-х и 1940-х годах Германия и другие европейские страны производили значительное количество бензина путем гидрирования угля под высоким давлением. Но преобразование твердого угля в жидкие моторные топлива — гораздо более сложный и дорогостоящий процесс. Оно не могло конкурировать с широко доступными и легко перерабатываемыми моторными топливами на нефтяной основе.

В США весь бензин производится частными коммерческими компаниями. Во многих случаях они вертикально интегрированы, так что они бурят, находят и транспортируют нефть, перерабатывают нефть в бензин и другие продукты, а затем продают бензин сети розничных торговцев, которые специализируются на определенных марках бензина и бензиновых смесях. Эти крупные нефтеперерабатывающие предприятия могут также продавать эти продукты другим нефтеперерабатывающим предприятиям, оптовикам и избранным заправочным станциям.

РАСТУЩИЙ СПРОС НА БЕНЗИН

В конце XIX века практически весь производимый бензин (около 6 млн баррелей) использовался в качестве растворителя в промышленности, включая химические и металлургические заводы и химчистки, а также в качестве керосина для бытовые печи и обогреватели. Но к 1919 г., когда в США производилось 87,5 млн баррелей бензина, 85 % потреблялось двигателем внутреннего сгорания (в автомобилях, грузовиках, тракторах и моторных лодках).

В период с 1899 по 1919 год по мере роста спроса на бензин цена выросла более чем на 135 процентов, с 10,8 цента за галлон до 25,4 цента за галлон. С 1929 по 1941 год потребление бензина легковыми автомобилями увеличилось с 256,7 млн ​​баррелей до 291,5 млн баррелей. Потребление авиационного топлива увеличилось с 753 000 баррелей в 1929 году до более чем 6,4 миллиона баррелей в начале Второй мировой войны. К 1941 году бензин составлял более половины нефтепродуктов, при этом 90 процентов выпускаемого бензина использовалось в качестве топлива для автомобильных и авиационных двигателей.

В период с 1948 по 1975 год потребление бензина на душу населения в Соединенных Штатах увеличилось со 150 галлонов в год до немногим менее 500 галлонов в год. Растущая тенденция после войны заключалась в увеличении использования реактивного топлива для самолетов и сокращении использования авиационного бензина. После 1945 года добыча нефти увеличилась в других частях мира, особенно на Ближнем Востоке и в Латинской Америке. К 1970-м годам Ближний Восток стал доминирующим нефтедобывающим регионом. Картель, образованный Крупнейшие нефтедобывающие страны Ближнего Востока, известные как ОПЕК, стали главной силой в установлении цен на нефть на международном уровне посредством контроля над добычей нефти.

С середины 1970-х годов темпы роста потребления бензина на душу населения замедлились. Важным фактором, вызвавшим такое замедление спроса, была тенденция к улучшению экономии автомобильного топлива, которая была инициирована мировой нехваткой топлива. Экономия топлива колебалась около 14,1 миль на галлон в период с 1955 по 1975 год; он резко вырос в течение следующих 15 лет, достигнув примерно 28,2 миль на галлон в 1990 году. темпы роста 1990-х гг.

ДЕТОБРАЦИЯ И ОКТАННОЕ ЧИСЛО

Процесс детонации широко изучался химиками и инженерами-механиками. Детонация — это быстрое и преждевременное сгорание (т. е. преждевременное зажигание) паров топлива в цилиндрах двигателя, когда поршни еще находятся в режиме сжатия. Исследования детонации проводились до Первой мировой войны, но только с увеличением размера и мощности автомобильных двигателей после 1920 года были предприняты серьезные попытки решить эту проблему на коммерческой основе.

Стук с характерным металлическим звуком приводит к потере мощности и эффективности и со временем приводит к повреждению двигателя. Стук — это большая трата энергии, потому что он заставляет автомобиль потреблять больше бензина на милю, чем двигатели, которые функционируют должным образом. Проблема детонации двигателя была важным фактором в стремлении США ввести систему оценки бензина. Во время Первой мировой войны не существовало единой стандартной спецификации или показателя характеристик бензина.Многие штаты разработали свои собственные спецификации, часто противоречащие тем, которые обнародованы автомобильной и нефтяной промышленностью, а также федеральным правительством. Даже у различных ветвей власти были свои особенности. Спецификации могут быть основаны на температуре кипения бензиновой фракции, разрешенных милях на галлон топлива или химическом составе бензина.

Система нумерации октанового числа была разработана в конце 1920-х годов и была тесно связана с программой эталонов федерального правительства, разработанной совместно Министерством армии и Национальным бюро стандартов.

