Jak dlouho trvá, než se benzín odpaří?
Pro zajištění dokonalého shoření paliva v motoru je nutné jej v krátké době převést z kapalného do parního stavu a smíchat se vzduchem v určitém poměru, tzn. vytvořit pracovní směs. V závislosti na konstrukci motoru jsou možné dva způsoby tvorby pracovní směsi. Na první cesta V karburátoru se benzín částečně odpaří a vytvoří se hořlavá směs, poté se proud pára-vzduch rozdělí mezi válce. V důsledku nedokonalého odpařování benzínu se některé kapičky z proudu páry a vzduchu usazují ve formě kapalného filmu na stěnách sacího potrubí. V důsledku rozdílu v rychlosti pohybu parního a kapalného filmu vstupuje do válců hořlavá směs, heterogenní v kvalitě a složení. Na druhý způsob benzín je vstřikován pomocí vstřikovačů přímo do spalovací komory nebo do sacího potrubí.
Systém přípravy hořlavé směsi pomocí karburátoru je poměrně jednoduchý a spolehlivý a používá se téměř ve všech domácích automobilech, ale v tomto případě jsou kladeny přísnější požadavky na těkavost benzínu. Přímé vstřikování benzínu pomocí vstřikovačů se používá ve všech moderních automobilových a leteckých motorech, včetně domácích. Motory vybavené elektronickým systémem vstřikování paliva zajišťují rovnoměrnější rozdělení paliva mezi válce a díky tomu mají oproti karburátorovým motorům řadu výhod z hlediska účinnosti paliva, dynamiky a toxicity výfukových plynů.
Fyzikálně-chemické ukazatele, na kterých závisí těkavost benzínu, zahrnují tlak nasycených par, frakční složení, latentní teplo vypařování, koeficient difúze par, viskozitu, povrchové napětí, tepelnou kapacitu a hustotu. Z uvedených ukazatelů jsou nejdůležitějšími, které určují těkavost benzínu, tlak nasycených par a frakční složení. Z hlediska viskozity, povrchového napětí, latentního tepla výparu, koeficientu difúze par a tepelné kapacity se benziny různého složení od sebe liší relativně málo a tyto rozdíly jsou vyrovnávány konstrukčními vlastnostmi motorů. Tlak par a frakční složení jsou funkcemi složení benzinu a tyto ukazatele se mohou mezi různými benziny výrazně lišit. Tyto dva parametry určují výchozí vlastnosti benzinů, jejich sklon k vytváření parních zámků a fyzikální stabilitu. Tlak nasycených par závisí na teplotě a na poměru parní a kapalné fáze a klesá s klesající teplotou a zvyšujícím se poměrem parní a kapalné fáze. V laboratorních podmínkách se tlak nasycených par stanovuje při teplotě 37,8 C a poměru parní a kapalné fáze (3,8-4,2): 1 v „Raid Bomb“ (GOST 1756-52) nebo zařízení s mechanickou disperzí typu „Vortex“ (GOST 28781-90).
Frakční složení benzinu se zjišťuje destilací na speciálním zařízení, přičemž se zaznamenává počáteční teplota destilace, teplota vypařování 10, 50, 90 % a konec varu (97,5 % u leteckého benzinu), případně objem odpařování při 70, 100 a 180 °C.
Požadavky na frakční složení a tlak nasycených par benzínu jsou dány konstrukcí motoru automobilu a klimatickými podmínkami jeho provozu. Na jedné straně je nutné zajistit startování motoru při nízkých teplotách, na druhé straně zabránit poruchám chodu motoru spojených s tvorbou parních zámků při vysokých teplotách. Výchozí vlastnosti benzinu závisí na obsahu lehkých frakcí v něm, které lze určit tlakem nasycených par a destilační teplotou 10% nebo objemem lehkých frakcí vyvařených při teplotách do 70C. Čím nižší je okolní teplota, tím více lehkých frakcí je potřeba k nastartování motoru. Existuje empirický vzorec, který vám umožňuje vztáhnout maximální startovací teplotu motoru k bodu varu 10% benzínu: tв = t10/2 – 50,5, kde tв — mezní počáteční teplota, C, t10 – bod varu 10% benzínu, C.
