Автомобильные бензины: состав, классификация и стандарты качества

Автомобильный бензин — это не просто топливо, это основа бесперебойной работы миллионов двигателей внутреннего сгорания по всему миру. Его характеристики напрямую влияют на экономичность, мощность и экологичность транспортных средств, а также на срок службы двигателей. Современный бензин представляет собой сложную смесь углеводородов, получаемую из нефти и газового конденсата с помощью различных технологий переработки.

От точности соблюдения стандартов и соответствия техническому регламенту зависит не только качество топлива, но и экологическая безопасность его использования. Сложность темы обуславливает необходимость строгого нормирования состава, октанового числа, фракционного состава и других параметров — как на национальном, так и международном уровне.

Разработка и массовое использование бензина начались в конце XIX века, когда начался активный рост автомобильной промышленности. Первые стандарты на моторное топливо были весьма примитивными и регламентировали в основном лишь фракционный состав.

В СССР в 1930-х годах начались первые систематические исследования бензинов, а с 1977 года вступил в силу ГОСТ 2084-77 — один из самых продолжительно действующих нормативов, определяющих сорта автомобильного бензина. В нём чётко классифицировались бензины по октановому числу и наличию свинцовых добавок.

В 1990-х годах начался переход на более экологичные составы, а уже в начале 2000-х годов с вступлением России в ВТО и усилением требований Евро-норм появилось множество новых ГОСТов, включая ГОСТ Р 51105, унифицирующий национальные требования с международными экологическими стандартами.

Бензины представляют собой один из ключевых видов моторных топлив, используемых преимущественно в поршневых двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием. По своей сути, бензин — это комплексная смесь разнообразных углеводородов с углеродным скелетом в пределах от С₄ до С₁₂.

Производство бензинов осуществляется в процессе переработки нефти или газового конденсата. Существует несколько методов получения этого продукта: прямогонная перегонка, результатом которой является прямогонный бензин, а также вторичные процессы переработки, включающие каталитический крекинг и риформинг, при которых из более тяжелых фракций получают высокооктановые компоненты.

Бензины автомобильные

Современные автомобильные бензины предназначены не только для легковых и грузовых автомобилей, но также используются в различных видах техники, оснащённых бензиновыми двигателями, включая сельскохозяйственные машины, генераторы и малую авиацию.

Ключевым эксплуатационным параметром, по которому оценивают качество бензина, является его сопротивляемость детонации — детонационная стойкость. Этот показатель выражается в виде октанового числа (ОЧ). Марка бензина напрямую определяется по величине октанового числа, которое определяется двумя официально признанными методами — моторным и исследовательским.

Моторный метод оценки ОЧ основывается на сертифицированных методиках, таких как ГОСТ 511-82 «Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа», ГОСТ Р 52946-2008 и ЕН 25163-93 (ИСО 5163-90), применяемых как в России, так и в международной практике. Эти стандарты регламентируют процедуру испытаний топлива в условиях, приближённых к реальным нагрузкам.

Исследовательский метод, наоборот, предназначен для определения октанового числа при менее экстремальных режимах, что позволяет выявить другие аспекты качества топлива. В рамках этой методологии используются такие нормативы, как ГОСТ 8226-82, ГОСТ Р 52947-2008 и ЕН 25164-93 (ИСО 5164-90).

На международной арене также используется система классификации бензинов по их антидетонационным свойствам. Принятые обозначения — “Normal”, “Regular”, “Premium”, “Super” — соответствуют значениям ОЧ в пределах от 80 до 98, согласно стандарту ASTM D 2699, который опирается на исследовательскую методику.

До 2003 года нормативным документом, определяющим как сортамент, так и требования к качеству автомобильных бензинов, был ГОСТ 2084-77. Он предусматривал следующие марки: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95 (см. табл. 1), каждая из которых соответствовала определённому диапазону эксплуатационных характеристик.

Таблица 1.

