Содержание
- СВОЙСТВА ТОПЛИВ
- Характеристика авиационного бензина
- Сортность, состав авиационного бензина
- Требования по ГОСТ 1012-72
- Требования к характеристикам авиационного бензина
- Содержание статьи
- Виды авиационного бензина
- Октановое число
- Бензин Б 91 115 и Avgas 100 ll
- Сортность и производство
- Виды бензинов, используемых в авиации
- Достоинства прямогонного бензина
- Что такое октановое число?
- Разновидности ОЧ
- Повышение ОЧ благодаря присадкам
- Отличие бензина Б 91 115 от Avgas 100 ll
- Сортность топлива
- Производство авиабензина
- Зачем нужен тетраэтилсвинец в составе авиабензина?
- Требования к бензину для авиации
- Бензин Б-70
- Рекомендуем посмотреть:
СВОЙСТВА ТОПЛИВ
Свойства бензинов
Нормируемые показатели бензинов
Авиационный бензин
Дизельное топливо
Жидкие топлива
Характеристика авиационного бензина
Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях малых винтовых самолетов и вертолетов. В отличие от автомобильных двигателей в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. В связи с тем что к авиационным бензинам предъявляются более жесткие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации, реже продукты изомеризации. Продукты вторичных процессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. К основным показателям качества авиационного бензина относятся достаточная детонационная стойкость на богатой и бедной топливно-воздушной смеси, оптимальный фракционный состав, низкая температура кристаллизации, небольшое содержание смолистых веществ, кислот и сернистых соединений, высокие теплота сгорания и стабильность при хранении. Для авиационных двигателей требуется топливо с такими же и даже более высокими антидетонационными характеристиками, чем у чистого изооктана. Поэтому оценивать антидетонационные свойства авиационных бензинов только на бедной смеси (по октановому числу) недостаточно, так как на форсированных режимах (взлет) авиадвигатели работают на богатых смесях.
Сортность, состав авиационного бензина
Оценка антидетонационных свойств авиационных бензинов на богатых смесях проводится не только по октановому числу, но и по показателю сортности. называется число, показывающее в процентном отношении, какую мощность может развивать двигатель на испытуемом бензине по сравнению с изооктаном, сортность которого, как и октановое число, принята за 100. Например, бензин Б 91/115 соответствует топливу с октановым числом 91 и сортностью 115, т. е. на бензине с такой сортностью двигатель развивает мощность на 15% больше, чем на изооктане.
Авиационные бензины выпускают следующих марок:
- Б-91/115, Б-95/130 (ГОСТ 1012-72);
- Б-100/130 (ТУ 38.401-58-197-97);
- Б-92 (ТУ 38.401-58-47-92);
- Б-70 (ТУ 38.101913-82).
Эти бензины не имеют сортов по сезонам, так как температура среды (в полете) мало изменяется в течение года. К ним добавляют значительно большее количество тетраэтилсвинца (от 2,5 до 3,3 г/кг), для них ужесточены нормы по кислотности, содержанию смол и серы. Для обеспечения требований ГОСТ и ТУ по детонационной стойкости, теплоте сгорания, содержанию ароматических углеводородов (чем больше в авиабензине ароматических углеводородов, тем выше его сортность на богатой смеси, но выше температура начала кристаллизации и выше вероятность образования паровых пробок в цилиндрах двигателей) к базовым авиационным бензинам добавляют такие компоненты, как алкилбензин, изомеризат, толуол (не более 20% об.) и пиробензол (не более 10% об.). В качестве антиокислителя применяется n-оксидифениламин, добавляемый в количестве 0,004-0,005% (масс.). Авиационные бензины окрашивают в яркие цвета: оранжевый, зеленый и желтый, что свидетельствует о наличии в топливе ядовитой этиловой жидкости. В настоящее время авиационных бензинов вырабатывается около 2% от общего объема всех бензинов.
Требования по ГОСТ 1012-72
Норма по маркам
Б-91/115
3,1
2,5
95
91
130
115
40
40
82
82
105
105
145
145
180
180
33325 (250)
29326 (220)
45422 (340)
47988 (360)
42497 (10250)
0,03
0,03
35
35
-60
-60
Требования к характеристикам авиационного бензина
Для приведения топлив выпускаемых в РФ к требованиям экологических стандартов Евро-2,3,4,5 5 сентября 2008 г. в соответствие с Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г. N 118 г. в силу вступил Технический регламент "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту".
