Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Октановое число бензина и расход топлива

Октановое число бензина и расход топлива

Водитель заправился бензином А-92 на непроверенной автозаправочной станции (АЗС).
В результате этого славного мероприятия случилось много неприятных вещей:

Сначала автомобиль потерял приемистость (причем, весьма заметно);

При запуске двигателя схватывание стало происходить не «с четверти тыка» как обычно, а спустя довольно долгое время – как минимум через пару секунд;

Затем в двигателе появилась детонация. Кто помнит вечно стучащие двигатели автомобиля М-412, тот представляет, о чём идёт речь. Детонация появлялась даже в момент, когда автомобиль трогался с места;

Спустя некоторое время, при движении по трассе, возникла пиктограмма, означающая неисправность двигателя. Наступило время отправиться на сервис – лечить автомобиль;

В ходе лечения заменили топливный фильтр, сделали много полезных работ, сбросили ошибку на компьютере и проч. Кстати, это внеплановое сервисное обслуживание оказалось довольно дорогим.

Вывод: не стоит заправляться на непроверенных автозаправочных станциях (АЗС).

Рекомендации, полученные на сервисе, гласили – заправляться бензином АИ-95, соответствующим европейским стандартам. По их статистике проблем с автомобилем, при условии заправки топливом, соответствующим европейским стандартам, существенно меньше.

В связи с этим и возникла тема этой статьи.

Влияние октанового числа бензина на эксплуатационный расход топлива

У многих автомобилей на специальной табличке, расположенной либо на крышке бензобака, либо на средней стойке кузова со стороны водителя, либо ещё в каком-то удобном месте есть своеобразная наклейка-памятка. В этой памятке содержатся указания по октановому числу бензина и по рабочему давлению в шинах, в зависимости от загрузки авто.

Давление в шинах договоримся держать в соответствии с этой табличкой. А сами посмотрим на строчку о бензине. Там мы увидим что-то вроде текста представленного в Таблице 1.

Октановое число минимальное

Октановое число оптимальное (максимальное)

Unleaded fuel only

Многие автомобилисты ориентируются на подобную табличку. Естественно, по экономическим соображениям водители заливают менее дорогой бензин с октановым числом 92. Например, бензин А-92 или АИ-93.

При этом мало кто задумывается об эксплуатационном расходе топлива при использовании бензина с тем или иным октановым числом.

Учтём, что во время эксплуатации нас будет волновать не столько собственно эксплуатационный расход топлива, выражаемый в литрах на 100 км пробега, а эксплуатационные затраты на топливо. Эксплуатационные затраты выражаются в рублях (долларах, евро, короче в денежном эквиваленте).

Эксплуатационные затраты на топливо являются более важным показателем. Особенно с точки зрения экономики. Действительно, если расход на более высокооктановом топливе будет несколько ниже, чем расход на низкооктановом топливе, то эксплуатационные затраты на топливо могут оказаться примерно равными.

Обычно использование менее дорогого низкооктанового бензина связано с тем предположением, что расход топлива в обоих случаях совершенно одинаковый.

Для оценки влияния октанового числа бензина на эксплуатационный расход топлива было задействовано несколько автомобилей, двигатели которых официально допускают эксплуатацию на бензине с октановым числом в пределах 91-96.

Во время испытаний оценивался эксплуатационный расход топлива в зимнее время при температурах -15…-20°C.

Запуск холодного двигателя

Испытуемые автомобили хранятся, как и большинство машин в городе, на стоянке под открытым небом. Каких-то особенностей и сложностей при запуске двигателей не наблюдалось. Изменение октанового числа используемого бензина не сказалось на запуске холодного двигателя. Все двигатели запускались сразу, с первой попытки. После запуска их двигатели работали ровно и не глохли.

На стоянке с работающим двигателем

Прогретые двигатели на стоянке при заправке бензином с октановым числом А-92 расходовали см.Таблица 2:

При температуре -15°C

При температуре -20°C

Прогретые двигатели на стоянке при заправке бензином с октановым числом А-95 расходовали см.Таблица 3:

При температуре -15°C

При температуре -20°C

Теоретически расход топлива на стоянке может отличаться ещё больше, однако эти различия являются несущественными в практическом плане.

На ходу во время движения

Разница в используемом топливе сразу была замечена всеми водителями, как только автомобили начали движение.

При использовании бензина с октановым числом А-95 заметно улучшилась динамика. Двигатели используемых в тесте автомобилей обладают пиком крутящего момента в диапазоне 3000-4000 об./мин. Причём «подхват» начинается примерно с 2750 об./мин.

В результате натурных испытаний отмечена несколько большая экономичность двигателей, работающих на высокооктановом топливе, по сравнению с расходом низкооктановго топлива.

Экономия высокооктанового топлива во время испытаний несколько колебалась и в среднем составила 5%. Показатель достаточно хороший.

Нет смысла приводить абсолютные величины расхода топлива. Ведь у каждого водителя своя манера езды, свои маршруты, свои пробки… ;-)

Однако все водители уверенно зафиксировали топливную экономичность при заливке в бак высокооктанового бензина. Экономия топлива составляет в среднем 5%.

На момент написания статьи цены на бензин марки А-92 и на бензин марки А-95 различались примерно на 8.5-9%.

Таким образом, при переходе с А-92 на использование высокооктанового бензина А-95 эксплуатационные затраты на топливо, при прочих равных условиях, могут возрасти примерно на 3%.

Кстати, 3% от средних затрат на топливо в месяц примерно равно по стоимости 3-5 поездкам на метро!

Как можно скомпенсировать эти 3%

Если ездить в чуть более экономичной манере, соблюдать и контролировать рекомендованное давление в шинах, не ускоряться без нужды, то эти 3% эксплуатационных затрат на топливо вполне могут быть скомпенсированы стилем вождения.

