Каковы различия между видами топлива (по сравнению с транспортными средствами)?

Мне кажется забавным, что на заправках обычно можно купить «обычный» бензин (с разным октановым числом) или дизельное топливо. В аэропортах, как правило, вы можете приобрести 100LL avgas или Jet-A.

Вы можете сравнить дизель с Jet-A, а "обычный" бензин с avgas? Если да, то каковы различия? Почему только два класса топлива - есть ли другие, о которых я не знаю?

Ответы (5)

Вообще говоря, есть три семейства моторных топлив, которые вас, вероятно, заинтересуют: дизели , керосины и бензины .
Разница между семействами в основном связана с молекулярной массой (и, следовательно, температурой кипения/давлением паров) компонентов топлива - в порядке, указанном выше, от самого тяжелого к самому легкому. Различия внутри каждого семейства связаны с очисткой, смешиванием и присадками, а также с технологическим контролем топлива.


Семья Дизель

В семействе дизельных двигателей у нас есть такие вещи, как Highway Diesel и различные сорта бытового печного топлива.

В транспортных целях это топливо используется в двигателях с воспламенением от сжатия («дизельных двигателях»), где высокая температура и давление заставляют топливо воспламеняться и гореть, производя энергию.
Для других целей (например, обогрева) мы в основном поджигаем вещи и радуемся, что они горят.

Семья Керосин

Семейство Керосин является близким родственником Дизелей, включая К-1 и К-2 Керосин (очевидно) и Джет-А.

Jet-A представляет собой топливо на основе керосина высокой чистоты, производимое в соответствии со специальным стандартом ASTM (D1655), с особыми физическими свойствами и используется в реактивных газотурбинных двигателях. Топливо, не соответствующее спецификации Jet-A, обычно перерабатывается в производственной цепочке для других целей (например, его можно использовать для смешивания керосина для отопления или смешивать с дорожным дизельным топливом).

Jet-A подходит для газотурбинных двигателей, но также может сжигаться в других поршневых двигателях с воспламенением от сжатия, например, в дизельных (есть большое разнообразие авиадизельных двигателей, доступных от нескольких производителей).

Другие сорта керосина используются для моторного топлива, топлива для приготовления пищи («топливо походной печи» обычно представляет собой керосин), отопления, освещения и т. Д. В зависимости от их очистки и чистоты.

Бензиновая семья

В семействе бензинов у нас есть Avgas, Autogas и «Gasohol», все они предназначены для использования в двигателях с искровым зажиганием.

Авиационный бензин (Avgas)

На самом деле Avgas выпускается нескольких сортов, все они производятся в соответствии со стандартом ASTM (D910) с определенными физическими свойствами и определенными разрешенными и обязательными добавками (такими как тетраэтилсвинец - TEL).

Марка (октановое число) авиационного бензина определяется по цветным красителям, добавляемым в смесь.
В США используются следующие цвета:

  • Зеленый: AvGas 100 (октановое число 100/130)
  • Синий: AvGas 100LL (октановое число 100/130)
    (это было сформулировано как замена AvGas 100 с половиной свинца - следовательно, 100 LL - с низким содержанием свинца)
  • Красный: AvGas 80 (октановое число 80/87)

Как правило, 100LL является наиболее широко доступным авиационным топливом, поскольку оно работает в самом широком диапазоне двигателей.

Автогаз (автомобильный бензин)

Автомобильный бензин выпускается с несколькими октановыми числами, но, как правило, это разные смеси «обычного» (октановое число 87) и «премиум» (октановое число 93 или выше).
Автомобильный бензин производится по стандарту ASTM, отличному от авиационного бензина (существует несколько применимых стандартов, обычно используется D4814), который допускает использование различных добавок, включая этанол (обычно до 10%).

"Газохол"

Газохол — это сленговое название автомобильного бензина с добавлением любого количества этанола, но в наши дни его часто используют для обозначения таких смесей, как E85 (85% этанола, 15% бензина).
Автомобильные двигатели с гибким топливом и несколько других специальных двигателей предназначены для сжигания этого топлива.


Так в чем разница?