Октановое число топлива является мерой склонности топлива к детонации. Октановая шкала имеет минимум и максимум, основанные на характеристиках эталонного топлива. В лаборатории их сжигают в определенных и заданных условиях. Одним из эталонных топлив является нормальный гептан. Это очень плохое топливо, и его октановое число равно нулю. На противоположном конце шкалы находится изооктан (2,2,4-триметилпентан). Изооктан является лучшим топливом и имеет рейтинг 100.

Октановый рейтинг топлива определяется с помощью простых лабораторных процедур.Испытываемое топливо сжигают для определения и измерения степени его «детонации». Затем два эталонных топлива смешивают друг с другом до тех пор, пока не образуется эталонный бензин, который детонирует в той же степени, что и испытуемое топливо. Доля изооктана, присутствующая в эталонном топливе, является октановым числом испытуемого бензина. Некоторые соединения, такие как метанол и толуол, работают лучше, чем изооктан, и, экстраполируя, их октановые числа превышают 100. Более высокое октановое число важно с практической точки зрения: оно обеспечивает лучшую производительность двигателя в виде большего количества миль в час. галлон бензина.

С 1920-х по 1940-е годы были разработаны процессы каталитического крекинга, которые не только повышали эффективность переработки, но и постепенно повышали октановое число бензина. В 1913 году, до разработки октановой шкалы, коммерциализация процесса Бертона, технологии непрерывной термической обработки, позволяла производить бензин с расчетным октановым числом от 50 до 60. Непрерывный термический крекинг, впервые запущенный в начале 1920-х годов, производил бензин. с октановым числом около 75.С первым каталитическим процессом в форме технологии Houdry (1938 г.) крекинг-бензин достиг беспрецедентного уровня октанового числа в высоких 80-х. Жидкостный каталитический крекинг, кульминация технологии крекинга, появившейся на конвейере в 1943 году, повысил качество бензина до октанового числа 95. не сразу привести к единым стандартам. Только в 1930-х годах, когда в промышленность вошли как октановое число, так и новые типы октаноповышающих присадок, автомобильное топливо стало концентрироваться на двух основных типах бензина — обычном и премиальном, — каждый из которых работал со своим октановым числом. диапазон.В течение следующих 60 лет октановое число бензина увеличилось за счет улучшения методов очистки и использования присадок. В 1970-х и 1980-х годах использование присадок все больше зависело от экологических проблем (т. Е. Чистого воздуха), а также от более высоких октановых чисел. Бензин прошел долгий путь со времен модели T, и важно отметить, что в пересчете на доллары сегодня он дешевле, чем в 1920 году.

через 1980-е годы.Показано увеличение октанового числа бензина с использованием этих присадок.

ТЕТРАЭТИЛИД: ПЕРВАЯ ПРИСАДКА К БЕНЗИНУ

Один из источников детонации был связан с двигателем автомобиля. При прочих равных, автомобильный двигатель с более высокой степенью сжатия, усовершенствованным графиком зажигания или неэффективным сгоранием с большей вероятностью будет испытывать детонацию. В Соединенных Штатах исследования детонации были сосредоточены на химических аспектах бензина, который представляет собой сложную углеводородную смесь парафинов, нафтенов и ароматических соединений.

Химические добавки впервые появились в промышленности в первом десятилетии века. Эти добавки служили ряду применений. Например, они уменьшили способность бензина испаряться из бензобака или полимеризоваться (то есть образовывать липкие остатки) в двигателе. В начале 1920-х годов наиболее важным применением этих веществ было устранение детонации. Тетраэтилсвинец (TEL) был первой крупной добавкой к бензину, которая была коммерциализирована для этой цели.

Чарльз Ф.Кеттеринг, изобретатель автоматического стартера, батареи Delco и других основных компонентов современной автомобильной техники, начал работать над проблемой в 1916 году в своей компании Dayton Engineering Laboratories Company (DELCO). К этому исследованию Кеттеринга побудили не проблемы, с которыми сталкивается автомобиль, а системы электрического освещения для ферм, работающие на бензине. В этих системах использовались генераторы с двигателями внутреннего сгорания. Эти двигатели, которые работали на керосине, а не на бензине, сильно стучали.Кеттеринг и его команда рассматривали этот неавтомобильный концерн как прибыльный исследовательский проект, потенциально очень полезный для сельскохозяйственного сектора.

KTTETTERING AEMET THOMAS MIDGELY JR., механический инженер из Корнелла, работать с ним на

Octane Number
Tetraethyl Lead (тел) 100 9
Methanol 107 107
метил-Т-бутиловый эфир (MTBE) 116
Эфир этил-т. 118

проект.Более подробно изучая процесс сгорания, Кеттеринг и Миджли определили, что низкая летучесть топлива вызывает детонацию. Этот вывод привел их к поиску металлических и химических присадок для смешивания с бензином, чтобы увеличить летучесть и уменьшить детонацию.

