О горении бензина
Эти знания помогут производителям завоевать любовь клиентов и увеличить прибыль
На современном рынке продажи топлива господствуют и усиливают свои позиции ВИНКи. Но частнику реально работать и зарабатывать наравне с ними. Зная это, вдохновленные специалисты открывают собственные АЗС, строят мини нефтеперерабатывающие заводы и ждут прибыли и признания. Но на практике оказывается все сложнее. Автомобилисты привычно едут на заправки крупных федеральных сетей, потребитель приобретает бензин у производителей с громкими именами. Как быть? Заявить о себе, создав качественный продукт, соответствующий современным требованиям.
Что важно учесть при производстве бензина? Как завоевать потребителя? Разберем в материале.
Разнообразие — вот что важно!
Основная характеристика бензина — октановое число. Чем оно выше, тем меньше вероятность самовоспламенения топлива. Несмотря на ГОСТы, ТУ и стандарты федеральных монополий в России нет идентично одинакового бензина, даже если это одна и та же марка (АИ-95, АИ — 92 и пр.), но у разных производителей. Специалист скажет: важна не марка или бренд, а углеводородный состав. Именно от него зависит скорость горения паров воздуха и бензина.
Любой бензин имеет свой нормальный фронт воспламенения. Как правило, это от 10 до 30 м/с. Если топливо подобрано грамотно, то потенциал механической и тепловой энергии используется на 100%, двигатель работает с максимальным КПД, и его ресурс не снижается.
«Разнообразие — вот что важно. Сегодня бензин, как правило, имеет около 200 — 300 углеводородных соединений. Они бывают разные: нормального строения, изостроения, ароматические и прочие. Хорошо, если присутствуют и кислородосодержащие соединения — спирты, эфиры или все сразу. Например, тот же МТБЭ гораздо эффективнее работает со спиртом. Горение сразу равномерное, экологичное» — рассказывает Александр Владимирович Салищев, кандидат технических наук, начальник отдела контроля качества нефтепродуктов «Кузбасс Терминал».
Ароматика горит медленнее, чем парафины и изопарафины, а оксигенаты — быстрее. Если бензин содержит большое количество оксигенатов, особенно спиртов, то скорость сгорания будет самой высокой. Например, оксигенатные топлива используются для заправки гоночных автомобилей.
Чтобы оценить важность всего вышесказанного, для начала подробно разберем процесс сгорания бензина в двигателе.
3 фазы сгорания
Первая — начальная фаза сгорания или фаза формирования фронта пламени.
Она начинается в момент возникновения электрической искры (момент зажигания), а заканчивается, когда давление в цилиндре в результате выделения теплоты становится выше, чем при сжатии смеси до верхней мертвой точки (ВМТ) без сгорания.
Для своевременного выделения теплоты при лучших условиях электрический разряд на электроды свечи подается в конце хода сжатия за 20-55° поворота коленчатого вала (КВ) до прихода поршня в ВМТ. Этот угол поворота называется углом опережения зажигания. Температура искры может составлять 10000 К.
Продолжительность первой фазы — 0,5 — 1 мс, что соответствует 10-30° поворота КВ. В течение нее сгорает около 2-3 % топлива, поданного в цилиндр.
Если в камеру сгорания будет подана обедненная смесь, то продолжительность фазы увеличится, а стабильность воспламенения нарушится. Сократить продолжительность можно, увеличив степень сжатия, длительность искрового разряда.
Вторая — основная фаза сгорания.
Длится от конца первой фазы до момента достижения максимального давления сгорания. Весь процесс занимает 1- 1,2 мс, т.е. 25-30° поворота КВ. Во время второй фазы пламя распространяется по камере сгорания, выделяется 75-85% теплоты. Температура РТ в конце фазы повышается до 2300 К, а давление достигает 3,5-5 МПа. К моменту окончания сгорание не заканчивается, поэтому средняя температура газов продолжает расти.
Третья — фаза догорания.
Начинается в момент достижения максимального давления цикла.