Авиационный бензин с октановым числом не менее 99,5 и сортностью не менее 130 может содержать краситель голубого цвета.
Авиационный бензин должен обладать стабильностью к окислению и не должен содержать поверхностно-активные вещества и другие химические вещества в количестве, ухудшающем его свойства.
Читайте также: Как снять бачок омывателя на ларгусе
Авиационный бензин может содержать тетраэтилсвинец. Авиационный бензин должен использоваться только в летательных аппаратах, использование этого бензина для других целей запрещается.
Содержание статьи
- Авиационный бензин: характеристика
- Что такое октановое число бензина
- Почему самолет АН-2 прозвали кукурузником
Авиационный бензин характеризуется следующими базовыми показателями.
Детонационная стойкость. Данный параметр указывает, насколько пригодно топливо для использования в агрегатах с высокой степенью сжатия поступающей смеси. Нормальная работа авиационного мотора подразумевает исключение возгорания от детонации.
Химическая стабильность. Показатель горючей жидкости, который оценивает уровень ее противостояния изменениям во время эксплуатации, транспортировки и хранения.
Фракционный состав. Эта характеристика определяет степень испаряемости бензина, которая указывает на образование топливно-воздушной смеси.
Виды авиационного бензина
Авиационное топливо подразделяется на два основных вида – прямогонный бензин и актил-бензин. Первый вид горючей смеси для летательных аппаратов был очень востребован в середине 20 века. Прямогонное топливо изготавливается путем ректификации и последующего отбора нефтяных фракций, которые из-за процедуры специального нагрева испаряются. Причем бензин относится к первому сорту, когда фракции испаряются при температуре до 100 °C. Если же температура для испарения фракций достигает 110 °C, то горючая смесь считается «специальной» категории. А при испарении нефтяных фракций при температуре, достигающей 130 °C, авиационное топливо принадлежит ко второму сорту качества.
Несмотря на имеющиеся различия в параметрах авиационного бензина, изготовленного путем перегонки, из-за его сортамента, низкие показатели октанового числа (ОЧ) их все-таки объединяют. Следует учитывать, что в настоящее время прямогонный бензин для летательных аппаратов с ОЧ выше 65 можно произвести только из нефти, добывающейся на территории Азербайджана, Средней Азии, Краснодарского края и Сахалина. Все остальное нефтяное сырье может служить лишь для изготовления топлива с худшими показателями октанового числа из-за высокого содержания в нем парафиновых углеводородов.
К непосредственным достоинствам прямогонного бензина для авиации следует относить высокую стабильность, хорошую испаряемость, прекрасные антикоррозийные параметры, малую гигроскопичность, устойчивость к низким температурам и отличную теплопроводность.
Октановое число
Для того чтобы определить качество авиационного бензина необходимо в первую очередь разобраться с таким его параметром, как октановое число. ОЧ горючего материала определяет степень его стойкости к детонации. Другими словами, этот показатель показывает возможность топливной жидкости самовоспламеняться при сжатии в двигателе внутреннего сгорания. Таким образом, ОЧ равняется содержанию в горючей смеси изооктана и н-гептана, которые непосредственно влияют на стойкость авиационного бензина к детонации.
Определение ОЧ исследуемого образца топливной смеси осуществляется в стандартных условиях при установлении эквивалента по сопротивлению и детонации с известными показателями. В данном контексте следует принять во внимание, что плохо окисляющийся изооктан имеет стойкость к детонации 100 ед., а вещество н-гептан, мгновенно детонирующее при малейшем сжатии, характеризуется аналогичным показателем, принятым равным нулю. А для определения устойчивости к детонации бензина, у которого октановое число превышает 100 единиц, создали специальную шкалу, в которой используется изооктан с добавкой тетраэтилсвинца в разном количестве.
Следует знать, что ОЧ бывают исследовательскими (ОЧИ) и моторными (ОЧМ). Первый тип ОЧ показывает, как при средней и малой нагрузке двигателя реагирует авиационный бензин. Для определения данного показателя применяется специальная установка в виде одноцилиндрового мотора, конструкция которого сжимает топливо с переменной нагрузкой. При этом частота вращения коленвала равняется 600 оборотов в минуту при температуре 50 °C.