Многообещающее направление исследований привело Миджли к группе галогенов, в частности к йоду и его соединениям. General Motors приобрела DELCO Labs в 1919 году, и поиск антидетонатора перешел под управление GM, при этом Кеттеринг и Миджли остались на борту, чтобы продолжить работу, но теперь с упором на применение в автомобилях.

Используя йод в качестве отправной точки, они экспериментировали с рядом соединений, включая анилины и ряд металлов, находящихся в нижней части таблицы Менделеева. Свинец оказался наиболее эффективным из испытанных добавок. Но сам по себе свинец вызывал ряд проблем, в том числе накопление его оксида в компонентах двигателя, особенно в цилиндрах, клапанах и свечах зажигания.

Продолжались эксперименты по поиску подходящей формы свинца, которая могла бы в то же время предотвращать образование оксидных отложений.Было обнаружено, что этилен соединяется со свинцом с образованием тетраэтилсвинца (TEL), стабильного соединения, удовлетворяющего этому требованию.

Кеттеринг и Миджли были первыми, кто определил его как основной антидетонатор, хотя это соединение было известно с 1852 года. в лошадиных силах, а также топливной экономичности.

Следующим этапом разработки было проектирование производственного процесса, связывающего этильную группу со свинцом.GM попыталась получить TEL из йодистого этила. Они построили экспериментальный завод, но процесс оказался слишком дорогим для коммерциализации.

Альтернативным источником этилового компонента был бромистый этил, менее дорогой материал. Именно в этот момент GM обратилась к DuPont с просьбой взять на себя разработку процесса. В то время DuPont была крупнейшей химической компанией США. Он имел большой опыт в масштабировании сложных химических операций, включая взрывчатые вещества и синтез под высоким давлением. Производственный процесс был взят на себя главным отделом DuPont, подразделением органической химии. GM заключила контракт с DuPont на строительство завода мощностью 1300 фунтов в день. Первые коммерческие количества TEL были проданы в феврале 1923 года в виде этилового бензина высшего сорта.

В 1923 году GM создала специальное химическое подразделение GM Chemical Co. для продажи новой добавки. Однако GM была недовольна прогрессом DuPont на заводе. Чтобы увеличить свои поставки TEL и подтолкнуть DuPont к ускорению темпов производства, GM призвала Standard Oil Company из Нью-Джерси (позже Esso / Exxon) наладить собственный процесс независимо от DuPont.Фактически, компания Jersey Standard получила права на этилхлоридный маршрут для TEL. Это оказалось гораздо более дешевым процессом, чем технология бромида. К середине 1920-х и DuPont, и Джерси производили TEL.

GM привлекла Джерси в качестве партнера в процессе TEL путем создания Ethyl Corporation, каждая из сторон получила 50-процентную долю в новой компании. Все операции, связанные с производством, лицензированием и продажей TEL как от DuPont, так и от Джерси, были централизованы в этой компании.

Вскоре после начала производства TEL была признана ответственной за высокий уровень заболеваемости и смертности среди производственных рабочих на заводах DuPont и Jersey Standard. Вещество проникло под кожу и вызвало отравление свинцом. Начиная с конца 1924 года, на заводе Jersey Standard Bayway произошло сорок пять случаев отравления свинцом и четыре человека со смертельным исходом. Дополнительные смерти произошли на заводе DuPont и в Дейтонской лаборатории. Это вынудило приостановить продажу TEL в 1925 и первой половине 1926 года.

Эти инциденты вынудили главного хирурга США расследовать влияние TEL на здоровье. Сама отрасль быстро справилась с кризисом, приняв ряд мер безопасности. Теперь этиловый спирт смешивали в распределительных центрах, а не на СТО (это делалось на месте и повышало вероятность отравления свинцом обслуживающего персонала СТО). Кроме того, этиловый бензин окрашивали в красный цвет, чтобы отличить его от обычного бензина. DuPont и Jersey ужесточили контроль над производственным процессом.Федеральное правительство наложило собственный набор ограничений на TEL. Он установил максимальный предел в 3 см3 TEL на галлон бензина. К 1926 году TEL снова начал продаваться на коммерческой основе.

Как ни странно, этот эпизод оказался выгодным для DuPont. DuPont стала доминирующим поставщиком TEL после середины 1920-х годов, потому что они усовершенствовали процесс хлорида и имели гораздо больший опыт, чем Jersey Standard, в производстве и обращении с токсичными веществами.

Компании Ethyl Corp. и DuPont владели патентом на TEL и контролировали монополию на TEL.Компания обладала исключительным правом на единственный известный материал, который мог устранить автомобильный стук. И использовала свое влияние на рынке бензина для манипулирования ценами. В течение следующих нескольких лет компания обладала своей монопольной властью, чтобы поддерживать разницу в 3–5 центов между своим «этиловым» бензином и обычным неэтилированным бензином, продаваемым остальной отраслью.