В этой фазе смесь горит в пристеночных слоях, где турбулентных пульсаций в разы меньше, чем в основном объеме камеры сгорания. Третья фаза не имеет четко выраженного окончания из-за замедления горения. В среднем ее продолжительность — 1-1,5 мс, т. е. 20-35° угла поворота КВ. Максимальная температура — 2300-2600 К. В третьей фазе выделяется еще 10-15 % теплоты.
В итоге, общее тепловыделение за весь процесс сгорания составляет 80-91%. Остальные 9-20 % теплоты теряются на теплопередачу через стенки цилиндра и на неполноту сгорания.
Гори, гори ясно: как улучшить горение бензина?
«Частнику важно расширять функциональный состав топлива, чтобы завоевать потребителя. Это делается с помощью присадок, как правило. Конечно, можно забрендировать бензин, добавить цвет, запах и прочие вещи. Но именно функциональное разнообразие состава делает бензин богатым, полноценным. Даже хороший, простой бензин, содержащий 3-5 компонентов, нужно и можно улучшать. Простой бензин — как каша без масла» — отвечает на вопрос Александр Владимирович Салищев.
Да, действительно, присадки улучшат характеристики бензина. Производитель получит «богатый» качественный продукт, соответствующий современным нормам, и, как следствие, завоюет доверие потребителя. Самое важное, ответственно подходить к выбору присадки и доверить ее внедрение в продукт специалистам, которые с точностью определят нужную дозировку и лично проконтролируют ее внедрение на ваших мощностях.
Компания «Одуванчик» предлагает комплексный подход к изготовлению топлива, предлагая как единое сбалансированное решение для мини НПЗ и сетей АЗС, так и отдельные присадки для получения эффективной формулы топлива для бензина.
Комплексная присадка Element
Основная проблема современных мини НПЗ и частных сетей АЗС — плохо настроенное оборудование. Из-за чего компоненты и присадки топливной формулы нередко подбирается «на глаз». Результат — нестабильное качество получаемого топлива, разное содержание элементов и даже разное ОЧ от партии к партии. Кроме того, для производства топлива задействованы собственные производственные мощности — резервуары, емкости, оборудование. Есть зависимость от цены и сроков поставки компонентов топлива, расходов на логистику.
Имея 12 лет опыта работы с НПЗ и сетями АЗС и огромную исследовательскую базу, специалисты научно-исследовательского центра компании «Одуванчик» разработали единое решение для получения оптимальной формулы бензина.
Заказчик, имея базовый прямогонный бензин с ОЧ 60-70, обращается в «Одуванчик». Специалисты создают сбалансированную и экономически эффективную формулу бензина на своих производственных мощностях, тестирует ее на сырье клиента. В итоге он получает одну присадку Element5 (для ЕВРО5) или Element4 (для ЕВРО4), которая дополнительно содержит еще несколько правильно и точно подобранных присадок. Это топливо обеспечивает ровное горение, эффективную работу ДВС и, как следствие, лояльность потребителей. А это — залог успеха. Кроме того, заказчики «Одуванчика» экономят за счет сокращения издержек на производство и логистику.
Таким образом, вместе с присадкой вы получаете технологическое сопровождение и правовое консультирование по продукту вместо букета проблем и задач при производстве топлива.
Использовать присадки или нет — решать вам. Но чтобы в топливной сфере обойти конкурентов, нужно обладать особой предусмотрительностью, вниманием и расчетливостью. Тогда появляется шанс стать первыми.
За помощь в подготовке материала благодарим Александра Владимировича Салищева, кандидата технических наук, начальника отдела контроля качества нефтепродуктов «Кузбасс Терминал».
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Каждый, кто смотрел хотя бы парочку голливудских боевиков, должен был видеть пафосные сцены о том, как в лужу бензина падает сигарета или горящая спичка, после чего топливо вспыхиваем инфернальным заревом!