Следует отметить, что на сегодняшний день стандарт ГОСТ 2084-77 в Российской Федерации продолжает действовать исключительно в отношении автомобильного бензина марки А-76 неэтилированный. Остальные марки были выведены из применения в связи с несоответствием требованиям современных Технических регламентов. Тем не менее, в государствах, ранее входивших в состав СССР, данный нормативный документ по-прежнему используется в регуляторной практике.

Маркировка бензинов, содержащая символ “А” (например, А-72 и А-76), указывает на то, что их октановое число определялось методом, имитирующим рабочие условия двигателя, т.е. моторным методом. Добавление в обозначение литеры “И” (например, АИ-91) свидетельствует об использовании исследовательского метода, позволяющего оценить топливо в более мягких условиях.

Таким образом, несмотря на устаревание некоторых подходов, принятых ранее в СССР, определённая преемственность в регулировании характеристик бензина сохраняется и сегодня — особенно в регионах, где инфраструктура и двигательные технологии всё ещё совместимы с использованием таких стандартов.

Интеграционные процессы отечественной топливной промышленности, направленные на соответствие требованиям глобального рынка нефтепродуктов, в частности в части повышения стандартов качества бензинов, потребовали разработки новых нормативно-технических документов. В период с 1997 по 2011 годы данную функцию выполнял ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия», соответствующий экологическим критериям стандарта Euro-II и вступивший в силу с 1997 года.

В редакции 2007 года указанный ГОСТ включал технические требования к шести разновидностям автомобильных бензинов, дифференцированных как: «Нормаль-80/2»; «Регуляр-92/2»; «Регуляр-92/3»; «Премиум-95/3»; «Премиум-95/4» и «Супер-98/4». Первая часть обозначения указывала на октановое число, определяемое исследовательским методом, в то время как вторая, указанная через дробь, указывала на экологический класс автотранспортных средств, для которых данный бензин был предназначен. Например, маркировка «Премиум-95/4» означала бензин с октановым числом 95, подходящий для автомобилей, соответствующих классу Евро-4.

Бензины с октановым числом от 95 и выше разрабатывались для бензиновых двигателей с системой искрового зажигания, эксплуатация которых допускалась в рамках экологических норм Евро-4. Однако, с 2011 года в связи с корректировками в техническом регулировании, касающимися стандартов на топливо, произошло упрощение номенклатуры автомобильных бензинов – их количество было сведено к двум основным маркам: «Нормаль-80» и «Регуляр-92». Эти марки соответствовали требованиям, установленным Техническим регламентом Российской Федерации (ТР РФ), обеспечивая необходимый базовый уровень экологической и эксплуатационной безопасности.

Ключевые параметры качества бензинов, включая условия их использования и производственные особенности, требуют более точной градации по сортам. Согласно требованиям ГОСТ 2084-77, в рамках которого организуется выпуск, автомобильные бензины подразделяются на два сезонных типа – летний и зимний. Эти виды различаются по физико-химическим характеристикам, в частности по температуре начала кипения и давлению насыщенных паров, что определяет условия их использования: летний бензин рекомендуется для применения в период с 1 апреля по 1 октября (за исключением северных и северо-восточных территорий), а также круглогодично в южных регионах страны. Зимний бензин, напротив, предназначается для эксплуатации с 1 октября по 1 апреля, включая весь календарный год в северных и северо-восточных климатических районах.

Распределение регионов по климатическим зонам, в зависимости от которых осуществляется выбор типа сезонного бензина, производится в соответствии с положениями ГОСТ 16350-80 «Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей». Этот стандарт классифицирует территории по климатическим условиям для корректного технического применения продукции, включая топливо.

Кроме того, в положениях ГОСТ Р 51105-97 с изменениями 1-6 (см. табл. 2, 3) предусмотрена классификация автомобильных бензинов по их испаряемости. Эта характеристика оказывает решающее влияние на пригодность топлива к применению в различных температурных и климатических условиях. В документе представлены пять классов бензинов, различающихся по степени испаряемости:

• 1 класс – используется в климатических районах II₉, характеризующихся умеренно тёплым климатом с мягкими зимами, в период с 1 апреля по 1 октября;
• 2 класс – применяется в районах с умеренно холодным (II₄) и умеренным климатом (II₅) также с 1 апреля по 1 октября;
• 3 класс – рекомендован для климатических зон I₁ (очень холодный климат) и I₂ (холодный климат) в тёплое полугодие (с 1 апреля по 1 октября), а также для II₉ в холодный период (с 1 октября по 1 апреля);
• 4 класс – охватывает периоды с 1 октября по 1 апреля в районах II₄ и II₅ с умеренно холодной и умеренной погодой соответственно;
• 5 класс – предназначен для холодного времени года в самых суровых климатических условиях: зоны I₁ и I₂, с применением с 1 октября по 1 апреля.

Такая детализация и районирование по испаряемости позволяет обеспечить надёжный запуск двигателя и стабильную работу топливной системы автомобилей в условиях конкретного климата, что критически важно для сохранения ресурса двигателя и соблюдения экологических норм.

Таблица 2.

Таблица 3.

Повышение экологических требований к эксплуатационным характеристикам моторных топлив, обозначенное в очередной европейской концепции экологической безопасности «Euro-III», обусловило необходимость разработки и внедрения в 2002 году национального стандарта — ГОСТ Р 51866-2002 «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия». Данный документ создан с учётом ключевых положений европейской инициативы и отражает глобальные тенденции в области охраны окружающей среды.

Указанный ГОСТ регламентировал технические характеристики автомобильных бензинов категорий: «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95», а также «Супер Евро-98». Однако в результате последующих изменений из перечня требований был исключён бензин марки «Регуляр Евро-92». Таким образом, в актуальной редакции документа предъявляются только обязательные параметры к бензинам марок «Премиум Евро-95» и «Супер Евро-98». Детализированные значения параметров, предусмотренные ГОСТ Р 51866-2002 (с изменениями 1–4 и с учётом требований EN 228-2004), представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Таблица 5.

Как и в ранее действующих нормативных актах, цифровые индексы в названии бензинов указывают на величину октанового числа, определённую по исследовательскому методу.

С вступлением в силу Технического регламента, а затем и технического регламента Таможенного союза (ТР ТС 013/2011), было утверждено обязательное требование подтверждать соответствие характеристик автомобильных бензинов установленным нормам. В регламенте представлены значения показателей, подлежащих контролю, а их нормативы сведены в таблицу 6.

Классификация топлива в рамках этих требований осуществляется на основе содержания серы:
– класс 2: ≤ 500 мг/кг;
– класс 3: ≤ 150 мг/кг;
– класс 4: ≤ 50 мг/кг;
– класс 5: ≤ 10 мг/кг.

Таблица 6.

Развитие технологий в области производства моторных топлив, в том числе в аспекте ужесточения экологических требований, обусловило необходимость внедрения усовершенствованных подходов к рецептуре бензинов.

Современные автомобильные бензины изготавливаются с применением широкого спектра функциональных добавок, таких как моющие, антиокислительные, антидетонационные и другие, обеспечивающие как стабильность топлива при хранении, так и его оптимальное сгорание. Эти обстоятельства повлекли за собой расширение линейки бензинов, выпускаемых на основе разнообразных стандартов и технических условий, в том числе стандартов организаций, разработанных с учетом специфики регионов и требований автопроизводителей.

Исторически, для повышения стойкости к детонации, в рецептуру бензинов активно вводили тетраэтилсвинец, известный также как этиловая жидкость. Эта антидетонационная присадка эффективно увеличивала октановое число, но обладала крайне высокой токсичностью. Вследствие существенного экологического ущерба, вызванного её применением, на международном уровне был введён практически повсеместный запрет на производство и реализацию этилированных марок топлива.