На протяжении 1930-х годов TEL зарекомендовал себя как прибыльный продукт для DuPont, которая оставалась практически единственным производителем TEL в период после Второй мировой войны.Не имея никаких преимуществ в дальнейшем сотрудничестве, DuPont разорвала свои связи с Ethyl Corp. в 1948 году и продолжила самостоятельное производство TEL.

КОНКУРЕНЦИЯ С TEL: АЛЬТЕРНАТИВНАЯ АНТИДЕТОНАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Поскольку автомобильная промышленность продолжала внедрять двигатели с более высокой степенью сжатия в течение 1920-х и 1930-х годов, нефтепереработчики все больше полагались на TEL для обеспечения качества бензина. К 1929 году пятьдесят нефтеперерабатывающих заводов в Соединенных Штатах заключили контракт с Ethyl Corp. на включение TEL в их высокоэффективный бензин.

TEL был не единственным способом повышения октанового числа. Те немногие компании, которые не желали вести дела с Jersey Standard, искали другие способы производства жизнеспособного бензина премиум-класса. TEL представляет самую серьезную угрозу для традиционного бензинового продукта. Он был дешев, очень эффективен, и для повышения октанового числа с 10 до 15 пунктов требовалось всего 0,1 процента TEL. Напротив, для достижения того же эффекта от альтернативных присадок для повышения октанового числа требовалось от 50 до 100 раз больше этой концентрации.

Бензол и другие добавки на спиртовой основе улучшают октановое число до определенного уровня. Эксперименты с использованием спирта (этанола, метанола) в качестве замены бензина начались еще в 1906 году. В 1915 году Генри Форд объявил о плане извлечения спирта из зерна для питания своего нового трактора Fordson, идея, которая так и не достигла коммерческого успеха.

Нехватка нефти после Первой мировой войны вызвала интенсивные поиски заменителя бензина в виде спирта. Торговая пресса считала, что в какой-то момент алкоголь определенно заменит бензин в качестве топлива.К преимуществам алкоголя, упоминаемым в технической прессе, относятся большая мощность и устранение детонации.

Толчок к использованию алкоголя в качестве топлива всплывал в разное время, совпадая с реальной или предполагаемой нехваткой бензина, и часто направлялся фермерским лобби в периоды низких цен на зерно. Великие открытия нефти на месторождениях Среднего континента в 1920-х годах уменьшили стимулы к использованию спирта в качестве топлива. Но в 1930-е годы тяжелый сельскохозяйственный кризис возродил интерес к алкоголю.Производители спирта, фермеры и законодатели Среднего Запада безуспешно пытались регулировать добавление в бензин от 5 до 25 процентов этанола. Законодателям фермерских штатов потребовались перебои с поставками нефти в 1970-х годах, чтобы принять закон о высоких субсидиях на этанол. Субсидии, которые остаются в силе и сегодня, являются причиной того, что этанол продолжает играть заметную роль в качестве присадки к топливу.

Как показали эксперименты, проведенные компанией Sun Oil Co. в начале 1930-х годов, алкоголь имел серьезные недостатки.Хотя спирт действительно увеличивает октановое число, он оставляет большое количество отложений в двигателе. Алкоголь также быстро испарялся из бензобака и двигателя. А температура горения спиртовой группы ниже, чем у углеводородов, потому что она уже частично окислена.

Наиболее эффективным конкурентным подходом для более независимых переработчиков была разработка новых типов технологий крекинга. Такие компании, как Sun Oil, одна из немногих компаний, оставшихся независимыми от Jersey и Ethyl, продолжали расширять границы термического крекинга, в частности, используя более высокие давления и температуры.Бензин Sun достиг уровня октанового числа, близкого к тому, который достигается у бензинов с добавлением TEL (т. Е. Между 73 и 75). Sun Oil продолжала конкурировать с присадками исключительно за счет передовой технологии крекинга, путь, который к концу 1930-х годов привел к первому процессу каталитического крекинга (т. Е. Процессу Хоудри). Но к этому времени появились более продвинутые процессы очистки, которые конкурировали с процессом Хоудри. К началу 1940-х годов компания Jersey Standard разработала технологию каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Крекинг в псевдоожиженном слое оказался лучше процесса Houdry с неподвижным слоем как с точки зрения экономии производства, так и с точки зрения качества продукта (т.е. октанового числа бензина). Крекинг в псевдоожиженном слое быстро вытеснил технологию каталитического крекинга Houdry в качестве предпочтительного процесса.

