Směsotvorné vlastnosti benzinu, Odpařování benzinu a jeho frakční složení – Tradiční a alternativní automobilová paliva

Hlavní fyzikální a chemickou vlastností paliva je těkavost, která je charakterizována frakčním složením a tlakem nasycených par.

Odpařování je vlastnost paliva přecházet z kapalného skupenství do plynného.

Ve spalovacích komorách motorů palivo obsažené v pracovní směsi hoří v plynném stavu.

Pokud se palivo špatně odpařuje, pak jeho neodpařená část (ve formě kapalné fáze) nehoří.

Odpařování může být statické, kdy se benzín odpařuje z pevného povrchu do klidného vzduchu.

Odpařování může být dynamické, když dochází k pohybu benzínu a vzduchu, k čemuž dochází u spalovacího motoru.

Intenzitu odpařování ovlivňuje:

• teplota okolí a ropného produktu;

• • tlak nasycených par;
• • tepelná vodivost;
• • velikost odpařovací plochy;
• • spalné teplo a další faktory;
• • odpařování a frakční složení.

Nejdůležitější provozní vlastnosti paliv souvisí s jejich frakčním složením. Následující ukazatele výkonu motoru závisí na frakčním složení benzinu:

• • startování motoru;
• • čas strávený jeho ohřevem;
• • přerušení provozu motoru v důsledku tvorby parních uzávěrů nebo námrazy karburátoru;
• • citlivost motoru;
• • spotřeba paliva a oleje;
• • výkon motoru;
• • tvorba uhlíkových usazenin;
• • opotřebení třecích částí.

Frakční složení má navíc velký vliv na úplnost spalování benzínu a se zvýšením obsahu vysokovroucích frakcí v něm se úplnost spalování znatelně snižuje.

Při startování studeného motoru se odpařování benzínu zhoršuje v důsledku nízké teploty a špatného rozprašování při nízkých rychlostech vzduchu v difuzoru, a proto se při teplotě 10 °C do válců dostává v odpařené formě pouze XNUMX % benzínu.

Při vyšších teplotách se jeho množství zvyšuje a při teplotách pod bodem mrazu prudce klesá.

Při vysoké destilační teplotě 10% benzínu je startování studeného motoru obtížné, protože pracovní směs v tomto případě bude příliš chudá a hlavní množství benzínu se do válců dostane v kapalné formě. Tím se zkapalní motorový olej a benzín jej smyje ze stěn válců. To způsobí opotřebení součástí motoru.

Pokud má však benzín příliš nízké teploty zahájení destilace a destilaci 10 %, pak se u horkého motoru v horkém období mohou v palivovém systému odpařovat nejnižší uhlovodíky a vytvářet páry, jejichž objem je 150–200krát větší než objem benzínu. V tomto případě se hořlavá směs stává chudší. To způsobuje přerušení provozu motoru nebo jeho zastavení a také ztěžuje startování zahřátého motoru. Tento jev se nazývá „parní uzávěr“.

Pro charakterizaci frakčního složení norma specifikuje teploty, při kterých se destiluje 10, 50, 90 % benzinu, a také teploty začátku a konce jeho destilace. Dále je omezeno množství benzinu, které se nedestiluje (tj. zůstává v baňce jako zbytkový sediment), a množství benzinu, které se během destilačního procesu odpaří.

Pokud se zaměříme na pojem „frakce“, můžeme tento termín definovat. Frakce je část benzinu, která se v určitých teplotních mezích odpařuje.

Obr. 3.2. Zařízení pro stanovení frakčního složení ropných produktů:

1 – baňka; 2 – teploměr; 3 – lednička; 4 — odměrný válec; 5 — malý odměrný válec; 6 – elektrický ohřívač baňky; 7 — schéma instalace teploměru v hrdle baňky

Frakční složení benzinu se stanoví v souladu s GOST. Benzin v množství 100 ml se zahřívá ve speciálním zařízení a výsledné páry se ochladí v kondenzátoru, kde se přemění na kapalinu, která se shromažďuje v odměrném válci (obr. 3.2).

