Дизель или бензин? Многие задаются этим вопросом при покупке автомобиля. Самые распространенные мнения в пользу бензина это то, что такие машины более мощные, тихие и не такие дорогие в обслуживании. Преимущество же дизеля в экономии топлива и финансовых расходах на заправке. Попробуем разобраться, действительно ли это так. Прежде чем, в чем-либо разбираться для начала нужно узнать, а что же такое дизельное топливо и что такое бензин.

Бензин

Одним из главных характеристик бензина является октановое число, которое определяет детонационные свойства бензина. Для того чтобы было от чего отталкиваться, в качестве эталона было решено взять смесь из двух углеводородов изооктана и гептана.

Изооктан обладает низкими антидетонационными свойствами. Т.е. данный углеводород в случае чего будет просто гореть, а не взрываться. Его октановое число равно 100. Гептан является полной противоположностью изооктана. Любое поджигание почти всегда заканчивается взрывом, поэтому его антидетонационные свойства крайне низкие, а октановое число равно 0.

Теперь о связи с бензином. Детонационные свойства бензина к примеру с октановым числом 95 будут такие же, как и у смеси изооктана и гептана в соотношении 95 к 5 при той же степени сжатия. Для того чтобы измерить октановое число бензина используется специальная установка, состоящая из одноцилиндрового двигателя с изменяемой степенью сжатия. Изменяя степень сжатия бензина необходимо добиться его детонации. После того как она определена, в двигатель заливают смеси изооктана и гептана в различных процентных соотношениях. Так, к примеру, если смесь изооктана / гептана в соотношении 92/8 детонирует при той же степени сжатия, получаем, что наш бензин имеет октановое число равное 92.

Только вот бензин и смесь изооктана/гептана это разные вещи, поэтому и методика измерения соответственно может изменяться. В основном по госту используется два метода определения октанового числа: исследовательский и моторный. Моторный метод отличается от исследовательского более жесткими параметрами теста. Так при нем используются более высокая температура смеси и обороты двигателя. Поэтому октановое число, измеренное моторным способом, будет всегда меньше, чем при исследовательском методе. При исследовательском способе октановое число должно содержать букву "И", например АИ-92 или АИ-95. При моторном же исследовании марка бензина обозначается как А-92 или А-95.

К примеру, октановое число бензина при использовании исследовательского метода будет равно АИ-98, а при использовании моторного А-89. Однако на бензоколонках часто продают экспортный бензин, где в маркировке отсутствует буква И. Отсюда и берется путаница и бензин А-92, который на самом деле АИ-92.

Этилированный бензин

Америка, Россия, Африка. Нефть стараются качать отовсюду где она есть, и где ее возможно поднять на поверхность. Однако не везде нефть имеет хорошее качество. Так из плохих сортов нефти можно получить бензин с октановым числом не выше 60-70. Однако выливать такой бензин не спешат. Как и разбавлять его 98 бензином, для получения скажем 92. Для того чтобы повысить детонационные свойства был придуман более выгодный способ, а именно добавление тетраэтилсвинца. Этилированным считается бензин, содержащий более чем более 0,013 г. свинца на куб дм.

Как отличить этилированный бензин от нормального? Вообще продавец должен вас об этом обязательно предупредить наклейкой на бензоколонке или подкрашиванием бензина. Однако делать это по финансовым соображения не выгодно. Сейчас добавление присадок содержащих свинец не разрешено. В качестве октаноповышающих присадок используются другие вещества, однако на недобросовестных заправках на него еще легко можно наткнуться. Чем же грозит использование такого бензина? Для современного двигателя ответ будет однозначный, скорее всего катастрофой. Такой бензин с легкостью выводить их строя дорогостоящие нейтрализаторы и лямбда-зонды, определяющие количество кислорода в топливной смеси. В результате двигатель начинает работать совсем не в привычных для него режимах, что в разы сокращает строк его службы.

Теперь о том, для чего же нужно октановое число

Чем выше будет октановое число, тем соответственно будут более высокие детонационные свойства топлива. Соответственно к такому двигателю можно применить и более высокую степень сжатия. Степень сжатия современных атмосферных бензиновых двигателей находиться в пределах 10:1 – 11:1. Однако в высокофорсированных моторах она может доходить и до 12:1. Что же приносит увеличение степени сжатия. Ну во-первых это увеличение КПД двигателя. А во-вторых, увеличение удельной мощности. Из курса физики можно вспомнить, что сжатие газа увеличивает его температуру. Повышение температуры способствует более высокой испаряемости бензина и соответственно уменьшению неиспаренных капелек бензина. Более высокая температура так же способствует улучшению перемешивания бензина с воздухом. Сжатую топливо-воздушную смесь в определенный момент поджигают при помощи свечи, от которой и распространяется фронт пламени. Скорость распространения фронта 20-50 м/с. Однако, при детонации картина меняется. При резком сжатии низкооктанового топлива, оно самопроизвольно начинает воспламеняться, не дожидаясь искры от свечи. При этом во всех участках камеры начинают возникать своего рода микровзрывы. Скорость распространения фронта пламени становиться более 2000 м/с. Такие ударные волны способствуют разрушению внутренних частей двигателя. Кроме того, ударные волны срывают слои масляной пленки со стенок цилиндра, что вызывает повышенный износ деталей.

Температура замерзания бензина ниже - 60 C; Плотность составляет около 700 - 780 кг/м3;

Дизельное топливо

Как и бензин, дизельное топливо так же характеризуется способностью к самовоспламенению и оценивается цетановым числом. Это число характеризует период задержки до самовоспламенения, т.е промежуток времени между впрыском топлива в цилиндр и началом его горения. Чем выше цетановое число, тем короче этот промежуток и тем более длинный промежуток времени сгорает топливо. В результате этого двигатель работает более мягко без резких стуков. Но увеличение цетанового числа свыше 60 уже не дает прироста мощности, а затраты на производство очень большие. Поэтому цетановое число дизельного топлива обычно составляет около 45.

В качестве эталона определения цетанового числа применяется смесь цетана и a-метилнафталина. Цетановое число чистого цетана равно 100. Цетановое число a-метилнафталина 0. Значение цетанового числа равно процентному содержанию цетана в смеси с a-метилнафталина. К примеру, если дизельное топливо обладает такой же способностью к самовоспламенению что и смесь цетана/a-метилнафталина в соотношении 45 / 55, то такое топливо имеет цетановое число 45.

Еще одной характеристикой топлива является вязкость, которая так же связана и с температурными свойствами. В случае слишком низкой вязкости топливо может протекать через распылители форсунок. Кроме того, уменьшение вязкости приведет к худшему смазыванию деталей двигателя, что увеличит их износ.

Слишком большая вязкость является еще большей проблемой. Кроме того, что такую смесь тяжело прокачать через фильтр, ее еще очень сложно хорошо распылить из-за сложности дробления капель топлива. С увеличением температуры вязкость топлива увеличивается, а с понижение снижается. Так летнее дизельное топливо при температуре около 0 градусов перестает нормально прокачиваться через топливную магистраль из-за высокой вязкости. Такие процессы начинают происходить в зоне температуры помутнения топлива. Это связано с началом кристаллизации веществ, входящих в состав топлива. При температуре около -10 градусов летнее топливо окончательно замерзает. Для того чтобы этого не происходило в холодное время года нужно применять зимнее дизельное топливо, которое имеет более низкую температуру замерзания.

Согласно ГОСТу дизельное топливо имеет 3 разных типа:

летнее - применяется при температуре выше 0 градусов
зимнее - применяется при температуре до -20 градусов
арктическое - применяется при температуре до -50 градусов
Посторонние примеси

В основном дизельное топливо получают из сернистой нефти. Снижения уровня серы в топливе это сложный и дорогостоящий процесс, который не выгоден производителю. Предельный уровень серы согласно госту 0,5%. Высокое содержание серы вызывает сернистые коррозии, которые увеличивают износ двигателя.

Головной болью дизеля еще является и вода. В составе топлива ее, конечно, быть не должно, но из-за высокой гигроскопичности и нарушения условия транспортировки она так же может появиться. Плотность дизеля составляет примерно 840 - 860 кг/м3, а плотность воды порядка 1000 кг/м3. В связи с этим при нахождении топлива в состояния покоя вода постепенно отслаивается и занимает нижние уровни, образуя в баке водяную пробку. Завести при такой ситуации двигатель, да еще и без последствий будет весьма проблематично