Что происходит с бензином при нагревании
Перейти к содержимому

Что происходит с бензином при нагревании

  • автор:

Гори-гори ясно: 10 вещей, которые нужно знать о том, как горит бензин

В двигателе внутреннего сгорания и вне его. Мы все что-то слышали про компрессию, богатую смесь, искру, лямбда-зонд и октановое число. Но «что-то слышать» и понимать, как это устроено — разные вещи. А есть ещё масса хитрых вопросов. Например, можно ли в бензине потушить окурок или рванёт? Правда ли, что от выстрела в бензобак начинается пожар? Как объяснить, что бензин легко загорается от малейшей искры, а дизельное топливо и зажигалкой не поджечь? И почему бензин портит дизельный движок, а дизель — бензиновый? Мы постараемся максимально ответственно и вдумчиво ответить на эти вопросы и развеять кое-какие мифы. Не зря же специализируемся на свечах зажигания.

1. Горит бензин или его пары?

Горит смесь паров бензина и кислорода, содержащегося в воздухе. Поэтому если вы слышали байку о том, как кто-то тушил в полной канистре бензина сигаретные бычки — это не байка, а вполне себе правда. Хотя это очень опасно и делать так мы не советуем. Опасно потому, что горючие пары у поверхности бензина есть всегда, если только он не охлажден до температуры ниже –40°C.

Концентрация бензина в воздухе, при которой смесь становится пожароопасной, имеет четкое минимальное и максимальное значение: от 0,8% до 8,0%. Если бензина в воздухе меньше, то смесь не загорится из-за нехватки топлива. Если больше, то тоже не загорится, но уже из-за нехватки достаточного для поддержания реакции количества кислорода.

Важно не путать пары и ничтожно малые капли бензина. Капля — это тоже жидкость, просто с точки зрения человека в крохотном объеме. Если пшикнуть из баллончика на пламя чем-нибудь горючим, то гореть будет не аэрозоль из мельчайших капель вещества, а испарения, которые окружают каждую каплю.

Красное кольцо — это и есть место горения, где пары бензина (1) соединяются с кислородом (2). А сама капля бензина (зеленый круг) не горит, а лишь испускает пары. Источник (здесь и далее, если не указано иное): NGK Spark Plugs

Горение паров бензина — это сложный окислительный процесс, при котором молекулы бензина распадаются, углерод и водород из топлива соединяются с кислородом из воздуха под действием высокой температуры, происходит выделение энергии. При полном сгорании бензин разлагается на воду (H2O) и монооксид углерода (CO). Это в теории, на деле всё сложнее, а сопутствующих соединений образуется больше из-за того, что воздух состоит из целого коктейля элементов, а не одного кислорода.

К сожалению, таких видео в интернете масса. А всё из-за непонимания того, что горят именно пары бензина, которые при заправке буквально струёй вырываются из горловины бака.

Всё описанное, заметим, справедливо для горения бензина на открытом воздухе. В двигателе внутреннего сгорание дело происходит иначе.

2. Что происходит с бензином в двигателе внутреннего сгорания

Сам по себе бензин горит очень медленно — это можно увидеть, поджигая маленькую лужицу топлива на улице. Чтобы ускорить его горение и, соответственно, выработку энергии, необходимо увеличить давление смеси. Двигатель внутреннего сгорания в начале каждого такта открывает клапан, в цилиндр впрыскивается смесь бензина и воздуха в нужной пропорции, а затем поршень, поднимаясь вверх, сжимает смесь, увеличивая её давление. Разницу в объеме при поднятом и опущенном поршне называют степенью сжатия, и в бензиновых ДВС она составляет 8–14:1. То есть поршень сжимает объем топливо-воздушной смеси в 8–14 раз.

Отношение между максимальным объёмом V1 и минимальным объёмом V2 зовётся степенью сжатия

Когда поршень находится в крайнем положении и смесь сжата максимально, свеча зажигания производит искру с температурой 10 000 °C. Если компрессия (давление) ниже необходимой, упадет мощность двигателя. Если выше, начнется детонация (об этом дальше).

От искры зажигания топливовоздушная смесь загорается, пламя распространяется от свечи зажигания по всему объёму цилиндра. Дальше происходят химические реакции, выделение газов и движение поршня вниз — с этим процессом автомобилисты хорошо знакомы.