Конкуренция основывалась не только на качестве. Цена и упаковка стали оружием против натиска TEL. Например, в качестве маркетингового инструмента Sun Oil покрасила свой бензин в синий цвет, чтобы его было легче идентифицировать как топливо высокого качества (потребители фактически видели, как бензин перекачивался в большой резервуар из прозрачного стекла наверху бензоколонки).Затем Sun активно конкурировала по цене. В то время как нефтеперерабатывающие заводы, использующие TEL, продавали два сорта бензина, обычный и премиум, Sun продавала только свой премиальный «голубой Sunoco» по ценам обычного сорта. Sun могла сделать это, потому что она не была обременена, как TEL, такими дополнительными расходами, как расходы на смешивание и распространение, которые сокращали размер прибыли.

К концу 1920-х и началу 1940-х годов с использованием TEL, других присадок или передовой технологии крекинга на рынке появился ряд бензинов высшего сорта.В дополнение к премиальному бензину Sun были бензин NoNox от Gulf, бензин премиум-класса Sinclair «HC’s» и бензин Super-Shell от Roxana Petroleum. Использование TEL резко сократилось после того, как в 1975 году правительство распорядилось установить каталитические нейтрализаторы для снижения содержания окиси углерода и несгоревших углеводородов в автомобильных выхлопных газах. Это связано с тем, что свинец отравляет используемые катализаторы из благородных металлов (в основном платины). Кроме того, содержащие свинец частицы в выбросах двигателей, работающих на этилированном топливе, сами по себе токсичны.

ПОСЛЕВОЕННЫЕ РАЗВИТИЯ: БЕНЗИН И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Присадки и процесс смешивания стали играть все более важную роль в производстве бензина после Второй мировой войны. Переработчикам приходилось уравновешивать такие факторы, как спецификации клиентов, нормативные требования и вероятное время хранения (т. е. неиспользования). То промышленность стала более четко определять, как, когда и сколько компонентов следует добавлять в бензины. Крупный современный нефтеперерабатывающий завод все чаще включал сложные компьютерные программы, помогающие планировать и выполнять требования к смешиванию.Критические факторы, которые необходимо было учитывать в этих расчетах, включали сезонные корректировки, текущий и ожидаемый спрос, нормативные уровни и графики поставок различных компонентов.

С 1950-х годов все большая часть исследований и разработок нефтеперерабатывающих заводов уходит на новые и улучшенные добавки. Помимо своей роли антидетонаторов, присадки и смешивающие агенты выполняют все более широкий спектр функций для улучшения характеристик топлива в автомобильных и авиационных двигателях.

Сера и бензин

В последние годы наблюдается более глубокое понимание роли автомобильных выбросов как загрязнителей окружающей среды. Двуокись серы, оксиды азота и окись углерода разлагают атмосферу Земли и представляют опасность для здоровья. Углекислый газ способствует накоплению парниковых газов в атмосфере и, в свою очередь, ускоряет процесс глобального потепления.

Сера представляет собой особую проблему как опасность для окружающей среды. Он встречается в природе в различных концентрациях в нефти, и удалить его полностью сложно и дорого.Перегонка и крекинг удаляют некоторое количество, но небольшие количества выдерживают процессы перегонки и крекинга и попадают в бензин. Средний уровень серы в бензине не сильно изменился с 1970 года, оставаясь на уровне 300 частей на миллион (частей на миллион) с диапазоном от 30 до 1000 частей на миллион.

Высокое содержание серы не только образует опасные оксиды, но и может отравить катализатор в каталитическом нейтрализаторе. Протекая через катализатор в выхлопной системе, сера снижает эффективность преобразования и ограничивает способность катализатора аккумулировать кислород.Когда нейтрализатор работает не с максимальной эффективностью, выхлопные газы, поступающие в атмосферу, содержат повышенные концентрации не только оксидов серы, но и углеводородов, оксидов азота, оксидов углерода, токсичных металлов и твердых частиц.

В 1990-х годах Агентство по охране окружающей среды начало контролировать содержание серы с помощью своей программы по переработке бензина. В 1999 году она разработала правила, которые должны были резко снизить содержание серы в бензине с 300 частей на миллион до максимальных 80 частей на миллион.

Новые правила, которые должны вступить в силу в 2004 г., обязывают некоторых нефтепереработчиков покупать сырую нефть с низким содержанием серы («малосернистую»).Именно такой стратегии придерживаются японские нефтепереработчики. Однако японцы не являются крупными производителями нефти, а импортируют нефть из других стран-производителей. Нефтеперерабатывающие заводы США, напротив, потребляют нефть из широкого спектра («сернистых») источников нефти с высоким содержанием серы, включая Венесуэлу, Калифорнию и некоторые районы Персидского залива. Американские компании владеют и эксплуатируют нефтедобывающую инфраструктуру (например, буровые вышки, трубопроводы) в Соединенных Штатах и ​​за рубежом. Они привержены разработке этих нефтяных месторождений, даже если добывают нефть с высоким содержанием серы.Таким образом, нефтеперерабатывающие заводы США должны продолжать работать с сырой нефтью с высоким содержанием серы. Импортируемая нефть с Ближнего Востока, несмотря на исторически низкое содержание серы, также становится все менее сладкой.

