Автомобильное топливо, топливные стандарты

Стандарты экологичности

Евро 3

Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.

Евро 4

Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3

Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4

Евро 5

Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.

Евро 6

Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.

В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.

Содержание вредных веществ в экологических классах

Виды дизтоплива

Далее, рассмотрим основные марки дизельного топлива и их характеристики. К слову, тут легко запутаться, поскольку производители и потребители сегодня имеют право руководствоваться разными стандартами и техническими руководствами, принятыми официально. Но, обо всем по порядку!

Ключевые виды

Если не углубляться в маркировку и расшифровку, можно выделить следующие виды дизтоплива:

1. Летнее. Используется при температуре до 0°С, при более низкой – густеет, при -10°С – застывает;
2. Зимнее. Имеет предельный температурный уровень применения -25/-30°С (зависит от присадок);
3. Арктическое. Застывает при -55°С.

Важнейшие свойства

Указанные выше три базовые разновидности определяют важнейшие характеристики дизеля:

• Температурный предел воспламенения от давления (в камере внутреннего сгорания дизель воспламеняется не от искры, а в результате сжатия кислорода и последующего впрыска горючего);
• Предельная температура использования;
• Температура загустевания и застывания.
• Также важным параметром является цетановое число (показатель качества воспламенения). Оно означает скорость возгорания смеси в цилиндрах мотора. Чем меньше цетановое число, тем медленнее происходит взрыв, и наоборот. Соответственно, большее цетановое число предполагает более эффективную работу ДВС. Другими словами, дизель, при поступлении в двигатель, быстрее воспламенится от сжатия. Цетановое число можно повысить путем добавления специальных присадок, ускоряющих детонацию.

Солярка обычно имеет цетановое число менее 40. Качественный же дизель – от 48 и до 56. К слову, слишком высокий показатель (более 60) – тоже не есть хорошо. Это значит, горючее не успеет сгореть полностью, следовательно, выхлоп будет более дымным, увеличится расход.

Дизтопливо имеет желтый или светло-коричневый оттенок, оно прозрачное, слегка вязкое по консистенции. Не смешивается с водой. Легко воспламеняется. Токсичное (4 класс опасности для человека).

Маркировка ДТ и ее расшифровка

Далее, переходим к маркам дизельного топлива и их характеристикам, а также подробным расшифровкам ГОСТов.

Согласно ГОСТу «305-2013. ДТ. Технические Условия», выделяют следующие коды марок дизельного топлива:

• Л – летнее. Дизельное топливо марки Л эксплуатируется при t не ниже -5°С;
• Е – межсезонное. Эксплуатируется при t до -15°С;
• З – зимнее. Рекомендовано к использованию при t до -30°С;
• А – арктическое. Применяется при t от -30°С до -55°С.

Данные марки топлива ДТ были выделены еще в советское время. Сегодня Россия больше придерживается европейских стандартов.

Согласно ГОСТу 32511-2013 (EN 590:2009) «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия», в России используются следующие сорта и марки дизельного топлива:

1. Марка Л делится на сорта A, B (Б), C, D (Д);
2. Марка Е на E, F;
3. Марка З делится на классы 0-3;
4. Марка А имеет класс 4.

Сорт и класс марки дизельного топлива по данному стандарту отражает температурный предел и условия сферы применения: от +5°С (и выше) до — 44°С (и ниже).

Также существует ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное. Технические условия». Гост делит марки зимних дизельных топлив на классы в зависимости от климатических условий использования и t фильтруемости:

• З-32;
• З-38;
• А-44;
• А-48;
• А-52.

Это еще не все! Сегодня в России также функционирует государственный стандарт на дизельное топливо «ГОСТ Р 52368-2005». Он ограничивает содержание в горючем серы:

1. Вид I – не более 350 мг/кг;
2. Вид II – не более 50 мг/кг;
3. Вид III – не более 10 мг/кг.

В 2011 году, в связи с образованием Таможенного Союза на территории России, Беларуси и Казахстана, был принят Технический Регламент обозначения марок дизельных топлив и области их применения, согласно которому горючее обозначают группой знаков через дефис:

• ДТ;
• Климатическое условие применения: Л, Е, З, А;
• Экологический класс: К2 (сера не более 500 мг/кг), К3 (до 350 мг/кг), К4 (до 50 мг/кг), К5 (до 10 мг/кг).

Таким образом, группа знаков ДТ-Е-К5 означает, что перед вами межсезонное дизтопливо (применяется при t до -15°С) экологического класса 5 (Евро 5).