Влияние погоды на бензин

Климатические условия влияющие на надежность и долговечность автомобиля

Климатические условия характеризуются среднегодовой температурой окружающего воздуха и ее максимальными и минимальными значениями, количеством осадков, выпадающих в год, а также влажностью воздуха и барометрическим давлением. Известно, что климатические условия оказывают большое влияние на состояние и характер дорожного покрытия.

По существующему положению при погоде с жесткостью 45 баллов работы на открытом воздухе прекращаются, а нагрузка на машины снижается на 50% и более.

Более 60% автомобильного парка страны свыше пяти месяцев в году работает в условиях низких температур. Однако опыт показывает, что многие марки так называемых стандартных автомобилей плохо приспособлены для работы в сложных климатических условиях. Например, количество отказов автомобилей на севере в несколько раз больше, чем в условиях средней полосы СССР . При эксплуатации автомобилей зимой в средней полосе СССР по отдельным механизмам и агрегатам автомобиля количество отказов увеличивается в 1,5—2 раза по сравнению с работой летом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Затрудняется техническая эксплуатация стандартных автомобилей и в южной зоне страны, где летом температура окружающего воздуха достигает 40—50 °С при высокой солнечной радиации. Поэтому вполне закономерно, что отечественная автомобильная промышленность работает над созданием «северного» и «южного» вариантов автомобилей (на основе базовых моделей).

Влияние климатических условий на автомобиль обусловливается прежде всего тем, что под воздействием как низких, так и высоких температур изменяются физико-механические свойства конструкционных сталей, металлических сплавов, пластических масс, резины и других материалов.

Особенно большое влияние оказывают климатические условия на физико-химические константы масел топлив, тормозной и амортизаторной жидкости, электролита и пр.

Некоторые металлы и металлические сплавы при низких температурах обнаруживают склонность к хрупкому разрушению и повышенную чувствительность к концентраторам напряжений, к быстрому разрушению сварных швов или прилегающих к ним участков.

Понижение температуры снижает величину ударной вязкости ряда металлов и сплавов, что приводит к поломке рам, полуосей, кулаков поворотных цапф и других деталей.

В ряде случаев высокая влажность воздуха (в северных районах или в приморских южных районах) вызывает интенсивное развитие атмосферной коррозии деталей автомобилей. Совместное действие коррозионной среды и нагрузок снижает предел выносливости металла, прочность и пластичность металлических деталей, увеличивает трение между движущимися частями машин и обусловливает быстрое разрушение. Детали, изготовленные из пластических масс, при низких температурах становятся хрупкими и ломаются от незначительных усилий.

При температурах —40 °С и ниже наблюдается стеклование резины (подобие кристаллизации), что вызывает повышенную хрупкость и разрушение при нагружении без предварительного подогрева. Высокая температура и воздействие солнечных лучей способствует быстрому старению резины со всеми вытекающими последствиями.

Климатические условия оказывают существенное влияние на протекание рабочих процессов двигателя, агрегатов силовой передачи и ходовой части.

С целью уменьшения влияния климатических условий на долговечность автомобиля созданы специальные сезонные сорта топлива и смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, морозостойких и теплостойких шин и пр.

Наиболее существенное влияние на срок службы автомобиля оказывает тепловой режим двигателя и его агрегатов. Этот режим определяется температурой окружающего воздуха, степенью загрузки автомобиля и его скоростью и зависит от длины ездки, продолжительности простоя автомобиля под погрузкой и выгрузкой и качества технического ухода за ним в процессе работы (применения утеплительных средств, регулировки и др.).

Исследования показали, что температура окружающего воздуха более существенно влияет на изменение температуры охлаждающей воды и масла в картере двигателя, чем колебания нагрузки и скорости.

Между температурой охлаждающей жидкости и температурой стенок цилиндров существует прямая зависимость.

На рис. 26 показан график зависимости износа стенок цилиндров автомобильного двигателя от их температуры. При понижении температуры стенок цилиндров ниже +80 °С интенсивность их изнашивания резко увеличивается вследствие изменения условий трения на поверхности цилиндров и развития сложных тепловых и физико-химических процессов — конденсации паров воды и продуктов неполного сгорания, смывания смазки со стенок цилиндров и значительного увеличения работы трения поршней и поршневых колец о стенки цилиндров (коррозия и износ схватыванием).

Большое влияние на характер и интенсивность изнашивания цилиндров оказывает коррозия. При определенных режимах работы двигателя на верхних частях внутренних поверхностей цилиндров имеются участки, температура которых tK будет ниже критической или близкой к ней. В результате этого поверхность охлажденных участков увлажняется конденсатом воды при насыщении серным, сернистым и коррози-онно-активными газами, содержащимися в продуктах сгорания; образуется пленка электролита. На границе раздела ме-талл — электролит начинается процесс электрохимической коррозии с образованием окислов. При перемещении поршневых колец эти окислы легко отделяются от поверхности цилиндров, что способствует интенсивному развитию коррозионно-механического изнашивания цилиндров.

Если температура стенок цилиндров выше критической, при которой невозможны конденсация паров воды и образование пленки электролита, то поверхность цилиндров подвергается газовой коррозии (рис. 2).

Электрохимическая коррозия цилиндров протекает более интенсивно по сравнению с газовой, поэтому она представляет главную опасность для двигателя.

Кроме сернистой и серной кислот, в цилиндрах двигателя возможно образование угольной, азотной и некоторых органических кислот (муравьиной, щавелевой). Поэтому при пониженном температурном режиме двигателя может произойти повышенный износ цилиндров даже при работе на топливе, не содержащем серы.

