Бензинът от близо, или какво не знаем за него

[Gorby Профил Уеб-сайтICQ]

Вдъхновен от пълните постове на alx и заинтригуван от последния му пост за октановото число и детонациите, се поразрових с цел да науча (а и да го споделя с вас) нещо повечко за безценната ни течност. Основната ми цел беше да разбера кое е по-калорично, гаста или бензина, и с колко. В крайна сметка изрових доста книги, учебници и справочници по химия, като събрах полезната (според мен) информация и я сбих до следните няколко реда

Всеки един от нас е виждал бензин, а повечето даже са го и оптвали. Но как се получава той, какво представлява и какви особености има за които не знаем а оказват огромно влияние на работата на двигателя.

Като за начало ще започна с получаването му, образно казано начина е много сходен с правенето на ракия или дестилация. В случая се нарича фракционна дестилация, тъй като се дестилират отделните фракции на нефта. Цялата тази дейност се състои в загряването на нефта до определена температура и задържането и до отделянето на цялата фракция. Първо "излизат" леките фракции като бензина при температура от 40 до 200 градуса целзии. След това лигроинова 120-240, петролна 160-300, газьолна 180-340, солярна 220-360 и мазутна фракция над 260 градуса.
Това е естествения начин за получаване на бензин, като има и изкуствени, които са сходни но процеса се извършва при много по висока температура (400 градуса и нагоре) и при високо налягане (над 50 at.)

До тук почти нищо чак толкова интересно, но какви свойства има бензина и кои от тях ни интересуват пряко.
Едно от най-важните свойства на горивата, като цяло, е тяхната топлотворност, или с по-прости думи казано калоричност. С други думи величината показва какво количество енергия се отделя при изгарянето на една единица обем от даденото гориво (а това нас ни интересува доста пряко). За бензина е около 44 000 KJ/kg (1кг бензин тежи средно 750гр.), като това го прави по-калоричен от всички алкохоли. Гаста обаче се явява повече от два пъти по-калорична. Не мога да кажа каква е калоричността на пропан-бутанът като цяло, но по отделно пропан - 92 000 KJ/kg и бутан - 117 000 KJ/kg.

Чистотата на бензна (става въпрос за съдържанието на други фракции а не на боклуците които тикат в него бензинджиите) е също от много голямо значение. Тя влияе основно върху състоянието на двигателя тъй като образуваните нагари и коксови остатъци след горенето, влошават смазочните свойства на маслото, водят до запушване на дюзи и бързото изосване на бутала, цилиндрови фтулки, пръстени и др.

Температура на самовъзпламеняване - лесно се разбира, че това е най-ниската температура, при която горивото се самовъзпламенява без въздействието на външен източник на възпламеняване. Това е много важен показател за качествата на един бензин, тъй като тя зависи пряко от налягането. С други думи колкото по високо налягане е приложено в/у бензина, при толкова по ниска температура то ще се самовъзпламени и съответно се получават нежеланите предварителни детонации или "чукането на аванса". Значи колкото по-висока температура на самовъзпламеняване има един бензин, тлкова по-качествен е той.

Друго, което трябва да се има предвид е, че горят само газовете. Течния бензин не гори, горят неговите изпарения и тук се намесва неговата изпаряемост или скоростта, с която бензина преминава от течно в газообразно състояние.
Независимо дали двигателят е карбураторен или инжекторен (бил той и многоточков), изпаряемостта на бензина е едно от най-важните му свойства. Колкото по-лесно се изпарява, толкова по-лесно се получава горивна смес от въздуха и горивните пари, без да има опасност от кондензиране на пари по стените на всмукателните колектори или цилиндъра. Действително, ако чрез жигльорите или дюзите се постигне едно добро разпръскване, изпарението се увеличава неимоверно поради голямата площ на изпарение.
Като примерни стойности за един хубав бензин се дават следните стойности:
1. Начало на кипене, не по-ниско от 45 градуса.
2. 10% от гориво да се изпарят при 80-85 градуса. -> Това характеризира образуването на горивна смес при паленето на студен двигател.
3. 50% при 110-115. -> Времето за загряване на двигателя.
4. 90% при 150. -> Динамичността на двигателя.
Изпарението след 97% т.е. тежките фракции на бензина (нежелани но и неизбежни) води до нагарообразуване, които от своя страна причиняват разреждане на маслото и образуването на перокиси (свръхокиси) съответно и нежелани детонации.

При карбураторните двигатели смесообразуването става в карбуратора и всмукателните колектори а за това е нужна топлина (която се явява катализатор). Именно топлината за изпарение на бензина се нарича скрита топлина на изпарение и тя има голямо значение за карбураторните двигатели. Ниската и стойност води до по-лесно изпарение на бензина в колекторите -> по-ниска температура на горивната смес -> по-малък обем на горивната смес -> по висосо съдържание на кислород в единица обем горивна смес. Образно казано се проявява ефекта на интеркулера.

Устойчивостта на бензина срещу детонация или октаново число. Антидетонационните свойства на бензина са също мнго важно качество което е изобразено с цифри дори и на колонките. Но какво точно означава това число и как се определя.
За еталон при сравняването на бензините служи нормалния хептан и изооктана, като се приема за устойчивост на хептана 0, а за изооктана 100. Чрез проби в специален едноцилиндров двигател с променлива степен на сгъстяване, се установява каква смес от изооктан и хептан има същата устойчивост както изследвания бензин. Например бензин с октаново число 92 отговаря на смес от 92% изооктан и 8% хептан.
Тази устойчивост се повишава чрез прибавянето на антидетонатори като оловен тетраетил, железен карбонил, етилов алкохол, бензол и др.
(При нафтата показател е цитановото число, което е точно братното на октановото число или при колкото по-ниско налягане се самовъзпламени нафтата, толкова по-високо цитаново число има тя)

Разбира се бензина има още много свойства, но те не ни засягат пряко и не сметнах за необходимо да ви товаря с тях. Надявам се, че написаното ви е било интересно и до някаде полезно.