Влияние технологических параметров на качество автомобильных топлив

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 662.6/.9

Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета

Влияние технологических параметров на качество автомобильных топлив

Лаврова Е.В.

Научный руководитель: Ермолаева В. А.

E-mail: lavrova20111@yandex.ru

Аннотация

бензин дизельный водорастворимый топливо

Дана характеристика горючих, а также их классификация; рассмотрены методы определения октанового числа. Для оценки качества автомобильных топлив были проведены анализы проб топлив по соответствующим подробно описанным методикам. В ходе исследования были проведены: оценка внешних качеств бензина и дизельного топлива, определение плотностей и их сравнение с нормативными показателями, определение присутствия воды в топливах, наличие смол, наличие водорастворимых кислот и щелочей. А также установлено влияние оцениваемых параметров на качество топлив и работу внутренней системы автомобиля.

Ключевые слова: автомобильные топлива, качество топлива, бензин, дизельное топливо.

Annotation

The influence of technological parameters on the quality of automotive fuels

Lavrova E.V.

Scientific Advisor: Ermolaeva V. A.

The characteristic of combustibles, and also their classification is given; methods of determination of the octane number are considered. To assess the quality of vehicle fuels were carried out the analyses of samples of the fuels according to the corresponding described methods. The study was conducted: assessment of the external qualities of gasoline and diesel fuel, the determination of the densities and their comparison with standard values, the determination of the presence of water in fuels, the availability of resins, the presence of water-soluble acids and alkalis. As well as the effect of estimated parameters on the quality of fuels and the internal of the car.

Key words: automobile fuels, fuel quality, gasoline, diesel fuel.

Бензин - горючая смесь углеводородов с температурой кипения от +33 до 205 °C (в зависимости от примесей). Обычный углеводородный состав бензина - молекулы длиной от C5 до C10. Но бензины отличаются друг от друга, как по составу, так и по свойствам, ведь их получают как первичной возгонкой нефти, так и из попутного газа (газовый бензин), а также и из тяжелых фракций нефти. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырьё для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Дизельное топливо -- жидкость, использующаяся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) часто используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Дизельное горючее топливо является смесью парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, а также их производных. Составляющие склонны к выкипанию при нагревании до температуры 170--380 °C. Далее диз. топливо проходит процесс очистки, затем в него добавляются определённые присадки. Конечный продукт получает величину вязкости на около 2 -- 4,5 ммІ/с. Соляра представляет собой соляровое масло, являющимся продуктом прямой перегонки нефти.

Дизельное топливо отличается большим количеством углеводородов, имеет более низкую температуру кипения и значительно меньшую вязкость. Солярка более вязкая, температура выкипания также оказывается выше. Поэтому не стоит называть дизельное топливо соляркой.

Можно ли смешивать 92 и 95 бензины? В целом от смешивания горючего с разным октановым числом ничего критического не произойдет, но только если смешивать рекомендуемый бензин с более высоким (по октановому числу). Например, допустимо смешать рекомендуемый для машины 92-й с 95-м. Но понижать не нужно. Также стоит помнить, что плотность у бензина с разным октановым числом отличается, так что его смешивания может вообще не произойти - горючее с более высоким октановым числом просто окажется вверху бака, а с низким - внизу.

Сегодня нефть стала основой энергетики в ряде отраслей промышленности. А один из продуктов ее переработки -- бензин, является одним их самых распространенных топлив для большинства видов транспорта. Современные автомобильные топлива должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации. Часто топлива на заправках имеют не самое лучшее качество. Автомобильный транспорт самая массовая отрасль, которая прочно заняла ведущие позиции в транспортном комплексе страны [4].

Объектом исследования в работе является автомобильное топливо.

Предметом исследования выступают различные марки автомобильного топлива.

Актуальность исследования состоит в том, что цена на нефть падает быстрее, чем цена на топливо. Конечно, заплатив большие деньги за бензин, владелец транспортного средства захочет получить качественное топливо. Однако на заправках много нечестных предпринимателей, которые могут продавать топливо не совсем заявленного качества по высоким ценам. Приобретая подобные жидкости, покупатель не только переплачивает деньги, но и наносит урон своему транспортному средству.