Почему мы не сжигаем дорожный дизель или керосин в Боинге 747?
Одним словом, чистота. Дополнительные меры контроля, налагаемые на топливо Jet-A соответствующим стандартом, позволяют получить продукт с хорошо известными свойствами. Когда вы заправляете самолет Jet-A, вы можете быть уверены, что топливо не замерзнет в баках на высоте (по крайней мере, если вы не замачиваете его в холоде ниже -40 градусов). Вы также знаете, что топливо будет «чистым» и не засорит топливные фильтры или не оставит отложений внутри ядра сгорания двигателя, которые впоследствии могут вызвать проблемы.

С другой стороны, мы не сжигаем Jet-A в грузовике Mack Truck, потому что это было бы непомерно дорого: дизельное топливо для шоссе не должно соответствовать таким же строгим допускам, как топливо для реактивных двигателей, и нет причин сжигать более строго определенные ( и, следовательно, более дорогое) топливо, когда легко доступно более дешевое.


Разница между авиационным бензином и автомобильным бензином немного более тонкая: базовые смеси очень похожи, но пакеты присадок очень разные.

Наибольшее беспокойство у авиационных пользователей обычно вызывает этанол, обычно смешанный с автомобильным бензином: резиновые компоненты в топливных системах самолетов не предназначены для работы со спиртами и могут быть повреждены/разложены этанолом.

Что касается автомобилей, то проблема заключается в содержании свинца в авиационном бензине. Любой «современный» автомобиль (с каталитическим нейтрализатором и кислородными датчиками в выхлопной системе) не может сжигать этилированное топливо, поскольку побочные продукты свинца в выхлопе загрязняют как каталитическую матрицу, так и кислородные датчики (хотя у Plymouth Belvedere 1950 -х годов не было такого топлива). проблемы с сжиганием материала).

Работа над неэтилированным авиационным топливом продолжается — теоретически топливо, полученное в результате этого процесса, может быть в равной степени пригодно как дорожное топливо, так и авиационное топливо, однако шансы на то, что оно попадет на вашу угловую заправочную станцию, относительно невелики, за исключением, возможно, в качестве подмешивания из партий, которые не соответствуют окончательной спецификации для неэтилированного авиационного топлива с октановым числом 100, но пригодны для переработки в автомобильные бензиновые смеси.

Я называю этот пост «Больше, чем вы когда-либо хотели знать о моторном топливе, и, мальчик, вы, вероятно, сожалеете, что когда-либо спрашивали!»
Грузовик Mack на рампе аэропорта, скорее всего, будет иметь реактивный двигатель Jet-A в седельных баках просто потому, что реактивный двигатель всегда доступен на рампе, а дизель, ну, нет.
@UnrecognizedFallingObject Истинно, если живет в аэропорту. Я предполагаю, что все бензовозы сжигают Джет-А в любом случае.
Как вы их определяете, семейства дизельного топлива и керосина кажутся очень похожими.
Может быть, вы захотите добавить, что разные марки керосина доступны в разных частях мира. В жарких регионах основной задачей является предотвращение образования пузырьков пара в топливопроводах, поэтому используются более тяжелые марки. В холодных регионах этот керосин будет осаждаться и забивать топливопроводы. Несколько лет назад в Сибири разбился Ил-76, прилетевший накануне из Вьетнама. Экипаж заправлялся дешевым вьетнамским топливом, неподходящим для сибирских погодных условий.
@PeterKämpf Я на самом деле намеренно избегал «причудливых» смесей, когда вы смешиваете более легкие (бензин или нафта) углеводороды с керосином / дизельным топливом, чтобы приспособиться к таким вещам, как экстремальный холод, потому что я думал, что уже достаточно долго болтал :) (Jet-B , который, вероятно, должен был быть загружен в самолет Ильюшина для сибирской погоды, является примером одного из таких видов топлива - насколько я помню, это что-то вроде смеси 70/30 бензина и керосина Jet-A с температурой замерзания ниже около -60С.)
@digitgopher Это потому, что они очень похожи - вы можете объединить дизельное топливо и керосин в одно более широкое семейство («Топливо, подходящее для двигателей с воспламенением от сжатия», по сравнению с бензином / бензином / спиртом, которые являются «Топливом, подходящим для двигателей с искровым зажиганием»). Принципиальная разница заключается в размере молекул углеводородов, и это различие больше связано с нефтепереработкой, чем с практической точки зрения. Как уже упоминалось НЛО, дизельные грузовики, которые живут в аэропортах, вероятно, имеют Jet-A в своих баках.
Было бы интересно добавить разницу между AvGas 100 и 100LL — не все знают, что LL означает «низкий свинец». Несмотря на то, что в 100LL содержание свинца вдвое меньше, чем в 100, оно все же примерно в 4 раза выше , чем раньше в автомобильном бензине.
@Johnny Хорошая мысль - обновлено
И хотя вы, вероятно, намеренно избегали этого, короткое заявление помогло бы узнать многое, не вдаваясь в подробности: Jet-A также имеет много разных смесей, которые различаются в зависимости от географического региона и даже времени года.
Несмотря на то, что LL составляет половину TEL старого avgas, он все еще чрезвычайно токсичен.
@GdD - не то чтобы бензин не совсем токсичен с самого начала - содержание ароматических соединений гарантирует это, даже если в вас нет соединений свинца.
Я не собираюсь с вами не соглашаться @UnrecognizedFallingObject, бензин вреден для здоровья. Однако TEL на уровень выше ароматических.
Дорожный дизель является «грязным» в некоторых аспектах (например, с высоким содержанием воды и добавлением смазочных материалов), но Jet-A является нечистым в других (например, с высоким содержанием серы и неопределенным цетановым числом). Вы можете поменять местами оба двигателя, и самолетный, и грузовой двигатели будут работать, но оба будут подвергаться дополнительному износу от переключения. Если вы летите на самолете с дизельным двигателем (например, Diamond DA42), земля заставит вас подписать отказ, прежде чем заправлять ваши баки Jet-A.
@Agent_L - у вас там очень странные скачки, потому что AFM DA42 TDI в разделе 2.14 прямо указывает, что Jet-A является одобренным топливом для использования в самолете (фактически, вы могли бы сказать, что это основное топливо, которое самолет был разработан и предназначен для работы - для работы на реальном дизельном топливе требуется служебная модификация)

Исторически в авиации использовалось несколько видов топлива. Я начну с обычных видов топлива, а затем расскажу о топливах, представляющих чисто исторический интерес.

Общие виды топлива

  • 100LL — разновидность «avgas», используемая в большинстве самолетов с поршневыми двигателями. По составу аналогичен бензину высшего качества (много высокооктанового алкилата!) с добавлением небольшого количества тетраэтилсвинца (TEL) (LL означает «с низким содержанием свинца»). Несмотря на свой состав, в мире авиации (особенно ГА) он играет ту же роль, что и бензин, который мы заливаем в наши автомобили.

  • 87UL/E0 (похожие виды топлива называются 82UL или 85UL) — это строго определенная форма автомобильного бензина (мога) — без этанола или оксигенатов, поскольку многие топливные системы самолетов несовместимы с этанолом — что используется в авиационных поршневых двигателях с низкой степенью сжатия, устанавливаемых на планеры самолетов, сертифицированных или сертифицированных STCed для работы на автомобильном бензине. Многие легкие (SLSA) и сверхлегкие самолеты, а также некоторые сертифицированные типы могут использовать это, поскольку это может быть дешевле, чем 100LL; однако его реже можно найти на рампе, в то время как 100LL повсеместно распространен в США и других местах, где распространены двигатели GA с искровым зажиганием.

  • Jet-A/JP-5/JP-8 — топливо для реактивных двигателей или турбинное топливо в некоторых контекстах. Это керосин высокой степени очистки, который можно сжигать как в газотурбинных двигателях, так и в поршневых дизельных двигателях; Однако двигатели с искровым зажиганием не могут его использовать. Пакеты присадок (Prist™ или общий ингибитор обледенения топливной системы (FSII), присадки, рассеивающие статическое электричество, биоциды и другие присадки) обычно встречаются в этом топливе. Его можно найти везде , где присутствует коммерческая авиация, и поэтому он доступен по всему миру. По ролям аналогичен коммерческому дизельному топливу, но при этом может заменятьдля дизельного топлива в некоторых ситуациях (военные постоянно используют дизельные двигатели на JP-8, но многие реактивные топлива требуют смазывающей присадки для успешного использования в дизельных двигателях, не предназначенных специально для работы на реактивном топливе). JP-8 и JP-5 - это реактивное топливо на основе военного керосина (JP-5 было исходным авиационным топливом для военно-морских сил, а JP-8 - это современная производная, подходящая для использования в трех видах транспорта).

Несколько необычное топливо

  • Jet-B/JP-4 -- это топливо, известное как топливо для реактивных двигателей "широкой фракции", по свойствам близкое к смеси бензина и керосина (содержит углеводороды обеих фракций). Он использовался в ранней реактивной авиации, поскольку его легче очищать и зажигать, чем Jet-A, но он имеет худшие характеристики безопасности, чем Jet-A. Его можно найти в крайнем северном климате, где Jet-A начинает кристаллизоваться или желатинизироваться. JP-4 — более старый тип топлива для реактивных двигателей, похожий по своему характеру на Jet-B, но он был заменен на JP-8.

  • Пропан/сжиженный нефтяной газ (СНГ) – это то же самое, что вы покупаете в баллонах для своего газового гриля. Это предпочтительное топливо для воздушных шаров, поскольку оно сгорает чисто и надежно загорается только при наличии маломощной системы зажигания (например, пьезоэлектрической искры).

Историческое или иное редкое топливо

  • 80/87 -- Низкооктановый этилированный бензин, похожий на этилированный автомобильный бензин прошлых дней. Самолетам это больше не нужно - вы всегда можете заправить 100LL в самолет, который в противном случае использовал бы 80/87, и большинство двигателей с низкой степенью сжатия в настоящее время сжигают вместо этого 87UL.

  • 100/130 — предшественник 100LL, с удвоенным содержанием свинца — в прошлом это было обычное топливо для поршневых двигателей с высокой степенью сжатия; все такие двигатели теперь сжигают 100LL.

  • 115/145 -- Это сверхспециальное этилированное топливо используется для поршневых авиагонок и других применений, где требуется максимальная производительность от поршневых двигателей с наддувом и очень высокой степенью сжатия, таких как те, что использовались в истребителях времен Второй мировой войны. Как уже говорили другие, это можно увидеть только изредка в грузовиках, направляющихся в Рино.

  • JP-7 - Реактивное топливо со сверхвысокой температурой вспышки, разработанное для SR-71 Blackbird, но больше не производимое из-за прекращения программы Blackbird. Его нельзя использовать в обычных реактивных двигателях (он не будет надежно воспламеняться).

  • РП-1 — ультраочищенный керосин, используемый в ракетной технике. Можно заменить реактивным топливом, если вас не смущает, что оно стоит больше, чем древнее французское вино в пересчете на галлоны!

Топливо будущего

  • 94UL, G100UL, 100SF, 91/96UL — в США постоянно предпринимаются усилия по разработке неэтилированного топлива с достаточным октановым числом для использования в поршневых двигателях с высокой степенью сжатия; несколько нефтепереработчиков и ремонтников работают над высокопроизводительными смесевыми топливами на основе алкилатных базовых компонентов с запатентованными пакетами присадок, чтобы удовлетворить эту потребность.
Во всех источниках я могу найти в Интернете булавку RP-1 по несколько центов за фунт.
Действительно? Это странно — можно подумать, что он будет намного дороже, чем Jet-A! NASA хочет избавиться от какого-нибудь гигантского танка RP-1 во Флориде?
ага, похоже, производства не так много - несколько тысяч тонн в год по данным astronautix.com/props/loxosene.htm
@UnrecognizedFallingObject Реальные космические программы используют гидразин! («Это не совсем ракетное топливо, если оно не может убить вас до того, как загорится!»)
@ voretaq7 -- гидразины тоже забавны, но не так подходят для больших ракет, как LOX/LH2 или LOX/RP-1 .
Любителям ракетного топлива я рекомендую прочитать книгу « Зажигание»! Джон Кларк. В нем содержатся практические советы для большинства когда-либо использовавшихся ракетных топлив.
@PeterKämpf -- поддержано, в целом это фантастическая книга :)
Почему мы можем без проблем производить неэтилированный бензин с октановым числом 100+, но не можем понять, как производить неэтилированный бензин с октановым числом 100+?
@Sean - проблема 1 - это директивность самой спецификации avgas - она ​​явно называет TEL единственной разрешенной октановой добавкой, поэтому спецификация должна измениться. Проблема 2 заключается в том, что любое топливо 100UL должно работать не только в двигателях, которые предназначены для него, но и в таких двигателях, как R-985, которые были разработаны до того, как сегодняшнее неэтилированное моторное топливо это топливными системами самолетов. (Также обратите внимание, что октановое число avgas - это MON, а не RON - я не знаю моторного топлива для дорожного использования, которое достигает 100 AKI, не говоря уже о 100 MON).
@UnrecognizedFallingObject: Так почему бы просто не разрешить использование добавок, отличных от TEL? Проблема решена!
@ Шон - вам придется провести довольно обширные исследования любой добавки-кандидата, чтобы убедиться в ее совместимости с авиационным топливом. Учитывая то, что известно о добавках: другие добавки в авиационный газ (этанол запрещен, а изопропанол разрешен только в низких концентрациях в качестве FSII), оксигенаты вряд ли будут полезны в наших поисках, оставляя только ММТ и ферроцен в качестве возможных вариантов. .
@UnrecognizedFallingObject: Не занижайте себе цену - многие ароматические соединения (например, толуол и ксилол) имеют октановое число значительно выше 100, и их можно использовать для повышения октанового числа топлива без добавления свинца.
@Sean - запись Swift в PAFI (102UL) действительно богата ароматическими веществами (85% мезитилена). Содержание ароматических соединений может создавать проблемы в других областях, так что это тоже не полное решение.
@UnrecognizedFallingObject: Какие еще проблемы вы имели в виду?
@Sean - совместимость с деталями топливной системы кажется мне главной. Есть также проблемы с обработкой/выбросами топлива с высоким содержанием ароматических соединений...

В общем, 100LL avgas сравнивается с обычным неэтилированным бензином, а Jet-A сравнивается с дизельным топливом.

Доступны и другие типы: 80/87 Avgas (с красным оттенком) раньше был эквивалентом Regular Leaded, а 100/130 (с зеленым оттенком) был Premium. Эти виды топлива сейчас довольно сложно найти, а в некоторых районах просто нет. 115/145 Avgas похож на гоночное топливо Формулы-1. Нефтеперерабатывающий завод может изготовить несколько грузовиков по специальному заказу.

Jet-A — это в основном чистый дизель, вы можете заправить его в свой трактор или большой грузовик без вреда для чего-либо, кроме вашего кошелька.

Jet-B — это обычное топливо для реактивных двигателей, смешанное с бензином. Заводится лучше в очень холодную погоду, но также очень, очень хорошо горит, если вы разобьетесь.

JetA действительно является разновидностью дизельного топлива, подготовленного для использования в турбинах. Существует ряд других реактивных топлив, таких как JP1, JP2 и т. д., но они довольно редки, поскольку обычно используются для военных турбин.

100LL — это топливо для поршневых двигателей, состав которого очень похож на автомобильный бензин, но с некоторыми отличиями в химическом составе и более высоким октановым числом (100). Некоторые двигатели могут использовать 87 «мога», в основном это небольшие двигатели и некоторые переделанные.

Этот документ SAE 430113 даже несмотря на 75-летнюю историю содержит полезную информацию для тех, кто не знаком с технологией нефтепереработки:

• Взгляд нефтеперерабатывающего предприятия на качество моторного топлива Технический документ SAE 430113
WM Holaday, John Happel

Из многих характеристик бензина, в которых заинтересован потребитель, ограниченное число подлежит тщательному контролю со стороны нефтепереработчика. Наиболее важные из них — антидетонационные свойства, давление паров и дистилляция — в основном контролируются требованиями современных автомобильных двигателей, определяемыми дорожными испытаниями и одобрением потребителя. Различные процессы, которые переработчик использует для управления свойствами своего бензина, включают в себя в значительной степени полную перестройку молекул сырой нефти, которые образуют отправную точку процесса очистки. В задачу нефтепереработчика входит не только изготовление бензина для удовлетворения разнообразных потребностей автомобилей, но и производство достаточного количества топлива с наибольшей экономической эффективностью.