10. Бензин і масло Бензин Як відомо, основна відмінність сортів бензину між собою - це октанове число, що характеризує швидкість згоряння бензину і його детонаційну стійкість. У продажу є переважно бензини з октановим числом від 80 до 98, напевно десь

Бензин дуже важливий у нашому житті, тому що він використовується як паливо для автомобілів. Бензин – рідке паливо. Він горить так швидко та з виділенням такої кількості тепла, що може вибухати. Бензин - це суміш вуглеводнів, речовин, що складаються з вуглецю та водню. Ці речовини – легкі рідини, що киплять при низьких температурах. Вуглець і кисень притягуються один до одного, як магніт та залізо. При з'єднанні вуглецю та водню починається спалах. При горінні виділяється багато енергії як тепла.

Коли горить бензин, водень сполучається з киснем, утворюються водяні пари. Вуглець при взаємодії з киснем утворює вуглекислий газ. Як згоряння бензину змушує машину рухатися? Рідкий бензин перетворюється на пару і змішується з повітрям за допомогою карбюратора. Ця суміш надходить у циліндр, де стискається поршнем, що рухається всередині циліндра.

Коли суміш парів бензину та повітря стискається, іскра зі свічки запалювання спалахує паливо. Виробляється велика кількість газу при цьому невеликому вибуху (швидкому загорянні). Тиск цього газу впливає на поршень і переміщає його всередині циліндра. Поршень з'єднаний з колінчастим важелем, який легко повертається. Поштовх, що отримується при згорянні бензину змушує колінчастий важіль повертатися. Цей важіль, своєю чергою, з'єднаний з колесами. Він проводив у рух. Бензин, яким ми користуємося, виробляється із сирої нафти. У процесі перегонки нафта розкладається різні частини, одна з яких - бензин.

Вступ

Для забезпечення згоряння в двигуні внутрішнього згоряння невелика кількість палива змішується з повітрям, що надходить. На жаль, двигун внутрішнього згоряння не може спалювати без залишку все паливо, яке він використовує. Внаслідок цього двигун випускає побічні продукти згоряння у вигляді газів, що відпрацювали. Деякі з цих побічних продуктів шкідливі та забруднюють повітря. Виходячи з цієї проблеми, виробники автомобілів розробили так звані пристрої зниження токсичності вихлопу, які обмежують викид цих шкідливих речовин або повністю усувають його.

згоряння

У процесі згоряння відбувається кілька хімічних реакцій. Одні сполуки руйнуються, а нові сполуки утворюються. Управління процесом згоряння – це ключ до управління всією роботою та токсичністю вихлопу двигуна внутрішнього згоряння.

Для процесу згоряння потрібні три елементи:

1. Повітря
2. Паливо
3. Іскра запалювання

Ці три елементи іноді згадуються як "тріада згоряння". Якщо один елемент тріади відсутній, згоряння неможливе. Двигун внутрішнього згоряння розраховується об'єднання цих трьох елементів, підтримуючи повний контроль над процесом.

Повітря

Повітря складається з атомів азоту (N), кисню (О) та інших газів. Більшість повітря становить азот, що є інертним, негорючим газом. Повітря не горить, але в ньому міститься достатня кількість кисню, що дозволяє підтримувати згоряння.

Паливо

Бензин складається з вуглеводнів, які утворюються внаслідок переробки сирої нафти. Вуглеводні складаються з атомів водню (Н) та вуглецю (С). У бензин додаються різні хімікати, типу інгібіторів корозії, барвників та засобів для чищення. Ці хімікати називаються присадками.
Тепло і тиск, присутні в двигуні внутрішнього згоряння, можуть змусити бензин, що знаходиться в камері згоряння, спалахнути раніше, ніж генерується іскра запалювання. Це називається передчасним займанням і докладніше описується далі. Октанове число бензину вказує на те, наскільки добре він протистоїть передчасному займанню. Додаткове очищення може сприяти збільшенню октанового числа.
В даний час у регіонах з надзвичайно високим рівнем забруднення повітря використовується тип палива, званий поліпшеним бензином (RFG). Такий бензин має спеціальні присадки, які називаються окислювачами, які покращують згоряння, збільшують октанове число і зменшують токсичність вихлопу.