Startovací vlastnosti benzinu se zhoršují s poklesem tlaku nasycených par a při tlaku 34 kPa je koncentrace benzinových par v pracovní oblasti tak nízká, že nastartování motoru je nemožné. Proto GOST R 51105-97 pro automobilový benzin zajišťuje omezení nejen horní, ale i spodní úrovně tlaku nasycených par. Přítomnost butanů v benzínu má také pozitivní vliv na jeho startovací vlastnosti. Nadměrný obsah nízkovroucích frakcí v benzínu však může způsobit problémy při provozu zahřátého motoru v důsledku tvorby parních zámků v systému přívodu paliva. Důvodem vzniku parních zámků v motoru automobilu je intenzivní odpařování paliva v důsledku jeho přehřívání. V horkém podnebí může být tento jev velmi rozšířený. U leteckých motorů je vznik parního zámku způsoben poklesem atmosférického tlaku při stoupání letadla. Tvorba parních zámků závisí na těkavosti benzínu, teplotě a konstrukci motoru. Čím vyšší je tlak nasycených par benzínu, tím nižší je počáteční bod varu a destilační teplota o 10% a čím větší je objem frakce, která se vyvaří při teplotách do 70 C, tím větší má tendenci vytvářet parní zámky. Tato závislost je lineární a je definována následovně: IPP = 10 DNP + 7V70, kde IPP je index parního uzávěru; DNP – tlak nasycených par benzínu, kPa; V70 je objem benzínu, který se vyvaří při teplotách do 70 C. Tendenci benzinu k tvorbě parních zámků lze posoudit podle maximální teploty jeho ohřevu, při které je poměr parních zámků důvodem pro omezení horní úrovně tlaku nasycených par (zejména u leteckých benzínů), která by neměla překročit 48 kPa.
Jeho fyzikální stabilita závisí na obsahu nízkovroucích frakcí v benzinu, tzn. náchylné ke ztrátám odpařováním. Největší ztráty odpařováním mají benziny obsahující nízkovroucí uhlovodíky: butany, isopentan.
Vysoká těkavost benzínu může někdy způsobit námrazu karburátoru. Odpařování benzínu v karburátoru je doprovázeno poklesem teploty jeho částí. V podmínkách vysoké vlhkosti při teplotách vzduchu, které způsobují námrazu karburátoru.
Snížením těkavosti benzinu je možné zabránit námraze karburátoru, což však zhoršuje startovací vlastnosti benzinu. Proto se do benzínu zavádějí speciální přísady proti námraze nebo se přijímají konstruktivní opatření.
Takové ukazatele, jako je rychlost zahřívání motoru, jeho odezva na plyn a opotřebení skupiny válec-píst, závisí na dílčím složení. Teplota destilace 50% benzinu má nejvýraznější vliv na rychlost zahřívání motoru a odezvu plynu Bod varu 90% benzinu také ovlivňuje tyto charakteristiky, ale v menší míře. Rychlost zahřívání motoru a reakce na plyn závisí také na okolní teplotě. Čím nižší je teplota vzduchu, tím nižší by měla být teplota destilace 50% benzínu, aby bylo zajištěno rychlé zahřátí a dobrá odezva motoru. S klesající teplotou se tento efekt zvyšuje. Proto normy pro tento ukazatel také závisí na podmínkách provozní teploty a liší se podle ročního období a klimatických pásem.
Pro normální provoz motoru má velký význam úplnost odpařování paliva, které je charakterizováno destilační teplotou 90% benzínu a konečným bodem varu. Pokud se benzín v sacím systému neúplně odpaří, může se jeho část dostat do spalovací komory v kapalné formě a smýt olej ze stěn válců. Kapalný film může proniknout do klikové skříně mezerami v pístních kroužcích a způsobit zředění oleje. To vede ke zvýšenému opotřebení a negativně ovlivňuje výkon a účinnost motoru. Snížení koncového bodu varu benzínu může zlepšit jejich výkonnostní vlastnosti, ale sníží se tím životnost benzínu.
Použití elektronicky řízených systémů přímého vstřikování benzínu v moderních automobilech umožňuje poměrně efektivně používat benzín se zvýšeným bodem varu. Vzhledem k širokému používání takových vozidel GOST R 51105-97 Norma pro konečný bod varu automobilového benzinu je 215C.
Jak bylo uvedeno výše, požadavky na těkavost automobilových benzinů do značné míry závisí na teplotních podmínkách jejich použití. S přihlédnutím ke klimatickým charakteristikám naší země se automobilové benziny dělí na dva typy podle frakčního složení a tlaku nasycených par: zimní a letní. Podle ukazatelů vypařování GOST R 51105-97 poskytuje pět tříd benzínu. Požadavky na frakční složení a tlak nasycených par se určují v závislosti na ročním období a klimatické oblasti použití. Tato klasifikace lépe vyhovuje požadavkům na provoz motorů v různých klimatických podmínkách a přispěje k hospodárnějšímu a racionálnějšímu využívání paliv.
Benzín je velmi spotřební zdroj, jehož ceny neustále rostou. Mnoho lidí si proto, pokud je to možné, dělá zásoby tohoto paliva skladováním v garáži nebo doma. Problém je ale v tom, že skladování benzinu není v žádném případě jednoduchý úkol, který vyžaduje vhodnou přípravu podmínek. O tom se bude dále diskutovat.
Datum expirace benzínu
Lidé se často zásobují stovkami litrů benzínu pomocí plechovek a improvizovaných nádrží. Koneckonců, ropa je uložena v podzemí po miliony let, tak proč tam palivo nemůže zůstat několik let? To je však populární mylná představa.
Benzín se může zhoršit, pokud nejsou splněny správné podmínky skladování. Změny teplot, vlhkost a mnoho dalších faktorů vedou k tomu, že ztrácí své vlastnosti. To se nestane okamžitě, ale s každým dnem nesprávného skladování účinnost takového paliva výrazně klesá.
Existují 4 faktory, kvůli kterým se kvalita benzínu časem zhoršuje:
– odpařování;
– oxidace;
— rozklad přísad;
– tvorba sedimentu.
Prvním faktorem je vypařování. Benzín obsahuje mnoho snadno odpařitelných frakcí nutných ke zvýšení oktanového čísla. Pokud palivo není skladováno v uzavřené nádobě a teplotní podmínky nejsou správné, dojde k odpařování těchto látek.
Druhým faktorem je oxidace, vlastní jakékoli aktivní kapalině. Palivo interaguje s kyslíkem, což výrazně snižuje jeho kvalitu. Použití oxidovaného benzinu vede k usazování dehtu v systémech vozidel a také k usazování uhlíku na zapalovacích svíčkách a válcích.
Aditivní degradace ovlivňuje také účinnost paliva. Aditiva přidaná ke zvýšení oktanového čísla mají krátkou životnost, a proto se při dlouhodobém skladování ničí. Některé položky se rozpadají do 2 týdnů od skladování, takže stojí za to vzít tento faktor v úvahu.
Poradenství! Při dlouhodobém skladování byste nikdy neměli do benzínu předem přidávat přísady. Je lepší je použít přímo při plnění nádrže.
Poslední nuance, kvůli které se kvalita paliva zhoršuje, je vzhled sedimentu. Palivo se dlouho usazuje, proto malé frakce klesají ke dnu. Pokud se takto koncentrovaný sediment dostane do palivového systému, negativně ovlivní palivový filtr a může způsobit poruchu.
V důsledku těchto důvodů nepřesahuje trvanlivost benzínu za ideálních podmínek 5 let a při jejich zanedbání je to pouze 1 rok. Vzhledem k tak významnému rozdílu v délce skladování je vhodnější dodržet všechny faktory. Tím se nejen prodlouží životnost, ale také se sníží ztráta vlastností paliva.