Нефтепереработчикам придется снизить содержание серы на нефтеперерабатывающих заводах. Это потребует дорогостоящего переоснащения некоторых заводских операций, чтобы получить подходящую топливную смесь. Удаление дополнительных количеств серы на нефтеперерабатывающем заводе повлечет за собой внедрение отдельного процесса на основе катализатора, такого как гидросульфурация.Другим возможным подходом является удаление серы из жидкого масла или бензина с использованием как органических, так и неорганических поглотителей, добавляемых в масло или бензин для обнаружения, объединения и осаждения серы и ее соединений.

Реформированный бензин и МТБЭ

До принятия Закона о чистом воздухе 1990 г. природоохранные нормы были направлены на сокращение выбросов при выходе из выхлопной системы. Таким образом, каталитический нейтрализатор был основным средством борьбы с загрязнением воздуха.После 1990 года нормативы впервые обязались изменить состав самого топлива. Реформированный бензин относится к бензину, который продается в девяти городских районах, обозначенных EPA с самым высоким уровнем загрязнения озоном. Около 48 миллионов человек проживают в районах, где концентрация озона превышает федеральные стандарты.

Реформирование относится к преобразованию бензина, чтобы сделать его более чистым по отношению к выбросам. Начиная с 1995 г. спецификации для реформулированного бензина включали минимальное содержание кислорода 2 процента и максимальное содержание различных органических и неорганических загрязнителей.Кроме того, запрещены добавки тяжелых металлов в бензин. Недостаток реформулированный бензин заключается в том, что он содержит на 1-3 процента меньше энергии на галлон, чем традиционный бензин.

Во многих реформулированных бензинах в качестве присадок используются кислородсодержащие соединения. Правила чистого воздуха определяют потребность в кислородсодержащем топливе в 39 городских районах с высокой концентрацией угарного газа. Правила для кислородосодержащего топлива носят сезонный характер: в зимний сезон бензин должен содержать не менее 27 процентов кислорода.Кислород помогает двигателям более полно сжигать топливо, что, в свою очередь, снижает выбросы монооксидов. Основной добавкой для подачи дополнительного кислорода при реформировании бензина для удовлетворения этих требований является производное метанола, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). В настоящее время эта присадка используется более чем в 30 процентах бензина в США.

МТБЭ был впервые использован в качестве присадки к топливу в 1940-х годах и был популярен в Европе в 1970-х и 1980-х годах. В конце 1970-х годов МТБЭ начал заменять свинец в этой стране для повышения октанового числа.В конце 1980-х годов Калифорния лидировала в Соединенных Штатах по его использованию в качестве оксигената для более чистого сжигания топлива. Потребление МТБЭ в Соединенных Штатах быстро росло в период с 1990 по 1995 год с принятием Закона о чистом воздухе, а несколько лет спустя с реализацией федеральной программы реформулированного бензина. В настоящее время МТБЭ производится на 50 заводах США, расположенных в 14 штатах. Около 3,3 миллиарда галлонов МТБЭ, требующих 1,3 миллиарда галлонов метанольного сырья, ежегодно смешивается с реформулированным бензином.

В конце 1990-х МТБЭ подвергся серьезной критике из-за его эффективности и безопасности. В отчете Национального исследовательского совета (1999 г.) говорится, что добавление кислородных присадок к бензину, включая МТБЭ и этанол, имеет гораздо меньшее значение для контроля загрязнения, чем оборудование для контроля выбросов и технические усовершенствования двигателей транспортных средств и выхлопных систем.

Кроме того, МТБЭ был обнаружен в подземных водах, озерах и водохранилищах, используемых для питья, и это было связано с возможными серьезными заболеваниями.Вероятное возникновение раковых опухолей у лабораторных крыс, которым вводили МТБЭ, предупредило федеральные агентства о его возможной опасности для здоровья. В 1999 году Агентство по охране окружающей среды изменило свое мнение, рекомендовав поэтапный отказ от МТБЭ в качестве добавки к бензину.

В первой половине 2000 года производство MBTE в США составляло в среднем 215 000 баррелей в день. В тот же шестимесячный период среднее производство топливного этанола составляло 106 000 баррелей в день. В свете рекомендации Агентства по охране окружающей среды от 1999 г. этанол, скорее всего, заменит МТБЭ в качестве эффективной кислородсодержащей добавки.Помимо использования в качестве оксигената, этанол повышает октановое число и разбавляет загрязняющие вещества, присутствующие в обычном бензине.

