Карта сайта
Присадки к бензинуРоссийский рынок - продажа нефтепродуктов

Испаряемость

Испаряемость бензина характеризует условия смесеобразования и состав горючей смеси во впускной системе двигателя, склонность бензина к образованию паровых пробок в топливной системе автомобиля, а также полно­ту сгорания бензина и степень разжижения моторного масла бензиновыми фракциями. Испаряемость бензина оценивается следующими комплексны­ми и единичными показателями, определяемыми лабораторными метода­ми: фракционным составом, давлением насыщенных паров, склонностью к образованию паровых пробок (соотношение пар-жидкость).
Фракционный состав-содержание в бензине фракций, выкипающих в определенных температурных пределах (выражаемое в % об.). С фрак­ционным составом бензина связаны такие характеристики двигателя, как легкий и надежный запуск, длительность прогрева, приемистость, полнота сгорания и расход топлива, образование отложений в камере сгорания


Прибор для разгонки  нефтепродуктов Кривые перегонки  автомобильных бензинов разных марок

РИС. 3. Прибор для разгонки нефтепродуктов:
1-колба; 2-термометр: 3-верхний кожух нагревателя; 4-прокладка; 5-нижний кожух нагревателя; 6-холо-дильник; 7-мерный цилиндр.

РИС. 4. Кривые перегонки автомобильных бензинов разных марок:
1-АИ-93 летнего вида; 2-А-72 летнего вила; З-А-76 зимнего вида.

и ряд других [29]. Фракционный состав определяют по методу ГОСТ 2177-82 разгонкой 100см3 бензина в регламентируемых стандартом усло­виях на специальном приборе (рис. 3).
Стандартными единичными показателями фракционного состава отече­ственных автомобильных бензинов согласно ГОСТ 2084-77 являются:
температуры начала перегонки, перегонки 10, 50 и 90% и конца кипения;
объем остатка в колбе;
' сумма потерь при разгонке и остатка в колбе, которая равна разности между объемом бензина, залитым в колбу, и объемом дистиллята в мер­ном цилиндре после окончания разгонки.
Для исследовательских целей при определении фракционного состава фиксируют температуры перегонки каждых 10% бензина и по этим данным строят кривую перегонки бензина в координатах объем бензина (%)-температура (°С). Типичные кривые перегонки товарных бензинов раз­ных марок представлены на рис. 4.
Давление насыщенных паров бензина-это давление паров, находящихся в равновесии с жидкой фазой при определенных соотношениях объемов жидкой и паровой фаз и данной температуре. Давление насыщенных паров дает дополнительную характеристику по содержанию и составу низкокипя­щих фракций бензина. По величине давления насыщенных паров можно судить: о пусковых свойствах бензина, о склонности бензина к образова­нию паровых пробок в топливной системе двигателя, о возможных поте­рях бензина при транспортировании и хранении.
Давление насыщенных паров бензина определяют статическим прямым или косвенным методом. Среди первых широко распространен метод определения в бомбах. В основном используют бомбу Рейда (рис. 5)-при­бор, принятый в ряде стран, в том числе и в СССР, в качестве стандартного.
Прибор Рейда состоит из двух стальных камер, соединенных на резьбе. Верхняя камера по объему в 4 раза больше нижней и имеет штуцер для со­единения с манометром (на рисунке не показан). Метод определения давле­ния насыщенных паров в бомбе по ГОСТ 1756-52 соответствует зару­бежным методам ASTMD 323 (США) и IP 69 (Великобритания).
Для определения давления насыщенных паров пробу бензина (~ 150 см3) предварительно охлаждают в ледяной ванне, затем заливают в нижнюю камеру прибора Рейда, также охлажденную в ледяной ванне, и плотно соединяют нижнюю (топливную) камеру с верхней (воздушной), ополоснутой водой. После этого прибор помещают в вертикальном поло­жении в водяную баню, нагретую до температуры 38 + 0,3 °С. По маноме­тру измеряют избыточное давление в верхней камере. Обычно для измере­ния давления используют ртутный манометр либо пружинный, отградуи­рованный в кгс/см2.
Пересчет давления насыщенных паров, измеренного при данной темпе­ратуре и атмосферном давлении, в. другие единицы измерения в соответ­ствии с техническими условиями (стандартами) на бензин проводят по формулам:
1 Па = 7,5024 • 10-3 мм рт. ст. = 1,02 • 10-5 ГС/см2