ОЧМ демонстрирует, каким образом горючая жидкость реагирует на повышенные нагрузки. При этом методология аналогична предыдущей за исключением того, что частота вращения коленвала составляет 900 оборотов в минутк, а температура воздуха на испытаниях достигает 150°C .
Особое значение в части, касающейся увеличения ОЧ, приобретают присадки, благодаря которым достигается его уровень, необходимый для авиации (не менее 95 единиц). Раньше для целей увеличения ОЧ использовалась этиловая жидкость, а сегодня применяются целые комплексы, содержащие кислородосодержащие компоненты, эфиры, стабилизаторы, красители, антикоррозийные вещества и т.д.
Бензин Б 91 115 и Avgas 100 ll
Авиационный бензин Б 91 115 представляет собой топливную смесь, которую получают за счет прямой перегонки с применением каталитического риформинга. В его состав включены алкилбензолы, толуол и различные присадки (этил, антиокислитель, краситель). В свою очередь, авиационный бензин Avgas 100 ll состоит из смеси подобных высокооктановых и базовых компонентов. Однако для получения данной марки авиационного горючего добавляют кроме того краситель и присадки, препятствующие образованию коррозии и статического электричества.
Основными отличительными свойствами этих марок авиационного топлива является сортность применяемых присадок и компонентов, в которых содержится различный уровень тетраэтилсвинца. Так, в первосортном топливе тетраэтилсвинца должно быть не больше 2,5 г/л, а во втором – 0,56 г/л. Буквенный шифр «ll» в маркировке авиационного топлива означает низкое содержание в нем свинца, наименьшее количество которого в первую очередь влияет на его улучшенные экологические характеристики. Следует учитывать, что российское законодательство не регламентирует добавление в состав авиационного топлива присадок против коррозии, кристаллизации и статики.
Сортность и производство
На устойчивость к взрыву при работе двигателя внутреннего сгорания на максимальной мощности в первую очередь влияет сортность топливной смеси. Например, горючее №115 допускает прирост рабочей мощности на 15% больше, чем авиационное топливо, созданное на изооктане. Авиационный бензин Avgas 100 ll согласно технической документации имеет сортность не менее 130 единиц. У топлива же марки 91 115 этот показатель превышает 115 единиц, что прописано в ГОСТ 1012. Топливо Avgas 100 ll даёт прирост к мощности, но только в том случае, если двигатель работает на обогащённой смеси. Мощность в этом случае увеличивается на 15% по сравнению с авиационным бензином марки Б 91 115.
Читайте также: Перенос эбу на калине в другое место
Производство авиационного бензина представляет собой достаточно сложный процесс, заключающийся в следующих технологических операциях:
– производство различных компонентов (стабильный катализатор, толуол и т. д.);
– процесс фильтрации присадок и других компонентов;
– смешивание присадок и компонентов.
В России авиационный бензин не производится из-за наличия запрета на изготовление этила. Однако при условии закупки недостающего компонента за границей РФ изготовление топлива для летательных аппаратов будет экономически не обоснованным, что связано с небольшими объемами его использования.
Авиационное топливо обязательно содержит тетраэтилсвинец (ТЭС), который существенным образом улучшает его детонационные характеристики. Кроме того, этот компонент увеличивает износоустойчивость трущихся элементов двигателя. Однако ТЭС в чистом виде не используется, а его концентрация в применяемой для этих целей этиловой жидкости составляет 50%.
Согласно ГОСТ к авиационному бензину применяются более жесткие требования, чем к автомобильным видам топлива. А его производство подразумевает четкое число технологических процессов.
Авиационный бензин – это легковоспламеняющаяся жидкость, которая поступает в мотор летательного аппарата, смешиваясь с воздухом, чтобы получить тепловую энергию в результате процесса окисления кислородом поступающего воздуха в камеру сгорания. На таком топливе работают поршневые двигатели.
В авиационном бензине ценятся следующие показатели:
- Детонационная стойкость.
- Химическая стабильность.
- Фракционный состав.
Измерение параметра стойкости к детонации авиационного бензина необходимо для принятия решения о пригодности использования такого топлива в агрегатах, где происходит высокая степень сжатия поступающей из бензобака смеси. Для нормальной работы мотора летательного аппарата важно избежать детонационного возгорания.
Фракционный состав необходимо знать для определения испаряемости бензина. Во время измерения выясняется, образует ли топливно-воздушную смесь.
Химическая стабильность – это противостояние изменениям состава горючей жидкости при транспортировке, хранении и эксплуатации.
Виды бензинов, используемых в авиации
Существует 2 вида базовых бензина – прямогонный и актил-бензин. Первый вид горючего получил популярность в середине XX века, добывали его путём прямой перегонки. Прямогонную горючую смесь получают методом ректификации и последующего отбора нефтяных фракций, которые испаряются при определённом нагреве. Если фракции испаряются при температуре до 100 градусов по Цельсию, бензин относят к первому сорту, если температура нагревания для испарения составляет до 110 градусов, то бензин именуют специальным. Если нефтяные фракции испаряются в бензине при температуре до 130 градусов, то горючее имеет 2 сорт качества.
У разных сортов бензина, полученных посредством перегонки, существует единый фактор, который их объединяет – низкое октановое число. При помощи прямогонного метода бензиновую смесь с ОЧ выше 65 получить возможно лишь из нефти, добытой в Азербайджане, Краснодарском крае, на Сахалине и территории Средней Азии. В других местах добычи «чёрного золота» горючая смесь из-за наличия парафиновых углеводородов получается с низким ОЧ.
Достоинства прямогонного бензина
Положительными качествами прямогонных бензинов являются:
- стабильность;
- антикоррозийные свойства;
- прекрасная испаряемость;
- высокая теплопроводность (около 10 500 б. кал/кг);
- устойчивость к низким температурам (до 100 градусов Цельсия);
- малая гигроскопичность.
Поскольку у такого топлива слишком высокая детонационная стойкость, его используют только вместе с примесями, в результате чего октановое число повышается.
Что такое октановое число?
Октановое число характеризует стойкость к детонации у горючего материала, т. е. способность жидкости самовоспламеняться во время сжатия в ДВС. Октановое число равняется содержанию изооктана в горючей смеси совместно с веществом н-гептаном. Смесь должна быть эквивалента по сопротивлению и детонации к исследуемому образцу топлива в нормальных условиях. Вещество изооктан плохо окисляется, поэтому его стойкость к детонации приняли за 100 единиц, а вещество н-гептан детонирует даже при малейшем сжатии, поэтому стойкость к детонации у него принята за ноль. Для определения сопротивляемости к детонации бензина, у которого ОЧ превышает 100 единиц, создали специальную шкалу. В ней используется изооктан с добавкой тетраэтилсвинца в разном количестве.
Разновидности ОЧ
Октановые числа делятся на два вида: ОЧМ и ОЧИ. ОЧИ (исследовательское октановое число) демонстрирует, как реагирует бензин при малой и средней нагрузке двигателя. Для определения ОЧИ используется установка, имитирующая мотор с одним цилиндром. Конструкция способна сжимать жидкость с переменной силой. Частота вращения коленвала равняется 600 об./мин при температуре 50 градусов Цельсия.
ОЧМ (моторное октановое число) демонстрирует поведение горючей жидкости во время больших нагрузок. Метод определения похож на предыдущей, однако частота вращения коленвала установки, имитирующей двигатель, составляет 900 об./мин, а температура воздуха на испытаниях достигает 150 градусов по Цельсию.
Читайте также: Топ летних шин r15
Повышение ОЧ благодаря присадкам
Современные моторы, использующиеся в авиации, нуждаются в топливе с минимальным октановым числом – не менее 95 единиц. Очищенные бензины после прямой перегонки получаются с низким октановым числом, они не подходят для использования в современных авиационных моторах. Повышения антидетонационных свойств можно добиться при помощи присадок. Ранее для этих целей применялась только этиловая жидкость. В наши дни были разработаны целые комплексы для увеличения ОЧ, которые содержат в себе кислородосодержащие компоненты, эфиры, стабилизаторы, красители, антикоррозийные вещества и многое другое.
Отличие бензина Б 91 115 от Avgas 100 ll
Авиационный бензин Б 91 115 – это смесь топлива, полученного прямой перегонкой с использованием каталитического риформинга. В состав такого топлива включены алкилбензолы, толуол и различные присадки (этил, антиокислитель, краситель). Авиационный бензин Avgas 100 ll состоит из смеси подобных высокооктановых и базовых компонентов. Для получения такой марки топлива добавляют этил, краситель и присадки, препятствующие образованию коррозии и статического электричества.
Отличия между двумя марками горючих веществ заключается в сортности, используемых присадках, компонентах и различном содержании тетраэтилсвинца. В первом сорте горючего количество тетраэтилсвинца не должно быть больше 2,5 г/кг, во втором – 0,56 г/л. Буквенный шифр ll в названии означает низкое содержание свинца в топливе. Чем меньше свинца в авиационном бензине, тем лучше его экологические характеристики. Более чистый бензин не только защитит природу от уничтожения, но и снизит отравляющее воздействие горючего на работников, постоянно вынужденных контактировать с ним. Стоит отметить, что законодательство РФ не регламентирует добавление в состав авиационного топлива присадок против коррозии, кристаллизации и статики.
Сортность топлива
Сортность смеси влияет на ее устойчивость к взрыву во время работы ДВС при максимально возможной мощности. К примеру, в сорте горючего под № 115 допускается прирост мощности во время работы ДВС на 15 процентов больше, чем на изооктане. Сортность авиационного бензина Avgas 100 ll, согласно документации, должна быть не менее 130 единиц. У авиационного бензина 91 115 – не меньше 115 единиц, исходя из ГОСТа 1012 на авиационные бензины. Топливо Avgas 100 ll даёт прирост к мощности, но только в том случае, если ДВС работает на обогащённой смеси. Мощность в этом случае увеличивается на 15 процентов, по сравнению с горючим сорта Б 91 115.
Производство авиабензина
Производство авиационного бензина – это сложный процесс, который заключается в следующих технологических операциях:
- Производство различных компонентов (стабильный катализатор, толуол и т. д.).
- Процесс фильтрации присадок и других компонентов.
- Смешивание присадок и компонентов.
В нашей стране авиабензин не производится. Причина кроется в запрете на производство этила в РФ. Даже если недостающий компонент закупать за границей, производство горючего материала экономически невыгодно из-за малых объёмов его потребления. Готовое топливо для летательных аппаратов закупается за границей. Сложившаяся ситуация ставит авиационную промышленность в России в невыгодное положение, ведь производство отечественных летательных аппаратов зависит от закупочных цен на топливо из-за границы, а также объёма закупок.
Зачем нужен тетраэтилсвинец в составе авиабензина?
В авиационные бензины в обязательном порядке добавляют вещество под названием тетраэтилсвинец (ТЭС). Это выгодно с точки зрения экономии, так как при его наличии в составе горючее имеет большую детонационную стойкость во время сжигания в моторе. Помимо этого, ТЭС препятствует износу подвижных частей двигателя самолёта. Необходимо добавить, что ТЭС в чистом виде не используется, его превращают в этиловую жидкость. Содержание тетраэтилсвинца в такой жидкости достигает 50 процентов.
Требования к бензину для авиации
По сравнению с автомобильным горючим, требования ГОСТа к авиационному бензину гораздо жёстче. Его изготовление регламентировано числом технологических процессов. Горючую жидкость для летательных средств разрабатывают, учитывая все особенности конструкции топливных систем и моторов в самолётах.
Специальные требования к авиационным бензинам, которые используются в авиации:
- Повышенная испаряемость. Этот параметр облегчает пуск двигателя, улучшает качество смеси.
- Стойкость к взрыву при повышенных нагрузках.
- Маленькая гигроскопичность (поглощение влаги).
- Устойчивость к пониженной температуре.
Бензин Б-70
Бензин авиационный Б-70 – это легковоспламеняющееся горючее, имеющее едкий запах. Попадание его на кожу, глаза или во внутренние органы может привести к необратимым процессам, так как вещество это весьма токсично. Все необходимые работы с таким горючим проводятся с работающей вентиляцией, а для защиты человека используют перчатки из резины.
Технические характеристики авиационного бензина Б-70:
- бесцветное и прозрачное вещество;
- плотность при комнатной температуре составляет не более 0,7 г/см 3 ;
- начало перегонки – не выше 80 градусов Цельсия;
- процесс перегонки осуществляется при температуре не выше 100 градусов по Цельсию;
- ароматические углеводы в составе занимают не более 1,5 процентов;
- доля серы – не более 1,5%.
Источник: