Файл: Топливо и смазочные материалы.pdf

27 органических соединений, особенно в топливах с низким индукционным периодом, интенсивность протекания коррозионных процессов значительно возрастает.
Содержание органических кислот в топливах характеризуется кислотностью, которую по ГОСТ 5985-79 определяют количеством щелочи (в мг), потребной для нейтрализации кислот, содержащихся в
100 мл топлива. Полностью удалять кислоты и фенолы из топлива нет необходимости, так как их коррозионная агрессивность значительно ниже, чем у неорганических кислот.
Сернистые соединения, содержащиеся в топливе, отрицательно сказываются на его эксплуатационных свойствах: стабильности, способности к нагарообразованию, коррозионной агрессивности и др.
Особенно агрессивны активные сернистые соединения, которые вызывают коррозию металлов даже при нормальных условиях, поэтому наличие их в топливе крайне нежелательно.
При сгорании как активных, так и неактивных сернистых соединений образуются серный (SO
2
) и сернистый (SO
3
) ангидриды, которые, соединяясь с водой (при конденсации ее из продуктов сгорания), образуют соответственно сернистую и серную кислоты.
Серный ангидрид SO
2
при работе прогретого двигателя вызывает газовую коррозию цилиндров, поршней и выпускных клапанов.
Коррозионный износ в значительной степени зависит от изношенности двигателя и количества серы, содержащейся в топливе.
При увеличении содержания серы в бензине от 0,05 до 0,1 % коррозионный износ деталей двигателя возрастает в 1,5-2 раза, с 0,1 до
0,2 % — еще в 1,5-2 раза, а с 0,2 до 0,3 % — в 1,3-1,7 раза.
Процесс удаления серы из бензина очень трудоемкий и требует больших затрат. Поэтому часть сернистых соединений, в основном, неактивных, в количестве, не влияющем на износ двигателя, в топливе обычно оставляют.
Присутствие активных сернистых соединений в топливе проверяют медной пластинкой. Максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах регламентируется ГОСТ Р 51105-97 и ТУ
38.301 -25-41-97 и должно составлять не более 0,05 %.
Экология автомобильных бензинов
Продукты сгорания моторных топлив являются одним из основных загрязнителей воздушного бассейна. По мере увеличения потребления топлив возрастает содержание в воздухе таких наиболее токсичных составляющих отработавших газов двигателей, как соединения свинца, оксиды азота, монооксид углерода, несгоревшие ароматические углеводороды, особенно бензол. Опасны также твердые продукты

28 неполного сгорания топлив — сажа. Вредное воздействие сажи на человека связано с адсорбцией ее частицами многих продуктов сгорания, стимулирующих образование злокачественных опухолей.
При сгорании бензинов наиболее агрессивными в составе отработавших газов являются соединения свинца, и окислы азота.
Большую угрозу для здоровья человека представляют и пары бензинов, содержание которых в атмосфере с увеличением объема производства нефтяных продуктов также возрастает. Таким образом, токсичность отработавших газов и паров моторных топлив зависит от их углеводородного состава и наличия различных добавок. Добиться улучшения качества бензинов с целью повышения экологической безопасности их применения можно путем оптимизации углеводородного и химического составов топлив. Ориентирами при разработке и внедрении бензинов с улучшенными экологическими показателями являются нормы европейских стандартов на бензины EN
228, а также фактические показатели качества европейских топлив, ко- торые, как правило, выше норм, регламентируемых международными стандартами.
2.7 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ
Повысить качество автомобильных бензинов можно за счет следующих мероприятий:
1. отказа от применения в составе бензинов соединений свинца;
2. снижения содержания в бензине серы до 0,05 %, а в перспективе до 0,003 %;
3. снижения содержания в бензине ароматических углеводородов до
45 %, а в перспективе до 35 %;
4. нормирования концентрации фактических смол в бензинах на месте применения на уровне не более 5 мг на 100 см
3
;
5. деления бензинов по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 8 классов с учетом сезона эксплуатации автомобилей и температуры окружающей среды, характерной для конкретной климатической зоны. Наличие классов позволяет выпускать бензин со свойствами, оптимальными для реальных температур окружающего воздуха, что обеспечивает работу двигателей без образования паровых пробок при температурах воздуха до +60 0
С, а также гарантирует высокую испаряемость бензинов и легкий пуск двигателя при температурах ниже -35 °С;
6. введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и