Іскра запалювання

У двигуні внутрішнього згоряння повітря і паливо надходять у камеру згоряння, а потім генерується іскра запалювання, що викликає згоряння. Перед запаленням повітряно-паливної суміші двигун нагрівається та стискає суміш. Нагрівання допомагає процесу сумішоутворення, а стиск збільшує енергію, що генерується при згорянні.

Процес згоряння

У двигуні внутрішнього згоряння згоряння відбувається протягом частки секунди (приблизно протягом 2 мілісекунд). У цей момент руйнуються зв'язки між атомами водню та вуглецю. Руйнування зв'язків призводить до вивільнення енергії в камері згоряння, штовхання поршня вниз та ініціювання обертання колінчастого валу.
Після поділу атомів водню і вуглецю вони з'єднуються з атомами кисню, які у повітрі. Атоми водню поєднуються з киснем, утворюючи воду. Атоми вуглецю поєднуються з киснем, утворюючи двоокис вуглецю (вуглекислий газ).

Говорячи мовою хімії, повне згоряння у двигуні внутрішнього згоряння виражається формулою:

НС + О2 = Н2 Про + СО2

Іншими словами:

паливо + кисень = вода та двоокис вуглецю

Абсолютно ефективний двигун внутрішнього згоряння на випуску мав би лише воду (Н О) та двоокис вуглецю (СО), що відповідає цій вище хімічній формулі. Це означало б, що це вуглеводні у процесі згоряння розклалися. На жаль, справа не так.

Неефективне згоряння – це головна причина наявності шкідливих речовин у вихлопі автомобіля. Ефективне згоряння веде до найменшої токсичності вихлопу. Ефективність згоряння збільшується за допомогою коригування співвідношення "повітря/паливо".

Співвідношення "повітря/паливо"

Інженери-автомобілебудівники визначили, що токсичність вихлопу автомобіля можна зменшити, якщо бензиновий двигун працює із співвідношенням "повітря/паливо", рівним 14.7:1. Технічний термін відомий як "стехіометричне співвідношення". Стехіометричне співвідношення означає хімічно правильну повітряно-паливну суміш, яка виробляє бажану хімічну реакцію, на вході якої відбувається повне згоряння палива з бажаною токсичністю вихлопу.
Співвідношення "повітря/паливо" 14.7:1 забезпечує найкраще керування всіма трьома компонентами (вуглеводні, одноокис вуглецю та оксиди азоту) при випуску майже за всіх умов. Співвідношення "повітря/паливо" збільшує ефективність каталітичного нейтралізатора, який є частиною системи випуску автомобіля.

Бідна повітряно-паливна суміш

Збіднення повітряно-паливної суміші зазвичай викликається несправністю двигуна. Збіднення - це стан, коли двигун отримує надто багато повітря чи кисню. Причиною надто високого рівня кисню можуть стати витоку вакууму або несправна система подачі палива.

Багата повітряно-паливна суміш

Багата повітряно-паливна суміш - це також вказівка ​​на несправність двигуна. Збагачення - це стан, коли двигун не може спалити все паливо, що увійшло до камер згоряння. Стан збагачення може виникати внаслідок високого тиску палива, проблем із випередженням запалювання або низької компресії.

Аномальне згоряння

Є два типи аномального згоряння, що може відбуватися у двигуні: детонація та передчасне займання.
Детонація - це нестійкий процес горіння, який може спричинити несправність прокладання головки циліндрів, а також інші пошкодження двигуна. Детонація виникає, коли в камері згоряння спостерігається перегрів та підвищений тиск. Коли це відбувається, створюється вибухова сила, яка ініціює різке зростання тиску в циліндрах, що супроводжується сильним металевим стукотом. Ударні хвилі, схожі на удари молотка, що генеруються при детонації, прокладають головки циліндрів, поршень, кільця, свічку запалювання і підшипники шатуна серйозним навантаженням.
Передчасне займання - це інший аномальний стан горіння, яке іноді плутають із детонацією. Передчасне займання має місце, коли будь-яка точка в камері згоряння стає настільки гарячою, що стає джерелом запалювання та змушує паливо спалахувати до генерування іскри запалювання. Воно може зробити свій внесок у детонацію чи навіть стати її причиною.
Замість займання палива у правильний момент часу, щоб дати колінчастому валу плавний поштовх у потрібному напрямку, паливо загоряється передчасно. Це викликає миттєвий зворотний удар у той момент, коли поршень намагається повернути колінчастий вал у неправильному напрямку. Цей удар внаслідок напруги, яку він створює, може бути дуже руйнівним. Крім того, передчасне займання може локалізувати тепло настільки, що воно може частково проплавити або пропалити отвір в головці поршня.

Токсичність вихлопу

Стехіометрична повітряно-паливна суміш забезпечує найкращий компроміс між динамічними характеристиками, економічністю та токсичністю вихлопу.
При багатої повітряно-паливної суміші все паливо не згоряє. Тому збільшується рівень виділень вуглеводнів та одноокису вуглецю. Бідолашна повітряно-паливна суміш може при згорянні генерувати підвищену кількість тепла. Тому збільшується вміст оксидів азоту. Надмірно збіднена повітряно-паливна суміш у результаті призводить до пропусків займання. Це збільшує виділення вуглеводнів.
Каталітичні нейтралізатори, які хімічно нейтралізують токсичні відпрацьовані гази, найбільш ефективні у дуже вузькому діапазоні, близькому до стехіометричного співвідношення.

Побічні продукти згоряння

Оскільки двигун внутрішнього згоряння не має абсолютної ефективності, у процесі згоряння генеруються три небажані побічні продукти:
1. Вуглеводні (НС)
2. Одноокис вуглецю (СО)
3. Оксиди азоту (N0 X)

Неповне згоряння викликає виділення вуглеводню та одноокису вуглецю. Виділення вуглеводню - це вуглеводні, які зруйнувалися у процесі згоряння. Одноокис вуглецю утворюється, тому що немає достатньої кількості атомів кисню, щоб зв'язати вуглець.

В ідеальному випадку азот повинен проходити незмінним камеру згоряння. Але коли температура в камері згоряння досягає приблизно 1371 ° С (2 500 ° F), атоми азоту та кисню зв'язуються, утворюючи (N0 X)

Хімічна формула процесу згоряння, при якому утворюються оксиди азоту, виглядає наступним чином:

НС + О2 + N2 = Н2 О + СО + N0x

Формула "NO" використовується для оксидів азоту, тому що OHci відображає комбінацію атома азоту та будь-якої кількості атомів кисню. Наприклад, оксид азоту (N0) складається з одного атома азоту та одного атома кисню, у той час як двоокис азоту (N0) складається з одного атома азоту та двох атомів кисню.

Високий вміст СР

Високий вміст СО

Високий вміст СО може бути викликаний такими факторами, як:
. Надмірно багата повітряно-паливна суміш
. Забруднення повітряного фільтра
. Вихід із ладу клапана PCV
. Забруднення палива олією
. Заїдання або протікання в паливній форсунці
На справному автомобілі з каталітичним нейтралізатором виділення одноокису вуглецю зазвичай наближається до нуля. Зміст одноокису вуглецю вимірюється у відсотках повного обсягу повітря.

NOx генеруються при високій температурі горіння (понад 1 371 °С (2 500 °F)) і зазвичай утворюються, якщо температура горіння не контролюється. Зміст оксидів азоту вимірюється у кількості частинок мільйон.

У моїй попередній статті та відео про октанове число та ступінь стиснення (до речі, рекомендую вам подивитися і відео внизу), багато хто мені почав ставити цікаве питання – «а який бензин, горить швидше? Скажімо 92 чи 95?» Були також не такі поширені варіанти - "який довше" або "краще". Особисто мені вони здалися цікавими, і я вирішив докладно подумати про це. Як завжди буде і відео версія наприкінці. Тож читаємо – дивимося…

На початку хочеться сказати — що не завжди швидке горіння бензину, говорить про його якість! Зараз швидше навпаки, але не розкриватиму карти відразу, читайте інформацію внизу.

Нормальний фронт займання

У будь-якого бензину під будь-який тип палива є свій нормальний фронт займання. Зазвичай він коливається біля від 10 до 30 м/с. При правильно підібраному паливі максимально використовується весь потенціал механічної та теплової енергії, ДВС працює по суті і його ресурс не знижується.

Фронт займання залежить від різних параметрів, таких як: - октанове число (ОЧ), ступінь стиснення, запалення (зараз воно може бути електронне або аналогове), подача палива ().

В ідеалі для кожної конструкції двигуна підбирається паливо, що рекомендується. Особливо актуально це було на аналогових карбюраторних моторах (адже там запалення не могло автоматично підлаштовуватися), на відміну від сучасних «інжекторних» агрегатів, де електроніка сама все може вивести, ґрунтуючись на різних датчиках (детонації, лямбда-зонди тощо).