Новые и перспективные присадки к бензину

Разработка и смешивание присадок в основном осуществляется нефтеперерабатывающей промышленностью. Присадки необходимы для экономического благополучия отрасли, поскольку они способствуют увеличению продаж бензина и дизельного топлива. В большинстве случаев присадки не отличаются по цене более чем на три-четыре цента за галлон.Недавно разработанные присадки не обязательно жертвуют топливной экономичностью ради более высоких октановых чисел. Они многофункциональны. В дополнение к повышению октанового числа они также могут очищать двигатель, что, в свою очередь, приводит к повышению эффективности использования топлива.

Помимо своей роли в повышении октановых чисел и снижении выбросов, группа новейших присадок к топливу выполняет все более широкий спектр функций: антиоксиданты продлевают срок хранения бензина за счет повышения его химической стабильности; ингибиторы коррозии предотвращают повреждение резервуаров, труб и сосудов, препятствуя росту отложений в двигателе и растворяя существующие отложения; деэмульгаторы или поверхностно-активные вещества препятствуют образованию эмульсий, а также увлекаемой ими грязи и ржавчины, которые могут загрязнить двигатель и его компоненты.

Начиная с 1970-х годов присадки к бензину все больше брали на себя роль антизагрязняющих веществ перед лицом попыток правительства снизить выбросы автомобилей в атмосферу. Несмотря на достижения в технологиях крекинга и риформинга, а также в разработке и смешивании присадок (не говоря уже об усовершенствовании самого двигателя), использование автомобильного бензина привело к повышению уровня загрязнения воздуха. Это связано с тем, что современные дистилляты, смеси продуктов прямой перегонки и крекинга или продуктов химической трансформации, как правило, имеют более высокое содержание ароматических соединений.Результатом являются более длительные задержки воспламенения и неполный процесс сгорания, который загрязняет двигатель и его компоненты и увеличивает выбросы твердых частиц и оксидов.

Ожидается, что дальнейшее внедрение законодательства о чистом воздухе, особенно в Соединенных Штатах, ускорит потребление присадок к топливу. В 1999 году EPA предложило широкий спектр стандартов, которые позволили бы эффективно изменить рецептуру всего бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, и значительно сократить выбросы выхлопных газов грузовиков и внедорожников.Эти правила требуют потенциально дорогостоящих инициатив по снижению содержания серы как от нефтяной промышленности, так и от автопроизводителей. Для нефтепереработчиков потребуется значительная модернизация и переоснащение заводского оборудования и процессов, чтобы добиться соответствующих изменений в топливной смеси, поскольку нефтяная промышленность США привержена продолжению разработки своих запасов высокосернистой нефти. Министерство энергетики ожидает, что более сложные методы обработки добавят шесть центов к стоимости галлона бензина в период с 1999 по 2020 год.

Только в США спрос на топливо ожидается, что к 2002 г. объем продаж добавок превысит 51 миллиард фунтов. Ожидается, что оксигенаты будут доминировать на рынке как в Соединенных Штатах, так и на международном уровне. Непремиальный бензин и дизельное топливо представляют собой самые быстрорастущие рынки присадок к топливу.

Недавно появившейся на рынке присадкой к топливу является ММТ (метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонил). ММТ был впервые разработан Ethyl Corporation в 1957 году в качестве агента, повышающего октановое число, и в 1990-х годах спрос на него вырос.MMT был первым крупным новым антидетонационным составом Ethyl Corporation после TEL.

Однако в 1997 году EPA заблокировало производство ММТ. Агентство предприняло это действие по двум причинам. Было установлено, что ММТ может быть опасен для людей, в частности для детей. Агентство по охране окружающей среды особенно обеспокоено токсическим действием марганца, содержащегося в ММТ. Кроме того, EPA обнаружило, что MMT, вероятно, влияет на работу каталитических нейтрализаторов в автомобилях и, в свою очередь, вызывает увеличение выбросов выхлопных газов в воздух.В 1998 году решение EPA было отменено федеральным апелляционным судом в Вашингтоне. Решение суда позволяет Ethyl Corp. тестировать ММТ, пока она продает добавку. В решении не установлен срок завершения испытаний. Помимо использования в Соединенных Штатах, ММТ используется в качестве добавки к неэтилированному бензину в Канаде.

В дополнение к МТБЭ и ММТ разрабатываются другие виды добавок. Некоторые из них являются производными спирта. Также используются варианты МТБЭ, особенно ЭТБЭ, полученный из эфира (этил-трет-бутиловый эфир).

Также разрабатывается новое поколение присадок, специально предназначенных для авиационного бензина. Эти присадки решают такие проблемы, как нагар, прогоревшие и деформированные клапаны, чрезмерная температура головки цилиндров, заедание клапанов и поршневых колец, забитые форсунки, неровный холостой ход и детонация. Присадки к авиационному топливу часто действуют как детергенты (для удаления отложений), повышающие октановое число и влагоотделители.