Большое количество разных стандартов и ГОСТов привело к путанице и смешиванию понятий, марок, классов, сортов и видов дизельного топлива. Некоторые производители даже указывают разные виды маркировок в технических паспортах горючего. Надеемся, с нашими расшифровками, вы сумеете разобраться!

Классификация по характеристикам

Могут фигурировать как эксплуатационные, так и физико-химические показатели.

Агрегатное состояние

Горючее может быть:

• газообразным;
• жидким;
• твердым.

Газообразное и жидкое моторное топливо вряд ли вызывает вопросы. Газовые турбины (которые относятся к ДВС) иногда работают на измельченном угле. В этом случае он является моторным топливом.

Содержание серы

Бензин и ДТ подразделяют на экологические классы: К3, К4, К5 (Евро-3, 4, 5). Горючее для судовых двигателей мало различается по этому признаку: дизель DMX содержит до 1% сернистых соединений, остальные (в т.ч. флотский мазут) – до 1,5%. С 2021 года и для СМТ, и для остаточного топлива вводится максимальное значение 0,5%.

Особые сорта топлива

В последнее время некоторые автозаправочные станции все чаще стали предлагать более дорогое и лучшее топливо с соответствующими приставками Экто, Ultimate, GT и другими. Главное отличие такого горючего вещества от сопоставимого бензина по октановому числу в наличии большого числа мощностных присадок. По этой причине, производители часто ссылаются на увеличение КПД силового агрегата. Однако, верить в такие сказки не следует, так как это всего лишь очередной маркетинговый ход.

Здесь крайне важно принимать во внимание тот факт, что, если силовой агрегат сильно загрязнен или имеет определенные неисправности, то использование данных присадок может не улучшить ситуацию, а напротив усугубить все. При таких обстоятельствах с более дорогим топливом вся грязь начнет проникать в форсунки, после чего из-за насоса высокого давления они попросту засорятся и перестанут своевременно делать впрыск горючего в камеры сгорания. Если же использовать моющие присадки, то постепенно эта грязь из двигателя будет выводиться

Если же использовать моющие присадки, то постепенно эта грязь из двигателя будет выводиться

По этой причине, автомобилистам стоит рассматривать моющие присадки для транспортных средств, как некие витамины для машины. Однако, если мотор в действительности доживает свой век, то здесь от присадок и вовсе толку не будет, напротив, они могут убить силовой агрегат гораздо быстрей, нежели это бы произошло по естественным причинам

Если же использовать моющие присадки, то постепенно эта грязь из двигателя будет выводиться. По этой причине, автомобилистам стоит рассматривать моющие присадки для транспортных средств, как некие витамины для машины. Однако, если мотор в действительности доживает свой век, то здесь от присадок и вовсе толку не будет, напротив, они могут убить силовой агрегат гораздо быстрей, нежели это бы произошло по естественным причинам.

Как расшифровывается маркировка?

Вы наверняка заметили, марка бензина АИ 92 по ГОСТ сильнее перекликается с АИ 80, а АИ 95 – с АИ 98. Цифры в маркировке означают октановое число или детонационную стойкость топлива. Об этом – ниже.

А сейчас, хотите знать, что обозначают буквы?

Аббревиатура «АИ» означает, что октановое число было установлено исследовательским методом. Он предполагает тестирование смеси при средних нагрузках мотора.

Раньше в маркировке можно было встретить одну лишь букву «А» (автомобильный). Это значит, данное топливо тестировали моторным способом – с имитацией более жестких условий (высокая нагрузка на ДВС). Результаты по моторному методу всегда ниже, чем по исследовательскому, а разницу между ними называют чувствительностью горючего.

Виды дизельного топлива: параметры

Чтобы избежать проблем с двигателем, в котором замерз дизель, важно заранее покупать правильные марки дизельного топлива в зависимости от погоды. Особенно это важно в условиях резкого похолодания в разных регионах России

Летние марки

Вид топлива, которое сохраняет рабочее жидкое состояние требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные характеристики марки:

• цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
• плотность — 845-865 кг/м3 при t использования 20-25°С;
• вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
• порог замерзания — -10°С.

Главное, что стоит помнить автовладельцу, летний дизель замерзает даже при незначительных температурах ниже «нуля».

К недостаткам летнего дизеля, как вида, относят повышенную способность образования водяного конденсата. В результате вода в топливном баке отслаивается и скапливается на дне. Из-за чего могут происходит сбои в работе двигателя. Российские специалисты рекомендуется задолго до наступления холодов полностью сливать летний дизель.

Зимнее марки

Один из самых популярных видов дизельного горючего в России. Нижний предел замерзания зимнего дизеля — минус 30. Но для полярных регионов в зимнее время этот вид топлива лучше не использовать. Основные характеристики марки:

• цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
• плотность — 825-845 кг/м3 при t использования от -30 до +15°С;
• вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.

