Топливо

Автомобильный бензин: Виды, свойства, марки, качество

Автомобильный бензин — это не просто топливо, без которого невозможно движение миллионам автомобилей. Это сложный, высокотехнологичный продукт нефтепереработки, состоящий из множества углеводородов и химических соединений, чьи свойства определяют эффективность, безопасность и экологичность работы двигателя внутреннего сгорания.

Каждая капля бензина должна обладать определёнными характеристиками — от способности быстро испаряться до стойкости к самовоспламенению. При этом его состав варьируется в зависимости от сезона, марки, технологии переработки и нормативных требований. Особое значение имеет октановое число — главный показатель сопротивляемости топлива к детонации, напрямую влияющий на мощность, срок службы двигателя и объём вредных выбросов.

Первые бензины, использовавшиеся для питания двигателей внутреннего сгорания, получали методом простой перегонки нефти. Их октановое число было крайне низким, что ограничивало возможности двигателей и провоцировало сильную детонацию. В 1920-х годах был открыт способ повышения детонационной стойкости с помощью добавления тетраэтилсвинца (ТЭС), что стало прорывом для автомобильной промышленности.

Однако уже в середине XX века стали очевидны экологические и медицинские последствия использования этилированного топлива: свинец накапливался в окружающей среде, почве и организме человека. Это вызвало волну научных исследований по поиску альтернатив. К концу 1980-х начался активный переход на безсвинцовые бензины, в которых антидетонационные свойства достигаются за счёт применения кислородосодержащих и ароматических компонентов.

Автомобильный бензин представляет собой горючую смесь легких фракций углеводородов, температурный интервал кипения которых варьируется от 33 до 205 ºC. Это один из основных видов топлива, применяемых для питания двигателей внутреннего сгорания, эксплуатируемых в автомобильной технике.

Марка бензина формируется с учетом технологии его производства, времени года, для которого он предназначен (зимний или летний), а также присутствующих присадок.

бензин
Для бесперебойной, эффективной и длительной работы бензинового двигателя крайне важно, чтобы используемый бензин соответствовал ряду определённых критериев. Ниже приведён перечень ключевых требований, выполнение которых обеспечивает оптимальные рабочие характеристики мотора:

  1. Высокие карбюрационные качества: способность быстро образовывать топливовоздушную смесь, которая гарантирует уверенный запуск двигателя, а также его стабильную работу при различных нагрузках и режимах эксплуатации.
  2. Наличие необходимой устойчивости к детонационному сгоранию: топливо должно предотвращать возникновение детонации благодаря достаточной стойкости к самовоспламенению.
  3. Полное и чистое сгорание: важна минимизация образования смолы и нагара внутри двигателя.
  4. Стабильность при хранении и транспортировке: бензин должен сохранять свои свойства и состав даже при длительном воздействии внешних факторов.
  5. Антикоррозионная способность: при длительном хранении не должен вызывать коррозию резервуаров, а продукты сгорания не должны разрушать металлические компоненты двигателя.
  6. Максимально возможная теплота сгорания топлива в смеси с воздухом для повышения КПД двигателя.

Эти эксплуатационные качества зависят от совокупности физико-химических параметров бензина:

  • устойчивости к детонации;
  • фракционного состава и характера кипения компонентов;
  • уровня давления паров при насыщении;
  • удельной теплоты, выделяемой при сгорании;
  • показателя кислотности;
  • длительности индукционного периода.

Детонационная стойкость — один из наиболее значимых показателей качества бензина. Детонационные явления возникают в результате самовозгорания отдаленных от свечи зажигания участков топливовоздушной смеси. При этом процесс горения приобретает характер взрыва.

Наиболее подвержены детонации зоны в камере сгорания, где наблюдается наибольший температурный режим и длительное пребывание смеси. Детонацию легко распознать по характерным звукам — металлическому звону, вызываемому многократными отражениями ударных волн от стенок камеры, а также вибрациями двигателя.

Факторы, усиливающие склонность к детонации: увеличение степени сжатия, раннее зажигание, перегрев воздуха на впуске, наличие нагара, а также общий износ мотора. Влияние детонации сказывается на ухудшении мощности, росте расхода топлива и токсичности выхлопов, а также может привести к повреждению прокладок и другим поломкам.