Сразу же сломаем шаблон по поводу бензина: чаще всего горит не сам бензин, а его пары. Именно за счет них в абсолютном большинстве случаев и происходит воспламенение. Именно по причине присутствия паров горючего вещества на всех заправочных станциях запрещен всякий открытый огонь. При этом следует понимать, что для возникновения пожароопасной ситуации много паров не нужно. Достаточно чтобы в воздухе вокруг их содержание составляло более 1% и менее 6%.
И здесь мы плавно переходим к главному вопросу. Итак, поджечь бензин окурком – невозможно. Самостоятельно проверять данный факт, конечно же, не нужно. Лучше довериться американским ученым, которые в 2013 году провели эксперимент в рамках которого совершили 4 тысячи попыток поджечь топливо горящим окурком. В ходе опыта использовались сигареты четыре популярных марок. Горящие окурки бросали в лужу, окунали в канистру, держали рядом с топливом. На тлеющую сигарету даже распыляли бензиновый спрей. Успеха достичь так и не удалось.
Все потому, что горящая сигарета не имеет газофазного пламени (открытого огня). Только такой источник огня может зажечь быстро рассеивающиеся на свежем воздухе пары топлива. А это значит, что с такой задачей вполне себе может справится горящая спичка или включенная зажигалка.
Posts from This Journal by “Вопросы” Tag
Почему у пассажиров в самолёте нет парашютов?
Все знают, что согласно статистике, самолет является одним из самых безопасных видов транспорта. Однако, когда самолет падает, количество жертв…
Действительно, вы наверное замечали, что иногда желток в вареном яйце выглядит желтым полностью, а иногда по краю имеет серовато-зеленоватый…
Информация об этом журнале
А это значит, что с такой задачей вполне себе может справится горящая спичка или включенная зажигалка.
Не может, а точно справится. В детстве в шутку так спичку в канаву кинули по которой весной спускалось радужное пятно. Полыхнуло знатно.
Это да, но спирт более летуч, и поджигал он его открытым пламенем. Брось он туда сигаретку, ничего бы не случилось.
Но чувак мудень редкой масти, согласен.
Да я не об этом, понятно что любой кто проверял не в бензобаке сигареты тушил
замечательно
Патриотизм несовместим ни с одной идеологией, кроме Развитеизма
Про бензин : отвечает эксперт
Автор поста Xtrime предлагает вашему вниманию аналитический материал по бензину:
Раздел 1. Что такое октановое число и зачем нужен 98 бензин?
«Октановое число – это характеристика бензинов, характеризующая их детонационную стойкость, то есть способность противостоять самовоспламенению под действием волны давления, образующейся в камере сгорания при горении топлива.
Его определяют, сопоставляя интенсивность детонации исследуемого топлива с эталонным, имеющим фиксированное октановое число.
Для этого используют специальную одноцилиндровую установку с переменной степенью сжатия (УИТ-65 или УИТ-85).» [Источник: http://www.zr.ru/content/articles/406494-kakoj_benzin_zaliva. ]
Зависимость фактического октанового числа от оборотов двигателя
Замеры обоих ОЧ производятся на одной и той же одноцилидровой установке. Только для определения ОЧИ обороты коленчатого вала – 600 об/мин, для ОЧМ – 900 об/мин. Кроме того, при определении ОЧМ используется подогрев смеси перед двигателем.
Условно считают, что ОЧИ характеризует свойства топлива при городском цикле эксплуатации автомобиля, а ОЧМ – при шоссейном цикле.
Т.е. фактическое октановое число падает с ростом оборотов. На холостых оборотах, при полной нагрузке число равно измеренному по исследовательскому методу.
С ростом оборотов фактическое октановое число снижается до значения измеренного по моторному методу, т.е. на 5-10 пунктов.
Так почему же нельзя заправить высокофорсированный двигатель, рассчитанный на 98-й бензин 92-м?
Последствия детонации.
При нормальной работе двигателя рабочая смесь поступает в цилиндр, поджигается искрой и фронт пламени распространяется со скоростью 10—20 м/сек. При начале рабочего такта температура и давление, за счет воспламенения части топлива, начинают возрастать, если топливо обладает низкой антидетонационной стойкостью (низким октановым числом), то остальная смесь начинает гореть взрывообразно — со скоростью 1500—2500 м/сек. (в 100 раз больше чем при нормальном горении)
Детонация проявляется в металлических «стуках», дымном выхлопе, вибрации и перегреве двигателя и ведёт к пригоранию колец, прогоранию поршней и клапанов, разрушению подшипников, потере мощности двигателя. [Источник: http://dic.academic.ru/] Чаще всего страдают цилиндры расположенные в глубине моторного отсека (4, 3 и 6, 4 и 8 и тд.), так как в них температура выше, чем в передних.
В обычном случае, бензин будет догорать уже в выпускном коллекторе, даже в катализаторе (а он за это спасибо не скажет, не сомневайтесь). Если же детонация все равно происходит, то может включиться и аварийная программа управления двигателем с ограничением оборотов и динамики топливоподачи.
Двигатель никуда «не подстраивается», он теряет в мощности и экономичности, или же ограничивает допустимую мощность, снижает чувствительность нажатия на педаль газа. [Источник: http://bmwservice.livejournal.com/5962.html]
При прочих равных, чем выше стойкость к детонации, тем, как правило, медленнее скорость горения и выше КПД этого процесса, теоретически, лучше эффективность. Так же антидетонационный присадки сокращают скорость горения и энергию от сгорания.
Про скорость горения высокооктановых бензинов.
Скорость горения моторного топлива в первую очередь зависит от коэффициента избытка воздуха (степень обогащения смеси). Богатая смесь имеющая большое количество топливных паров имеет скорость горения выше в несколько раз больше вплоть до 10 раз!). При этом скорость горения одинаковой по составу смеси различных марок бензина различается не так сильно.
Что это означает на практике? Если взять обычный мотор, то длительность временного промежутка от зажигания и ВМТ (верхней мертвой точки) до НМТ (нижней мертвой точки) и открытия выпускных клапанов при холостых оборотах (500-1000 об/мин) и максимальных оборотах (5000-9000 об/мин.) отличается на порядок (в 10 раз). При этом топливо должно успевает сгорать, как на холостых оборотах, так и в «красной зоне». А если взять мотоциклетные моторы, то там обороты доходят до 15 000 об/мин. и времени для сгорания топлива еще меньше, при этом используется все тот же бензин из обычной колонки. Длительность горения характеризуется именно степенью обогащения смеси. Чем выше обороты, тем выше степень обогащения и тем выше скорость горения смеси. Если залить в старый мотор 98-й бензин, то в большинстве случаев он прекрасно сгорит до открытия клапанов и не причинит вреда системе.
Но на гражданских автомобилях постоянная неправильная экплуатация действительно может повредить выпускную систему, клапана, турбины, каталитические нейтрализаторы даже на топливе с «рекомендованным» ОЧ.
Но это всего лишь рассуждения, обратимся к главной настольной книге любого автолюбителя. Да, я про инструкцию по эксплуатации автомобиля. Там всегда указано только минимальное допустимое ОЧ (АИ 92-95). Никаких предостережений против АИ 116 с огромным содержанием оксигинаторов, эфиров и прочей таблицы Менделеева в ней нет.
Кстати АИ 116 можно свободно купить в Москве на обычной АЗС по цене «всего» 150 рублей за литр. И владельцы дорогих и мощных моторов не жалуются, что это топливо убивает их моторы 🙂 [ http://www.delfinmotorsport.ru/ ].
Чем же отличаются марки бензина и почему 98-й бензин подходит для всех двигателей?
Раздел 2. Чем отличаются разные марки бензина с точки зрения состава?
Теплота сгорания автомобильных бензинов различных марок, вырабатываемых из нефти, практически одинаковая, и составляет 43,5. 44,5 МДж/кг. [Источник: http://www.ecolog-alfa-nafta.angr.ru/page30.html ]
Однако, топливо подается в цилиндры исходя из объема, а не из массы. Расчитаем теплоту сгорания исходя из объема.