Кроме того, повсеместный отказ от использования этилированных бензинов стал следствием перехода к новым типам автомобильных двигателей. Современные модели транспортных средств, в особенности зарубежного производства, а также новейшие отечественные разработки, оснащаются катализаторами, чувствительными к соединениям свинца. Такие элементы системы нейтрализации отработавших газов быстро выходят из строя при контакте с тетраэтилсвинцом, теряя способность эффективно снижать выбросы вредных веществ в атмосферу.

С целью замещения этилсвинцовых компонентов в интервале 2000–2005 годов в промышленности были опробованы другие присадки, в частности соединения железа и марганца. Однако даже эти альтернативные добавки имели ограниченный потенциал применения. В профильных технических регламентах допускалось их использование лишь в строго лимитированных концентрациях. С вступлением в силу требований Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011, введено жёсткое ограничение: на территории Российской Федерации полностью запрещено производство и оборот бензинов, содержащих любые высокооктановые добавки на основе металлов.

В условиях указанных ограничений, в топливной промышленности начался активный переход на безметаллические, преимущественно органические присадки, получаемые методом органического синтеза. Эти соединения, благодаря своей химической стабильности и экологической приемлемости, в настоящее время составляют основу для корректировки детонационных характеристик бензинов.

Среди наиболее востребованных компонентов, применяемых для улучшения эксплуатационных свойств бензинов, можно выделить:

• метил-трет-бутиловый эфир — эффективный компонент для повышения октанового числа и улучшения смесеобразования;
• монометиланилин технический — используется в качестве антидетонационной добавки с хорошо выраженными свойствами;
• абсорбент осветленный стабилизированный — служит для коррекции состава и стабилизации топливных фракций.

Дополнительно в составе современных бензинов могут использоваться побочные продукты нефтехимического синтеза, такие как смолы пиролиза углеводородного ряда С₅–С₉, а также многофункциональные композиции, включающие целый ряд синергетически действующих компонентов. Эти смеси подбираются в зависимости от требований к экологическим, физико-химическим и эксплуатационным характеристикам конкретного топлива.

Заключение

Интересные факты:

• Свинцовые бензины ранее широко применялись благодаря высокой детонационной стойкости, но были запрещены в большинстве стран из-за токсичности и загрязнения окружающей среды.

• Октановое число выше 100 не означает сверхмощное топливо — это показатель специфического состава, чаще всего характерного для авиационных или гоночных бензинов.

• В Европе и США бензин с октановым числом 95 считается стандартным, в то время как в некоторых странах Азии до сих пор активно используется бензин с ОЧ 80–85.

• Первый массовый автомобиль, Ford Model T, работал на этаноле, а не бензине. Лишь позже нефть стала основой моторных топлив.

• Реформинг и крекинг, вторичные процессы переработки нефти, позволили резко повысить качество и эффективность бензинов, увеличив выход высокооктановых компонентов.

Автомобильный бензин прошёл сложный путь от грубой углеводородной смеси до высокотехнологичного и экологически регулируемого продукта. Сегодня его производство и использование строго контролируются многочисленными национальными и международными стандартами, в которых учитываются как эксплуатационные, так и экологические требования.

В условиях интеграции в мировую топливную систему Россия продолжает адаптировать свои нормы, обеспечивая конкурентоспособность продукции на глобальном рынке и соответствие современным требованиям к качеству и безопасности. При этом важнейшую роль продолжают играть октановое число, состав и сезонные особенности бензина, определяющие его эффективность в конкретных климатических условиях и типах двигателей.

• Об авторе
• Недавние публикации

Александр Лавриненко

Александр Лавриненко недавно публиковал (посмотреть все)

• Современные смазочные материалы: их классификация, характеристики и применение - 03.05.2025
• Современные методы и средства измерения влажности древесины и древесных материалов - 03.05.2025
• Автономные установки для удаления пыли и стружки: преимущества и перспективы применения - 03.05.2025