Целью работы является исследование качества автомобильного топлива различных производителей.

На АЗС можно встретить разные наименования. Обычно бензин маркируется литерами «А» и «АИ». Их расшифровка:

1. «А» - это обозначение говорит, что бензин автомобильный;

2. «АИ» - буква «И» означает метод, которым было определено октановое число.

Существует 2 способа определения октанового числа - исследовательский (АИ) и моторный (АМ).

Исследовательский метод - определяется путем тестирования топлива на одноцилиндровой силовой установке, при условии переменной степени сжатия, частоте вращения коленвала в 600 об/мин, угле опережения зажигания в 13^о и температуре воздуха (всасываемого) в 52^оС.

Моторный метод - осуществляется на той же установке, однако условия другие. Температура воздуха (всасываемого) составляет 149^оС, частота вращения коленвала равна 900 об/мин, а угол опережения зажигания переменный. Такой режим аналогичен высоким нагрузкам - езда в гору, работа мотора с нагрузкой и т. д.

Следовательно, число АМ всегда ниже, нежели АИ, а разница в значениях свидетельствует о чувствительности топлива к работе силового агрегата в разных режимах.

В соответствии с ГОСТ Р 54283-2010, который устанавливает единое обозначение моторных топлив - неэтилированных бензинов и дизельных топлив для автомобильного транспорта с бензиновыми и дизельными двигателями, автомобильные бензины маркируются тремя группами знаков, разделёнными дефисом (например, «АИ-92-4»):

Единое обозначение дизельных топлив состоит из двух групп знаков, расположенных в определенной последовательности через дефис.

Классификация видов топлив:

• Бензин АИ-98. Отличается высоким октановым числом;.

• Экстра АИ-95 - бензин повышенного качества, в составе нет свинца, что обеспечивает высокое качество;

• АИ-95 - основное отличие от Экстра АИ-95 в концентрации свинца, которая выше на 30%;

• АИ-93 - делится на 2 категории: этилированный и неэтилированный. Этилированное топливо выпускается на основе бензина каталитического риформинга (мягкий режим) с добавлением в его состав толуола и алкилбензина, а также бутан-бутиленовой фракции. Неэтилированный выпускается из того же бензина каталитического риформинга (жесткий режим), с добавлением бутан-бутиленовой фракции, алкилбензина и изопентана;

• АИ-92 - наиболее распространенный на рынке бензин среднего качества, с содержанием присадок антидетонационного типа;

• АИ-91 - отличается содержанием присадок антидетонационного типа;

• А-80 - состав этого бензина аналогичен таковому у АИ-92; ? А-76 - обычно применяется в сельском хозяйстве [2,4].

Использовались следующие пробы:

АИ-95 АЗС «Лукойл» - АИ-95 «Л» - проба №1;

АИ-92 АЗС «Лукойл» - АИ-92«Л» - проба №2;

ДТ АЗС «Лукойл» - ДТ «Л» - проба №3;

АИ-95 АЗС №161- АИ-95«А» - проба №4;

АИ-92 АЗС №161- АИ-92«А» - проба №5; ДТ АЗС №161 - ДТ «А» - проба №6.

Качество бензина марки АИ-95, АИ-92 и дизельного топлива мы решили проверить по следующим показателям: цвет, наличие воды, наличие смол, наличие водорастворимых кислот и щелочей и определение плотности. Нами были выбраны следующие методики, описанные в ГОСТах.

1) Определение плотности

С помощью ареометра измеряется плотность [1].

2) Оценка внешних качеств

Для оценки по внешним признакам достаточно осмотреть пробу топлива в стеклянном цилиндре. При этом невооруженным глазом не должно быть обнаружено твердых частиц, как в объеме, так и в осадке. В небольших количествах (сотые доли процента) вода способна раствориться в бензине, и он при этом не теряет прозрачности. Избыточное же количество воды в бензине при перемешивании вызовет помутнение бензина, а при отстаивании вследствие большего удельного веса приводит к накоплению ее на дне емкости отдельным слоем [5].

3) Определение воды в горючих жидкостях

Чтобы определить содержание воды в бензине можно использовать марганцовку. Для этого берется прозрачный сосуд, в который наливается топливо. В него добавляем небольшое количество марганцовки. Если жидкость в сосуде резко изменится в цвете на розовый или фиолетовый, значит, присутствует вода.

Наличие воды в бензобаке ведет к окислению инжектора и форсунок. Особенно опасно присутствие воды зимой, когда при её замерзании и расширении может повредиться трубопровод и внутренние детали топливной системы.

4) Содержание смол

Для того чтобы выяснить, не много ли смол в топливе, достаточно капнуть бензина на стекло и поджечь его. На стекле должна появиться окружность, цвет которой и покажет результат. Если наблюдается желтоватый и коричневатый цвет - в топливе слишком много смол, если оттенок беловатый - все хорошо. Если после сгорания на стекле остались капли, это говорит о том, что топливо развели дизелем или добавили масло.

Перебор смол может быть причиной избыточного отложения осадка на стенках трубопровода, что приводит к уменьшению сечения трубопровода и увеличению сопротивления потока горючей жидкости. Как итог, наполнение цилиндров замедляется, мощность двигателя уменьшается, не говоря о преждевременном изнашивании деталей [5].

5) Определение наличие водорастворимых кислот и щелочей

В делительную воронку налить 50 мл перемешанного топлива и столько же дистиллированной воды. Взболтать в течение 5 минут, не допуская образования эмульсии. После отстаивания водный слой слить через воронку с бумажным фильтром в колбу. Отобрать в две пробирки по 1-2 мл водной вытяжки. В одну добавить две капли раствора метилового оранжевого, в другую - три капли раствора фенолфталеина. Сравнить с цветом этих индикаторов в дистиллированной воде.

Нефтепродукты (топлива, масла) должны обладать минимальным коррозийным воздействием на металлы. Коррозионность нефтепродуктов обусловливается содержанием в них водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. В процессе производства горюче-смазочные материалы подвергаются обработке серной кислотой (H2SO4), а затем для удаления этой кислоты -- щелочью.

Если процесс нейтрализации кислоты, а затем промывка продукта водой для удаления щелочи производится недостаточно, то в горюче-смазочных материалах остаются минеральные кислоты или щелочи.

Так как минеральные кислоты и щелочи, находящиеся в горюче-смазочных материалах, являются одной из причин, вызывающих коррозию деталей двигателя, а также металлической тары и емкостей, то горюче-смазочные материалы, содержащие их, непригодны к эксплуатации [3].

На основании вышеописанных методик получены следующие результаты:

• Все пробы имеют допустимую окраску. Качественный заводской бензин должен быть в идеале бесцветным. Возможен желтоватый. Подозрений не вызывает запах. Мутность присутствует только в пробе 6, что может быть обусловлено пылью.

• Наличие смолы в образцах могло быть по причине того, во-первых, что бензин содержит определенное количество веществ, образующих смолы при хранении. По приведенным данным в результатах легко заметить, пробы бензина 1 и 4, отобранные из АЗС Лукойл и АЗС №161, соответственно, показали отсутствии смол. Все остальные имеют в составе лишние смолы, особенно бензин АИ-92 с АЗС №161, это говорит о недостаточной очистке топлива.

• Добавление воды не является способом фальсификации бензина, ни с целью увеличения его объема (бензина с водой не смешивается). Вода может попасть в отобранные пробы в результате конденсата шланга колонки на заправке. В нашем случае во всех пробах вода отсутствует.

• Все пробы тест на соответствие плотности и отсутствия водорастворимых кислот и щелочей прошли. Можно сказать, что данные автомобильные топлива имеют хорошее качество по отношению к указанным соответствиям.

Список литературы

1. ГОСТ 3900 - 85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.

2. ГОСТ 2084-77 Бензины автомобильные.

3. ГОСТ 6307-75 Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей.

4. Максимов С. А., Рыжков Н. Р. Исследование автомобильных бензинов и их влияние на работу автотранспорта // Молодой ученый. -- 2017. -- №23. -- С. 146-149. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://moluch.ru/archive/157/44334/.

5. Лебедева М. И. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: Учебное пособие. - Тамбов: Издательство ТГТУ, 2005 - 216 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://window.edu.ru/library/pdf2txt/085/38085/1588.

Размещено на Allbest.ru