Для защиты цилиндров двигателя от коррозионно-механи-ческого изнашивания в верхнюю часть их устанавливают короткие гильзы из чугуна аустенитного класса (юрезист).

Интенсивность коррозионно-механического изнашивания зависит также от состава смеси, установки момента опережения зажигания и конструктивных особенностей двигателя. Проведенные опыты по изучению влияния теплового режима на износ двигателя ГАЗ -51 показали, что общий износ двигателя наиболее резко увеличивается при температуре воды в системе охлаждения и масла в картере ниже 50 °С. Если принять износ Двигателя ГАЗ -51 при температуре воды и масла 75 °С за единицу, то при понижении температуры воды и масла до +50 °С общий износ двигателя увеличится в 1,6 раза, а при понижении температуры до +25 °С — почти в 5 раз. Одновременно с понижением температуры охлаждающей воды и масла снижается эффективная мощность двигателя и крутящий момент и увеличивается удельный расход топлива.

Большой фактический материал, полученный за последнее время, показывает, что цилиндры автомобильных двигателей изнашиваются неравномерно как по высоте, так и по окружности. На рис. 3 (а, б) показан график типичного износа цилиндров автомобильных двигателей ГАЗ -51 и ЗИЛ -120. Наибольшему износу подвергается верхняя часть цилиндров, расположенная против компрессионных колец в крайнем верхнем положении.

Зона максимального радиального износа стенок цилиндров расположена у различных цилиндров неодинаково, тем не менее наблюдается общая тенденция: почти во всех случаях зона наименьшего износа совпадает с зоной максимального нагрева стенок цилиндров, расположенной в перемычках между клапанами или возле выпускного клапана. Это подтверждается сопоставлением данных о распределении температур в цилиндрах двигателя с эпюрой их радиального износа.

Более интенсивный износ стенок цилиндров, расположенных против клапанов, дает основание предполагать, что характер радиального износа в той или иной степени определяется направлением потока горючей смеси, поступающей в цилиндры, корродированием рабочей поверхности и смывом смазки со стенок неиспа-рившейся частью топлива, содержащейся в горючей смеси.

Следовательно, характер и скорость изнашивания цилиндров автомобильного двигателя при низкой температуре воды в системе охлаждения обусловливается совместным действием таких основных факторов:
а) наличием полусухого трения между стенками цилиндров и поршневыми кольцами;
б) коррозионным разрушением поверхностных слоев металла электролитом, образующимся в результате взаимодействия паров воды с коррозионно-активными газами, содержащимися в продуктах сгорания;
в) высоким удельным давлением между поршневыми кольцами и стенками цилиндров в их верхней части (при низкой температуре двигателя индикаторная мощность его значительно увеличивается вследствие повышения внутренних и внешних сопротивлений) с развитием износа схватыванием.

При низкой температуре окружающего воздуха резко возрастают сопротивления в силовой передаче автомобиля, особенно в начальный период движения. Величина этих сопротивлений зависит от температуры окружающего воздуха и качества смазки, применяемой для коробки передач, главной передачи, подшипников колес. Правильным подбором трансмиссионных масел для эксплуатации автомобиля в зимних условиях можно уменьшить расход топлива, износ агрегатов и силовой передачи.

Поддержание оптимальной температуры воды в системе охлаждения повышает долговечность автомобильного двигателя. Для карбюраторных автомобильных двигателей эта температура составляет 80—85 °С для двигателей с воспламенением от сжатия 85—90 °С. На всех автомобилях и особенно на тех, которые работают на коротких рейсах с продолжительными остановками, необходимо применять шторки радиаторов и утеплительные чехлы в зимний и осенне-весенний период (при температурах от 5 до 10 °С).

Для контроля температурного режима двигателя на всех автомобилях должны быть исправные указатели температуры воды в системе охлаждения. Правильность показания приборов необходимо систематически проверять.

Наличие термостата в системе охлаждения в 5—6 раз сокращает врумя прогрева двигателя и, следовательно, уменьшает его износ в период пуска. Кроме того, термостат является’дросселем, который уменьшает интенсивность циркуляции жидкости в системе охлаждения. При его удалении интенсивность циркуляции охлаждающей жидкости значительно увеличивается, двигатель постоянно будет переохлаждаться и интенсивно изнашиваться.

Эксплуатация стандартных автомобилей в районах страны с жарким климатом имеет свои специфические особенности: высокая температура окружающего воздуха обусловливает работу двигателя на предельном тепловом режиме, вызывая перегрев двигателя и других агрегатов автомобиля: при этом разжижается смазка и интенсифицируются процессы изнашивания агрегатов, увеличивается расход топлива. Большая концентрация абразивной пыли в воздухе требует тщательной защиты двигателя от попадания пыли, а также всех наружных уплотнений.

Наличие в пыли различных солей, кроме повышенного абразивного изнашивания, приводит к усиленной коррозии деталей. Как правило, в районах с жарким климатом вода имеет повышенную жесткость. Для нормальной работы систем охлаждения двигателей необходимо умягчать воду, а также систематически удалять накипь из системы охлаждения. В этих условиях особое внимание необходимо уделять своевременному и качественному проведению технического обслуживания и эксплуатационного ремонта. Большое внимание необходимо уделять также уходу за приборами системы питания, электрооборудования автомобиля, элементами ходовой части и шинами.

�� Бензин и здоровье: симптомы, причины и последствия - Ваше здоровье 2021

Бензин опасен для вашего здоровья, потому что он токсичен. Воздействие бензина, будь то физический контакт или ингаляция, может вызвать проблемы со здоровьем. Последствия отравления бензином могут нанести вред каждому крупному органу. Для предотвращения отравления важно практиковать и обеспечивать безопасное обращение с бензином.