Конкуренция со стороны альтернативных видов топлива

Большинство современных транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, изначально были рассчитаны на бензин, но были переоборудованы для использования на альтернативном топливе.Поскольку нефтяная промышленность успешно отреагировала на конкурентные угрозы, связанные с альтернативными видами топлива, разработав реформулированные бензины, которые сгорают намного чище, конверсия обычно выполняется в большей степени по экономическим причинам (когда альтернативное топливо дешевле, как это произошло с пропаном), а не по экологическим причинам. причины. Вполне вероятно, что технический прогресс позволит нефтеперерабатывающим предприятиям соответствовать все более строгим экологическим нормам, предъявляемым к бензину, лишь с незначительным повышением розничной цены.А поскольку запасы нефти будут в изобилии по крайней мере до 2020 года, бензин обещает доминировать в автомобильном транспорте в обозримом будущем.

Однако транспортные средства на топливных элементах, которые предназначены для выработки энергии из водорода, представляют собой серьезную долгосрочную угрозу превосходству бензина. Автопроизводители считают, что лучшим решением является извлечение водорода из жидкого источника, потому что водород имеет низкую плотность энергии и требует больших затрат на транспортировку и хранение. Все основные автопроизводители разрабатывают автомобили на топливных элементах, работающие на водороде, полученном из метанола, потому что преобразование бензина в водород требует дополнительных стадий реакции и более высокой рабочей температуры для установки риформинга.Оба требования, вероятно, сделают установку для риформинга бензина больше и дороже, чем установку для риформинга метанола. Кроме того, содержание серы в бензине является еще одной важной причиной того, что автопроизводители с подозрением относятся к разработке риформеров бензина для автомобилей на топливных элементах. Количества всего в несколько частей на миллион могут быть ядом для батареи топливных элементов. Транспортные средства на топливных элементах для риформинга бензина не эксплуатируются, поэтому допустимый уровень содержания серы не определен. Если будет определено, что смесь бензина со сверхнизким содержанием серы может быть разработана специально для транспортных средств на топливных элементах, это будет гораздо менее затратным решением, чем разработка инфраструктуры производства, доставки и хранения топлива, которая потребуется для транспортных средств на топливных элементах, работающих на метаноле.

Sanford L. Moskowitz

См. также : Эффективность использования энергии, экономические вопросы и; Двигатели; Топливные элементы; автомобили на топливных элементах; водород; метанол; Синтетическое топливо.

БИБЛИОГРАФИЯ

Александр Д.Е. и Фейрбридж Р.В., ред. (1999). Энциклопедия наук об окружающей среде Чепмена и Холла. Бостон, Массачусетс: Kluwer Academic.

Бьюэлл П. и Жирар Дж. (1994). Химия: экологическая перспектива. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

Энциклопедия химической технологии, 4-е изд. (1994). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc.

Энос, Дж. (1962). Нефть, прогресс и прибыль: история технологических инноваций. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.

Агентство по охране окружающей среды. (1998). «Пресс-релиз: Агентство по охране окружающей среды объявляет о создании группы Blue Ribbon для рассмотрения использования МТБЭ и других оксигенатов в бензине». Вашингтон, округ Колумбия: Автор.

Агентство по охране окружающей среды. (1999). «Пресс-релиз: Заявление У.S. Администратор Агентства по охране окружающей среды о выводах группы по МТБЭ Blue Ribbon Агентства по охране окружающей среды». Вашингтон, округ Колумбия: Автор.

«Ford ожидает, что выпуск автомобилей с гибким топливом составит 10% его автомобильного производства в США». Закупки. 125 (9): 9.

Giebelhaus, AW (1980).Бизнес и правительство в нефтяной промышленности: пример использования подсолнечного масла, 1876–1945.Greenwich, CT: JAI Press.

Hounshell, DA, and Smith, JK (1988).Science. и корпоративная стратегия: исследования и разработки DuPont, 1902–1980. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Larson, H.M., et al. (1971). История Standard Oil Company (Нью-Джерси): New Horizons, 1927–1950. Нью-Йорк: Харпер и Роу.

«Постепенный отказ от МТБЭ повысит спрос на этанол». Закупки 127(3):32C1.

Национальный исследовательский совет. (1990). Топливо для управления нашим будущим. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии.

«Новое топливо может соответствовать нормам выбросов». Покупка. 118(10):67.

Спейт, Дж. Г., изд. (1990). Справочник по топливной науке и технологиям. Нью-Йорк: Марсель Деккер.

Шпиц, П. (1988). Нефтехимия: рост отрасли. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта