ПРИСАДКИ В АВТОМОБІЛЬНОМУ ПАЛИВІ: ЗА І ПРОТИ
Наукові керівники - Шалаєва Т.В. Любавін К.А.
ГАОУ СПО Тольяттинский електротехнічний технікум
У всі часи людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але як тільки з'явилося високоіндустріальное суспільство, різко збільшилася кількість небезпечних втручань в природу з боку людини. В даний час ці втручання загрожують глобальною небезпекою для людства. У великих містах близько 70% шкідливих викидів в атмосферу надходить з відпрацьованими газами автомобілів. Не є винятком і великі міста нашої області - Самара і Тольятті, а в Москві з року в рік на частку автомобільного парку в забрудненні повітря припадає понад 90%.
Мета нашої роботи наступна: на підставі даних ресурсів мережі Інтернет розібратися в різноманітті паливних присадок, а також вивчити вплив деяких присадок на роботу двигуна і навколишнє середовище, тобто експлуатаційні та екологічні характеристики цих видів присадок.
Присадки до палив покращують процеси згорання, сприяють збереженню початкових властивостей палива при зберіганні, транспортуванні та використанні, знижують шкідливий вплив палива на механізми і апаратуру, полегшують застосування палива при низьких температурах і т. Д.
За призначенням присадки до палив ділять на наступні групи:
Поліпшення процесу згоряння палива в двигуні
Антидетонатори, промотори запалення, протидимні (антідимние), антісажевие, каталізатори горіння
Збереження властивостей палив при зберіганні та транспортуванні
антиоксиданти; деактиватори металів; присадки, що покращують фізичну і колоїдну стабільність палив; біоциди; кіслородпоглощающіе; газовитесняющіе; екранують; протівотурбулентние
Полегшення використання при низькій температурі
Депресорні, диспергатори парафінів, антикригові, протівокрісталлізующіе
Поліпшення експлуатаційних властивостей палив
Антикорозійні, антіржавейние, модифікатори тертя (протизносні, антифрикційні, пріработочние), миючі, антинагарні (протівонагарние), антистатичні, антипінні
Найбільше застосування отримали антидетонатори - речовини, що знижують детонацію моторних палив. До недавнього часу найбільш дешевим, дієвим і поширеним способом підвищення детонаційної стійкості бензину було додавання до їх складу алкілсвінцових присадок, в тому числі і такий, як тетраетилсвинець ((C 2 H 5) 4 Pb) у вигляді етилової рідини.
В результаті виходять етиловий бензин різних сортів. У концентрації 0,05% тетраетилсвинець підвищує октанове число бензину на 15-17 одиниць, але через високу токсичність відпрацьованих газів етилованого бензину в Росії його випуск і продаж були заборонені. Додатковим аргументом на користь прийняття цього рішення послужило й те, що продукти згоряння свинцю здатні швидко вивести з ладу автомобільний каталізатор. В якості альтернативи Антидетонаційна алкілсвінцовим присадкам в Росії дозволені до використання органічні сполуки марганцю, заліза та ароматичні аміни. Антидетонатори на основі сполук марганцю і заліза набагато менш токсичні, ніж алкілсвінцовие присадки, і не настільки згубними для автомобільних каталізаторів, але наявність в бензині залізовмісних присадок призводить до утворення відкладень оксидів марганцю і заліза на стінках камери згоряння, тарілках клапанів і свічках запалювання. Що призводить до корозії випускних клапанів, калильному займання бензо-повітряної суміші, прискореного виходу з ладу свічок запалювання.
Антидетонатори на основі ароматичних з'єднань (екстраліну, ксілідін і ін.) Малотоксичні, стабільні і мають гарну ефективністю.
У концентрації до 1% ці сполуки в змозі підвищити октанове число бензину на 9-12 одиниць, але в той же час їх присутність в бензині призводить до підвищеного осмолению останнього при тривалому зберіганні, неправильному транспортуванні, а при його використанні відбувається утворення смолисто-коксових, стійких до розчинення відкладень на стрижнях клапанів і паливних форсунок, а також засмічення паливної апаратури і всієї паливної системи автомобіля в цілому. Все це самим негативним чином відбивається на процесі подачі палива в циліндр, а в результаті і на якості утворюється бензоповітряної суміші. Що обертається втратою потужності, «провалами» і нестійкою роботою автомобільного двигуна, а також підвищеною витратою палива.
Також на наших заправних станціях можна зустріти і високооктанові сорти бензину, що включає добавки метилтретбутиловий ефіру (CH 3 -O-C (CH 3) 3). Його 10-15% добавка збільшує октанове число бензину на 9-12 одиниць. Сама по собі антидетонаційна добавка з метилтретбутиловий ефіру не завдає ніякої шкоди двигуну автомобіля, навпаки, отримане таким чином паливо характеризується поліпшеними екологічними характеристиками. У той же час метил-третбутилового ефір навіть у складі бензину здатний вступити в активну реакцію з міститься в атмосфері вологою, в результаті якої відбувається насичення бензину водою. Вода, потрапляючи в паливну систему автомобіля, в залежності від пори року і різновиди паливної системи харчування може привести до виходу з ладу фільтруючих елементів і топливоподающей апаратури, одночасно вона провокує появу корозії в паливних баках, топливопроводе і на «дзеркалі» циліндрів автомобільного двигуна.
Чим вище температура займання пального (октанове число), тим менше швидкість його горіння. Відповідно, процес повного згоряння палива в камері згоряння не завершений, і паливо зазвичай догорає в вихлопному колекторі. З цієї причини випускні тракти сучасних автомобілів, що працюють на високооктанових паливах, оснащують дорогими каталітичними нейтралізаторами дожига.
Однак, одного і того ж результату можна досягти меншими зусиллями - не змінюючи склад палива, а змушуючи паливо згоряти більш повно, з меншими викидами шкідливих речовин у відпрацьованих газах, що забезпечує дотримання всіх норм «ЄВРО» по викидах. Для цих цілей в останнім часом стали розроблятися і застосовуватися різні каталізатори горіння, що прискорюють ті чи інші хімічні процеси, що відбуваються в самій камері згоряння двигуна. Каталізатори горіння збільшують швидкість горіння моторних палив, створюючи особливі умови для повного завершення процесу горіння в камері, а не в вихлопному колекторі або нейтралізаторі. На тлі різних паливних присадок, добавок і модифікаторів цей абсолютно новий клас присадок становить найбільший інтерес.
Каталізатори горіння - це речовини, які змінюють процес горіння (окислення) палив; відносяться до окремого, самостійного класу присадок, що змінюють швидкість і механізм горіння палив в камерах згоряння.
На відміну від інших паливних присадок і модифікаторів, каталізатори горіння, застосовуються в мізерних концентраціях 0,001-0,01%, практично не змінюють фізико-хімічні властивості базового палива, але забезпечують зміна процесу горіння, переводячи паливо в новий клас, відповідний виконання норм викидів ЄВРО -4, при роботі на справному двигуні.
Особливою популярністю користуються органічні каталізатори горіння, є абсолютно безпечними для двигунів сучасних автомобілів.
На сьогоднішній день існує особлива лінійка присадок, так звані біокаталізатори горіння палива. Їх ще називають «оброблювачем камери згоряння». Биокатализатор випускається в рідкому вигляді, який також дозволяє економити паливо і знижує шкідливі викиди вихлопних газів. У складі горючої суміші биокатализатор потрапляє в камеру згоряння. Там він прискорює процес згоряння палива і повільно очищає циліндри від нагару. Після згоряння палива, також поступово починає утворюватися мікроплівка. Плівка створює ефект полірованої поверхні, сприяючи більш рівномірному розподілу бензину, газу або дизеля. Ще вона виробляє попередній каталіз, що також покращує якість згорання палива. При загорянні суміші в циліндрі починається каталітичний процес у вихлопній системі, завдяки чому відбувається зниження утворення оксидів азоту. Таким чином, використання биокатализатора палива допомагає зберегти природу і сприяти захисту навколишнього середовища.
З метою поліпшення експлуатаційних і екологічних властивостей автомобільних бензинів в їх склад вводять миючі та багатофункціональні присадки. Причиною цьому послужило посилення норм на викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами. Багато автомобілів, які успішно пройшли контроль за змістом окису вуглецю у відпрацьованих газах на холостому ходу, після деякого пробігу не задовольняли нормам. Було встановлено, що причиною цього є утворення опадів і відкладень в системі всмоктування в результаті окислення і полімеризації на підігрітою поверхні нестабільних вуглеводнів-олефінів, а також реакційно-здатних з'єднань картерних газів, які направляють в систему всмоктування для зменшення емісії вуглеводнів. Вперше бензини з миючими присадками були розроблені фірмою «Шеврон» в 1954 році, але широке поширення вони отримали з введенням примусової системи вентиляції картера. Вимога щодо обов'язкового застосування миючих присадок виникло після установки на двигунах інжекторних паливних систем нейтралізаторів відпрацьованих газів, а також часткової рециркуляції відпрацьованих газів, тобто повернення їх у вхідну систему двигуна.
Використання практично будь-якого бензину загрожує тими чи іншими неприємностями для паливної системи харчування автомобіля і його двигуна. При цьому, як показує практика, перші доступні для огляду неозброєним оком відкладення на паливних форсунках інжекторних двигунів з'являються вже після перших півтори тисячі (1500) кілометрів пробігу. А так як до числа основних експлуатаційно-якісних показників бензину відносять: показники його випаровування, детонаційної стійкості і схильності до нагарообразованию, для продовження експлуатаційного періоду автомобіля необхідно підвищувати якість бензину.
Звичайно, профілактику двигуна можна довірити професіоналам. Але вартість діагностики і роботи, наприклад, по демонтажу та очищення паливної системи не завжди буде по кишені автолюбителю. Тому варто використовувати добавки до палива для підтримки двигуна і паливної системи вашого автомобіля в нормі. Головне, як і в усьому, - не перестаратися.
Транспортні засоби, які експлуатуються на паливі з присадками, більш надійні і вимагають менших витрат на ремонт. Крім того, присадки забезпечують економію палива в середньому на 4%. Висока ефективність привела до широкого поширення паливних присадок у всьому світі.