Během destilace se zaznamenává teplota začátku varu (tj. pád první kapky do válce) a poté se zaznamenávají teploty varu benzinu v odpovídajících procentech: 10, 50,

90 % a teplota konce destilace. Tyto výsledky destilace jsou uvedeny v normách a pasportech kvality benzinu.

Kromě toho je množství benzinu, které se během destilačního procesu odpařuje, omezené.

Vztah mezi frakčním složením benzinu a výkonem motoru je graficky znázorněn na obr. 3.3 a vztah mezi frakčním složením benzinu a výkonem motoru lze určit pomocí nomogramu zobrazeného na obr. 3.4.

Obr. 3.3. Hlavní frakce benzinu

Podle destilační teploty 10% benzínu (U₁₀“_/Ó) posuďte přítomnost hlavových (startovacích) frakcí v něm, na kterých závisí snadnost startování studeného motoru.

Čím nižší je tato teplota, tím snadněji a rychleji se startuje studený motor, protože velké množství benzínu se do válců dostane v plynné fázi.

Po nastartování motoru závisí intenzita jeho zahřívání, stabilita provozu při nízkých otáčkách klikového hřídele a také odezva škrticí klapky (tj. intenzita zrychlení vozu s plně otevřenou škrticí klapkou) do značné míry na teplotě destilace 50% benzínu (/_50%).

Čím nižší je tato teplota, tím snadněji se střední frakce benzínu odpaří, což zajistí, že horká směs požadovaného složení vstoupí do dosud nezahřátého motoru.

Zároveň má motor dobrou odezvu a pracuje poměrně stabilně při nízkých otáčkách klikového hřídele.

Obr. 3.4. Nomogram pro provozní hodnocení benzinů na základě jejich destilačních dat:

1 — oblast možného vzniku parních uzávěrů; 2 — oblast pro snadné startování motoru; 3 — oblast obtížného startování motoru; 4 — oblast, kde je prakticky nemožné nastartovat studený motor; 5 — oblast, kde se motor rychle zahřívá a má dobrou odezvu; 6 — oblast pomalého zahřívání a špatné odezvy motoru; 7 — oblast mírného zředění oleje v klikové skříni; 8 — oblast znatelného zředění oleje v klikové skříni; 9 — oblast intenzivního ředění oleje v klikové skříni

Při destilační teplotě 90 % (/₉₀ ) a teplota konce destilace (varu) se používají k posouzení přítomnosti těžkých, obtížně odpařitelných frakcí v benzinu, jakož i intenzity a úplnosti spalování pracovní směsi a výkonu vyvinutého motorem. Aby se zajistilo odpaření veškerého benzinu vstupujícího do válců motoru, musí být tyto teploty co nejnižší.

Použití benzinu s vysokou konečnou teplotou destilace (t_K ) vede ke zvýšenému opotřebení válců a pístní skupiny v důsledku smývání oleje ze stěn válců a jeho ředění v klikové skříni, jakož i k nerovnoměrnému rozložení pracovní směsi ve válcích.

Ztráty při destilaci benzinu se používají k posouzení jeho tendence k odpařování během přepravy a skladování. Zvýšené ztráty při destilaci naznačují velké množství obzvláště lehkých frakcí v benzinu, které se za horkého počasí intenzivně odpařují.

Jak dlouho lze skladovat benzín v kanystru nebo sudu? Zhasne při dlouhodobém skladování? Ztratí své vlastnosti? Jaká jsou nebezpečí jízdy na „prošlé“ palivo? Na všechny tyto otázky existují jasné odpovědi.

Jak skladovat benzín

Benzín, jak víte, pomalu, ale jistě zdražuje. A tato okolnost nutí poměrně velké množství majitelů automobilů zásobit se palivem, které mají například v garáži nebo na chatě. K tomuto účelu se obvykle používají ocelové nebo hliníkové plechovky a nádrže. Kromě toho by nejlepší možností byly zakopané nebo polozasypané nádrže.

Faktem je, že takové nádoby jsou skryté před sluncem a nezahřívají se. Současně jsou skladovací zařízení plastů krajně nežádoucí, protože vyvolávají oxidaci, chemickou interakci paliva s plastem a co je nejnebezpečnější, akumulaci statického náboje.

