7.2. Химмотологические требования и марки моторных топлив

В потреблении нефтепродуктов около 50 % в настоящее время составляют моторные топлива. Ежегодно в мире потребляется примерно 1,5 млрд т моторных топлив. В настоящее время и в перспективе возможности для удовлетворения потребностей в топливах и смазочных материалах (ТСМ) за счет увеличения объемов нефтепереработки (т.е. экстенсивного развития) практически исчерпаны. Углубление и химизация переработки нефти позволяет только частично решить проблему обеспечения народного хозяйства ТСМ. Для преодоления несоответствия между потребностями в ТСМ и возможностями нефтепереработки необходимы совместные усилия производителей ТСМ и двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также их потребителей. Для решения этой актуальной проблемы применимы три направления сбалансированного развития ТСМ и ДВС и их потребления [5]:

1. Увеличение ресурсов ТСМ за счет:

• углубления и химизации переработки нефти;

• оптимизации качества ТСМ с целью расширения ресурсов и снижения их расхода при эксплуатации ДВС.

2. Снижение расхода ТСМ в ДВС за счет:

• дизелизации автомобильного парка;

• конструктивного усовершенствования ДВС и транспортной техники;

• экономичной эксплуатации ДВС, техники и рационального применения ТСМ.

3. Применение альтернативных топлив, таких как:

• газообразные углеводородные топлива и водород;

• топлива из углей, сланцев и других горючих ископаемых;

• кислородсодержащие топлива и их компоненты (спирты, эфиры и др.).

Для решения этих сложных инженерно-технических и научных задач возникла и развивается новая самостоятельная отрасль науки, получившая название химмотология.

Химмотология– это наука об эксплуатационных свойствах, качестве и рациональном применении в технике топлив, масел, смазок и специальных жидкостей.

Химмотология опирается на такие науки, как химическая технология топлив и масел, физическая химия горения топлив, теплотехника, машиноведение, квалиметрия (наука о качестве продукции), трибология (наука о трении и износе механизмов), экономика и экология и др. Она является связующим и координирующим звеном в химмотологической системе ТСМ – ДВС – эксплуатация.

К важнейшим задачам химмотологии как науки относятся:

• установление химмотологических закономерностей процессов, происходящих в ДВС и механизмах при применении ТСМ, совершенствование конструкций и повышение надежности и долговечности ДВС;

• разработка и технико-экономическое обоснование оптимального уровня эксплуатационных свойств ТСМ, совершенствование стандартов и технических условий, а также методов испытаний ТСМ в стендовых и эксплуатационных условиях и т.д.

Под качеством ТСМ понимается совокупность свойств, обусловливающих их пригодность для использования по назначению. В этом химмотологическом определении подчеркивается главное назначение ТСМ – удовлетворять определенные потребности общества.

Всю совокупность свойств ТСМ, определяющих их качество, можно подразделить на три группы: 1 – физико-химические; 2 – эксплуатационные; 3 – технические.

К физико-химическим относятся свойства, характеризующие состояние ТСМ и их состав (плотность, вязкость, теплоемкость, элементный, фракционный и групповой углеводородный составы и т.д.). Эти методы позволяют косвенно судить о том или ином эксплуатационном свойстве. Например, по фракционному составу судят о пусковых свойствах бензинов, по плотности реактивного топлива – о дальности полета и т.д.

Эксплуатационные свойства ТСМ призваны обеспечить надежность и экономичность эксплуатации двигателей, машин и механизмов, характеризуют полезный эффект от их использования по назначению и определяют область их применения (испаряемость, горючесть, воспламеняемость, детонационная стойкость, прокачиваемость, склонность к образованию отложений и т.д.).

Технические свойства ТСМ проявляются в процессах хранения и транспортирования и длительной эксплуатации (иногда их называют экологическими свойствами). К ним относятся:

• физическая и химическая стабильность, биологическая стойкость;

• токсичность, пожаро-, взрывоопасность, склонность к электризации, коррозионная активность и т.д.