Руйнівне займання

Я про це вже розповідав, його ще. Якщо якийсь із параметрів не правильно підібраний, наприклад мотор розрахований на 95-й бензин, а ви залили 80-й. Електроніка, а саме «датчик детонації» вже не в змозі впоратися з руйнівними процесами всередині.

При детонаційних процесах фронт поширення полум'я — близько 2000 м/с, що дуже багато, такі навантаження просто руйнують ДВС зсередини.

Це дуже погано. У нашому випадку у нас неправильно підібрано паливо. Просто 80-й бензин, швидше займеться від стиснення, ніж 95-й.

Що таке бензин?

Сучасні види бензинів робляться за іншими технологіями, і вони не такі, як були раніше. Раніше років так 30 – 50 тому, єдиним типом виготовлення був лише один – метод прямої перегонки. Якщо ходите, це щось нагадує самогонний апарат, тільки замість «браги», заливалася сира нафта і першими виходили легкі фракції – саме бензин. Потім гас і найважча фракція – .

Від цього методу давно вже відмовилися, вся річ у тому, що за такого виробництва октанове число виходило лише 50 – 60 одиниць. Потрібно додавати багато присадок, щоб довести кінцевий продукт до потрібного ОЧ, хоча б до АІ 76 – 80! ТАК і присадки раніше використовувалися на тетраетилсвинці тощо, вони дуже ефективні, але дуже шкідливі для людини та навколишнього середовища.

Зараз все змінилося, метод прямої перегонки практично не використовують, НПЗ оновлюються і зараз основний метод це різного роду крекінги - термічний, каталітичний і т.д. (Не заглиблюватимемося, у мене вже є стаття — кому цікаво почитайте).

Тут суть трохи інша тут нафта за допомогою тиску, температур розкладають на шари, і найвищий шар - бензини - зливають. Плюсів таких методів багато:

• Це більше ОЧ – приблизно 80 – 85 одиниць. А в ідеалі потрібно взагалі позбутися присадок
• З літра нафти виходить більше бензину

АЛЕ 80 – 85 одиниць для сучасного двигуна ДУЖЕ МАЛО! Потрібно як мінімум.

АЛЕ присадки, які використовувалися раніше – ЗАРАЗ ЗАБОРОНЕНІ! Знову ж таки якщо не сильно заглиблюватися на даний момент дозволеними вважаються тільки ЕФІРИ та СПИРТИ . Саме вони практично не завдають довкіллю та людині шкоди (такі норми нам рекомендуються через стандарти «ЄВРО»).

А спирти та ефіри маючи високу ОЧ (приблизно 113 - 130), горять не так швидко як хотілося б! Ось ми і підходимо до найцікавішого

Від чого залежить швидкість горіння бензину?

Думаємо логічно – він присадок, що більше їх у бензині, тим повільніше, але довше горить кінцевий продукт!

Простими словами якщо взяти 92-й він запалюється швидше, але швидко прогорає . Його спалах схожий на спалах.

Якщо взяти 95-й він запалюється повільніше, але горить довше .

98-й запалюється ще повільніше , але горить ще довше

НУ та з 100-м ви мене зрозуміли .

Яким чином досягається більше потужності та економії палива при бензинах високого октанового числа?

ТАК все просто – чим довше горить бензин, тим довше він штовхає поршень, ось вам економія палива та збільшення потужності. Тобто 92-й прогоряє швидше, штовхає менше поршень. 95-й прогоряє повільніше, штовхає довше. 98-й ще довше і т.д.

Звичайно, не варто чекати глобального приросту потужності, тут швидше за все справа в похибці 2 - 5%. Яких ви можете і не відчути. Адже октанове число безпосередньо залежить від доданої в бензин кількості присадок, а ось різниця між 92 та 95 лише 3%! Як ви вважаєте багато це чи мало?

Зараз відео версія дивимось

Оперативне реагування та використання правильних – запорука мінімізації негативних наслідків аварійної ситуації.

Бензин є досить широко використовуваною легкозаймистою рідиною.

Його можна знайти в гаражах, невеликих майстернях, навіть у будинку, де він використовується як розчинник.

Знати, чим можна гасити бензин, що горить, і як правильно це робити — важливо для кожного.