29 осмоления деталей топливной аппаратуры.
В таблице
3 приведены действующие и перспективные отечественные и зарубежные требования по ряду экологических показателей бензинов. Наиболее массовые отечественные бензины А-
76, АИ-93 (ГОСТ 2084-77) и АИ-92 (ТУ 38.001165-97) не отвечают указанным требованиям по содержанию свинца (для этилированных бензинов), массовой доли серы, отсутствию регламентации содержания бензола и моющих присадок.
Концентрация фактических смол в отечественных бензинах на месте производства не должна превышать 5 мг на 100 см
3
и 10 мг на 100 см
3
на месте потребления. Фактическое содержание смол в бензинах, особенно поступающих после многолетнего хранения из Госрезерва, зачастую превышает этот уровень, что способствует быстрому засмолению деталей топливной аппаратуры.
Экологичность применения автомобильных топлив достигается за счет:
1. повышения качества бензина до уровня европейского стандарта по содержанию серы и бензола. При отсутствии свинца экологическая агрессивность отработавших газов снижается на 4 %;
2. использование МТБЭ уменьшает агрессивность отработавших газов на 3 процента, в основном, за счет замещения ароматических составляющих бензина кислородосодержащей добавкой и более полного сгорания топлива (снижение СО на 12 %);
3. применения моющей присадки, снижающей агрессивность выбросов на 5%.
Суммарное снижение агрессивности за счет всех мероприятий по повышению качества бензинов составляет 12 %, в то время как увеличение затрат на производство бензинов с улучшенными экологическими показателями относительно невелико и не превышает
5-8 % себестоимости изготовления бензина.
В соответствии с ГОСТ Р 51107-97 «Бензины для автомобильного транспорта» в
России предусмотрен выпуск бензинов, удовлетворяющих экологическим требованиям европейских норм EN
228.
Законодательством США приняты поправки к закону о чистом воздухе, которые в связи с изменениями экологических требований к топливам после запрета свинцовых антидетонаторов предусматривают переход на использование реформулированных бензинов.
В соответствии с принятыми поправками выдвинуты более жесткие требования к бензинам по следующим показателям: давлению насыщенных паров, фракционному составу, содержанию ароматических углеводородов, бензола, олефинов, серы. Предусмотрено обязательное

30 добавление в реформулированные бензины кислородосодержащих соединений (не менее 0,8 % по кислороду) и моющих присадок.
Таблица 3
Требования к экологическим показателям бензинов
Нормы экологических показателей бензинов
Отечественные
Зарубежные
Действую- щие
Вводимые
Перспективные
Наименование показателей
А-76,
АИ-
93,
АИ-
98
АИ-
92
АИ-
80ЭК
АИ-
92ЭК
Действую- щие нормы по EN228 Предложе- ние комиссии
ЕС
Предложение
Ассоциации европейских автомобиль- ных компаний
Содержание свинца, г/дм
3
, не более
0,15 0,013 0,010 0,010 0,013 0,05
-
Массовая доля серы,
%, не более
0,10 0,05 0,05 0,05 0,05 0,02 0,003
Объемная доля бензола,%, не более
-
-
3 5
5 2
1
Объемная доля ароматических соединений, %, не более
-
-
-
-
-
45 35
Давление насыщенных паров для летнего бензина, кПа, не более
66,7 80 70 70 65 60 60
2.8 АССОРТИМЕНТ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ
По ГОСТ 2084-77 (табл. 4) выпускаются бензины марок А-72, А-76,
АИ-91, АИ-93 и АИ-95 зимнего и летнего видов:
1. зимнее (используется в течение всех сезонов в северных и северо-

31 восточных районах, а в остальных районах с 1 октября по 1 апреля);
2. летнее (используется во всех районах, кроме северных и северо- восточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всех сезонов).
Бензин А-72 практически не вырабатывается, так как потребности в низкооктановом бензине резко снижены.
ГОСТ Р 51105-97, введенный в 1999 г., предусматривает выпуск и классификацию автомобильных бензинов в соответствии с их испаряемостью и октановым числом, определяемым исследовательским методом. В зависимости от сезона и климатического района применения
(ГОСТ 16350) по показателям испаряемости автомобильные бензины делятся на 5 классов. Основные показатели качества автомобильных бензинов, их испаряемость и фракционный состав приведены в таблицах 5 и 6. В связи с широким распространением автомобилей, оснащенных системами электронного управления впрыском бензина (в том числе непосредственного) все чаще стали применяться бензины с повышенной до 215 °С температурой конца кипения.
Бензин «Нормаль-80» используется для грузовых автомобилей вместо бензина А-76, а «Регуляр-91» вырабатывается взамен бензина
АИ-93.
Таблица 4
Основные показатели качества бензинов, выпускаемых по ГОСТ 2084-77
А-76
Наименование показатели
А-72
Неэти- лиро- ван- ный
Неэти- лиро- ван- ный
Этили- рован- ный
АИ-91
Неэти- лиро- ван- ный
АИ-93
Неэти- лиро- ванный
АИ-95
Неэти- лиро- ванный
1 2
3 4
5 6
7
Детонационная стойкость: октановое число, не менее: моторный метод
72 76 76 82,5 85 85 исследовательский метод
-
-
-
91 93 95
Массовое содержание свинца, г/дм
3
, не более 0,013 0,013 0,17 0,013 0,013 0,013

32 продолжение табл. 4 1
2 3
4 5
6 7
Фракционный состав: температура начала перегонки бензина,
0
С, не ниже: летнего
35 35 35 35 35 35 зимнего
-
-
-
-
-
-
10% бензина перегоняется при температуре,
0
С, не выше: летнего
70 70 70 70 70 75 зимнего
55 55 55 55 55 55 50% бензина перегоняется при температуре,
0
С, не выше: летнего
115 115 115 115 115 120 зимнего
100 100 100 100 100 105 90% бензина перегоняется при температуре,
0
С, не выше: летнего
180 180 180 180 180 180 зимнего
160 160 160 160 160 160
Конец кипения бензина при температуре,
0
С, не выше: летнего
195 195 195 205 205 205 зимнего
185 185 185 195 195 195
Остаток в колбе, %, не более
1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Остаток и потери, %, не более
4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
Давление насыщенных паров бензина, кПа, не более: летнего
66,7 66,7 66,7 66,7 66,7 66,7 зимнего
93,3 93,3 93,3 93,3 93,3 93,3

33 продолжение табл. 4 1
2 3
4 5
6 7
Кислотность, мг
КОН/100 см
3
, не более
3,0 1,0 3,0 3,0 0,8 2,0
Содержание фактических смол, мг /100 см
3
, не более: на месте производства
5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 на месте потребления
0,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Индукционный период на месте производства бензина, мин, не менее 600 1200 900 900 200 900
Массовая доля серы,
%, не более
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Цвет
-
-
Желтый
-
-
-
Таблица 5
Основные показатели качества бензинов, выпускаемых по ГОСТ Р 51105-97
Наименование показателя
Нормаль-80 Регуляр-91
Премиум-95
Сулер-98
Октановое число, не менее: по моторному методу / по исследовательскому методу
76 / 85 80 / 95 82,5 / 88 91,0 / 98
Концентрация свинца, г/дм
3
, не более
0,010
Концентрация марганца, мг/дм
3
, не более
50 18
_
-
Содержание фактических смол, мг /100 см
3
, не более
5,0
-
Индукционный период бензина, мин, не менее
_
360
_
Массовая доля серы, %, не более
_
0,05
_
Объемная доля бензина, %, не более
_
5
_
Испытание на медной пластине
-
Выдерживает, класс 1
-
Внешний вид
-
Чистый, прозрачный
-
Плотность при 15 °С, кг/м
3 700-750 725-780 725-780 725-780

34
Таблица 6
Испаряемость бензинов, выпускаемых в соответствии с ГОСТ Р 51105-97
Класс бензина по ГОСТ 163S0
Наименование показателя
1 2
3 4
5
Давление насыщенных паров бензина, кПа
35-70 45-80 55-90 60-95 80-100
Фракционный состав: температура начала перегонки бензина, °С,
35 35 10%
75 70 65 60 55 50%
120 115 110 105 100 90%
190 185 180 170 160 конец кипения при температуре,
°С,
215 215 215 215 215
Индекс испаряемости, не более
900 1000 1100 1200 1300
Бензины «Премиум-95» и «Супер-98» предназначены в основном для автомобилей иностранного производства и отвечают европейским стандартам.
По ТУ 38.001165-97 выпускаются бензины А-80 и А-96 с октановыми числами по исследовательскому методу соответственно 80 и 96. Эти бензины предназначены для поставки на экспорт.
Автомобильный бензин АИ-98 с октановым числом 98 по исследовательскому методу выпускается по ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ
38.401-58-127-95.
По ТУ 38.401-58-86-94 производится малоэтилированный бензин
АИ-91.
Всесезонные бензины, вырабатываемые на экспорт, и бензин АИ-98 производятся по ТУ 38.001165-97.
Выпуск бензинов с улучшенными экологическими показателями производится по ТУ 38.401-58-171-96, а бензинов марки «Ярмарка» — по ТУ 38.301-25-41-97. В табл. 1.7 приведены основные характеристики автомобильных бензинов с улучшенными экологическими показателями.
Рекомендации по применению автомобильных бензинов
Октановое число бензина, его основная характеристика, нормируемая по ГОСТ, определяется моторным или исследовательским методами. Бензин, имеющий в обозначении его марки букву «И» и

35
Таблица 7
Характеристики бензинов с улучшенными экологическими показателями
ТУ 38.401-58-171-96
ТУ 38.301-25-41-97
Наименование показателя
АИ-
80ЭК
АИ-
92ЭК
АИ-
95ЭК
АИ-
98ЭК
Ярмарка
92Е
Ярмарка
95Е
Октановое число, не менее, по методу: моторному
76 83 85 88 83 85 исследовательскому
80 92 95 98 92 95
Содержание свинца, г/дм
3
, не более
0,010
Фракционный состав: объем испарившегося бензина, %, при температуре:
70 0
С
10-50 15-50 15-50 15-50 15-50 15-50 100 0
С
35-70 40-70 40-70 40-70 40-70 40-70 180 0
С
85 85 85 85 85 85 конец кипения бензина при температуре,
0
С, не выше
215 215 215 215 215 215 доля остатка в колбе, %
(по объему), не более
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Давление насыщенных паров бензина, кПа: летний период с 1.04 по 1.10 35-70 35-70 35-70 35-70 35-70 35-70 зимний период с 1.10 по 1.04
-
-
-
-
60-100 60-100
Индекс паровой пробки, не более: летний период
950 950 950 950 950 950 зимний период
1250 1250 1250 1250 1250 1250
Содержание фактических смол на месте производства
5,0 мг/100 см
3
, не более
Объемная доля, %, не более: ароматических углеводородов
-
-
-
-
45 45 в том числе бензола
3 3
5 5
3 3
Индукционный период бензина на месте производства,
360 мин, не менее
Массовая доля серы, %, не более
0,05
Плотность при 20 0
С, кг/м
3
, не более
780

36 цифру
(например,
АИ-95), соответствует октановому числу, определенному исследовательским методом. 04 бензина, определенное исследовательским методом, на 4-10 единиц выше, чем 04, определенное моторным методом.