Арктические марки

Этот вид горючего выдерживает антарктические условия российской зимы, а со специальными присадками сохранять работает при температуре минус 55°С. Характеристики этой марки горючего следующие:

• цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
• плотность — 760-820 кг/м3 при t использования от -30 до 0°С;
• вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.

О том, зимой, читайте в нашем блоге.

Биодизель

Вид топлива относится к инновационным разработкам европейских инженеров. Получают путем переработки растительных масел (рапс, соя), маслосодержащих растений, жира крупного рогатого скота. Основное отличие от обычного дизеля — экологичность. Полный распад продуктов сгорания биодизеля происходит уже через 30 суток после попадании в окружающую среду.

Биодизель используется преимущественно для легкового транспорта. В основном это летние марки. Цетановое число составляет 58 единиц. Биодизель обладает отличными смазывающими свойствами.

Также его часто используют как добавку к традиционным видам горючего.

Биодизель имеет собственное обозначение. в США для его маркировки используют литеру «B» и цифровое значение — процент содержания биодобавки в общей массе топлива. В России биодизель не производят.

Также марки дизтопливо классифицируется на экологические классы, по содержанию серы:

• К2 – не более 500 мг/кг;
• К3 – не более 350 мг/кг (вид I);
• К4 – не более 50 мг/кг (вид II);
• К5 – менее 10 мг/кг (вид III).

Как посчитать расход топлива на 100 км, можно в нашем

Технология производства дизельного топлива

Дизтопливо – это вязкая жидкость цвета, который зависит от количества смол в составе. Оттенок может быть от желтого до светло-коричневого. Горючее получают путем перегонки нефти. Сырье нагревают до нужной температуры, и из него выкипают определенные фракции, не только дизельные.

Газойлевые и керосиновые фракции – то, из чего преимущественно состоит дизельное топливо. Для них характерны высокие температуры кипения – 180-360 °C. Для каждой марки дизтоплива установлены температурные значения выкипания:

• 50% перегоняется при температуре не выше 280 °C для летней, межсезонной и зимней марки, не выше 255 °C – для арктической;
• 95% по объему перегоняется при температуре не выше 360 °C для всех марок дизтоплива.

Указанные температуры характеризуют фракционный состав дизельного топлива, установленный п. 5.2 ГОСТ 305-2013. Фракции определяют в соответствии с ГОСТ ISO 3405-2013. Не допускается, чтобы температуре перегонки была ниже 200 °C и выше 360 °C

Знать фракционный состав важно, поскольку это помогает определить, насколько качественно будет сгорать топливо, какой будет токсичность отработанных газов и степень дымности

Установка для производства дизельного топлива

Если говорить о том, как получается дизельное топливо, то можно выделить следующие основные этапы:

• В ректификационных колоннах нефть делят на несколько фракций: бензиновую, керосиновую, дизельную и мазут. Колонны представляют собой аппараты для разделения жидких смесей, компоненты которых кипят при разной температуре.
• Дизельную фракцию подвергают вторичной переработке, чтобы добиться нужного химического состава и структуры углеводородов. С помощью каталитического (высокотемпературного) или гидрокрекинга горючее очищают от избытка серы.
• Прямогонные фракции совмещают с теми, что прошли гидроочистку, что позволяет соблюсти требования ГОСТа. В дизельное топливо высокого класса дополнительно вводят депрессорные и антидымные присадки.

Как работают ректификационные колонны

Здесь нужно сказать, что такое гидродизельное топливо. Оно представляет собой гомогенизированную (однородную) водотопливную эмульсию (ВТЭ), применение которой помогает уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ NO и CO и повысить коэффициент сжигания топлива.

Основные пункты различия

Помимо области применения, бензины различаются по экологическому классу: от К2 до К5 (топливо ниже 5 класса в России запрещено, но мера часто нарушается), химическому составу, детонационной стойкости (октановое число) и физическим свойствам.

Предлагаем изучить таблицу характеристик основных современных марок бензина.

