Бензин, дизель, пропан, водород: краткий гид по видам автомобильного топлива
Не заправишь — не поедешь. Большинство водителей используют бензин (АИ-92/95 и пр.) и дизель (ДТ). Но ведь помимо традиционных типов топлива существуют газ, водород и азот. О видах автомобильных «рационов» и их особенностях — в разборе Mafin Media.
Классический поршневой двигатель внутреннего сгорания работает за счет возгорания сжатой топливовоздушной смеси. Иными словами, для того чтобы ехать, нужно постоянно сжигать топливо, заставляя внутренние части двигателя вращаться. Так устроены наиболее популярные автомобильные (и не только) моторы. Но что именно сгорает внутри цилиндров? Начнем с самого популярного.
Бензин
Латинское слово benzoe — производное от арабского lubán-ǰâvî, что означает «благовоние с острова Ява». Вероятнее всего, название связано с ароматным бензойным маслом, которое добывают из растений. Современные же бензины изготавливаются из нефти: так называемым домашним (устаревшим) способом прямой перегонки и современными методами, которые могут сочетать как термическую, так и химическую обработку «черного золота».
Для конечного покупателя все сводится к тому, чтобы купить бензин, который подходит двигателю по октановому числу. Проще говоря, чем выше октановое число, тем лучше бензин сгорает и тем реже он «детонирует», то есть взрывается. Подобные взрывы в двигателе не опасны для здоровья окружающих, но могут навредить банковскому счету владельца авто: напоенный неподходящим горючим двигатель (особенно современный) быстро придет в негодность.
В России пальму первенства удерживают 95-й и 92-й бензины, хотя существуют также АИ-98 и АИ-100, предназначенные для высокофорсированных двигателей. Какой из них заливать именно в ваш автомобиль — всегда можно узнать в руководстве по эксплуатации авто или прочитать на внутренней стороне лючка бензобака.
Дизельное топливо
Дизтопливо, или, по старинке, «солярка»: название происходит от немецкого solaröl — «солнечное масло», желтоватая жидкость, получившаяся еще в XIX веке при перегонке нефти. При этом солярка как таковая в автомобилях не используется. А вот автомобильное дизельное топливо предназначено для моторов, отличных от бензиновых способом воспламенения.
Если в бензиновом моторе поджигание смеси происходит за счет электрических искр, то в дизельном — за счет сжатия. Важнейший показатель здесь — цетановое число, определяющее скорость воспламенения горючего. В среднем цетановые числа колеблются от 45 до 55 единиц в зависимости от типа и качества топлива. По типу солярка делится на летнюю, зимнюю и арктическую. Они отличаются температурой загустения. Самые «суровые» зимние топлива могут сгорать даже при температуре минус 50 °C!
Пропан и бутан
Пропан и бутан — самые известные альтернативные виды топлива. Обычно они смешиваются и для краткости именуются просто пропаном. При помощи относительно недорогих переделок обычный атмосферный бензиновый мотор можно «научить» им питаться.
Пропан имеет меньшую по сравнению с бензином плотность, поэтому расход будет выше — но и стоит газ обычно раза в два дешевле. Следует учесть, что внесение таких изменений в конструкцию автомобиля почти со стопроцентной вероятностью приведет к потере гарантии, поэтому перед газификацией нового авто стоит просчитать риски: при небольших пробегах экономия, скорее всего, будет незаметной.
Метан и водород
Помимо пропан-бутана в качестве топлива используется природный газ — метан, который добывается напрямую из месторождений. Оба этих вида топлива более экологичны, чем уже упомянутые бензин и ДТ, но инфраструктура АГЗС (автогазозаправочных станций), по крайней мере в России, развита хуже. Не стоит забывать, что баллоны, предназначенные для хранения газа, обычно занимают место в багажнике легкового автомобиля и ограничивают его грузоподъемные возможности. Кроме того, метан содержится в баллонах под давлением 200-250 атмосфер. Это очень взрывоопасно! Иногда такая «экономия» может закончиться для автовладельца плачевно.
Другой не менее известный, но куда менее популярный газ — водород. Если пропан-бутан добывается, как и бензин, при переработке нефти, то водород можно получить намного более экологичным способом: из воды при помощи электрического тока. Такой процесс называется электролизом. Кстати, первый известный в истории водородный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) получал топливо как раз таким путем: его сконструировал в начале XIX века французский изобретатель Исаак де Риваз.
Несмотря на раннее появление двигателя на водороде, этот газ и по сей день используется нечасто. Основной принцип работы двигателя тот же, но дополнительно для работы ДВС на водороде нужны либо электролизер (установка, добывающая газ из воды), либо водородный топливный элемент — «батарейка», которую нужно заправлять. Обе конструкции значительно повышают стоимость авто, поэтому большинство водородных автомобилей остаются концепт-карами.
Азот
Еще слабее распространено питание автомобиля азотом: этот газ сгорает быстрее традиционных видов топлива и требует не только баллонов для хранения, но и определенной переделки мотора. Закись азота N2O периодически впрыскивается в камеру сгорания двигателя для кратковременного получения дополнительной мощности. В этом случае она смешивается с обычной топливно-воздушной смесью и позволяет мотору «съесть» больше, увеличивая отдачу. В гражданской эксплуатации такие доработки используются крайне редко, оставаясь продуктом индивидуального тюнинга.
Биодизель/биоэтанол
Биодизелем называют топливо, добываемое из растительного, соевого и рапсового масел, а также животных жиров. При смешивании в небольших пропорциях со стандартным ДТ этот вид топлива может заливаться в мотор без изменения конструкции и обладает завидной экологичностью за счет биоразлагаемости. Однако за все нужно платить: биодизель требует площадей для посадки растений и обходится дороже своего собрата без приставки био-.
Свои минусы есть и у биоэтанола, представляющего собой этиловый спирт. Его октановое число выше 100, поэтому применяется он в основном «коктейльно» — в смеси с бензином, чтобы избежать повреждения моторов, рассчитанных на топливо попроще. Кроме того, поскольку это спирт, в нем есть вода. А значит топливная система должна быть стойка к коррозии и подогреваться зимой.
Как и биодизель, биоэтанол требует посевных площадей, например с сахарным тростником, и с традиционными бензином, газом и дизельным топливом полноценно конкурировать пока не может.
Виды топлива на АЗС
Автомобилю, как и любому другому средству передвижения, необходима заправка горючим. На АЗС с этой целью чаще всего предлагают дизельное топливо или бензин. Выбор топлива каждый автовладелец делает, исходя из собственных предпочтений, характеристик горючего и конструктивных особенностей автомобиля.
Бензин
Бензин – самое распространенное топливо. Никакие новые технологии не способны пока его полностью заменить. Минусы – высокая цена и неэкологичность. Плюсы – такое горючее есть на каждой АЗС. Марок популярного топлива много, понимать различия между ними необходимо каждому автовладельцу.
Какие марки бензина бывают?
Разные марки этилированного бензина даже внешне отличаются друг от друга. Если жидкость почти бесцветная – топливо хорошее, чем больше жёлтого цвета – тем больше примесей. Еще одна особенность такого топлива – легко узнаваемый запах. Однако различить сорта только по внешним признакам невозможно.
АИ-98, АИ-95, АИ-92 и АИ-80 – это маркировки основных видов бензина, которые отличаются октановым числом (цифры в конце). «А» подразумевает, что топливо используется для заправки автомобилей. «И» образовано от слова «исследовательский» и указывает на метод, использованный для определения октанового числа.
Благодаря детонации из-за воспламенения рабочей смеси в двигателе машины создается толчок для движения. Это независящий от искры на свече зажигания химический процесс. Октановое число определяется способностью горючего к самодетонации при сжатии во время работы двигателя.
Неправильно думать, что чем больше это число, тем больше бензин подходит для машины. Надо следовать рекомендациям, указанным в инструкции по эксплуатации транспортного средства. Использование неправильного топлива небезопасно для автомобиля.
Также к поломке машины может привести употребление этилированных бензинов. Их можно узнать по необычным цветам: АИ-98 обладает синим окрасом, АИ-93 – красно-оранжевый, А-76 имеет густой желтый оттенок, А-72 – розоватый.
Этилированный бензин можно встретить среди топлива, произведенного в странах СНГ. Он бывает с различными маркировками: АИ-98, АИ-95, АИ-93, АИ-92, АИ-91, А-80, А-72 и А-76. В Европе также можно встретить два вида бензина: «Регуляр» и «Премиум». Октановое число первой марки – 90-94, она уступает в качестве «Премиуму», показатели которого – 97-98. Самое высокое октановое число у бензина «Супер», которым заправляют машины в Великобритании и США, оно равно 102.
Марка бензина «Нормаль-80»
Это прозрачное низкооктановое топливо с резким запахом и низкой плотностью, похожее по содержанию разных химических элементов на АИ-92. Его редко используют для легковых автомобилей, чаще всего бензином «Нормаль-80» заправляют спецтранспорт и грузовики. Кроме низкой способности к детонации, горючее отличается низким содержанием вредных веществ.
Октановое число топлива «Нормаль-80» по исследовательскому методу равно 80, а по моторному – 76. Бензин этой марки бывает этилированным и неэтилированным. Производится по ГОСТу Р51105-97.4.
Марка бензина АИ-92
Это прозрачное бесцветное горючее с большей плотностью, другое название– «Регуляр-92». Им заправляют фуры, спецтранспорт, бензопилы и подержанные автомобили. Октановое число выше, чем у «Нормаль-80», но топливо все равно низкооктановое. Значение по исследовательскому методу – 92, по моторному – 83. Содержание смол и серы соответствует ГОСТу Р51105-97. Согласно ГОСТу, смолы на 0,0001 кубический метр не должны превышать 5 миллиграмм. Доля серы в химическом составе – не больше 0,05%.
Марка бензина АИ-95
Это самый популярный вид горючего, им заправляется большая часть легковых машин последнего поколения. Время разгона при использовании этого сорта бензина увеличивается, а работа всех механизмов улучшается. Расходуется топливо экономно, сберегается пятая часть от объема.
В полностью прозрачной жидкости с характерным запахом не содержится примесей. Баланс смол, серы и свинца характерен для горючего высшего качества. Октановое число по исследовательскому методу – 95, по моторному – 85. Другое название сорта – «Премиум-95».
Марка бензина АИ-98
Подходит для новых двигателей, выполненных с применением современных технологий, в том числе с турбонаддувом. По исследовательскому методу показатель октанового числа равен 98, по моторному – 88.Если машина новая, но для заправки рекомендован АИ-95, не надо переходить на горючее с большим октановым числом, это не повлияет на качество работы двигателя.
Как определяют октановое число?
Перед тем как поставить бензин на АЗС, его проверяют на соответствие ГОСТам и заявленному качеству. Есть два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский. Оба теста выполняются на специальной одноцилиндровой машинной установке при помощи электронного динамометра.
В процессе исследования наблюдают за переходом топлива во взрывоопасное состояние и определяют степень сжатия при этом. При определении моторным методом установка работает на более высоких оборотах при более высоких температурных показателях горючей смеси, чем при определении исследовательским методом.
Полученный результат соотносят со значениями детонации двух бензолов, взятых за эталон. Способность к детонации н-гептана считается равной нулю, изооктана – приравнивается к 100. Эталонные марочные значения получаются при смешивании бензолов в разных пропорциях. Например, марка «Нормаль-80» получится, если перемешать 20 частей н-гептана и 80 изооктана.
Дизельное топливо: виды
Растет производство, выпускается больше моделей машин с дизельным двигателем. Дизельное топливо наносит мало вреда экологии, стоит меньше, чем бензин, и безопасно для узлов в оборудовании автомобиля. Улучшенный состав такого топлива нетоксичен и соответствует ГОСТам. Качество дизельного топлива определяется в том числе местом добычи нефти, особенностями перегонки и транспортировки.
Благодаря повысившимся требованиям к дизтопливу улучшилось его качество и увеличилось количество людей в России, которые предпочитают использовать именно его. Еще одна положительная сторона дизельного топлива – медленный расход, что позволяет автовладельцам экономить.
Климатические особенности – важное условие при выборе сорта дизеля, он различается в зависимости от температуры фильтруемости. Сорта A, B, C, D созданы для умеренного климата. В холодном климате горючее этих сортов теряет свои свойства.
- сорт A – применяется в температурном диапазоне от +5° C;
- сорт B – подходит для нулевой температуры;
- сорт C – используют в прохладный период, когда температура воздуха ниже -5° C;
- сорт D – теряет свои свойства при температуре ниже -15° C. Если она выше этой отметки, топливом можно пользоваться;
- сорт F – рабочее состояние при температуре выше -20° С.
Не все виды дизтоплива продаются на АЗС. Кроме легковых автомобилей, это горючее используется для работы сельскохозяйственной техники и спецтранспорта. Дизельное топливо, не теряющее функциональность при минусовых температурах, делится уже не на сорта, а на классы.
Общепринятая (сезонная) классификация
Со времен СССР принята сезонная классификация дизельного топлива. Она до сих пор распространена на АЗС и среди водителей. Выделяют летнее, межсезонное, зимнее и арктическое топливо, обозначают его буквами Л, Е, З и А.
Для того чтобы горючее не утратило свои свойства при температуре от 0 до -50° С, в него добавлены специальные присадки. В состав зимнего дизтоплива тоже включены присадки, но при температуре ниже -30° С оно загустеет. Межсезонное топливо меняет структуру при показателях ниже -15° С. Летнее топливо нефункционально, когда шкала термометра опускается ниже нуля.
Как октановое число для бензина, для определения качества дизельного топлива используется цетановое число. Это характеристика скорости воспламенения горючего, где задержка горения играет определяющую роль. Для дизтоплива на территории России лучше всего выбирать число от 45 до 55. Не надо забывать, что наша страна делится на разные климатические зоны.
В условиях умеренного климата добавлять в состав присадки противопоказано, горючее не загустеет от холода, если цетановое число будет 48-51. При использовании дизтоплива в северных зонах присадки обязательны. Цетановое число надо выбирать в диапазоне от 51 до 55, рекомендуются премиальные сорта.
Как определяют сорт дизеля?
Дизельное топливо можно разделить на виды, сорта и классы, опираясь на разные критерии. Например, такие, как состав или температура фильтруемости. Все показатели определяются в лабораторных условиях, от них зависит классификация, а следовательно, и сфера применения дизтоплива.
Температуру фильтруемости определяют экспериментальным путем, создав условия, приближенные к реальным. Замеряют скорость, с которой опытный образец проходит через фильтр, постепенно снижая температуру. Предельный показатель прохождения фильтра – минута. Таким образом рассчитывается максимально низкий температурный показатель, при котором топливо не утрачивает свои свойства.
При производстве дизельного топлива используются различные ГОСТы, в том числе аналоги EN и ИСО. Тестирование температуры застывания дизтоплива проводится без подогрева, это регламентировано ГОСТом 20287-91.
Определение серы в составе дизельного топлива проводится в лабораторных условиях. От количества этого вещества зависит экологическая безопасность горючего. Чем меньше серы, тем лучше. Если дизель отвечает требованиям экологичности, он соответствует европейским стандартам.
Надеемся, вне зависимости от выбора топлива – бензина или дизеля – вам стал понятен принцип его классификации и особенности каждого вида.
Не только бензин. Какое еще топливо может использоваться в машинах?
Первые дизельные моторы могли работать на сырой нефти. Кроме того, некоторые танковые двигатели разрабатывались, чтобы потреблять любую горючую жидкость, которую мотористы могли найти в захваченных у врага складах. Поэтому в экстренных случаях военную технику можно заправлять даже смесью отработанного масла, бензина, спирта и прочих ингредиентов. Двигатели обычных машин, конечно, не имеют таких фантастических возможностей, однако в некоторых случаях даже они могут ездить на чем-то еще кроме бензина и солярки.
Спирт
В художественных фильмах можно увидеть эпизоды, когда вместо бензина в бак наливается спирт, и автомобиль способен на нем ездить. Это правда, но не вся. Машина потребляет чистый спирт, но после ряда изменений в конструкции двигателя. Причем из-за низкой теплотворности спирта количество топлива, по сравнению с бензином, увеличивается примерно в 1,5 раза. Однако при небольших добавках переделка не потребуется. Даже в старые «жигули» можно заливать до 30% спирта, не опасаясь за работоспособность силового агрегата.
Статья по теме
Способность спирта заменять бензин используется в некоторых странах мира для сокращения потребления нефтепродуктов. Там изготавливают топливо из растительного сырья. Биоэтанол — это спирт, который получают из сахарного тростника, кукурузы или злаковых культур. Бразилия и США являются лидером в производстве и использовании биоэтанола, мировое производство которого составило 36,3 млрд литров, из них 45 % относится к Бразилии и 44,7 % — к США.
Спирт в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США из кукурузы, причем там доступно несколько сортов горючего, различающегося по консистенции. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор либо Е20, Е25 или «acool» Е100, который почти полностью состоит из спирта. Буква «Е» в этих сортах означает английское слово Ethanol.
Обычные автомобильные ДВС не могут работать на Е85, хотя прекрасно работают на Е10. На чистом этаноле ездят только машины с усовершенствованными моторами «Flex-Fuel», которые могут работать на обычном бензине или на произвольной смеси его со спиртом.
Разрешено использование биотоплива и в России. В 2018 году был принят закон, регулирующий производство и оборот спирта для химической промышленности в качестве добавки к бензину. Правда, широкого распространения у нас этот вид топлива пока не приобрел. Немалое количество нефти делает его производство нерентабельным.
Биодизель
Дизельные моторы тоже могут обходиться без классической «солярки». В некоторых случаях они работают на смеси бензина и отработанного масла. Правда, затем потребуется ремонт и смена фильтров. Кроме того, для моторов на тяжелом топливе подходит так называемый биодизель, то есть топливо, которое имеет практически те же свойства, что и обычная «солярка». Биодизель изготавливают из растительных культур, таких как рапс, соя, подсолнух, а также из пальмового масла.
Биодизель синтезируется из различных растительных масел или животных жиров в результате химических реакций триглицеридов, то есть свободных жирных кислот, правда, процесс изготовления слишком дорог, и пока биодизель стоит заметно больше, чем обычное дизельное топливо на АЗС. В некоторых странах биодизель применяется в автотранспорте в составе смесей с дизельным топливом. Они обозначаются буквой B, а цифрами описывается процентное содержание добавок. К примеру, у В2 всего 2 % биодизеля, а в В100 — 100 % химического топлива, полученного из растительного сырья.
Газ
Двигатель внутреннего сгорания может перерабатывать не только жидкое топливо, но и газообразное. Уже давно на транспорте используется горючий газ, как в сжиженном состоянии, так и в газообразном.
Статья по теме
В мире насчитывается около 20 миллионов автомобилей, работающих на сжатом природном газе (CNG; метан). Большинство из них — это коммерческие транспортные средства, такие как автобусы и грузовики. Газ помогает заметно экономить на дальних перевозках.
Правда, для использования газа в качестве топлива необходимо купить специальное оборудование, установить на машину и зарегистрировать изменения в конструкции в ГИБДД, что требует времени и сил.
Использование газа также позволяет продлить срок службы мотора. При сгорании метана образуется намного меньше твердых частиц нагара (сажи) на стенках цилиндров и на клапанах, а также меньше выбрасывается углекислого газа и оксида азота. Однако наблюдаемое сейчас повышение цен на газ приводит к экономической нецелесообразности его применения для легковых машин.
Источник https://mafin.ru/media/razbory/gid-po-avtomobilnomu-toplivu
Источник https://www.azsk74.ru/news/vidy-topliva-na-azs/
Источник https://aif.ru/auto/about/ne_tolko_benzin_kakoe_eshche_toplivo_mozhet_ispolzovatsya_v_mashinah