Свойства бензина

Министерство  образования Нижегородской области

Государственное  бюджетное образовательное учреждение

 

Нижегородский государственный инженерно-экономический  институт

 

            (ГБОУ ВПО НГИЭИ)

 

 

 

 

Реферат

 

 

По дисциплине: «Эксплуатационные автомобильные материалы»

Тема: « Свойства Бензина»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                       Выполнила 

                                                                       студентка 3 курса                                              

  группы 34С-10                                                                                                                                                                                                                                                                                               

   ФиО.

 

Проверил:       

преподаватель

Васильев А.А.

 

 

   

 

 

г. Княгинино

2012 г

Бензин — это смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200°C. Плотность около 0,75 г/см³. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг). Горючая жидкость. Предназначен для применения в качестве топлива. Получается путём перегонки черного золота, гидрокрекингом и, при необходимости дальнейшей ароматизации — каталитическим крекингом и риформингом. Для специальных бензинов характерна дополнительная очистка от нежелательных компонентов и смешение с полезными добавками.  

Основные свойства бензина 

Главным свойством, которое характеризирует  бензин как топливо для инжекторных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания является его высокая летучесть. Это свойство напрямую зависит от фракционных составляющих и определяет устойчивость к детонации.Чем лучше испаряется бензин, тем более полноценная горючая смесь образуется, в результате облегчается запуск двигателя, в цилиндрах уменьшается конденсация топливных паров, и, соответственно, меньше разжижается масло.

 Каждый сорт бензина имеет  свои показатели плотности, температуры замерзания и горения. Физические особенности бензина, кроме химической микроструктуры, зависят еще и от наличия переходящих из нефтепродуктов различных примесей. Чем больше примесей, тем ниже качество бензина. Бензин, сделанный путем перегона черного золота (прямогонный), не является детонационно-стойким и для использования в качестве топлива для современного двигателя совершенно не подходит. Так же не подходит для использования в мощных моторах бензин с низким октановым числом. Его можно применять при небольших нагрузках, или на холостом ходу, но если мотор прогрет и работает на полную мощность, то менее чем через минуту он прекратит свое полноценное функционирование и в результате потребуется дорогостоящий ремонт.

Известны особые случаи, когда для  производства бензинов применяется  и иное углеводородное сырьё. Возможен отгон бензиновых фракций из смол полукоксования и коксования с дополнительной их очисткой (например в Эстонской ССР бензин производился из горючих сланцев). Производятся бензины и из синтез- газа (товар газификации угля, конверсии метана) при помощи синтин- процесса (синтез Фишера — Тропша), продукты такой технологии — синтин и когазины.

«Классическая» технология производства автомобильного бензина на современных  НПЗ предполагает его компаудирование (смешение) из нескольких составляющих, главными из которых являются:

1. прямогонный бензин (легкая нафта)
2. изомеризат (товар изомеризации предыдущего)
3. риформат (товар риформинга тяжелой нафты)

Бензин каталитического крекинга (товар разложения тяжелых фракций первичной перегонки) алкилат (товар алкилирования предыдущего).Бензин гидрокрекинга (товар разложения наиболее тяжелых жидких фракций, уцелевших после атмосферной, а затем вакуумной перегонки) модифицирующие присадки и добавки.Простейшая схема получения автомобильного бензина включает отбор легких фракций при грубой перегонке черного золота кустарным способом (в т.н. «самоварах») с последующим повышением октанового числа введением большого количества присадок («бодяжничество»).

 

 

 Получение бензина

Бензин образуется путем каталитической переработки и перегонки земляного  масла. Бензин в малых количествах получается с помощью переработки горючих сланцев и каменного угля, а также из естественных природных и сопутствующих газов. В некоторых случаях в производстве бензина может применяться и другое сырье из углеводородов. Существует возможность отгона фракций бензина, с использованием коксованных и полукоксованных смол с применением их дополнительной очистки. Кроме того, бензин изготавливают при помощи синтез-газа посредством синтин-процесса. 

Маркировка и применение бензина 

Сфера применения бензина  подразумевает использование его в качестве топлива для работы двигателей внутреннего сгорания, а иногда бензин  применяется в качестве промывочной жидкости и растворителя.