Особливості горіння бензину

Бензин горить із виділенням досить великої кількості тепла.

Його займання може статися:

1. внаслідок дії джерела відкритого полум'я;
2. у разі підвищення температури вище межі самозаймання;
3. внаслідок вибухового займання насиченої пари;
4. при впливі електричної іскри, у тому числі, що виникла при накопиченні статичної напруги на стінках металевої ємності.

Розглянута легкозаймиста рідина не може підтримувати горіння без доступу кисню. Ця особливість відразу показує кілька можливих способів, як гасити розлитий бензин (або ємності) як за допомогою , так і підручними засобами.

Чим найкраще гасити палаючий бензин

Головне, про що варто згадати, чим не можна гасити бензин. Вода, яка найчастіше під рукою, ніяк не допоможе придушити джерело займання.

Бензин у порівнянні з нею має меншу щільність. Тому він завжди спливатиме, зберігаючи область поширення вогню і підтримуючи температуру всередині вогнища.

Через дію останньої вода закипає. Цей процес часто носить вибуховий характер, що викликає розбризкування бензину та поширення полум'я ще більшою площею.

Крім цього, під дію високої температури вода починає розкладатися на кисень та водень. З'єднання цих газів в умовах пожежі викликає різке зростання температури та інтенсивності вогню.

Знаючи, чим можна гасити бензин - можна досить швидко і просто придушити джерело займання та мінімізувати негативні наслідки. Зробити це легко навіть за допомогою підручних засобів.

Пісок

Пісок — ефективний засіб боротьби з пролитим бензином, що загорівся.

З його допомогою:

• зупиняють розширення палаючої плями;
• пригнічують полум'я по всій площі загоряння.

Користуватися піском досить просто. Насипаючи бортик по периметру палаючої плями - запобігають розтіканню рідини. Після того, як полум'я локалізоване, можна придушувати горіння на площі. Для цього пляму акуратно засипають до зникнення полум'я.

Ще один засіб, ніж гасити бензин – ґрунт та інші негорючі сипучі речовини. Як і піском, користуватись ними потрібно акуратно. Засипати вогонь потрібно поступово, не допускаючи розбризкування рідини, що горить.

Щільна тканина

Щільна тканина - ще один ефективний засіб, ніж потрібно гасити бензин. Нею накривають джерело спалаху, блокуючи доступ кисню.

Ще краще тканина працює, якщо її змочити водою для недопущення спалаху через високу температуру.

Цей первинний засіб пожежогасіння допоможе, якщо спалахнуло паливо в ємності. У разі її досить накрити.

Також тканина ефективна при придушенні вогню на одязі людини, на сидінні автомобіля, у будь-якому випадку, коли потрібна максимальна оперативність в умовах відсутності інших засобів пожежогасіння.

Відповідні види вогнегасників

Зрозуміти, яким вогнегасником можна гасити бензин — можна по його корпусі.

Займання рідин відноситься до пожеж класу В. Вогнища полум'я з подібним джерелом пригнічуються:

1. порошковими вогнегасниками (ВП);
2. вуглекислотними пристроями (ОУ).

Порошковими вогнегасниками комплектуються обов'язково всі транспортні засоби. Вогнегасна речовина поєднує в собі механіку роботи піску та блокатора доступу кисню.

Однак у побутових умовах застосування порошкового пристрою обов'язково викликає значні вторинні наслідки. Забрати залишки вогнегасної речовини дуже проблематично. Порошок не тільки дуже дрібний, але здатний забиватися в дрібні щілини і псувати обробку деяких типів матеріалів.

Вуглекислотні вогнегасники здатні швидко витіснити кисень з горіння бензину. Одночасно з цим даний тип пристрій різко знижує температуру в осередку поширення полум'я.

Вуглекислотні вогнегасники зручні в побутових умовах, оскільки не тільки ефективно борються з вогнем, а й не створюють замикань електропроводки та забруднень.

Висновок

Оперативність дій - запорука успішного придушення пожежі на стадії її розвитку.

Тому кожна людина має знати, як застосовувати первинні засоби пожежогасіння та допоміжні матеріали.

Навіть простий брезент або пісок допоможуть уникнути негативних наслідків у разі займання бензину, що зберігається, або інших легкозаймистих рідин.

Відео: Гасіння бензину, що горить вогнегасником «Русинтек»