Свойства бензина, определяющие его устойчивость к детонации, включают: химическое строение углеводородов, состав фракций, устойчивость к химическим и физическим изменениям, содержание серы и других соединений. Наименее стойкие к детонации — нормальные парафиновые углеводороды, а ароматические обладают максимальной устойчивостью. С помощью технологий, таких как термический или каталитический крекинг, риформинг и др., производители регулируют состав бензинов, добиваясь нужного октанового числа.

Бензин, получаемый методом прямой перегонки, называется прямогонным и характеризуется низким октановым числом (в диапазоне от 41 до 56), что делает его пригодным к использованию только после добавления компонентов, повышающих его антидетонационные характеристики. Температура кипения прямогонного бензина не превышает 185–205 ºC.

Бензин

Октановое число (ОЧ) определяет степень детонационной стойкости топлива. Оно измеряется на специальных одноцилиндровых установках с регулируемой степенью сжатия, с применением либо моторного, либо исследовательского методов. Суть методики заключается в сравнении детонационных характеристик исследуемого бензина и эталонной топливной смеси.

В качестве эталонного топлива используется смесь двух веществ: изооктана (ОЧ = 100) и нормального гептана (ОЧ = 0). Исследовательский метод лучше моделирует городские условия движения, в то время как моторный более приближен к режимам движения по трассам.

Процедура испытания следующая: в двигатель заливают испытуемый бензин и постепенно увеличивают степень сжатия до появления детонации, измеряемой специальным датчиком. Затем подбирается эталонная смесь из изооктана и гептана с аналогичной интенсивностью детонации. Объемное содержание изооктана в этой смеси определяет октановое число исследуемого бензина.

Маркировка бензина указывает минимальное октановое число по моторному методу. Если в обозначении присутствует символ «И», это значит, что значение октанового числа определено исследовательским методом.

Методы измерения октановых чисел различаются по условиям проведения испытаний, что отражается на результатах, как показано в таблице ниже.

Таблица 1. Соотношение октановых чисел бензинов

Марка бензина А-76 АИ-92
ОЧ по моторному методу 76 85
по исследовательскому методу 80…82 92

Исследовательский способ оценки применим в условиях умеренной нагрузки, таких как городская езда. При этом в ситуациях с повышенной нагрузкой — буксировка, езда по бездорожью — детонационная стойкость бензина должна оцениваться по моторному методу, так как именно он более точно отражает реальные условия эксплуатации.

Для определения необходимого октанового числа в зависимости от технических характеристик двигателя применяется следующая расчетная формула:

(1)

где ОЧм – октановое число по моторному методу, ε – степень сжатия, а – диаметр цилиндра в миллиметрах.

Бензины, обладающие повышенной стойкостью к детонации, получают благодаря точному подбору углеводородного сырья, технологии его глубокой переработки, а также за счёт введения компонентов с высоким октановым числом. В ряде случаев, чтобы увеличить октановое число, в топливо добавляют специальные вещества – антидетонаторы.

На протяжении многих лет в качестве основного антидетонатора применялся тетраэтилсвинец Pb(C2H5)4 – сокращённо ТЭС. Это токсичное соединение представляет собой плотную, бесцветную жидкость, нерастворимую в воде, но хорошо смешиваемую с нефтяными фракциями.

Тем не менее, использование чистого ТЭС оказалось непрактичным: его продукты горения, в особенности металлический свинец, оседают в камере сгорания двигателя, вызывая повышение степени сжатия и, как следствие, нарушение нормального режима работы мотора. Чтобы избежать накопления осадков, ТЭС вводят в бензин не отдельно, а в виде этиловой жидкости — смеси со специальными выносителями свинца.

Такие выносители, как правило, включают соединения брома или хлора. В процессе сгорания они вступают в реакцию со свинцом, образуя летучие соединения, которые выводятся из камеры сгорания вместе с выхлопными газами. В результате, бензин с такой добавкой называется этилированным, а смесь антидетонатора с выносителем – этиловой жидкостью. При этом стоит отметить высокую токсичность этилированных бензинов, из-за чего обращение с ними требует строгого соблюдения техники безопасности.

Для визуального различения марок этилированного бензина применяются красители:

  • жёлтый цвет – А-76,
  • оранжево-красный – АИ-93,
  • синий – АИ-98.

Согласно нормам, максимально допустимое содержание ТЭС в бензине составляет не более 0,52 г/кг.

Внедрение международных стандартов, направленных на снижение вредных выбросов, вынудило отказаться от этилированных топлив. Причинами стали высокая токсичность ТЭС и несовместимость его с катализаторами (например, платиновыми), применяемыми в системах нейтрализации выхлопных газов современных автомобилей.

Для производства неэтилированного бензина промышленность перешла на технологии, исключающие использование свинцовых соединений. Вместо них начали применять альтернативные, безопасные антидетонационные добавки. Среди них особого внимания заслуживают соединения марганца, такие как пентакарбонил марганца Mn(CO)5 и метилциклопентадиэтилкарбонил марганца CH3C5H4Mn(CO)3 – МЦКМ.

Хотя марганцевые добавки менее токсичны, чем свинцовые, их широкое внедрение ограничено из-за негативного влияния на ресурс двигателя. В связи с этим наибольший интерес вызывает использование метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), который показывает высокую эффективность, сравнимую с ТЭС, и обладает сходными физико-химическими характеристиками с бензином.

Добавление 10% МТБЭ способно повысить октановое число на 5–6 единиц. Однако содержание МТБЭ в топливе ограничено 15% в силу его низкой теплоты сгорания и потенциального воздействия на резинотехнические изделия.

Среди прочих добавок, применяемых для увеличения ОЧ, можно отметить кумол, изооктан, толуол, алкилбензин и изопентан. Для получения бензинов марок АИ-95 и АИ-98 часто используют кислородосодержащие соединения: сам МТБЭ или его смесь с трет-бутанолом, называемую фэтеролом. Такие компоненты способствуют равномерному распределению антидетонационных свойств и улучшению полноты сгорания.

Когда необходимо определить октановое число смеси бензинов с различной стойкостью к детонации, используют эмпирическую формулу:

(2)

где Н и В — октановые числа низко- и высокооктановых бензинов (по моторному методу), x — доля высокооктанового компонента, %.

Теперь перейдём к характеристике фракционного состава бензинов. Он оказывает значительное влияние на эксплуатационные параметры автомобиля: лёгкость запуска, скорость прогрева, склонность к парообразованию, приёмистость и общую эффективность работы двигателя.

Фракционный состав определяют методом перегонки. Образцы бензина (объёмом 100 мл) нагреваются в специальном приборе, в результате чего образуются пары, которые затем охлаждаются и конденсируются в жидкость. Отбор фракций ведётся в зависимости от температурных порогов выкипания.

Фиксируются следующие температурные параметры: начало кипения Тн.к, температуры испарения 10% (Т10%), 50% (Т50%), 90% (Т90%) и конечная температура перегонки Тк.п. Эти данные указываются в паспортах топлива и нормативных документах.

Надёжный запуск двигателя зависит не только от исправности системы питания и зажигания, но и от определённых условий. В частности, вал двигателя должен вращаться с минимальной частотой не менее 70 об/мин. При меньшей частоте ухудшается образование горючей смеси, снижается давление в цилиндрах, увеличиваются тепловые потери, и топливо может конденсироваться на стенках.

Ключевым параметром при пуске является количество паров бензина – именно они участвуют в сгорании. Невыпарившиеся фракции попадают в картер, смывая масляную плёнку и ухудшая смазку.

Чтобы улучшить воспламенение зимой, в состав бензина вводят больше лёгких фракций. На основе температуры испарения 10% фракций можно рассчитать предельные температуры пуска:

(3)

(4)

(5)

Пример: если бензин летний, и его параметры составляют Тн.к = 40 ºC, Т10% = 70 ºC, то:
Тл.п = -3 ºC, Тв.п = -15,5 ºC, Тн.п = -18,8 ºC.

Для зимнего бензина с Тн.к = 35 ºC, Т10% = 55 ºC:
Тл.п = -15 ºC, Тв.п = -23 ºC, Тн.п = -28 ºC.

Однако эти значения нельзя считать абсолютно точными – они являются эмпирическими, и на практике запуск может как произойти, так и не состояться при указанных температурах в зависимости от технического состояния карбюратора, аккумулятора и других факторов.

Хотя наличие значительной доли легкокипящих компонентов в бензине может показаться положительной характеристикой, на практике это не всегда идет на пользу. Их избыток способен повысить вероятность возникновения паровых пробок в системе питания двигателя. Особенно часто данное явление наблюдается при использовании зимнего типа бензина в условиях летней температуры. Для противодействия такому эффекту в конструкциях топливных систем предусматриваются специальные байпасные каналы, которые дают возможность части топлива циркулировать обратно в бак, одновременно обеспечивая выход образующихся газовых пузырей.

Давление насыщенных паров (ДНП) напрямую связано с испаряемостью углеводородных фракций бензина и его стартовыми характеристиками. Этот показатель зависит от молекулярного состава и фракционного распределения топлива. Чем выше концентрация летучих соединений, тем больше давление паров. Методика измерения ДНП предполагает выдерживание бензина в течение 20 минут в плотно закрытом сосуде при температуре 37,8 ºC и соотношении объемов жидкости к паровой фазе 1:4. Показания фиксируются при помощи манометра.

Повышенная упругость паров может привести к снижению производительности двигателя. Это выражается в ухудшении наполняемости цилиндров, падении мощности и частом возникновении паровых пробок. Для летних сортов бензинов нормой считается ДНП не выше 66,7 кПа (500 мм рт.ст.), в то время как зимние допускают показатели от 66,7 до 93,3 кПа (500-700 мм рт.ст.).

Параметры температуры перегонки бензиновых фракций оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства двигателя. Значение температуры перегонки 50% объема (Т50%) напрямую отражается на таких качествах, как ускорение прогрева и динамические характеристики. Чем ниже Т50%, тем быстрее происходит прогрев мотора, сокращается расход топлива, снижается общий износ. Для летнего топлива допустимо значение до 115 ºC, а для зимнего – не выше 100 ºC.

Под приемистостью понимают способность двигателя быстро разгонять автомобиль в ответ на нажатие педали акселератора. Повышение этого показателя положительно влияет на динамику движения и снижает износ двигателя. Поэтому в условиях низких температур актуально использовать бензины с пониженной Т50%, что позволяет достичь стабильной работы даже при холодном пуске.

Температурные характеристики перегонки концевых фракций бензина (например, Т90% и Тк.п) определяют степень полноты испарения тяжелых компонентов. Если эти фракции не успевают испариться до момента сгорания, они проходят в цилиндры в жидкой фазе, не участвуя в горении. Это ведет к ухудшению топливной экономичности. Более того, такие компоненты оседают на стенках цилиндров, смывая масляную пленку, что ускоряет износ, и оставляют после себя углеродистые отложения, увеличивая риск детонации и калильного зажигания.

В соответствии с нормами для летнего бензина температура Т90% не должна превышать 180 ºC, а Тк.п — находиться в пределах 195–205 ºC. Для зимнего топлива установлены более строгие требования: Т90% не выше 160 ºC, а Тк.п — не более 185–195 ºC.

Под удельной теплотой сгорания понимается количество тепловой энергии, выделяемое при полном сгорании одного килограмма топлива. Принято различать два вида теплоты сгорания: высшую (Нв), учитывающую тепло, выделяемое в том числе и при конденсации водяного пара, и низшую (НU), которая исключает этот фактор. Разница между ними равна количеству энергии, необходимому для испарения влаги. На практике чаще используют низшую теплоту, определяемую по эмпирическим формулам, точность которых составляет ±2…4%:

(6)

Пример расчета: бензин, содержащий С = 86%, Н = 14%, имеет НU = 43574 кДж/кг.

Кислотность моторного бензина отражает наличие органических кислот, способных вступать в реакции с металлами и вызывать коррозию. Этот параметр определяется через щелочное число — количество гидроксида калия (КОН), требуемое для нейтрализации кислот в 100 мл топлива. Для бензинов этот показатель ограничен максимумом в 5 мг КОН/100 мл.

Индукционный период — временной интервал от начала процесса окисления до его резкого ускорения. Он является индикатором химической устойчивости бензина. Значение порядка 900 минут говорит о высокой стабильности топлива, позволяющей хранить его до 5 лет. Из-за длительности определения этого параметра в естественных условиях, применяются ускоренные лабораторные методы, основанные на повышении температуры до 100 ºC и насыщении среды чистым кислородом. Для предотвращения испарения испытуемого образца процесс проводят под давлением ≈ 7 атм в герметичной емкости. Падение давления указывает на начало активного взаимодействия углеводородов с кислородом.

Топливо с низкой устойчивостью к окислению вызывает образование на внутренних поверхностях двигателя таких загрязнений, как лаковые пленки, отложения, нагар. Эти эффекты обусловлены содержанием так называемых фактических смол.

Марки бензинов и их характеристики. На территории России ранее широко применялись следующие виды автомобильного бензина: А-76, А-80, АИ-91, А-92, АИ-95, АИ-98. Примерная компонентная структура различных марок приведена в табл. 2. В последние годы наблюдается значительное расширение ассортимента автомобильных бензинов за счёт перехода к выпуску неэтилированных марок, которые производятся по современным техническим условиям. Эта тенденция связана как с экологическими требованиями, так и с технологическим прогрессом в области нефтепереработки.

Таблица 2. Средние компонентные составы автомобильного бензина

Компонент А-76 (А-80) А-76* АИ-91 А-92 А-92* АИ- 95 АИ- 98
Бензин каталитического риформинга:
Мягкого режима 40-80 70-60 60-90 60-88 50-

100

Жесткого режима 40-100 40-100 10-40 5-90 25-88
Ксилольная фракция 10-20 10-30 20-40 20-40
Бензин каталитического крекинга 20-80 10-60 10-85 10-85 10-85 10-50 10-20
Бензин прямой перегонки 20-60 40-100 10-20 10-20 10-80
Алкилбензин 5-20 5-20 10-35 15-50
Бутаны+

изопентан

1-7 1-5 1-10 1-10 1-7 1-10 1-10
Газовый бензин 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10
Толуол 0-7 0-10 8-15 10-15
Бензин коксования 1-5 5-10
Гидростабилизированный бензин пиролиза 10-35 10-20 10-30 10-30 10-30 10-20 10-20
МТБЭ <=8 5-12 5-12 10-15 10-15
Примечание: * — Этилированный.

С увеличением темпов развития автомобилестроения и одновременным ужесточением экологических норм эксплуатации транспортных средств, требования к топливу для двигателей значительно возросли. Современные технологии в области двигателестроения требуют использования топлива более высокого качества.

Ключевым методом повышения качества автомобильных бензинов стало комплексное улучшение их эксплуатационных свойств, включая применение многофункциональных моющих присадок. Благодаря этому современные марки бензинов, производимых нефтеперерабатывающими заводами Российской Федерации, отличаются разнообразием присадок и, соответственно, марочным составом.

Автомобильные топлива всех типов, в том числе бензины, выпускаются согласно требованиям Технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу», утверждённого Правительством РФ 27 февраля 2008 г. №118 с поправками от 7 сентября 2011 года. В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» все марки бензинов, реализуемые на территории России, обязаны проходить подтверждение соответствия экологическим стандартам и подразделяются на классы 2, 3, 4 и 5 (см. Приложение 1).

Выпуск в обращение бензинов на территории Российской Федерации разрешается для следующих классов топлива:

  • Класс 2 – допускался до 31 декабря 2012 года;
  • Класс 3 – разрешён до 31 декабря 2014 года;
  • Класс 4 – выпускался до 31 декабря 2015 года;
  • Класс 5 – срок использования неограничен.

Современные автомобильные бензины (кроме марки АИ-98) разделяются по видам на:

Летний — предназначен для применения в большинстве регионов, за исключением северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 1 октября. В южных районах разрешается круглогодичное использование летнего бензина.

Зимний — применяется круглогодично в северных и северо-восточных регионах, а также с 1 октября по 1 апреля в остальных климатических зонах.

Товарные бензины, выпускаемые компанией «НОРСИ», включают следующие марки (см. табл. 3):

  • А-76 (как неэтилированный, так и этилированный), соответствующие ГОСТ 2084-77;
  • АИ-92 (неэтилированный), согласно ТУ 38.001165-87;
  • АИ-95 (неэтилированный) по ГОСТ 2084-77.

Таблица 3. Технические характеристики автомобильных бензинов

Наименование показателей Нормы по ГОСТ 2084-77
А-76 н/э А-76 э А-92 н/э А-95 н/э
Детонационная стойкость (ОЧм, не менее) 76 76 83 85
Максимальная концентрация свинца, г/дм3 0,013 0,017 0,013 0,013
Фракционный состав:
1. Температура начала кипения, ºС, не ниже 35 35 не нормируется 30
2. Температура испарения 10%, ºС, не выше 70 70 нормируется 75
3. Температура испарения 50%, ºС, не выше 115 115 75 120
4. Температура испарения 90%, ºС, не выше 180 180 120 180
5. Температура конца кипения, ºС, не выше 195 195 180 205
6. Остаток в колбе, % 1,5 1,5 205 1,5
7. Потери при испарении, % 2,5 2,5 1,5 2,5
2,5
Давление насыщенных паров, мм рт. ст., не более 500 500 600 500
Индукционный период бензина на месте производства, мин, не менее 900 1200 600 900
Массовая доля серы, %, не более 0,10 0,10 0,05 0,10

С 1 января 1999 года на территории России введён в действие ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированные бензины», разработанный на базе европейского стандарта EN 228-1993 с аналогичным названием.

марки автомобильных бензинов

В зависимости от октанового числа, полученного исследовательским методом, различают следующие марки неэтилированных автомобильных бензинов:

  • “Нормаль-80” с октановым числом не менее 80;
  • “Регуляр-91” – не менее 91;
  • “Премиум-95” – не менее 95;
  • “Супер-98” – не менее 98.

В табл. 4 представлены физико-химические и эксплуатационные характеристики данных марок бензинов.

Свойства новых бензинов классифицируются иначе, чем в прежних стандартах, что позволяет более точно определить их пригодность для разных условий эксплуатации.

Таблица 4. Физико-химические и эксплуатационные свойства автомобильных бензинов

Наименование/свойства Значения для марки
“Нормаль-80” “Регуляр-91” “Премиум-95” “Супер-98”
Плотность при 15 ºС, кг/м³ 700–750 720–780 725–780 725–780
Октановое число (ОЧ), единицы, не менее:
по моторному методу
по исследовательскому методу
76,0
80,0
82,5
91,0
85,0
95,0
88,0
98,0
Максимальная концентрация фактических смол, мг/100 см³ 5,0
Массовая доля серы, %, не более 0,05
Индукционный период, мин, не менее 900
Концентрация марганца, мг/дм³, не более 50 18 0 0
Внешний вид чистый, прозрачный

Согласно новому ГОСТу, марки бензинов классифицируются по испаряемости на пять классов (см. табл. 2.5) в зависимости от климатического района использования:

  1. Для районов I в период с 1 апреля по 1 октября;
  2. Для районов II и III с 1 апреля по 1 октября;
  3. Для районов IV и V с 1 апреля по 1 октября;
  4. Для районов II и III с 1 октября по 1 апреля;
  5. Для районов IV и V с 1 октября по 1 апреля.

Таблица 5. Эксплуатационные свойства классов бензинов по испаряемости

Наименование/свойства Класс бензина
1 2 3 4 5
Давление насыщенных паров, кПа

min

max

 

35

70

 

45

80

 

55

90

 

60

95

 

80

100

Фракционный состав:

температура начала перегонки, ºС, не ниже

пределы перегонки, ºС, не выше:

10%

50%

90%

35 35 Не нормируется
 

75

120

190

 

70

115

185

 

65

110

180

 

60

105

170

 

5

100

160

Конец кипения, ºС, не выше 215

Условно выделенный район I характеризуется преимущественно теплым климатом с мягкими зимами. В пределах Российской Федерации к этому району относятся такие территории, как побережье Черного моря, Северный Кавказ, Калмыкия и ряд других регионов.

Район II представлен зонами с умеренно-холодным климатом, для которых в качестве базового ориентировочного региона принят Западно-Сибирский регион.

Умеренный климат — это отличительная черта района III, который включает центральные области страны с достаточно сбалансированными погодными условиями.

Район IV характеризуется крайне холодным климатом, к которому относятся такие территории, как Якутск, Оймякон и аналогичные регионы с экстремальными зимними условиями.

Район V охватывает районы с холодным климатом, например, Салехард и другие северные населённые пункты с продолжительными холодами.

Разделение автомобильных бензинов на классы с учётом климатических зон является важным и необходимым шагом, значительно повышающим надёжность и долговечность работы автотранспорта на территории всей страны.

Для улучшения экологических характеристик неэтилированных автомобильных бензинов Всероссийский Научно-исследовательский институт по переработке нефти ОАО «ВНИИ НП» разработал специальные требования, которые регламентированы техническими условиями ТУ 38.401-58-344-2008. Они касаются бензинов марки А-80, а также АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98 с улучшенными экологическими параметрами. Подробные свойства этих бензинов отражены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики неэтилированных автомобильных бензинов с улучшенной экологичностью согласно ТУ 38.401-58-344-2008

Показатель Значения для марки бензина
АИ-80 АИ-92 АИ-93 АИ-95 АИ-98
Детонационная стойкость: октановое число (ОЧ), не менее: по моторному методу по исследовательскому методу  76
80
 82,5
92
 85
93
 85
95
 88
98
Максимальная концентрация свинца, г/дм³ 0,005
Фракционный состав: температура начала перегонки, ºС, не ниже (летний/зимний*): пределы перегонки, ºС, не выше: 10% (летний/зимний) 50% (летний/зимний) 90% (летний/зимний) 35
205/195
70/55
115/110
180/160
Давление насыщенных паров, кПа: летний зимний 35-66,7
66,7-93,3
Максимальная массовая доля серы, % 0,05 0,03
Содержание водорастворимых кислот, % отсутствует
Массовая доля механических примесей и воды, % отсутствует
Примечание: * температура начала перегонки для зимних сортов бензина не нормируется

Выбор марки бензина, оптимальной для корректной работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), определяется производителями автомобилей и прописывается в руководстве по эксплуатации. Эксплуатация автомобиля на бензине с октановым числом ниже рекомендованного недопустима, так как приводит к возникновению детонации. Использование топлива с октановым числом выше рекомендованного чревато увеличением температуры сгорания топливовоздушной смеси, что в свою очередь может привести к пробою клапанов двигателя. Кроме того, повышение октанового числа увеличивает эксплуатационные расходы вследствие более высокой стоимости бензина.

Выбор марки бензина

Для предотвращения преждевременного износа и обеспечения надежности двигателя автомобилей зарубежного производства, а также во избежание излишних расходов на топливо, необходимо тщательно подбирать соответствующую марку бензина. Таблица 7 демонстрирует соответствие российских и зарубежных марок автомобильных бензинов.

Таблица 7. Соответствие российских марок бензинов с иностранными аналогами

Российская марка бензина Зарубежные аналоги
Марка, ГОСТ, ТУ Марка Стандарты/спецификации Страна производства
А-80 ТУ 38.401-58-144-98 Обычный Type 2 ONORM C113
JIS K 2202-80
CAN-2-3,5-79
Австрия
Япония
Канада
АИ-92 ТУ 38.401-58-144-98 A-93
Normal
БДС 8638-82
DIN 51600
DIN 51607
ASTM D439-83
Болгария
Германия
Германия
США
АИ-95 ТУ 38.401-58-144-98 Premium Superbenzin BS 7070-85
SNV 181162
Великобритания
Швейцария
АИ-98 ТУ 38.401-58-144-98 A-96
4 star
Super
БДС 8638-82
BS 4040-78
SNV 1811611/1
Болгария
Великобритания
Швейцария

Интересные факты:

  • Октановое число 100 соответствует изооктану — углеводороду с высокой устойчивостью к детонации. Однако в некоторых странах уже производят бензины с октановым числом выше 100 (например, АИ-102), добавляя специальные присадки.

  • Этилированный бензин запрещён во многих странах, включая весь Евросоюз, США, Канаду, Японию и Россию.

  • Добавка МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир) одновременно улучшает октановое число и способствует более полному сгоранию топлива, но в высоких концентрациях может придавать воде характерный химический вкус и запах, что ограничивает его применение.

  • В 1990-х годах использование этилированного бензина стало основным источником загрязнения воздуха свинцом в мегаполисах.

  • Несмотря на негативное отношение к ТЭС, он до сих пор применяется в некоторых странах, где отсутствует жёсткий экологический контроль.

Заключение

Бензин, как основной вид топлива для двигателей внутреннего сгорания, прошёл долгий путь развития — от простейшего прямогонного продукта до высокотехнологичной смеси, отвечающей строгим требованиям по безопасности, эффективности и экологичности. Современные бензины изготавливаются с применением сложных химико-технологических процессов, а их свойства строго регламентируются национальными и международными стандартами.

Понимание физических, химических и эксплуатационных характеристик топлива — ключ к повышению ресурса двигателя, снижению расхода топлива и минимизации выбросов. В условиях перехода к более чистым видам энергии, совершенствование бензинов остаётся актуальной задачей, особенно в странах, где автомобили с ДВС сохраняют лидирующую позицию.