В конце 19 века бензин не находил лучшего  применения, чем антисептическое  средство (бензин продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из черного золота отгоняли только керосин, а все остальное, включая  бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего  сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов переработки нефти. Хотя по мере более широкого распространения дизельных двигателей на первый план выходит дизтопливо вследствие более высокого КПД дизельных двигателей. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Во время использования бензина  основным свойством является стойкость  двигателя к детонации. Детонацией называют процесс быстрого сгорания смеси, и в результате чего образуется в камере ударная волна. Часто повторяющиеся ударные волны наносят двигателю ощутимый ущерб, а именно, прогорание поршней и выпускных клапанов. Внешне детонацию можно определить по постоянному стуку в двигателе, вибрация двигателя, густой, черный дым из выхлопной трубы и нестабильная работа двигателя. Из всех перечисленных признаков самым главным является постоянный звонкий стук. Некоторые водители считают, что этот стук производят поршневые пальцы. А на самом деле это всего лишь результат появления ударной волны. Основной причиной появления ударной волны (детонации) является несоответствие бензина степени сжатия в цилиндрах, раннее зажигание, наличие нагара в камере сгорания. Понятно, что длительная работа двигателя с процессами детонации оставит после себя ощутимый урон или вовсе «убьет» двигатель. Но не всякая детонация является опасной. Если детонация незначительная, кратковременная, возникает в начале разгона автомобиля, если педаль газа нажата до конца, а потом детонация пропадает, то это вполне нормальное явление и особой опасности для двигателя не представляет. Детонационное свойство определяется октановым числом бензина.

Октановое число определяется двумя  способами. Это либо исследовательский  способ, либо моторный. Чаще всего при  обозначении сорта бензина указывается  и метод, при помощи которого было определено октановое число. Если в  названии бензина присутствует буква  «И», значит, октановое число этого  бензина было определено исследовательским  методом. Более дорогими являются те сорта бензина, у которых октановое  число выше. Это объясняется более  высокой стойкостью к детонации. Это также влияет на степень сжатия двигателя, а значит, влияет на мощность двигателя и затрата топлива. Высокооктановый бензин получают обычно двумя способами. Технологический  способ увеличивает количество высокооктановых  веществ в процессе производства. Такой бензин является неэтилированным. Более дешевый и простой метод представляет добавку в бензин тетраэтилсвинца. Этот бензин имеет название этилированный бензин. В странах с высокоразвитой экономикой этилированный бензин не применяется как топливо. Этиловая жидкость представляет собой концентрат химических соединений свинца. Этил вредный как для природы, так и для человека. При обращении с этилированным бензином необходимо соблюдать меры предосторожности. Тетраэтилсвинец способен повысить детонационную стойкость, поэтому, его и добавляют в бензин. Такой бензин нельзя использовать в машинах, которые оснащены лямбдазондом и каталитическим нейтрализатором. Этилированный бензин быстро выведет из строя детали двигателя.

Сортов бензина очень много. Только в СНГ насчитывается 8 сортов: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. По химическому составу и характеристикам  они бывают по содержанию этила трех видов: этилированный, малоэтилированный или неэтилированный бензин. По температурным показателям бывает или летний, или зимний. Разные сорта этилированного бензина окрашивают в разные цвета. В зарубежных странах маркировка немного иная. Бензин у них выпускается двух марок: «Премиум»( октановое число 97) и «Регуляр» ( октановое число 90-94). В некоторых странах есть еще и третья марка «Супер» (октановое число 99-102).Так же, качество бензина зависит от количества содержания вредных механических примесей, кислот, сернистых соединений. Обычно, бензин, производимый в странах СНГ, имеет низкое качество по этим показателям. Низкое качество бензина является причиной детонаций в двигателе. Повышается износ деталей двигателя, и уменьшается срок службы.Для хотя бы частичного предотвращения пагубного действия некачественного бензина рекомендуется применять фильтры тонкой очистки. Так же можно раз в год промывать топливный бак, очищая его от вредных отложений и осадков.

Воздействие бензина на человеческий организм

В человеческий организм, как правило, бензин проникает через легкие. В  случае острого отравления бензиновыми  парами, проявляется всеобщая интоксикация организма. В данном случае первой помощью  будут те же самые действия, что  и при других распространенных интоксикациях.

Хранение бензина

Длительное хранение бензина сказывается  на его качестве, естественно отрицательно. В процессе длительного хранения образуется большое количество смол из-за окисления углеводородов. В  результате на пару единиц снижается  октановое число. Образовавшиеся смолы  создают в бензине вязкие коричневые вещества, которые попадая на детали или предметы, откладываются на них. Обычно, местом для этого образования  являются детали карбюратора, внутренние стенки бака. Это отрицательно влияет на работу двигателя. Окислению бензина  в баке способствуют некоторые вещества, например, медь ускоряет процесс окисления. Если заборная трубка и сетка топливного бака сделаны из латуни, бензин будет быстрее окисляться, чем в железной канистре. Воздух так же способствует окислению, если имеет свободный доступ к топливу. При высоких температурах окисление проходит быстрее, так как температура ускоряет химические процессы. Поэтому, зимой окисление ослабленное.

Есть и серьезные последствия  окисления бензина. Если этилированный  бензин хранится длительное время в  неплотно закрытой емкости, из бензина  испаряется бромистый этил, который  предназначен в бензине для выноса оксида свинца из камеры сгорания двигателя. При совсем длительном хранении бромистого этила может остаться так мало, что он не сможет выводить свинец из камеры сгорания. Конечно же, это приведет к активному появлению нагара в камере сгорания. Поэтому, настоятельно рекомендуется хранить бензин в плотно закрытых емкостях при низких температурах. Лучше всего для таких целей в бытовых условиях подходят бензиновые канистры. При большинстве регионов бензин в канистрах может храниться до 12 месяцев без потери качества и своих химических свойств. В то время, как в баке машины срок хранения не превышает 6 месяцев. Эти сроки увеличиваются для прохладных (северных) районов и сокращаются вдвое в южных, теплых районах. В случаи, если бензин все же застоялся и окислился, его можно немного «освежить». Для этого необходимо в окисленный бензин добавить свежий бензин таких же свойств. Объем свежего бензина должен превышать окисленный в 2-3 раза. В этом случае, общий объем бензина будет практически как свежий, нормальный бензин 

 Эксплуатация бензина других  сортов

Некоторые умельцы – автолюбители вносят в конструкцию двигателя  изменения, которые способны обеспечить нормальную работу двигателя, используя  бензин с низким октановым число вместо необходимого для двигателя высокооктанового бензина. Например, что бы двигатель работал на АИ-76 вместо АИ-93. Среди более опытных автолюбителей и «специалистов» существует несколько способов такого совершенствования автомобиля: установка позднего зажигания, уменьшение степени сжатия, подача воды в газопровод. Рассмотрим самые простые и популярные методы модернизации двигателя.

Позднее зажигание. Этот способ является самым простым. Для установки  позднего зажигания необходимо повернуть  корпус распределителя. Несмотря на то, что этот способ прост и эффективен, его нельзя использовать длительное время. Дело в том, что сжигание в  этом случае более продолжительное, а значит, повышается общая температура  процесса сгорания. В результате происходит перегрев поршней, поршневых колец, выпускных клапанов и всего двигателя. Естественно, это сокращает срок службы деталей двигателя и двигателя в целом. Такая экономия на бензине способна нанести владельцу авто более существенные денежные расходы на детали. Вероятны неожиданные поломки по причине прогорания клапанов.

Следующий способ подразумевает добавление воды в впускной нефтепровод. Этот способ изучался учеными и инженерами. Было выяснено, что это позволяет работу двигателя без детонаций, поэтому возможно использование бензина с низким октановым числом вместо нужного бензина. Препятствует применению этого способа несколько причин. Применять этот метод можно только в случае подачи большого количества воды. Если издержка воды относительно бензину будет составлять около 15%, возможно использование низкооктанового бензина А-76 вместо высокооктанового АИ-93. Иначе говоря, при расходе одного топливного бака объемом 50 литров бензина необходимо подать в двигатель почти 10 литров воды. Это затруднительно, т.к. такое количество воды иметь в машине не всегда возможно и не совсем приемлемо. Второй проблемой подачи воды в впускной газопровод является точная подача воды. Что бы двигатель работал правильно и без перебоев необходимо постоянно регулировать объемы подачи воды в зависимости от режима работы двигателя. Изменение скорости, повышение или понижении нагрузки на двигатель, температурные перепады. Во всех этих и других случаях количество воды необходимо тоже менять. А для этого необходимо установка специальной системы автоматического регулирования. Можно, конечно, регулировать в ручную, с помощью, например, краника, но это не даст точности подачи, а значит, не гарантирует правильность работы двигателя. Ну и конечно же, при использовании этого метода снижается срок службы двигателя. Вывод: подача воды в впускной нефтепровод позволяет применять бензин с низким октановым числом, но качественно обеспечить этот процесс пока не представляется возможным. А значит, этот метод не подходит для использования.