Приоритетное воздействие бензина требует вызова экстренной медицинской помощи. Позвоните в Американскую ассоциацию центров борьбы с ядами по телефону 1-800-222-1222, если вы считаете, что вы или кто-то, кого вы знаете, отравляют бензин.

Симптомы отравления бензином

Глотание бензина может вызвать широкий спектр проблем для жизненно важных органов. Симптомы отравления бензином могут включать:

• затруднение дыхания
• боль в горле или горение
• горения в пищеводе
• боль в животе
• потеря зрения
• рвота с кровью или без крови
• кровавые стула головокружение
• сильные головные боли
• крайняя усталость
• судороги
• слабость тела
• потеря сознания

Причины отравления бензином

Бензин необходим во многих отраслях промышленности. Газ является основным топливом, используемым для работы большинства двигателей с двигателем. Углеводородные компоненты бензина делают его ядовитым. Углеводороды - это тип органического вещества, состоящего из молекул водорода и углерода. Они являются частью всех видов современных веществ, в том числе:

• масло для лампы
• керосин
• лак
• резиновый цемент
• лихтерная жидкость
• Бензин содержит метан и бензол, которые являются опасными углеводородами.

Возможно, одним из самых больших рисков воздействия бензина является вред, который он может причинить вашим легким, когда вы вдыхаете его пары. Прямая ингаляция может вызвать отравление угарным газом, поэтому вы не должны запускать транспортное средство в закрытом помещении, например, в гараже. Длительное воздействие на открытом воздухе также может повредить ваши легкие.

Насос бензина в ваш бензобак обычно не вреден. Однако случайное воздействие жидкости может нанести вред вашей коже.

Случайное потребление бензина гораздо более распространено, чем намеренное проглатывание жидкости.

Бензин может отрицательно повлиять на ваше здоровье как в жидкой, так и в газовой форме. Глотание бензина может повредить внутренность вашего тела и нанести постоянный ущерб основным органам. Если человек глотает большое количество бензина, это может привести к смерти.

Отравление окисью углерода вызывает особую озабоченность. Это особенно важно, если вы работаете на работе, где регулярно работаете на бензиновых машинах.Согласно Центрам по контролю и профилактике заболеваний (CDC), небольшие, газовые двигатели особенно вредны, потому что они выделяют больше ядов. Окись углерода является как невидимой, так и без запаха, поэтому вы можете дышать ею в больших количествах, даже не зная об этом. Это может вызвать постоянное повреждение головного мозга и даже смерть.

У бензина последствия для здоровья могут продолжаться несколько лет. Дизель - еще одно топливо, содержащее углеводороды. Это побочный продукт бензина, и он используется в основном в поездах, автобусах и сельскохозяйственных машинах. Когда вы регулярно вступаете в контакт с парами бензина или дизельного топлива, ваши легкие могут со временем ухудшаться. Исследование, проведенное Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 2012 году, выявило повышенный риск развития рака легких у людей, регулярно подвергающихся воздействию дизельных паров.

Поскольку дизельные двигатели набирают популярность из-за их энергоэффективности, люди должны быть более осведомлены об их опасностях. Вы должны соблюдать следующие меры безопасности:

Не выдерживать выхлопные трубы.

• Не стоит вокруг газовых дымов.
• Не эксплуатировать двигатели в закрытых помещениях.
• РекламаРеклама

Получение экстренной помощи

Проглатывание бензина или чрезмерное воздействие паров гарантирует посещение отделения неотложной помощи или звонок в местный центр токсикологии. Удостоверьтесь, что человек сидит и пьет воду, если не будет проинструктирован не делать этого. Убедитесь, что они находятся в зоне со свежим воздухом.

Обязательно соблюдайте следующие меры предосторожности:

В случае чрезвычайной ситуации

• Не давайте пострадавшему молоку.
• Не давайте жидкости бессознательной жертве.
• Не оставляйте жертву и себя подверженную воздействию бензиновых паров.
• Не пытайтесь исправить ситуацию самостоятельно. Всегда сначала обращайтесь за помощью.
• Реклама

Перспективы для тех, кто был отравлен бензином

Перспектива отравления бензином зависит от количества воздействия и того, как быстро вы получаете лечение. Чем быстрее вы будете лечиться, тем больше вероятность того, что вы будете выздоравливать без существенной травмы. Однако воздействие бензина всегда может вызвать проблемы в легких, рту и желудке.

Бензин претерпел множество изменений, чтобы стать менее канцерогенными, но по-прежнему существуют серьезные риски для здоровья, связанные с ним. Всегда действуйте осторожно при воздействии жидких бензинов и бензиновых паров. Если вы подозреваете какое-либо воздействие на кожу, или если вы считаете, что избыточная сумма была вдыхана, вы должны позвонить в Американскую ассоциацию центров борьбы с ядами по телефону 1-800-222-1222.

Влияние свойств бензинов и дизельных топлив на загрязнение окружающей среды

Пары нефтепродуктов часто попадают в организм человека через органы дыхания, через кожу, иногда с водой, пищей и всасываются в кровь. Нефтепродукты оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки и глаза. Их токсичность зависит от фракционного и химического состава. Токсичность углеводородов и неуглеводородных соединений топлив возрастает в ряду: сернистые, кислородные соединения > арены > циклоалканы > н.-алканы > изоалканы.

При попадании топлив в водную среду образуются устойчивые тонкие (микронной толщины) поверхностные пленки, которые нарушают кислородный баланс водоемов. Токсичность продуктов сгорания топлив гораздо выше, чем жидких и газообразных топлив.