Mezitím změny teploty, vlhkost a další faktory vedou k postupnému snižování účinnosti paliva. Palivo degraduje v důsledku čtyř klíčových faktorů: odpařování, oxidace, rozkladu přísad a kalu. V důsledku toho se oktanové číslo sníží o jednu nebo dvě jednotky a současně se zvýší množství pryskyřic v důsledku oxidace uhlovodíků.

Ne každý si je vědom, ale trvanlivost benzínu je přísně regulována GOST a mluvíme o novém GOST R 51105-97. A až do roku 1977 GOST omezovala trvanlivost jakéhokoli typu benzínu v uzavřené nádobě na pět let. Dle nových norem je však garantovaná trvanlivost všech značek automobilových benzinů 1 rok od data výroby paliva. To je způsobeno přidáváním dalších přísad do benzínu v posledních letech.

Navíc čím vyšší je oktanové číslo (AI 92, 95, 98, 100), tím kratší dobu bude palivo vyhovovat. Je to opět způsobeno větším objemem aditiv ve vysokooktanovém palivu. Rychlost degradace benzinu navíc přímo závisí na teplotě (s jejím nárůstem prudce roste) a na povrchu kontaktu se vzduchem a kovy (proto je nežádoucí skladování v otevřených nádobách). Dodejme, že palivo pro speciální potřeby, zejména pro armádu, je bez alkoholů a detergentních přísad, a proto může být skladováno mnohem déle, než je doba stanovená GOST.

Ve kterých nádobách se benzín rychleji rozkládá?

Není žádným tajemstvím, že benzin ztrácí své vlastnosti nejrychleji, když je již v palivové nádrži automobilu – mluvíme o období maximálně šesti měsíců. Faktem je, že v nádrži přichází benzín do kontaktu se sací trubkou a síťkou filtru, což urychluje tvorbu pryskyřice. V horkém počasí se navíc prudce zrychluje degradace paliva v nádrži.

Skladování v kanystrech by mělo být omezeno na jeden rok (podle GOST). Zároveň sledujte kvalitu pryžového těsnění na víku. Benzín ji časem zkoroduje a systém ztratí správnou těsnost.

Gumové těsnění by se proto mělo pravidelně měnit. Benzín lze skladovat v uzavřených sudech a nádržích až dva roky, ve speciálních technických nádržích až tři roky, v zapuštěných, nebo jednoduše řečeno nádržích zakopaných v zemi až pět let.

Jak prodloužit trvanlivost benzínu pomocí aditiv

Palivo začne po 30 dnech radikálně měnit své chemické vlastnosti v plynové nádrži. Pokud tedy auto pokládáte, má smysl přidat do nádrže speciální stabilizátor – chemickou přísadu, která zabraňuje oxidaci.

Toto činidlo zabrání vzniku škodlivých látek, které by mohly poškodit palivový systém. Dnes je na trhu mnoho stabilizátorů paliva od různých výrobců.

Takové výrobky se prodávají v nádobách o objemu asi 250 ml a stojí v průměru ne více než 1000 XNUMX rublů. Výrobci stabilizátorů slibují zachování pracovních vlastností benzínu až na dva až tři roky.

Co dělat s prošlým benzínem

Jedním z jasných znaků zkaženého benzínu je změna barvy. Prošlé palivo zpravidla ztmavne – místo světle žluté zhnědne.

Je jasné, že se nedoporučuje nalévat do plynové nádrže prošlé palivo. V opačném případě zaznamenáte prudký nárůst detonačních vlastností, snížení oktanového čísla a rozpad katalytických přísad.

V případě nouze a použití vozů, které nejsou příliš náročné na kvalitu paliva, lze však prošlý benzín ještě smíchat s čerstvým palivem v poměru 1:3. Pokud se nejedná o nouzovou situaci, měl by být benzín s prošlou dobou spotřeby odevzdán do střediska pro likvidaci nebezpečného odpadu nebo by měl být jednoduše použit pro technické účely. Také byste se neměli pokoušet obnovit benzín přidáním přísad – vlastnosti se rozhodně plně neobnoví.