Показатель	АИ-80	АИ-92	АИ-95	АИ-98
Октановое число (моторный/ исследовательский методы определения)	76/80	83/92	85/95	88/98
Металлсодержащие добавки (свинец, марганец, железо)	—	—	—	—
Содержание серы, мг/кг, не более	500 для К2; 150 для К3; 50 для К4; 10 для К5.	500 для К2; 150 для К3; 50 для К4; 10 для К5.	150 для К3; 50 для К4; 10 для К5.	150 для К3; 50 для К4; 10 для К5.
Массовая доля кислорода, %	Не более 2,7	Не более 2,7	Не более 2,7	Не более 2,7
Внешний вид	Чистый, прозрачный, слегка желтоватый	Чистый, прозрачный, слегка желтоватый	Чистый, прозрачный, слегка желтоватый	Чистый, прозрачный, слегка желтоватый
Плотность при 15°С, кг/м³	700-750	725-780	725-775	725-775
Объемная доля монометиланилина, %, не более	1,3 для К2; 1,1 для К3; 1,1 для К4; Нет для К5	1,3 для К2; 1,1 для К3; 1,1 для К4; Нет для К5	1,1 для К3; 1,1 для К4; Нет для К5	1,1 для К3; 1,1 для К4; Нет для К5
Оксигенаты (октановые присадки), %, не более	Метанол -0; Этанол – 5; Изопропиловый спирт -10; Изобутиловый спирт – 10; Третбутиловый спирт – 7; Эфиры – 15; Др. – 10.	Метанол -0; Этанол – 5; Изопропиловый спирт -10; Изобутиловый спирт – 10; Третбутиловый спирт – 7; Эфиры – 15; Др. – 10.	Метанол -0; Этанол – 5; Изопропиловый спирт -10; Изобутиловый спирт – 10; Третбутиловый спирт – 7; Эфиры – 15; Др. – 10.	Метанол -0; Этанол – 5; Изопропиловый спирт -10; Изобутиловый спирт – 10; Третбутиловый спирт – 7; Эфиры – 15; Др. – 10.

Как видите, все бензины имеют, почти одинаковый состав. Различается процент оксигенатов (при этом, не допускается превышать утвержденные нормы), от которых зависит конечное октановое число и, незначительно – плотность и уровень содержания серы с монометиланилином. Последние влияют на экологический класс, к которому будет отнесено указанное топливо.

Бензин – самое распространенное топливо для легковых авто

Ключевыми параметрами этой горючей смеси являются октановое число, а также экологический класс. В первом случае речь идет про меру детонационной стойкости топлива. Основная масса современных силовых агрегатов спроектированы для работы с бензином, имеющим октановое число 95. Реже встречаются силовые агрегаты, созданные под октановое число 92. Если же говорить про АИ-98, то это горючее применяется для транспортных средств с высокофорсированными установками. В ситуации, когда автолюбитель будет использовать неподходящее топливо, можно столкнуться с неприятностями. К примеру, смесь горючего и воздуха будет не прогорать, а взрываться. Впоследствии, это приведет к механическим повреждениям силового агрегата. По этой причине, стоит придерживаться рекомендаций производителя и заливать только подходящее топливо.

Характеристики автомобильного топлива

Теплотворная способность топлива

Обычно чистая теплотворная способность H_n обуславливает энергетическое содержание топлива; она соответствует используемому количеству теплоты, выделяемому во время полного сгорания. Полная теплотворная спо­собность H_g, с другой стороны, определяет полную теплоту, включая как механически создаваемое тепло, так и тепло, выделяемое при конденсации водяных паров. Однако, этот компонент не учитывается примени­тельно к автомобилям.

Чистая теплотворная способность дизель­ного топлива, равная 42,9-43,1 МДж/кг, не­много выше, чем у бензина (40,1-41,9 МДж/кг).

Окислители, то есть, топлива или компо­ненты топлива, содержащие кислород, такие как спиртовые топлива, эфир или метиловые эфиры жирной кислоты, имеют меньшую теплотворную способность, чем чистые угле­водороды, поскольку кислород, присутству­ющий в этих соединениях, не способствует процессу сгорания. Поэтому двигатель, име­ющий сопоставимую мощность с мотором, питаемым обычным топливом, имеет повы­шенный расход топлива.

Теплота сгорания топливовоздушной смеси

Теплота сгорания топливовоздушной смеси определяет выходную мощность двигателя. При стехиометрическом соотношении воздух/топливо теплота сгорания для сжижен­ных газообразных и жидких автомобильных топлив составляет примерно 3,5-3,7 МДж/м3.

Содержание серы в автомобильном топливе

В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO₂ и защиты каталитических нейтра­лизаторов отработавших газов, содержание серы в бензине и дизельном топливе было ограничено с 2009 года до 10 мг/кг на всей территории Европы. Топливо, соответствую­щее этому предельному значению, известно как «топливо, свободное от серы». Таким об­разом, достигается обессеривание топлива. До 2009 года для использования в Европе было разрешено, введенное в начале 2005 года, использование топлива с содержанием серы <50 мг/кг. Германия занимает лидирую­щие позиции в обессеривании топлива — уже с 2003 года, под действием мер в области на­логообложения, в этой стране используется топливо, свободное от серы.

В США, предельное значение содержания серы в бензинах, выпускаемых в промыш­ленном масштабе, с 2006 года ограничивается величиной 80 мг/кг, при этом среднее значение для общего количества проданного и импортированного топлива составляет 30 мг/кг. Отдельные штаты, например, Кали­форния, установили более низкие ограниче­ния.

Кроме того, с 2006 года в США выпуска­ется свободное от серы дизельное топливо (содержание серы составляет максимум 15 мг/кг, ULSD — дизель с ультранизким со­держанием серы). К концу 2009 года, однако, только 20% топлива имело содержание серы не более 500 мг/кг.

Содержание серы в сертифицированном топливе служит основанием для изменения регулирующих документов.

Был ли в СССР дизель?

Тогда дизельное топливо считалось чем-то промышленным, не предназначенным для автовладельцев. АЗС не продавали дизтопливо частникам, но большой беды в этом не было, поскольку такие легковушки отсутствовали как класс. Но исключения-таки были. За рубежом появились отдельные Волги и Москвичи с дизелями Perkins, Rover и Indenor-Peugeot, которые импортеры устанавливали самостоятельно. С 1968 года на ГАЗ-21, а затем и на ГАЗ-24 устанавливали Indenor мощностью 68 л.с. Небольшое количество дизельных автомобилей ГАЗ-24 разными путями попадало в СССР, где они вызывали ажиотаж. Вопросов, где раздобыть дизтопливо, почему-то не возникало…

Был ли в СССР дизель?

Тогда дизельное топливо считалось чем-то промышленным, не предназначенным для автовладельцев. АЗС не продавали дизтопливо частникам, но большой беды в этом не было, поскольку такие легковушки отсутствовали как класс. Но исключения-таки были. За рубежом появились отдельные Волги и Москвичи с дизелями Perkins, Rover и Indenor-Peugeot, которые импортеры устанавливали самостоятельно. С 1968 года на ГАЗ-21, а затем и на ГАЗ-24 устанавливали Indenor мощностью 68 л.с. Небольшое количество дизельных автомобилей ГАЗ-24 разными путями попадало в СССР, где они вызывали ажиотаж. Вопросов, где раздобыть дизтопливо, почему-то не возникало…

США: домашние грузовички

То, что у нас считается большим пикапом, в США обычная семейная машина. Автомобильная гигантомания давно стала здесь трендом — широченные дороги от побережья до побережья, инфраструктура, заточенная под личный автотранспорт, большие расстояния. Нет, конечно, малолиражки в Штатах тоже есть, и их довольно много, особенно в больших городах. Но поражает и обилие в личном пользовании таких машин, которые больше походят на коммерческие: Ford Ranger, Ford F-350, Chevrolet Colorado и RAM. За рулем этих машин можно встретить не только фермеров и брутальных мужчин, но и домохозяек, потому что маленький грузовичок, или трак, — это свобода передвижения, «все свое ношу с собой» и возможность перевезти что угодно и куда угодно.

Требования предъявляемые к бензинам

Автомобильные бензины, являющиеся топливом для бензиновых двигателей, должны удовлетворять определенным требованиям, основными из которых являются:

• быстрое образование топливно-воздушной (горючей) смеси необходимого состава
• сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации)
• минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя
• небольшие отложения смолистых веществ в системе питания двигателя
• минимальное отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду
• сохранность первоначальных свойств в течение длительного времени

Методы исследования бензина

Перед тем, как топливо поступит в массовую продажу, топливо проверяют на соответствие утвержденному ГОСТу. Существует два метода определения качества.

Исследовательский метод

Используется для точного определения октанового числа топливной смеси. Он проводиться на специальной одноцилиндровой машинной установке. Осуществляется исследование путем применения электронного динамометра. Проводятся соответствующие замеры детонации. Затем данные сравниваются с эталонными значениями детонации двух бензолов —изооктана и н-гептана.

Октановое число изооктана равно сто, а октановое число н-гептана равно нулю. При смешивании их в различных пропорциях получают эталонные значения потребительских марок бензина. Например, смешивая восемьдесят частей изооктана и двадцать частей н-гептана, мы получаем эталон восьмидесятого бензина. После заливки бензина в установку определяют при какой степени сжатия обычное загорание бензина переходит во взрывообразное.

Моторный метод

Моторный метод проводится аналогично исследовательскому. Отличием является, что он осуществляется при более высокой температуре горючей смеси и высокими оборотами установки.