Полное испарение бензина в двигателе характеризуется температурами перегонки 90% и конца кипения. При их высоких значениях тяжелые фракции бензина не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и поступают в цилиндры в жидком виде. Жидкая часть бензина испаряется в камере сгорания не полностью, а неиспарившаяся часть протекает через замки поршневых колец в картер двигателя. При этом масло смывается со стенок цилиндров, а в картере — разжижается.
Н. В. Брусянцев нашел, что в картерное масло попадают главным образом фракции бензина, выкипающие выше 180°С, и вязкость смазочного масла несколько снижается. Однако основной причиной быстрого изнашивания автомобильных двигателей при использовании топлив с плохой испаряемостью является не разжижение картерного масла, а смывание масла с трущихся деталей неиспарившимся топливом: в местах смывания масла происходит полусухое трение деталей, сопровождающееся повышенным износом. Разжижение масла в картере свидетельствует лишь о том, что в двигателе происходит смывание масла, вызывающее повышенные износы.
Особенно интенсивно изнашивается двигатель, работающий на бензинах тяжелого фракционного состава в холодное время года. И в этом случае повышенный износ является следствием смывания пленки масла со стенок цилиндра, а не разжижения масла в картере. Кстати, бензин, попавший в масло, довольно быстро испаряется при работе двигателя, и вязкость масла восстанавливается:
Содержание бензина н масле, % v, , сСт
Свежее масло 0,0 41,0
Масло, разбавленное бензином 10,0 17,5
Масло, проработавшее в двигателе
5 мин 7,5 19,0
10 мин 6,4 20,6
30 мин 3,5 25,9
60 мим 1,9 32,0
24ч 0,8 35,7
Отработанное масло* — 35—38
* Эксплуатационные данные.
Зависимость между температурой конца кипения применяемого бензина и общими износами двигателя показана на рис. 4.20. Обращает на себя внимание весьма резкое увеличение износов при повышении температуры конца кипения автомобильных бензинов.
Влияние фракционного состава бензинов на износ двигателя зависит и от состава смеси. На богатых смесях различие во фракционном составе сказывается более резко.
При использовании бензинов с высокой температурой конца кипения, наряду с повышенными износами, наблюдается увеличение расхода топлива, усиливается неравномерность распределения горючей смеси по цилиндрам двигателя и повышается склонность бензина к нагарообразованию.
Таким образом, снижение температуры конца кипения бензина и соответственно температуры перегонки 90% бензина улучшает целый ряд эксплуатационных свойств, но при этом значительно сокращаются ресурсы автомобильных бензинов. В нашей стране систематически улучшается качество товарных автомобильных бензинов за счет снижения их конца кипения. Во время Великой Отечественной войны выпускался автомобильный бензин с температурой конца кипения 235°С (ГОСТ В2084—43), затем заводы нефтяной промышленности перешли на выработку бензина с концом кипения 225°С, с 1946 г. температура конца кипения бензинов была понижена до 205°С (ГОСТ 2084—46), а с 1967 г. (ГОСТ 2084-67) для бензинов А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98 - до 195°С (для летних сортов) и до 185°С (для зимних).
Выбор оптимальных значений температур конца кипения и перегонки 90% товарных бензинов в настоящее время приобретает особенно актуальное значение в связи с широким внедрением бензинов каталитического риформинга. При каталитическом риформинге бензиновых фракций в результате ароматизации конечного продукта значительно возрастает температура конца кипения бензина. При этом, в отличие от бензинов прямой перегонки, именно в хвостовых фракциях бензинов риформинга находятся наиболее высокооктановые углеводороды. Снижение конца кипения бензинов риформинга ведет к ухудшению их детонационной стойкости. Таким образом, для отечественных товарных бензинов, содержащих компоненты каталитического риформинга, должны быть вновь найдены оптимальные значения температур конца кипения и перегонки 90%. Для решения этого вопроса необходимы исследовательские работы и экономические расчеты. Следует отметить, что в зарубежной практике целого ряда стран в настоящее время вырабатываются и применяются автомобильные бензины с температурой конца кипения 215—220°С.