ГОСТ Р ИСО 8178-5-2017 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 5. Топливо для испытаний

     5.3 Влияние свойств топлива на выбросы двигателей с искровым зажиганием

Параметры топлива, существенно влияющие на уровни выбросов и расход топлива двигателя с искровым зажиганием: октановое число, содержание серы, количество металлосодержащих присадок, оксигенатов, олефинов и бензола.

Каждый двигатель рассчитывают и настраивают на определенное октановое число. Когда октановое число используемого топлива оказывается ниже требуемого, это может привести к возникновению детонации, возможным следствием которой является серьезное повреждение двигателя. Топливо с пониженным октановым числом может использоваться в двигателе, оборудованном датчиком детонации, срабатывание которого инициирует увеличение задержки зажигания.

Как уже говорилось выше, содержание серы в сырой нефти обычно бывает достаточно велико. Если эта сера не удалена в процессе очистки нефти, она будет загрязнять топливо. Наличие серы в топливе значительно увеличивает уровень выбросов, поскольку сера отравляет катализатор. Кроме того, сера отрицательно влияет на работу датчиков содержания кислорода в отработавших газах. Следствием этого является существенный рост выбросов HC и . К тому же технологии использования обедненной рабочей смеси (применение которой влечет за собой необходимость очистки отработавших газов от ) чрезвычайно чувствительны к присутствию серы.

Металлосодержащие присадки, как правило, приводят к образованию золы. Это необратимо ухудшает условия работы катализатора и других компонентов системы очистки, в частности датчиков содержания кислорода, результатом чего является рост выбросов . Так, например, для повышения октанового числа бензина иногда используется присадка ММТ (метилциклопентадиенил-марганец-трикарбонил). Продукты сгорания ММТ образуют налет на внутренних компонентах двигателя, в частности на свечах зажигания, что приводит к росту вредных выбросов и расхода топлива. Кроме того, они оседают на катализаторе и частично забивают его структуру, что ведет к росту не только вредных выбросов, но и расхода топлива.

Нередко в бензин добавляют органические соединения, обогащенные кислородом, с целью либо повышения октанового числа, либо увеличения объема горючего, либо обеднения смеси для снижения выбросов окиси углерода. В последнем случае выбросы окиси углерода снижаются, особенно в карбюраторных двигателях, не имеющих электронных систем управления топливоподачей с обратной связью. Однако повышение уровня сверх расчетного предела, на который настроен двигатель без замкнутой системы управления топливоподачей, ведет, как правило, к увеличению выбросов и температуры сгорания, что может, в свою очередь, вызвать преждевременный отказ двигателя.

Олефины, являющиеся ненасыщенными углеводородами, в ряде случаев также повышают октановое число бензина. Однако наличие олефинов в бензине может вести к выделению и осаждению смол и других отложений, а также к росту вредных выбросов, в том числе химически активных (то есть способствующих образованию озона) углеводородов.

Бензол входит в состав природной сырой нефти и, кроме того, является продуктом каталитического риформинга, в ходе которого образуется высокооктановый бензин. Он, как известно, является канцерогеном. Наиболее очевидным способом сократить выбросы бензола двигателями с искровым зажиганием является ограничение его содержания в бензине.

Испаряемость бензина является одним из критических параметров, от которых зависят рабочие показатели двигателя, в том числе уровень вредных выбросов. Испаряемость, в свою очередь, определяется двумя параметрами - давлением паров бензина и фракционным составом.