Продукты сгорания содержат следующие наиболее токсичные соединения: окись углерода (угарный газ, СО), оксиды азота NO_х, сажа (мелкодисперсный углерод), оксиды серы (SO2, SОз), соединения свинца, бензaпирен.

Bлияние основных вредных веществ на природную среду и человека и причины их образования

оксид углерода

Высоко токсичное вещество. Уже при концентрации СО в воздухе порядка 0,01 - 0,02 об% при вдыхании в течении нескольких часов возможно отравление, а концентрация 2,4 мг/м? через 30 мин. приводит к обморочному состоянию. Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, наступает кислородное голодание, поражающее кору головного мозга и вызывающее расстройство высшей нервной деятельности.

Твердые частицы проникают в дыхательные пути человека вызывает их различные заболевания. Из неорганической пыли наиболее отрицательное воздействие оказывает пыль, содержащая большое количество диоксида кремния, которое может вызвать - селикоз. Попадая в глаза вызывает глазной травматизм и др. заболевания. Раздражает кожные покровы, подкожные нервы, засоряет кожные железы и бывает причиной гнойничковых заболеваний. Оседая на зеленой части растений неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост и развитие растений.

Сажа образуется при горении топлив в результате пиролиза углеводородов и неуглеводородных примесей в зонах камеры сгорания с недостатком кислорода. Снижения сажеобразовання можно достигнуть улучшением качества распыла в камере сгорания, а также использованием гидроочищенных дизельных топлив с низким содержанием моно- и полициклических ароматических углеводородов и неуглеводородных соединений.

Оксиды азота

Общий характер действия на теплокровных зависит от содержания в газовых смесях различных оксидов азота. При контакте с влажной поверхностью легких образуется азотная и азотистая кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на кровеносную систему приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое действие на центральную нервную систему. Для поражения наиболее чувствительных растений достаточно концентрации 38 мг/м?. Даже при небольших концентрациях от 5 мг/м? до ПДК, но при постоянном воздействии снижается иммунноустойчивость, нарушается система воспроизводства низших млекопитающих.

Сернистые соединения при сгорании серы обрузуются серный и сернистый ангидриды: S + O₂ > SO₂ ? 2S +3O₂ > 2SO_3, которые загрязняют атмосферу.

Серный SO2 и сернистый ангидрид SO3

Оказывает многостороннее общетоксичное действие на теплокровных, вызывает острое и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечнососудистой системы, легочно-сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек. Общетоксическое действие SO2 связано с нарушением иммунного статуса организма с понижением сопротивляемости инфекции. SO2 оказывает выраженное токсичное действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия металлов в воздухе. Сернистый газ разрушающе действует на строительные конструкции, т.к. содержащиеся в цементе карбонаты кальция, реагируя с SO2 при наличии влаги переходит в нестойкие сульфаты, вымываемые водой. Воздействие SO2 на почву снижает ее плодородность, т.к. при этом происходит закисление.

Общее содержание соединений серы в топливе ограничивают предельной нормой показателя «массовая доля серы». Обеспечение более низких значений этого показателя требует дополнительных затрат на производство топлива, что повышает его стоимость, сокращает ресурсы. Поэтому на рынке часто присутствуют топлива, выпускаемые по стандартам с различным ограничением на содержание серы, - сернистые и малосернистые.

Снижение содержания серы в топливе влияет на уменьшение выбросов от автомобилей как напрямую (по содержанию в отработавших газах оксидов серы и твердых частиц), так и косвенно, обеспечивая долгосрочную эффективность работы каталитических систем очистки отработавших газов от оксидов азота, монооксида углерода и несгоревших углеводородов.

Кислотные дожди

CO + H2O > H2CO2 (acid carbonic); SO2 + H2O > H2SO3; SO3 + H2O > H2SO4

Ароматические углеводороды, в том числе полициклические и бензол

В условиях острого воздействия на теплокровных поражают центральную нервную систему, вызывая сонливость, вялость, судороги. В условиях хронической интоксикации оказывают политронное действие, поражая ряд органов и систем.

Полициклические ароматические углеводороды образуются при горении топлив в результате пиролиза наиболее тяжелых фракций топлива и смазочного масла. Содержание полициклических ароматических углеводородов в топливе влияет на количество NOx в отработавших газах дизелей. Чем ниже содержание полициклических ароматических углеводородов, тем меньше количество твердых частиц и бенз-а-пирена, образующихся при сгорании топлива.

Бенз(а) пирен

Оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.

Вдыхание паров бензола, контакт его с кожей или со слизистой оболочкой глаза может вызвать раздражение верхних дыхательных путей, кожные болезни или раздражение слизистой оболочки глаза. Попадание бензола в легкие может вызвать отек легких и кровоизлияние. Бензол плохо впитывается кожей.

Острое отравление бензолом приводит к подавлению деятельности центральной нервной системы, что вызывает головную боль, тошноту, дрожь, головокружение.

Альдегиды и продукты неполного окисления углеводородов образуются при горении обедненных смесей топлива с воздухом в относительно холодных зонах камеры сгорания. Другая причина образования таких продуктов - нарушения процесса смесеобразования ь двигателе. Токсичность альдегидов, в частности, формальдегида значительно выше, чем токсичность СО.

Использование металлоорганических антидетонаторов на основе Pb, Fe и Mn приводит к интенсивному образованию нагара в камере сгорания двигателя, особенно на электродах свечей зажигания, что снижает их долговечность до 5-7 тыс. км. Более тяжелым последствием их использования является загрязнение окружающей среды, поэтому Международная Хартия производителей топлив запрещает использование металлоорганических антидетонаторов, однако стандарты и технические условия некоторых стран допускают их применение, например в России возможен выпуск бензинов с концентрацией железа до 37 мг на 1 л топлива, а марганца - до 18 мг на 1 л бензина.

Свинец имеет свойство накапливаться в тканях организма и симптоматика отравления появляется при достижении концентрации свинца в крови 40-60 мг/100 мл. Проявляется признаками поражения центральной и периферической нервной системы, кишечника, почек. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях (особенно много в волосах, ногтях, слизистой оболочке десен - т.н. свинцовая кайма на деснах). Основной механизм действия свинца на организм заключается в том, что он блокирует ферменты, участвующие в синтезе гемоглобина, в результате чего красные кровяные тельца не могут переносить кислород, развивается анемия и хроническая недостаточность кислорода.

Известно, что очень высокие дозы железа могут быть смертельными. По данным ВОЗ смертельная доза железа принятого внутрь составляет от 40 до 250 мг/кг массы тела. При этом развивается геморрагический некроз (разрушение) и отслойка участков слизистой оболочки желудка. Безопасная суточная доза железа по рекомендациям Экспертного Комитета ВОЗ по пищевым добавкам составляет 0,8 мг/кг массы тела.

Марганец забивает канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния.

Использование оксигенатов для снижения токсичности. К оксигенатам относятся алифатические спирты С₁ - С₄ и диалкиновые эфиры. В качестве спиртов в первую очередь используют этиловый С₂Н₅ОН (этанол) и метиловый СН₃ОН (метанол). Повышение детонационной стойкости связано с повышением концентрации кислорода, что приво-дит к более полному сгоранию углеводородов, снижению теплоты сгорания, более эффективно отводится тепло из камеры сгорания и как результат уменьшается максимальная температура сгорания. Использование оксигенатов снижает выбросы CO на 32,5% и CH на 14,5%. Однако повышенная концентрация кислорода способствует повышенному содержанию токсичных альдегидов в выхлопных газах, поэтому максимальная концентрация кислорода составляет 2,7%.

Использование беззольных антидетонаторов. К ним относятся соединения на основе монометиланилина С₆ H₅NHCH₃ (MMA). Концентрация ММА в пределах 1 - 1,8% повышает октановое число на 5 - 6 единиц и снижает загрязнение окружающей среды.

Влияние показателей качества автомобильного бензина и дизельного топлива на состояние окружающей среды

Виноградов, О. В. Влияние показателей качества автомобильного бензина и дизельного топлива на состояние окружающей среды / О. В. Виноградов, А. С. Карелина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 8 (112). — С. 194-199. — URL: https://moluch.ru/archive/112/28244/ (дата обращения: 08.07.2021).

Встатье рассмотрено влияние показателей качества нефтяных топлив, автомобильного бензина и дизельного топлива, на состояние окружающей среды и здоровье человека. Представлены требования современных нормативных документов, предъявляемые к светлым нефтепродуктам. Указано, к каким экологическим последствиям может привести отклонения показателей качества моторных топлив от нормы.

Ключевые слова: автомобильный бензин, дизельное топливо, детонационная стойкость, токсичные вещества, Технический регламент Таможенного союза, О безопасности колесных транспортных средств, нефтяные топлива.

Современные автомобильные бензины и дизельные топлива должны обеспечивать экономичную и надежную работу двигателя и удовлетворять требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливо-воздушную смесь оптимального состава при любых температурах, иметь углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя, не изменять своего состава и свойств при длительном хранении, не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резинотехнические изделия и т. п. Поскольку все нефтяные топлива токсичны, применение бензинов и дизельных топлив при эксплуатации техники должно быть организовано с учетом их вредного воздействия на человека и окружающую среду [1].

В последние годы происходит ужесточение требований к экологическим свойствам топлива [2]. В настоящее время, после вступления России в Таможенный союз на ее территории действуют требования Технического регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств». Данный технический регламент устанавливает требования к топливу в целях обеспечения защиты жизни и здоровья человека, имущества, охраны окружающей среды, предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей относительно его назначения, безопасности и энергетической эффективности [3]. Все топлива, выпускаемые в нашей стране должны в обязательном порядке соответствовать его требованиям.

Основную массу автомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ Р 51105–97 [4] и ГОСТ Р 51866–2002 [5] и по стандартам организации (СТО). В связи с увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдается постоянная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых, однако на территории Российской Федерации в баки автомобилей часто поступает бензин, качество которого имеет отклонения от требований стандартов [6].

Дизельные топлива в основном вырабатываются по ГОСТ 305–2013 [7] и ГОСТ 52368–2005 [8].

Требования ТР ТС 013/2011 к качеству автомобильных бензинов, представлены в табл. 1 [3].

Требования кхарактеристикам автомобильного бензина

Характеристики автомобильного бензина

Единица измерения

Нормы вотношении экологического класса

К2

К3

К4

К5

Массовая доля серы, не более

Объемная доля бензола, не более

Массовая доля кислорода, не более

Объемная доля углеводородов, не более:

по исследовательскому методу, не менее

по моторному методу, не менее

Давление насыщенных паров:

в летний период

в зимний период

Концентрация железа, не более

Концентрация марганца, не более

Концентрация свинца*, не более

Объемная доля монометиланилина, не более

Объемная доля оксигенатов, не более:

эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле

других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210 °С)

*- для Российской Федерации для экологических классов К2, КЗ, К4 и К5 отсутствие,

** — для Российской Федерации для экологических классов КЗ, К4 и К5 отсутствие.

Отклонения показателей качества приводят к серьезным нарушениям в работе двигателя. Последствия применения некачественного бензина приведены в табл. 2 [9].

Нарушения вработе двигателя при применении бензинов, имеющих отклонения от ГОСТ

Наименование показателя

Характер изменения от нормы

Нарушения вработе двигателя. Ожидаемые последствия

Металлический стук, дымный выхлоп. Детонационное сгорание. Ухудшение мощностных характеристик. Увеличение расхода топлива. Преждевременный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Давление насыщенных паров

Увеличение вероятности образования паровых пробок. Перебои в работе и подаче топлива. Преждевременный износ топливной системы.

Содержание фактических смол

Повышение количества отложений в камере сгорания и твердых частиц в продуктах сгорания. Уменьшение пропускной способности жиклеров и обеднение рабочей смеси. Калильное зажигание. Детонационное сгорание. Преждевременный износ ЦПГ.

Возрастание коррозионной активности и склонности топлива к образованию отложении в системе питания и камере сгорания.

Фракционный состав: температура начала, температура перегонки 10 %

Увеличение расхода топлива. Образование паровых пробок и смолистых отложений. Нарушение в подаче топлива. Перегрев и перебои в работе двигателя. Преждевременный износ ЦПГ.

Снижение полноты сгорания. Дымный выхлоп. Повышенный расход топлива. Увеличение отложений в камере сгорания. Неполное сгорание топлива. Попадание топлива в картер двигателя. Разжижение масла.

Применение некачественного бензина приводит к образованию паровых пробок, потере мощностных характеристик, перегреву двигателя, увеличению расхода горючего, а также к повышению нагара и смолистых отложений на деталях двигателя. При использовании бензина с высокой температурой конца кипения часть его поступает в цилиндры в капельно-жидком состоянии. Неиспарившаяся часть бензина по стенкам цилиндро-поршневой группы стекает в масляный картер, разжижая моторное масло. При этом смазочные свойства масел резко ухудшаются, повышая износ деталей двигателя. Из данных таблицы 2 следует, что применение некондиционного бензина приводит к преждевременному выходу из строя цилиндро-поршневой группы, топливной системы, а также других деталей двигателя и к повышению токсичности отработавших газов.

Для повышения октанового числа в бензиновых смесях с использованием низкооктановых компонентов применяются антидетонаторы на основе соединений свинца, марганца и железа, которые крайне отрицательно влияют на окружающую среду и человека. В связи с ужесточением экологических требований использование антидетонаторов, представляющих опасность для здоровья человека, во многих странах запрещено.

Автомобильные двигатели вместе с отработавшими газами выбрасывают в атмосферу большое количество вредных веществ. Состав отработавших газов приведен в табл. 3 [10, 11]. В число токсичных выбросов автомобилей входят: оксид углерода (СО), окислы азота (NO_Х), углеводороды (С_ХН_У), сажа (С), альдегиды (RCHO), диоксид серы (SО₂) и соединения свинца (Рb).

Из всех токсичных веществ наибольшую опасность для человека представляют соединения свинца, марганца и железа, которые влияют на кровеносную, нервную и мочеполовую системы, вызывают цирроз печени, пневмонию, а также снижение умственных способностей у детей. Свинец откладывается в костях и других тканях человека [14].

Токсичные вещества также поражают растительность. Вредные вещества действуют как непосредственно на зеленые части растений, разрушая хлорофилл и структуру клеток, а также попадая через почву в корневую систему и действуя через нее на все растение. Загрязняющие газообразные вещества в разной степени влияют на состояние растительности. Одни лишь повреждают листья и побеги, как окись углерода, другие вызывают гибель растений, как диоксид серы, под воздействием которого в первую очередь страдают хвойные деревья (сосны, ели, пихты, кедр).

В результате воздействия высокотоксичных загрязнителей на растения отмечается замедление их роста, образование некроза на концах листьев, выход из строя органов ассимиляции. Увеличение поверхности поврежденных листьев может привести к снижению расхода влаги из почвы и общей ее переувлажненности, что скажется на среде обитания живых организмов [10].

Из табл. 3 видно, что общее количество токсичных веществ, выделяемых при сгорании топлива в дизельном двигателе в несколько раз меньше, чем в карбюраторном двигателе [14].

Состав отработавших газов автомобильных двигателей,% по объему

Компоненты выхлопного газа

Бензиновые двигатели

Дизели

Примечание

Среднее процентное содержание токсичных компонентов вотработавших газах бензинового двигателя

Компоненты

Холостой ход ималая частота вращения

Средняя постоянная частота вращения

Разгон

Замедление

Рис. 1. Влияние качества топлива и скорости движения автомобиля на выбросы СО.

Состав отработавших газов существенно зависит от режимов работы двигателя. В табл. 4 приведено содержание токсичных компонентов при работе бензинового двигателя на разных режимах [11, 12, 13].

Приведенные данные показывают, что на холостом ходу и при замедлении в отработавших газах значительно возрастает количество оксида углерода, углеводородов, а также альдегидов.

Техническое состояние автомобилей тесно связано с применением качественных топлив, соответствующим определенным нормативным документам. Применение бензинов, имеющих отклонения от их требований, ухудшает техническое состояние двигателя и приводит к повышенному выбросу токсичных веществ. Выбросы технически неисправных автомобилей превышают в 1,5–2 раза выбросы, которые происходят от технически исправного двигателя (рис.1) [12].

Проблема повышенного содержания вредных веществ в отработавших газах особенно актуальна для больших городов. Многокилометровые пробки автомобилей приводят к увеличению загрязнения атмосферы, так как машины длительное время работают на холостом ходу и двигаются с низкими скоростями (замедление). Соответственно содержание вредных веществ в отработавших газах в районах образования пробок увеличивается в несколько раз.

Существенное значение на содержание токсичных компонентов в отработавших газах поршневых двигателей и экологическое состояние окружающей среды имеет такой показатель, как содержание механических примесей в топливе.

Топлива загрязняются на всех этапах своего жизненного пути — в процессе их производства, хранения, транспортирования, заправки техники и ее эксплуатации. Обычно рассматриваются два аспекта последствий загрязнения нефтепродуктов: эксплуатационный, связанный с повышенным износом двигателя, что вызывает снижение его надежности, уменьшение ресурса работы и т. п., и экономический, связанный с ухудшением качества топлив, в результате чего увеличивается их расход, а в ряде случаев становится невозможным применение по прямому назначению.

Применение автомобильных двигателей с впрыском бензина и электронной системой регулирования его подачи в принципе позволяет существенно снизить токсичность отработавших газов двигателя, однако наличие в топливе загрязнений может вызвать повышенный износ рабочих органов топливного насоса и нарушить работу редукционного клапана. Это приведет к обеднению рабочей смеси и повышению концентрации оксида углерода в отработавших газах. Попадая под клапан электромагнитных форсунок, твердые частицы вызывают подтекание топлива и переобогащение рабочей смеси, в результате чего в отработавших газах повышается содержание углеводородов.

В дизельных двигателях для обеспечения полного сгорания топлива большое значение имеет его равномерная подача в цилиндры [15]. В результате попадания загрязнений происходит усиленный износ прецизионных пар топливных насосов высокого давления, что нарушает равномерность подачи топлива и вызывает его подтекание из-за негерметичности форсунок. Неполное сгорание топлива происходит также при снижении давления начала впрыска из-за засорения фильтра тонкой очистки. Засорение соплового отверстия форсунки (или заедание ее иглы) также приводит к неполному сгоранию топлива и увеличению выброса окиси углерода и углеводородов в атмосферу. Наличие загрязнений в топливе вызывает износ гильз цилиндров и поршневых колец в карбюраторных и дизельных двигателях. У изношенного двигателя количество окиси углерода в отработавших газах увеличивается более чем в три раза по сравнению с новым. Прорыв отработавших газов в картер через увеличившиеся зазоры в цилиндропоршневой группе в двигателях с открытой вентиляцией способствует возрастанию количества несгоревших углеводородов. Загрязнения в топливе вызывают повышенный износ сопряженных поверхностей выпускных клапанов, что приводит к нарушению их герметичности и попаданию части несгоревшей рабочей смеси в выпускной коллектор.

Наличие в топливе загрязнений способствует образованию нагара на стенках камеры сгорания, поршнях и клапанах. Вследствие плохой теплопроводности нагароотложений температура стенок повышается, что ведет к увеличению концентрации оксидов азота. Нагар увеличивает объем мертвого пространства в камере сгорания, в результате чего увеличивается количество несгоревших углеводородов (примерно на 5–10 % через каждые 10 тыс. км пробега автомобиля).

Помимо вредного влияния газообразных продуктов, образующихся при эксплуатации автомобильного транспорта, отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают также жидкие нефтепродукты. При попадании загрязнений в топливную систему и связанным с этим прекращением подачи топлива и остановкой двигателя водитель осуществляет продувку или промывку системы, при которой разливается значительное количество топлива.

1. Приваленко А. Н., Балак Г. М., Баграмова Э. К., Зуева В. Д., Пуляев Н. Н. Атомно-абсорбционное определение содержание металлов в нефтяных топливах // Международный технико-экономический журнал. — 2013. — № 5. — С. 97‑108.

2. Шаталов К. В., Приваленко А. Н., Середа С. В., Пуляев Н. Н. Современные требования к качеству автомобильных бензинов и дизельных топлив // Международный научный журнал. — 2011. — № 4. — С. 89‑95.

3. ТР ТС 018/2011. О безопасности колесных транспортных средств. Технический регламент Таможенного союза. — Введ. 2015‑01‑01 [Электронный ресурс]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/902320557 (дата обращения 30.03.2016).

4. ГОСТ Р 51105–97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия. — Введ. — 1999‑01‑01. — М.: Госстандарт России, 2009. — 23 с.

5. ГОСТ Р 51866–2002 (EH 228–2004). Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия. — Введ. 2002‑07‑01. — М.: Госстандарт России, 2009. — 27 с.

6. Современная АЗС. М.: UPECO, 2002. — 47 c.

7. ГОСТ 305–2013. Топливо дизельное. Технические условия. — Введ. 2015‑01‑01. — М.: Госстандарт России, 2014. — 16 с.

8. ГОСТ Р 52368–2005. Топлива дизельное ЕВРО. Технические условия. — Введ. 2006‑07‑01. — М.: Госстандарт России, 2009. — 35 c.

9. Сафонов А. С. Автомобильные топлива. СПб.: НПИКЦ, 2002. — 264 с.

10. Коробкин В. И. Экология. Ростов: Феникс, 2004. — 575 с.

11. Квашнин А. Б., Приваленко А. Н., Головченко Л. Е., Дунаев С. В., Пуляев Н. Н. Прогнозирование потерь автомобильных бензинов в условиях хранения // Международный научный журнал. — 2012. — № 5. — С. 93‑99.

12. Коваленко В. Г. Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефтеГаз, 2004. — 150 с.

13. Серафимов А. М., Дидманидзе О. Н., Иванов С. А. и др. Влияние нестационарности работы двигателей на экологическую и экономическую безопасность // Международный научный журнал. — 2007. — № 3. — С. 19‑25.

14. Выхлопные газы, их состав и действие на организм человека [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/Exhaust_gases.html.

15. Приваленко А. Н., Шарин Е. А., Лунева В. В., Пуляев Н. Н. Новые методы оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив ЕВРО // Международный научный журнал. — 2013. — № 6. — С. 72‑75.