Skladovací kontejnery
Ideální nádobou pro skladování benzínu je hermeticky uzavřená kovová nádrž. K tomu se hodí tank, sud, kanystr a další podobné nádoby. Pokud jde o plastové nádrže, nejsou vhodné. Důvody jsou dva:
— oxidace a chemické interakce s plasty;
– nahromadění statického náboje na nádobě.
Plastové nádoby, zejména jednoduché lahve, se velmi nedoporučuje skladovat. Benzín může reagovat s materiálem, což bude mít za následek ztrátu vlastností paliva a zničení samotné nádoby. Druhým důvodem je riziko jiskry při transfuzi tekutiny. Plast může akumulovat statický náboj, který může vést k požáru.
Zajímavé! Některé typy plastů nereagují s palivem. Často se používají pro jeho přepravu a skladování.
Jinak skladování benzínu v plastových nádržích není o nic horší než v kovových. Trvanlivost je přibližně stejná, více ji ovlivňují jiné faktory. Proto stojí za to zvolit možnost, která zajistí spolehlivost a těsnost.
Doporučené skladovací kontejnery zahrnují:
— pozemní nádrže;
— sudy a cisterny;
— zakopané nádrže;
– plechovky.
Palivo v plechovkách má sice nejkratší trvanlivost, ale používají se také jako skladovací nádrže. Nejlepší možností by byly zakopané nebo polozasypané nádrže, které jsou skryty před sluncem a nezahřívají se kvůli půdě.
Podmínky pro skladování paliva
Pokud stále skladujete benzín sami, pak byste měli dodržovat všechny podmínky. Tím se zvýší jeho životnost na 5 let, přičemž v kanystru tato doba nepřesáhne 1 rok. Proto při skladování stojí za to zvážit následující faktory:
— požární bezpečnost;
— nádrž (kovová, zakopaná v zemi);
– nedostatek slunečního světla;
— teplotní režim (optimální +20. 30 stupňů, minimálně -10 stupňů);
— těsnost (bezpečně zavřete víko, přítomnost vzduchu není větší než 5 % objemu nádrže).
Doba skladování
Doba použitelnosti se pohybuje od 1 do 5 let. To závisí na splnění výše uvedených podmínek. V některých případech však může být tato lhůta ještě kratší, pokud jsou požadavky zcela ignorovány.
Tabulku termínů lze prezentovat takto:
– automobilová nádrž – až 6 měsíců;
– kanystr – do 1 roku;
– sud a nádrž – až 2 roky;
— speciální nádrž – až 3 roky;
— zakopaná nádrž – až 5 let.
Nedodržení teplotních podmínek může snížit trvanlivost o 20-35% a nedostatek těsnosti a přístupu kyslíku – o 20%. Ve druhém případě se životnost nesníží ani tak, protože auto trpí zoxidovaným palivem.
Zajímavé! Motorová nafta má mnohem delší životnost, dosahuje 10 let. Je výhodnější jej skladovat než benzín.
Skladování olejové směsi a rozdíly ve značce benzínu
Pokud je zpočátku směs benzínu a oleje, která je nezbytná pro provoz dvoudobých motorů, nedoporučuje se ji skladovat. Samostatně mají tyto komponenty mnohem delší životnost než dohromady.
Pokud jde o značku benzínu, nemá to prakticky žádný vliv na trvanlivost a podmínky. Za zmínku stojí pouze to, že AI-95 je schopen odolat mírně nižším teplotám než ostatní. Tato nuance je však nevýznamná, protože nikdo nesníží teplotu na kritickou úroveň. Ostatní faktory jsou naprosto lhostejné, jako je soubor aditiv. Většina z nich se během skladování rozbije, proto se doporučuje nakupovat čisté palivo.
Skladování benzínu se často nepoužívá jako prostředek k úsporám, ale jako rezerva v autě. Pro takové úkoly budou optimální speciální plastové kanystry s utěsněným víkem a tvarem vhodným pro umístění.