При равном объеме подаваемого в цилиндры топлива энергия от сгорания, в случае с чистым АИ 98 без присадок, будет выше на 5%.
Однако себестоимость получения чистого высоктанового топлива остается очень высокой, поэтому бензины АИ95 и АИ98, как правило, содержат различные присадки для достижения необходимого октанового числа.
Смесь тетраэтилсвинца с бромистыми и хлористыми соединениями. Этилированный бензин.
Последствия использования: вред для экологии, сниженный интервал замены свечей.
Ферроцен.
Свечи после использования бензина с ферроценом
Дициклопентадиенил железа (ферроцен) применение его и его производных приводит к появлению на свечах токопроводящего нагара. Что ведет лишь к их частой замене. Кроме этого, наличие в топливе железа повышает его коррозионную активность. Введение в бензин ферроцена возможно только посредством промежуточного растворителя и только в смеси с антиоксидантом. Топливо с железосодержащими присадками не способно обеспечить соблюдение нормы «Евро-3».
Раньше на форумах можно было часто встретить гневные посты о паршивом бензине с ферроценом из-за которого краснеют свечи и двигатель работает с перебоями. Если длительное время заправляться на заправке, которая мешает бензин с ферроценом без антиоксиданта, то можно будет заметить признаки коррозии в двигателе, но заниматься этим нужно очень упорно, и перебои не появяться сразу после заправки. Следовательно, отказ от ферроцена, как и от этилированного бензина произошел из-за ужесточения экологических норм, а не из-за технического несовершенства присадки.
Последствия использования: вред для экологии, сниженный интервал замены свечей.
Марганцевые присадки.
Бензин с марганцевыми присадками (циклопентадиенилтрикарбонил марганца и метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца) крайне нестабилен при хранении и требует введения в состав присадки стабилизаторов, удорожающих производство. Кроме того, с такими присадками сильно возрастает интенсивность нагарообразования на свечах, которую не ослабляет даже применение сложной смеси специальных добавок для очистки электродов свечей. Негативно сказываются марганецсодержащие присадки и на работе катализаторов.
Последствия использования: сниженный интервал замены свечей, износ катализаторов, вероятность снижения октанового числа в процессе хранения.
Нафталин.
Это средство от моли повышает октановое число на 5—6 единиц. Образует значительное количество нагара в топливной системе и кристаллизуется, забивая шланги, бензонасос и форсунки инжектора. Интересная результаты из статьи «Экономия пахнет нафталином» в Зарулем:
Источник: http://www.zr.ru/content/articles/17014-ekonomija_pahnet_naf.
Последствия использования: риск необходимости очистки топливной системы.
Соединения бензола.
Последствия использования: ускоренный износ пластиковых и резиновых деталей мотора (прокладки, уплотнители, сальники).
Ацетон.
Совсем нехитрый способ поднять октановое число до требуемого стандартом уровня. Смесь ацетона с бензином вызывает коррозию металла, разъедает сальники и прокладки.
Последствия использования: ускоренный износ мотора (прокладки, уплотнители, сальники, металические части).
Производные щелочных металлов (литий, калий и натрий).
Последствия использования: при больших концентрациях ускоренный износ элементов системы выпуска и турбонаддува.
Оксигенаторы.
Последствия использования: вред для экологии и высокая цена, возможно падение мощности из-за низкой калорийности при содержании выше 5%.
Спирты.
Последствия использования: без перенастройки увеличивается расход и снижается мощность из-за меньшей калорийности спирта.
«ЭКТО», «Пульсар», «G-drive» и т.д. Моющие присадки.
По заявлениям многих специалистов (включая журнал Зарулем), все необходимые моющие присадки уже содержатся в бензинах марок Евро-4 и Евро-5. Без моющих присадок сейчас бензин купить практически невозможно. Бензины с обозначениями «Экто», «Пульсар» «Супер-Спорт-Стрит-Стракер» и тд. не увеличивают мощность, так как отличаются от обычных бензинов не повышенным октановым числом или плотностью, а повышенным содержанием моющих присадок. Заявления об увеличении мощности приводятся при сравнении бензинов с АИ-92 с АИ-98, о чем всегда написано очень мелким шрифтом.
Оказалось, что не все так однозначно с «улучшенными бензинами». Что бы лучше разобраться, подготовлена отдельная статья про бензины с моющими (и не только) присадками.
Присадки могут вызвать неисправность, только если добавлены в топливо с грубым нарушением технологии, и заправка таким топливом происходит в течении длительного времени.
Присадки, сами по себе, не могут увеличить мощность, они уменьшают вероятность детонации и поломок, а, с другой стороны, сокращают удельную теплоту сгорания топлива. В двигателях, рассчитанных на низкооктановый бензин, использование бензинов с присадками (даже высооктановых) снизит мощность за счет уменьшенной калорийности топлива. В связи с этим, использование покупных присадок октан-корректоров не увеличит мощность, если не увеличивать степень сжатия/давление наддува/максимальные оборотов.
Раздел 3. Какой бензин лить?
Нужен ли 98-й бензин конкретно вашему мотору? Маленький тест:
— Степень сжатия мотора больше 10?
— Езда на повышенных оборотах или рваный темп езды (пробки чередующиеся с ускорениями со светофоров)?
— Есть турбина?
— Эксплуатация при температурах воздуха 30 градусов и выше?
Если вы ответили да хотя бы на один вопрос, то рекомендуется заливать 98-й. Если вы не уверены, то так же рекомендуется заливать 98-й бензин. 98-й бензин подходит в любые двигатели, на какое бы октановое число они не были расчитаны. А вот заливая 95 или 92 появляется риск детонации, которая со временем (в течении 1-2 лет если повезет) приведет к разрушению колец/поршней/клапанов.
Кроме того чем выше октановое число, тем меньше скорость горения, полнее сгорание и плавнее работает двигатель, а так же выше плотность бензина.
Увеличение мощности от перехода на 98-й бензин произойдет только в том случае, если бензин обладает минимальным количеством присадок (и следовательно будет иметь хорошую калорийность), либо если двигатель расчитан на 98-й бензин и обладает турбиной или высокой степенью сжатия. Навредить мотору 98-м (и даже 116-м) нельзя, но и увеличения мощности не следует ожидать.
Раздел 4. Про качество бензина.
«За Рулем» протестировало «плохой» российский бензин и он оказался хорошим. Бензин из 12 различных заправок в 12 регионах.
Источник: http://www.zr.ru/content/articles/459851-ekspertiza_benzina_.
На частной заправке №5 95-й бензин оказался с высоким содержанием присадок, его получили из 92-го. Отсюда и ухудшение мощности. ОЧИ у данного бензина составило 94,7, а ОЧМ 82,9 (у остальных 86-86,9) Теоритически, с таким бензином возможны детонации на высоких нагрузках.
В рамках одного региона бензин на заправки, вероятнее всего, поступает с одного и того же НПЗ. Так что под разными брендами может скрываться одно и тоже топливо.
Подробнее про «улучшенные» бензины, моющие присадки и обычное топливо на заправках ведущих брендов читайте завтра во второй (и надеюсь последней) части «про бензин».
БОНУС.
Мое мнение: Высокое содержание МТБЭ в обычном 95-м бензине само по себе не критично (см. результат заправки №5 в Разделе 4), но вызовет падение мощности (присадка горит хуже чистого бензина) и говорит о том, что бензин приготовлен из менее качественного путем добавления большого количества оксигинаторов. Для двигателя никакой опасности нет, но заправляться постоянно таким топливом нет смысла.
Если речь идет о спортивном топливе, то там содержание МТБЭ оправданная необходимость для достижения ОЧИ 110-120. Падения мощности естественно не будет, так как снижение калорийности топлива из-за присадок компенсируется перенастройкой двигателя (повышением давления наддува/степени сжатия) благодаря высокому ОЧ.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