Итак, для горения бензина необходим воздух. Сколько? Идеальное соотношение составляет 1:14,7, т. е. для полного сжигания 1 кг бензина необходимо 14,7 кг воздуха. Бензино-воздушная смесь с таким идеальным соотношением называется стехиометрической. В двигателях внутреннего сгорания это соотношение может быть чуточку больше или меньше. В таких случаях топливо-воздушную смесь называют богатой или бедной в зависимости от количества паров бензина в ней. Богатая смесь даст большую мощность двигателю, зато бедная обеспечит экономичность. За регулировку обогащения смеси топливом отвечает лямбда-зонд, анализирующий количество кислорода в выхлопных газах.

3. Что может быть не так с горением бензина в двигателе

Давление в цилиндре и высокая температура искры — это еще не гарантия, что бензин в двигателе будет загораться в нужный момент и сгорать с нужной скоростью. Огромную роль в этом процессе играют свечи и катушка зажигания.

Первая ситуация, когда ДВС работает неправильно, — детонация. Детонация есть самопроизвольное возгорание топливовоздушной смеси взрывного характера вследствие превышения некоего порога сжатия и температуры, происходящее после возникновения искры зажигания (это важный момент). В этом случае, пока топливовоздушная смесь начинает плавно гореть от свечи, где-то в другой точке объема самопроизвольно возникает еще один очаг возгорания. Фронт пламени при детонации в цилиндре распространяется со скоростью в 100 раз выше, чем при нормальной работе двигателя. Взрывная волна оказывает сильнейшую ударную нагрузку на цилиндр и буквально выгрызает в поршне каверны. Хуже того, микровзрывы разрушают свечу и стенки цилиндра и гнут шатуны. Как это происходит, можно посмотреть в нашем видео.

Детонация, помимо прочего, возникает из-за использования бензина с октановым числом ниже допустимого в конкретном двигателе — в таком топливе стойкость к детонации ниже, чем у выскооктанового бензина (об этом ниже). Также бывает виноват перегретый двигатель или высокая нагрузка при низких оборотах.

Есть ещё одно неприятное явление, по последствиям похожее на детонацию, — калильное зажигание. Во время него смесь в цилиндре воспламеняется ещё до появления искры свечи, например, от перегретого нагара на клапанах или поврежденной и тоже перегревшейся из-за неправильной установки свечи. Мы уже писали отдельный пост о калильном зажигании — обратите внимание. В лучшем случае оно приведет к сгоранию электрода свечи или повреждению её изолятора, а в худшем — к прогоранию поршней, поршневых колец и маслосъёмных колпачков, то есть к серьёзному ремонту двигателя.

Результат длительной езды с детонацией — расплавление поршня и колец. Источник: MrAliev / DRIVE2

Другая частая проблема, связанная с «убитыми» или некачественными свечами, — пропуски зажигания. Свеча либо вовсе не вырабатывает искру, либо зазор между электродами уменьшается из-за нагара и искра получается слабой, либо изношенная катушка зажигания уже не может выдавать необходимое напряжение. Пропуски дают о себе знать сильной вибрацией двигателя на холостом ходу и падением мощности авто. Остатки несгоревшего из-за отсутствия искры топлива попадают в нейтрализатор, воспламеняются там и сжигают его, закупоривая соты.

Расплавленный нейтрализатор. Это ещё ничего, в особо тяжелых случаях расплав закупоривает почти все соты. Источник: HelpAutoKiev / DRIVE2

Тут повторим мысль, уже однажды звучавшую в этом представительстве: иридиевые и платиновые свечи зажигания — это не очередной способ вытянуть побольше денег из автолюбителей, а физика. Тонкий стержень из тугоплавкого иридия в центральном электроде значительно лучше самоочищается от нагара в сравнении с толстым никелевым сердечником. Простая свеча с толстым электродом может быстро покрыться нагаром из-за некачественного бензина, расход топлива увеличится, начнутся пропуски зажигания. Кроме того, чем тоньше электрод, тем проще вызвать искру — снижается нагрузка на катушку зажигания. Иридиевая свеча хоть и стоит дороже обычной, но в течение срока службы демонстрирует меньший расход топлива и вредных выбросов. Нет, это не методичка из PR-отдела, а исследование журнала «За рулём».

Свеча с иридиевым сердечником (слева; Laser Iridium) и с никелевым (справа) — обе NGK Spark Plugs

Платиновые напайки на электродах создают стойкость к коррозии и эрозии. То есть зазор между электродами практически не будет меняться в течение срока службы свечи, а значит, значительно снижается шанс возникновения пропусков зажигания. Платиновые и иридиевые свечи не вечные, но проходят они в среднем в 3-4 раза больше обычных (порядка 100 тыс. км), после чего требуют замены. При небольших ежегодных пробегах есть шанс, что после покупки нового автомобиля с иридиевыми свечами вы вообще их никогда не поменяете, а скорее продадите машину.