Кроме прямого метода по ГОСТ 1756-52 для определения давления на­сыщенных паров бензина в СССР используют косвенный метод по ГОСТ 6668-53 на приборе Валявского - Бударова. Метод основан на оценке уве­личения объема паровоздушной смеси после испарения топлива в газовой бюретке при постоянном давлении и соотношении начальных объемов воздуха и топлива, равном 1:1. Схема прибора Валявского - Бударова для измерения давления насыщенных паров приведена на рис. 6.
При проведении испытания в системе с помощью уравнительной склянки 11 создают сифон и оставляют в бюретке 2 необходимый объем возду­ха. Затем испытуемое топливо сливают из пипетки 8 в бюретку. После до­стижения равновесного состояния измеряют объем образовавшейся паровоздушной смеси. Давление насыщенных паров бензина Рнас рассчитывают по формуле:

Рнас = ((Vсм - Vвозд)/Vсм)x(Ратм - Рж)

где Vвозд, Vсм - объем чистого воздуха (до испарения) и паровоздушной смеси (после испарения) соответственно; Ратм - атмосферное давление; Рж- давление насы­щенных паров напорной жидкости (воды).
Метод Валявского - Бударова не пригоден для испытания бензинов, со­держащих спирты, поскольку при контакте с напорной жидкостью (водой)

Прибор для определения давления насыщенных  паров моторных топлив (бомба Рейда) Прибор Валявского - Бударова для определения  давления насыщенных паров моторных топлив

РИС. 5. Прибор для определения давления насыщенных паров моторных топлив (бомба Рейда):
1-топливная камера; 2-воздушная камера; 3-штуцер; 4-газовый кран.

РИС. 6. Прибор Валявского - Бударова для определения давления насыщенных паров моторных топлив:
1-стакан; 2-бюретка; 3-барометрическая трубка; 4-мешалка; 5, 6-краны; 7-резиновая трубка; 8-пипетка; 9-тер­мометр; 10-барометрическая трубка; //-уравнительная склянка.

Таблица 1. Результаты определения давления насыщенных паров образцов автомобильных бензинов разными методами (данные Е.Я.Важник)*

Бензины

Давление насыщенных паров, мм рт.ст. (кПа)

Абсолютная раз­ность результа- тов, мм рт. ст. (кПа)

Относительное отклонение от средней величи­ны, %

ГОСТ 1766-52

ГОСТ 6668-53

АИ-93

 

 

 

 

образец 1

316 (42,1)

326 (43,5)

10 (1,33)

± 1,6

образец 2

444 (59,2)

452 (60,3)

8  (1,1)

±0,9

А-76

 

 

 

 

образец 1

641 (84,4)

642 (84,6)

1 (0,13)

± 0,07

образец 2

584 (77,9)

586 (78,1)

2 (0,27)

± 0,17

А-72

645 (86,0)

627 (83,4)

18 (2,5)

±1,4

Смесь А-76 и метанола

 

 

 

 

98% + 2%

700 (93,3)

603 (80,4)

97 (12,9)

±7,4

90% + 10%

701 (93,4)

642 (25,6)

59 (7,9)

± 4,4

* 1 мм рт.ст. = 133,32 Па.

такой бензин расслаивается, и спирт переходит в водную фазу. Результаты определения давления насыщенных паров бензинов, состоящих из обычных углеводородных компонентов, имеют вполне удовлетворительную вос­производимость. Данные же испытаний бензино-метанольных смесей су­щественно различаются при использовании методов ГОСТ 1766-52 и ГОСТ 6668-53 (табл. 1).


Склонность бензина к образованию паровых пробок в системе подачи топлива карбюраторного двигателя оценивается наиболее объективно по величине фазового соотношения пар-жидкость, т.е. отношению объемов паровой и жидкой фаз бензина, испарившегося при определенных усло­виях.
В зарубежных спецификациях на автомобильные бензины, например, в специ­фикациях ASTMD 438 США фазовое соотношение «пар-жидкость» является обяза­тельным показателем. Для его определения применяют метод ASTMD 2633, заклю­чающийся в измерении объема паров, образовавшихся в результате испарения 1 мл бензина при заданной фиксированной температуре и нормальном давлении (760 мм рт. ст.).
Фазовое соотношение пар-жидкость для каждой фиксированной температуры нагрева бензина Ф, рассчитывают по формуле:
Фt = Vt/V0
где Vt - объем паровой фазы, измеренный в равновесии с жидкостью (жидким бензи­ном) при данной фиксируемой температуре tи нормальном атмосферном давлении, см3; V0-начальный объем пробы бензина, см3.
В СССР фазовое соотношение пар-жидкость определяют по ГОСТ 22055-76 (аналогичному методу ASTMD 2633) с использованием установ­ки, схема которой представлена на рис. 7. Основным узлом установки является паровая бюретка 2, изготовленная из стекла. Нижний боковой от­вод паровой бюретки закрывается пробкой из эластичной резины 3. Бю­ретку 2 и уравнительную склянку 5 заполняют глицерином.

Установка для определения фазового соотношения  пар - жидкость  бензина

РИС. 7. Установка для определения фазового соотношения пар - жидкость бензина:
1-водяная баня с регулируемой температурой; 2-паровая бюретка; 3--резиновая пробка; 4-резиновая трубка; 5-уравнительная склянка.


Результаты определения соотношения пар-жидкость для бензинов раз­ных марок в зависимости от температуры приведены на графиках рис. 8. Как видно из рисунка, бензины, мало различающиеся давлением насы­щенных паров (например, образцы 1 и 5), существенно различны по фазо­вому соотношению пар-жидкость при одинаковых температурах, что сви­детельствует об отсутствии прямой взаимной зависимости этих показате­лей.
Были исследованы условия образования паровых пробок в топливной системе двигателя наиболее массового советского грузового автомобиля ЗИЛ-130 [30]. Установлено, что при работе двигателя без нагрузки крити­ческое соотношение пар-жидкость при частоте вращения коленчатого ва­ла 1400 и 2000 мин ~ 1 равно соответственно 29-32 и 22-23, независимо от стандартной величины давления насыщенных паров, которая для испы­танных образцов бензина А-76 составляла 413-550 мм рт.ст. (55-73 кПа). Эти данные подтверждают, что склонность бензинов к образованию па­ровых пробок более надежно оценивается показателем соотношение пар — жидкость, а не давлением насыщенных паров. При испытании двигателя ЗИЛ-130 в стендовых условиях были найдены критические значения пока­зателя соотношение пар-жидкость, исключающие образование паровых пробок в широком диапазоне оборотов и нагрузок (табл. 2).
Таблица 2. Температура образования паровых пробок и критическое
фазовое соотношение пар-жидкость для стандартного бензина А-76
при разных режимах работы двигателя ЗИЛ-130 в стендовых условиях [30]

Частота вращения коленчатого вала, мин ~ 1

Нагрузка двигателя от номинальной, %

Температура образования паровой пробки, °С

Критическое фазовое соотношение пар -жид­кость

600

0

71,0

75,5

1000

0

68,0

63,5

1400

0

66,5

57,5

2000

0

63,5

45,5

1000

30

58,0

26,0

1400

40

56,0

20,0

2000

50

52,0

10,0

 

Зависимость фазового соотношения пар-жидкость бензина  разных марок от температуры

РИС. 8. Зависимость фазового соотношения пар-жидкость бензина разных марок от температуры :
1-A-72 (Рнас =469 мм рт.ст.); 2-А-72(Рнас = 536 мм рт.ст.); 3 - А-76(Рнас = 487 мм рт. ст.); 4 - А-72(Рнас = 441 мм рт.ст.); 5 - АИ-93 (Рнас = 447 мм рт.ст.)

Учитывая результаты испытаний, приведенные в табл. 2, допустимое значение соотношения пар-жидкость для бензина А-76, применяемого на автомобилях ЗИЛ-130, составляет 26 при температуре 58 °С.

 

 

Технологии производства высокооктановых бензинов
Rambler's Top100 Индекс цитирования Э-Хим.Нефтехимические технологии Яндекс.Метрика