Бензин — это легковоспламеняющаяся жидкость, состоящая из смеси легких углеводородов с плотностью от 0.71 до 0.77 грамм на кубический сантиметр. Точка замерзания этого вещества достигает -60 °C, а кипения варьируется между 33 и 205 °C. Бензин применяется в качестве моторного топлива различных марок, а также используется как сырье для производства органических соединений, включая этилен и парафин. Он также находит применение в производстве красок, лаков, растворителей и мастик.
Основные характеристики бензина
В России выпускается несколько типов бензина, которые различаются по своим характеристикам и составу. Основной критерий классификации — это октановое число. Кроме того, важное значение имеет количество присутствующих примесей. Основные компоненты бензина — изооктан и гептан, от соотношения которых зависит его способность к детонации в условиях ограниченного объема.
Варианты бензина в России и странах Таможенного союза:
- В РФ автомобильный бензин производится в соответствии с ГОСТ 32513-2013, доступны марки: бензин-80, -92, -95, -98, -100, -101 и -102.
- В прошлом в СССР выпускались марки бензина от -56 до -93.
Характеристики автомобильного бензина
- Октановое число (моторный метод): 72 для А-72, 82.5 для А-92, 85 для А-93, и 85 для А-95.
- Содержание свинца: до 0.13 г/дм³ для всех указанных марок.
- Температура начала кипения: от +35 °C для большинства марок, начиная с А-72 и до +30 °C для А-95.
- Температура окончания кипения: до +195 °C до +205 °C для всех указанных марок.
Авиационное топливо в России производится по ГОСТ 1012-2013, включает бензин-92 (Б-92) или бензин-91/115 (Б-91/115). Эти виды топлива отличаются повышенным октановым числом, стабильностью химической структуры и более высокими эксплуатационными характеристиками. Они содержат минимальное количество примесей, что снижает риск формирования паровых пробок и коррозии, а также уменьшает образование нагара.
Растворители широко используются в химической промышленности для процесса экстракции, который позволяет извлекать желаемые компоненты из таких материалов, как растительные масла, озокерит и канифоль. В повседневной жизни растворители применяют для очистки различных поверхностей от пятен, разжижения лаков и красок, а также для обезжиривания и других бытовых нужд.
Лигроин, известный также как нафта, представляет собой нефтяную фракцию, состоящую из нормальных парафинов, которая кипит до +180 °C. Основное применение лигроина — производство этилена через процесс пиролиза.
Описание и маркировка бензина
Бензин представляет собой жидкость с характерным запахом в обычных условиях. Для облегчения идентификации разных видов бензина производители с времен СССР добавляют в топливо красители разных оттенков:
- АИ-66 окрашивают в зеленый цвет;
- АИ-72 имеет розовый оттенок;
- АИ-76 производят в насыщенном желтом цвете;
- АИ-80 доступен на рынке в желтом цвете;
- АИ-90 и АИ-95 отличаются оранжево-красным цветом;
- АИ-98 содержит синий краситель.
Разбор маркировки бензина
Согласно ГОСТ 54283-2010 и техническому регламенту 2011 года на территории Российской Федерации предусмотрена маркировка бензина, которая включает буквенные и цифровые обозначения. Например, АИ-92/4 расшифровывается следующим образом:
- А — указывает на автомобильное топливо;
- И — метод определения октанового числа, где «И» означает исследовательский метод;
- 92 — октановое число топлива;
- 4 — класс экологичности топлива, который может варьироваться от 2 до 5.
Методы измерения октанового числа топлива
Октановое число (ОЧ) является ключевым показателем топлива, указывающим на его детонационную стойкость. Оно показывает, при каком давлении топливо воспламеняется самопроизвольно в двигателе, вызывая выделение энергии и создание ударной волны. В качестве стандартов для определения октанового числа используются два углеводорода:
- Изооктан, с октановым числом, установленным на уровне 100, обозначает идеальное отсутствие самовоспламенения под давлением.
- Н-гептан, имеющий ОЧ, равное 0, характеризуется своей склонностью к быстрому самовоспламенению даже при незначительном давлении.
Например, если топливная смесь содержит 95% изооктана и 5% н-гептана, её октановое число будет равно 95. Этот показатель измеряется в условных единицах и часто указывается в технических документациях как ОЧ (октановое число методом исследования, ОЧИ или октановое число методом моторного испытания, ОЧМ).
На практике применяются две основные методики определения октанового числа с использованием одноцилиндрового двухтактного двигателя:
- Исследовательский методж. Этот подход воспроизводит условия эксплуатации автомобиля при крейсерской езде с умеренными нагрузками, при которых частота вращения коленвала составляет 600 об/мин.
- Моторный метод. Имитирует экстремальные условия эксплуатации с максимальными нагрузками, при которых частота вращения коленвала достигает 900 об/мин.
Исследовательский метод является наиболее распространённой технологией для определения октанового числа топлива.
Стойкость топлива к детонации
Детонация представляет собой интенсивное химическое воспламенение топлива, в результате которого происходит высвобождение значительного количества тепловой энергии и генерация ударной волны. Этот процесс, по сути, является мгновенным взрывом горючей смеси в ограниченном пространстве, таком как камера сгорания, где топливо превращается в газообразные продукты. Эти газы выполняют механическую работу, толкая поршень вниз и заставляя коленчатый вал двигателя вращаться.
Различные версии бензиновых двигателей разрабатываются с расчетом на использование топлива с определенным октановым числом. Применение топлива, не соответствующего этим характеристикам, может привести к несвоевременному воспламенению, вызывая детонационные волны. Такие волны негативно сказываются на конструктивных элементах двигателя, способствуя их износу и потенциальному выходу из строя.