Свеча NGK с едва заметными светлыми платиновыми напайками на концах электродов — такого количества драгметалла вполне достаточно. Источник: mikelz / DRIVE2

4. Почему важно октановое число и можно ли на нём экономить

Есть много мифов, появившихся вследствие непонимания смысла октанового числа бензина. Мы постараемся последовательно их развеять. Октановое число характеризует стойкость топлива к детонации — и ничто другое. Ни качество и чистоту, ни температуру горения, ни абстрактную «эффективность» — только стойкость к детонации.

Что фактически значит число 95 в марке автомобильного бензина? Оно значит, что топливовоздушная смесь конкретного бензина имеет стойкость к детонации такую же, как смесь из 95% изооктана и 5% гептана. Изооктан — углеводород, принятый за образец стойкости к детонации (октановое число 100), а гептан, наоборот — образец склонности к детонации (октановое число 0). На их комбинировании и построена октановая шкала.

Тогда что такое бензин с октановым числом выше 100, если 100-процентный изооктан является эталоном? Это бензин, который с помощью присадок сделали более стойким к детонации, чем чистый изооктан; такой используется в гоночных автомобилях (у авиационных бензинов октановое число тоже может быть выше 100, но у них своя шкала детонационной стойкости). Главным образом этого позволяет достичь добавление тетраэтилсвинца, однако применяются также эфиры МТБЭ и ЭТБЭ, толуол и проч. Интересно, что они во-первых, делают топливо дороже, а во-вторых, в большинстве своём вредны для окружающей среды и человека. Так, тетраэтилсвинец до конца XX века добавляли в весь автомобильный бензин для повышения его октанового числа, но затем присадка попала под запрет из-за токсичности (а бензин стал неэтилированным).

Повторим же: чем выше октановое число, тем более бензин стоек к детонации. В форсированных двигателях с высокой степенью сжатия низкооктановый бензин начинает детонировать во время зажигания со всеми описанными выше последствиями для двигателя. Проще говоря, если у вас современный немецкий турбомотор и к нему приложена рекомендация заправляться Аи-98 (а в случае острой необходимости Аи-95), то заправка Аи-92 очень скоро приведёт к детонации и порче очень дорогого двигателя.

RON — исследовательский метод, согласно которому в России и обозначается марка бензина, по условиям вычисления похож на езду по трассе (буква «И» в маркировке бензина как раз от слова «исследовательский», а «А» означает «автомобильный»). MON — моторный метод, похожий на эксплуатацию в городе

А что насчёт заправки высокооктановым топливом атмосферного движка, настроенного под Аи-92 или даже ниже? Никакой детонации, естественно, не будет — будет другая проблема. Высокооктановое топливо горит медленнее, чем низкооктановое. Какой-нибудь Аи-98 просто не успеет полностью сгореть в цилиндре, и огонь пройдёт сквозь выпускной клапан в коллектор, пожжёт катализатор, а на высоких оборотах доберется и до глушителя.

5. Безнин невозможно поджечь сигаретой

А теперь немного о несерёзном. Трюк с гашением в ведре бензина работает только с сигаретой, провернуть тот же фокус с горящей спичкой не получится. Вернее, фокус получится, но совсем другой. Если оставить сигарету в покое и не затягиваться, она будет не гореть, а тлеть без образования газофазного пламени (то есть огня), необходимого для воспламенения бензина. Чисто теоретически, неудачно брошенная в лужу бензина сигара может испустить достаточно искр, чтобы поджечь пары топлива, — это единственное оправдание популярному киноходу с поджиганием бензина таким образом.

А вот с негаснущей на ветру зажигалкой типа Zippo такой трюк сработает почти наверняка (как в конце «Крепкого орешка 2»). Поэтому курение рядом с заправляющимся автомобилем опасно, но не фатально (всё равно не делайте этого), а попытка подсветить бензобак зажигалкой абсолютно гарантированно закончится пожаром.

Коротко и наглядно — бензин сигаретным бычком не зажечь. Но не повторяйте это дома!

6. Бензобак в автомобиле так просто не взрывается

Ещё один киношный миф: едва попав в аварию чудом спасшийся герой выбирается из разбитой машины, и она тут же живописно взрывается. Для съёмок такого пафосного взрыва пиротехники не просто поджигают полупустой бак автомобиля: так «бабаха» не добиться. В декорации обычно закладывают твердую взрывчатку, а чтобы добавить огня, подливают керосина. А иначе вместо взрыва получится неторопливое сжигание автомобиля, словно чучела Масленицы, и взрыв, если и произойдёт, то совсем не сразу и не тогда, когда его с нетерпением ждёт съёмочная группа.

Автомобиль, как на этом фото, может загореться даже во время стоянки — например, из-за короткого замыкания или даже поджога, — и со временем взорваться, но сначала он порядочно прогорит. Источник: Les Chatfield / Flickr

Разберём и физику попадания пули в бензобак. Допустим, что по сюжету фильма в бензобак авто попадает пуля, и происходит грандиозный взрыв — очень затасканный киноштамп, которым до сих пор пользуются сценаристы посредственных боевиков. С точки зрения зрителя это выглядит логично: пуля, пробивая бензобак, вызывает искру, от которой десятки литров топлива мгновенно детонируют, превращая машину героя в огненный факел.

В реальности всё будет совсем не так. Предположим, что пуля попадает в наполовину наполненный бензобак. Опустим, что в современных машинах их делают из пластика, а потому никакой искры там в принципе быть не может. Так вот, в баке есть необходимые нам пары бензина, и даже искра откуда-то появилась, например, от зажигательного патрона. Первое попадание, разлетающиеся искры и… ничего. А всё потому, что топливовоздушная смесь в бензобаке слишком обогащенная парами бензина, кислорода для возгорания в ней недостаточно. Затем через образовавшиеся отверстия начнет вытекать бензин, разливаясь по дороге и корпусу авто. И вот теперь с некоторой вероятностью от выстрела можно будет поджечь топливо. Только снаружи, всё ещё не в бензобаке. И даже в этом случае начнется медленное горение, но никак не взрыв.

Демонстрация того, что как в канистру с бензином не стреляй, а взрыва не выйдет:

Но хватит о кино и мифах — возвращаемся к серьёзному разговору.

7. Бензин при аварии может загореться

Правда, и тут обычно происходит не взрыв, а пожар на большой площади разлившегося по дороге бензина. Когда содержимое топливного бака за пару секунд выливается на дорожное полотно и загорается, создается ощущение взрыва, но всё же в большинстве случаев это не взрыв, а пожар с последовательным распространением огня.

Если не считать автомобили с некачественным ГБО, по-настоящему эффектно взрываются только… электромобили :

Тем не менее, пожар может начаться просто от того, что бензин попал на какой-то узел, куда он попадать не должен. Искра не нужна, достаточно очень высокой температуры поверхности, чтобы началось самовоспламенение бензина. Физика безжалостна: температура, при нагревании до которой пары бензина загораются сами, начинается с 250°C. Если бензин попадет в выпускной коллектор или в катализатор, который разогревается до 500-600°C (если крутить движок), топливо мгновенно вспыхнет. То же самое произойдет при соприкосновении топлива с тормозными дисками (300-400°C при торможении «в пол»).

В тяжелых ДТП, когда автомобиль буквально разрывает на части, нарушается целостность топливной системы, а то и самого бензобака, бензин быстро вытекает наружу и попадает на раскаленные узлы автомобиля. Далее происходит самовоспламенение испаряющегося топлива и начинается сильный пожар. А уж если после аварии и разлития горючего что-то под капотом заискрит…

8. Дизельное топливо при аварии горит гораздо хуже

При аварии дизельное топливо точно так же может растечься по раскаленным деталям автомобиля и по дороге, но воспламениться даже от искр ему не позволит химия. Дизель относится к тяжелым видам топлива с низкой летучестью, он имеет длинную углеродную цепочку, потому испаряется очень неохотно. Бензин, напротив, очень летуч — уже при температуре –40°C он начинается испаряться достаточно для того, чтобы загореться. Этот порог называется температурой вспышки. Даже в мороз достаточно любой искры, чтобы бензин заполыхал огнем. А вот температура вспышки у дизеля составляет аж +62°C. Случайные искры не смогут разогреть дизельную лужу до такой степени, чтобы та начала испаряться и гореть. Чтобы солярка загорелась на воздухе, ее нужно нагреть до температуры вспышки, например, газовой горелкой, усилив испарение. В зависимости от силы огня и количества дизеля в ёмкости топливо прогреется через 15-20 секунд и тогда наконец загорится.

9. Что будет, если дизельный автомобиль заправить бензином

Из-за свойств дизельного топлива дизельвоздушная смесь в цилиндрах воспламеняется сама, без участия свечи зажигания, при увеличении давления и сопутствующего ему увеличения температуры. С бензовоздушной смесью, как мы сказали выше, такое тоже возможно, хотя и с негативными последствиями. Тогда почему бы не залить бензин в дизельный ДВС? Тут основная проблема заключается в параметрах топлива, под которые спроектирован двигатель. Действительно, дизельный движок, в зависимости от степени технологичности (чем старше и проще, тем лучше) даже сможет немного поработать на бензине. Но из-за разницы в скорости воспламенения и горения бензина и дизеля двигатель будет подвергаться огромным разрушительным нагрузкам.

В современных движках на тяжелом топливе дизель впрыскивается в цилиндр не один, а несколько раз за один ход поршня. Сначала происходит предвпрыск небольшого количества топлива, которое загорается еще до того, как поршень достиг вершины хода. Затем, когда поршень достиг верхней мёртвой точки, и достигнуто максимальное сжатие воздуха в камере сгорания, впрыскивается оставшаяся часть дизеля. Двойной впрыск обеспечивает надежное возгорание и равномерное выделение газов, необходимых для толкания поршня вниз. Этапов впрыска в рамках одного такта двигателя может быть два, а может и все десять, тут уж как будет спроектирован двигатель.

Случайный залив бензина в дизельный авто на крупных сетевых заправках часто кончается относительно благополучно: приезжает сотрудник топливной компании и сливает бензин из бака и топливной системы. Источник: priZrak495 / DRIVE2

А вот с бензином ситуация другая. Во время предвпрыска бензин, смешанный с остатками дизеля из топливного бака, не загорится. Он понизит цетановое число солярки. Чем ниже цетановое число, тем медленней воспламеняется топливо и тем интенсивней сгорает. Когда поршень достигнет высшей точки и произойдет впрыск оставшейся части «бензинодизеля», смесь наконец загорится от высокого давления и температуры. При огромной степени сжатия бензин не будет плавно гореть, пока поршень будет двигаться вниз — он буквально сдетонирует, вызвав сильнейшую ударную нагрузку на цилиндр. Со стороны детонация бензина в дизельном ДВС звучит как удары маленькими молоточками по металлическим деталям двигателя. На самом деле это приглушенные взрывы бензина. От постоянных взрывов и ударных нагрузок портятся поршни, в цилиндре образуются микротрещины, сильно изнашивается цепь/ремень ГРМ. Чем меньше в топливной смеси осталось дизеля и чем больше в ней бензина, тем сильнее детонанция.

10. Что будет, если в бензиновый двигатель залить дизель

Если же залить дизель в бензиновый автомобиль, то практически сразу начнутся пропуски зажигания — дизелю не хватит давления и температуры в цилиндрах, чтобы стабильно самовоспламеняться, а искрой от свечи его не поджечь. Так как солярка тяжелее бензина, она сразу опустится на дно и попадёт в топливную систему.

Цилиндры наполнятся несгоревшим дизелем, топливо пойдёт в выпускной коллектор, из выхлопной трубы повалит дымок. Мотор «закашляет», потеряет мощность и вскоре заглохнет. Скорее всего, отделаетесь «малой кровью» — чисткой топливной системы и фильтров, забитых содержащимся в дизеле парафином.

Коротко о главном
Рекомендации по использованию бензинового автомобиля простые: заправляйтесь на проверенных заправках топливом с рекомендованным октановым числом, следите за свечами и, пожалуйста, никогда не пытайтесь подсветить бензобак зажигалкой!
Остались вопросы? Задавайте — постараемся ответить.

Как недоливают на АЗС и при чём здесь температура топлива

Есть версия, что если топливо на АЗС нагреть, можно потом «слить излишки». Так ли это?

Фото: Артем Краснов

По сети распространилось видео, на котором человек, якобы работавший на заправке, рассказывает «как на самом деле обманывают людей». В его утверждениях много откровенного бреда, но есть и рациональное зерно. Мы выяснили, где тут правда, а где ложь.

Быстрый фактчекинг показывает, например, что бензовоз не может заливать в подземную ёмкость АЗС сразу 100 тонн бензина, потому что таких бензовозов попросту не бывает: по крайней мере, для гражданских заправок. Бензовозы на базе четырёхосного полуприцепа могут вмещать до 50 тысяч литров, что эквивалентно примерно 35 тоннам топлива. Но чаще используются цистерны в разы меньшего объёма.

Далее «бывший заправщик» рассказывает, как при сливе 30 тонн подогревал бак снизу и за счёт расширения топлива опять получал 100 тонн, а 30 тонн «имел на халяву», получая «миллион двести на троих с кассирами». А люди, дескать, заливая в бак 50 литров, после его охлаждения получали 35 литров.

— Люди, проверяйте температуру бензина, когда заправляетесь, — подытоживает герой ролика. И это единственная трезвая мысль в его выступлении.

А как на самом деле?

Бензин при нагревании действительно расширяется, правда, получить 100 тонн из 30 тонн всё равно невозможно, потому что при расширении меняется объём, а не масса. Но даже если «заправщик» на видео оговорился, увеличить объём топлива втрое за счёт нагревания невозможно — для этого его нужно было бы нагреть на сотни градусов. Оно быстрее взорвётся, чем расширится так сильно.

Тем не менее топливо действительно меняет объём при изменении температуры. Что интересно, при оптовых поставках его количество измеряется в тоннах (то есть по массе), при розничной продаже — в литрах (по объему). То есть изменение плотности, в теории, позволяет «делать больше литров» из заданной массы. Насколько значим этот эффект?

Всё зависит от перепада температуры. Например, если 10 тонн топлива объёмом 14 тысяч литров нагреть на 40 градусов, объем возрастёт на 670 неучтённых литров. То есть чисто теоретически такой способ может работать, хотя и не в тех пропорциях, что указал автор видео.

Получается, что АЗС в целом выгоднее торговать топливом летом, чем зимой? Ведь заправки покупают его в тоннах (килограммах), а продают в литрах, количество которых зависит от температуры.

В реальности эффект не настолько выраженный, потому что в подземных ёмкостях и летом, и зимой температура топлива не повторяет колебаний температуры атмосферного воздуха и меняется в пределах нескольких градусов. Но некоторые излишки топлива могут образоваться: например, если в период сильной жары резервуары постепенно прогрелись на дополнительные 5 градусов, объём топлива в них возрастёт на 0,6%. Это, кстати, больше погрешности в ±0,25%, которую должны обеспечивать АЗС с точки зрения точности дозирования.

Манипулировать этой величиной сложно, по крайней мере, если мы говорим о крупных сетевых заправках, которые на виду у клиентов и начальства. Подогреть несколько тонн топлива, скажем, на 40 градусов рискованно, а главное — требует изрядной энергии, которую тоже нужно где-то украсть. Нагретое топливо будет парить, и увеличится риск его воспламенения, в том числе при наливе в топливный бак.

Кстати, а не всё ли нам равно, какая температура топлива, если по факту АЗС заливает одно и то же количество литров? Не совсем — топливо нам нужно ради энергии, а она пропорционально массе топлива, а не объёму. И при нагревании топлива количество энергии в его литре снижается, то есть получается небольшой «обвес», но не с точки зрения литража, а по энергетической ценности этого литра. И доказать что-то, по сути, невозможно — колонки настраиваются именно на «литровую точность».

При этом недоливы топлива на АЗС — явление очень распространённое, просто способы другие. Идея ввести за такой обман оборотные штрафы (то есть в пропорции от выручки) только обсуждается, и поймать АЗС на недоливе в реальности очень сложно.

Наиболее популярный и безопасный способ обмана — такая настройка топливораздаточной колонки, чтобы она не доливала на больших объёмах. При проверке точности ТРК в России используются мерники объёмом 5 или 10 литров, поэтому, например, проверить точность заправки на объёме 30 литров технически сложно и «не по ГОСТу».

Потому для нечистоплотных заправщиков есть более простые способы обмана, чем нагрев топлива до устрашающих температур.

Весной этого года биржевая цена нефтяных контрактов впервые в истории стала отрицательной: мы разобрались, что это значит.

Предложение ввести драконовские штрафы за недолив обсуждается, но до реализации ещё далеко. Несмотря на резкое падение цены нефти в России, бензин продолжает дорожать, и вот почему.

Столкнулись с обманом на АЗС? Ждём ваши сообщения, фото и видео на почту редакции, в нашу группу во «ВКонтакте», а также в WhatsApp, Viber или Telegram по номеру +7 93 23–0000–74. Телефон службы новостей 7–0000–74.

Когда выгоднее покупать бензин

Мало кто задумывается, что бензин, как и остальные жидкости, обладает сложными физическими свойствами и некоторые из них помогают экономить.

Что происходит с топливом при изменении температуры

Начать стоит с того, что каждая физическая субстанция имеет плотность. Эта физическая величина отражает отношение массы тела к объёму, занимаемому им. Она непостоянна и может изменяться под воздействием множества внешних факторов. Один из них — температура. Коэффициент теплового расширения бензина один из самых больших для жидкостей и составляет 0,00124 на каждый градус. Всё это ведёт к тому, что при снижении температуры окружающей среды его плотность увеличивается, а при увеличении температуры — уменьшается.

Когда можно получить больше горючего за те же деньги

В основном на современных АЗС топливо хранится в подземных баках. Температура там относительно стабильна и составляет от 4 до 10 градусов. Однако зимой, при особо сильных холодах она может значительно падать. Из-за этого плотность бензина резко увеличивается. В результате автовладелец получает чуть больше горючего за те же деньги. И чем ниже температура во время заправки автомобиля — тем больше бесплатного топлива попадает автолюбителю в бензобак.

Почему автозаправки больше зарабатывают летом

Несмотря на кажущуюся выгоду для обычных людей, изменения в малых объёмах горючего незначительны. Совсем другое дело, когда выгоду пытается получить сам владелец АЗС. Покупка топлива может производиться и по весу, и по объёму. В любом из этих случаев, владелец автозаправки покупает фиксированное количество бензина. Зачастую пополнение запасов на АЗС происходит ночью, когда температура ниже. К полудню бензин нагревается на несколько градусов, что понижает его плотность. В результате объём горючего возрастает, а, следовательно, возрастает и прибыль. Каждый градус позволяет получить лишний литр топлива при условии наличия около 1000 литров. Так, залитая в 0 градусов 1000 литров бензина, при +10 градусах будет уже 1010 литрами.

Конечно, обычный автовладелец вряд ли получит хоть какую-то ощутимую выгоду от заправки в холодную погоду. А вот для владельцев АЗС смена температуры — неплохая возможность заработать немного больше, продав то же количество топлива клиентам.

Коэффициент теплового расширения бензина

Коэффициент теплового расширения бензина: обман на АЗС или простая физика

Количество бензина, которое может вместиться в бак, указано в паспорте автомобиля. Однако цифры на бумаге могут значительно отличаться от реального объёма. Научно доказанная причина этому лишь одна — коэффициент теплового расширения бензина. Но не всем интересен научный подход из-за чего возникает масса домыслов.

Не существует автомобилиста, который бы хоть раз в жизни не задался вопросом о том, обманули его на заправке или нет. В особенности если человек использует транспортное средство в коммерческих целях. Ведь тогда контроль расхода планомерный. В записях легко отследить расхождения в суммах на бензин при сравнении нескольких отчётных периодов.

Многие замечают существенную разницу заполнения бака уже после нескольких заправок. И задают резонный вопрос, почему даже на одной АЗС от раза к разу бак заполняется под горлышко разным количеством литров, при условии практически пустой ёмкости.

Ответить на эти вопросы довольно просто. Причин может быть несколько в комплексе или каждая по отдельности:

  • банальный недолив в одну из заправок, что и дало разницу;
  • протечка в баке и нет объективного понимания, сколько на самом деле может вместиться;
  • влияние температурного коэффициента расширения бензина.

Многие сейчас скажут, что у них постоянно разный объём заполнения бака именно по первой причине. Однако на самом же деле основная причина объясняется последним пунктом.

Температурный коэффициент расширения бензина, напрямую влияет на то, сколько литров войдёт в бензобак. Особенно если сравнивать, сколько вмещается в бак в переходные месяцы между сезонами. Другие варианты тоже не исключены, однако в гораздо меньших случаях, чем все привыкли думать.

Коэффициент теплового расширения бензина — что это

Все мы знаем ещё со школьной программы, что жидкость имеет свойство расширяться и сжиматься под влиянием температур. И в случае с бензином это не исключение. Выражается такое изменение коэффициентом теплового расширения. У бензина цифры значительно отличаются от показателей для воды и других веществ.

В таблице ниже показано, насколько велика разница между разными жидкостями. Данные представлены из того, на сколько миллионных долей изменяется объём вещества при изменении температуры жидкости на один Кельвин (К — единица термодинамической температуры).

Чтобы вы не утруждали себя расчётами, можем сразу сказать, что объём бензина изменяется больше, чем вода в 4,5 раза. Если же сравнивать в коэффициентах, то цифры будут выглядеть следующим образом:

  • бензин — коэффициент расширения составляет 0,00124 на 1 градус;
  • вода — коэффициент расширения составляет 0,0006 на 1 градус.

Получается, что при изменении температуры жидкости в связи с погодными условиями, повлечёт увеличение или уменьшение её объёма. Однако это никоим образом не отразится на весе вещества.

Говоря ещё более простым языком, если заморозить 200 мл воды в ёмкости с мерной шкалой, то будет видно, как изменился уровень. Поверхность воды в твёрдом состоянии станет значительно ниже уровня воды в жидком состоянии. И он понизится даже в том случае, если не замораживать воду, а просто охладить.

Чтобы коэффициенты были объективными, для измерения уровня используется одна температура, то есть +20 °C. Это касается как исследований для выведения формул, так и лабораторных контрольных замеров органами, контролирующими качество выпускаемых веществ, в том числе бензина.

Исходя из простых расчётов, всегда можно определить, насколько меньше бензина войдёт в пустой бак в сорокоградусную жару по сравнению с двадцатиградусным морозом. И даже если не брать в расчёт серьёзные перепады, а сравнивать вмещаемый баком объём бензина в августе с объёмом в сентябре или октябре, проявится существенная разница.

Влияние мест хранения топлива

Условия хранения и перевозки бензина строго регламентированы ГОСТ РФ. И соблюдение этих условий влияют не только на безопасность людей, но и на точность налива в бак авто.

Бензовозы оснащены цистернами, в которых есть место для расширения при повышении температуры воздуха. Однако такие изменения никак не влияют на объём, который будет слит в хранилища АЗС. Ведь отгрузка идёт не по литражу, а по весу. И как мы уже упоминали, сжатие или расширение жидкости никак не влияет на её вес.

Хранилища на АЗС расположены под землёй. Сделано это тоже в целях безопасности. Однако есть и второй момент — поддержание стабильной температуры. В среднем она равна +4 °C.

Теперь, внимание, вопрос: насколько изменится температуры бензина, поступающего из хранилища по трубопроводу к колонке и далее в бак автомобиля? Для автомобилиста ответ очевиден – изменения должны быть несущественными. Ведь на заполнение бака под крышку уходит несколько минут (сколько именно — зависит от типа колонки и от объёма бензобака).

Так что же получается? Правильным будет отталкиваться от температуры, при которой хранится бензин? Опять же, всё не так просто.

Во-первых, температура под землёй тоже меняется. Ведь почва может и промерзать, и прогреваться. Во-вторых, погрешность в температуре бензина из-за длительности налива всё же, существует.

Как видите, величин, на которые необходимо обращать внимание очень много. Именно по этой причине и была выбрана температура для замеров +20 °C. А чтобы потребителю было проще разобраться, налив топлива всегда измеряется в литрах, а не килограммах. Только при оптовых отгрузках с предприятий налив измеряется весом. Счётчик литров в бензовозах служит лишь дополнительным контролем.

Что на практике с заполнением бака частного автолюбителя

Приходит зима. Вы приезжаете на заправочную станцию и покупаете 20 л бензина с полной уверенностью, что это будет как раз под крышку. На самом же деле, если вы точно знаете, что у вас есть место для 20 л, вы его по морозной погоде не заполните.

Бензин за время налива сжался как в трубопроводе, который выходит на поверхность, так и в баке авто. Пустое место однозначно под крышкой останется.

Приходит лето. И при таких же условиях задачи бензин реально будет залит под крышку.

Водители, которые уверены в том, что их обманывают на АЗС, в зимний период могут доплатить за то, чтобы долили бензин. Они сделают выводы, что станция работает недобросовестно и поменяют место своей заправки. Однако, не разобравшись с вопросом про коэффициент теплового расширения бензина, автовладелец рискует получить лужу топлива в гараже. И это в лучшем случае.

Попадая в тёплое относительно улицы помещение, бензин начнёт расширяться. В случае старенькой крышки бензобака с ослабленной прокладкой, излишек будет сочиться на пол до уменьшения уровня. В случае с новой надёжной крышкой может пострадать топливная система: её разорвёт в самом слабом месте и угадать его нереально. Это могут быть шланги под авто или даже сам бензобак в том месте, которым вы когда-то чиркнули кочку.

Поэтому, если вы не хотите вкладываться в дорогостоящий ремонт, не стоит заливать бензобак под крышку. В ёмкости всегда должно оставаться воздушное пространство для расширения бензина без ущерба конструкции топливной системы.

Вопрос доверия АЗС и целостности топливной системы

Конечно же, если бы не существовали другие факторы неполного залива бензобака, мы бы о них не говорили в самом начале нашей статьи. Случаи обмана со стороны АЗС или протечки из бензобака вполне реальны.

Чтобы избежать недоливов из-за воровства на заправке, есть одно простое правило.

Необходимо пользоваться станциями известных брендов. Для них потеря имиджа страшнее собственных убытков. Поэтому они скорее будут тратиться на частые контроли своих АЗС, чем обманывать водителей ради сомнительной выгоды.

Чтобы избежать протечек, конечно же, необходимо ухаживать за своим железным конём. И делать ТО не тогда, когда авто уже разваливается, а с периодичностью несколько раз в год. Проще предупредить небольшую поломку, чем потом тратиться на исправление более серьёзной, которая и была вызвана маленькой причиной.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *