Бензины автомобильные: марки и требования

Нормативная база и область применения

Производство и применение автомобильных бензинов в России регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 32513-2023, который введен в действие с 3 февраля 2025 года взамен ГОСТ 32513-2013. Документ разработан ПАО «Газпром нефть» совместно с Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 031 и устанавливает характеристики бензинов, применяемых в качестве моторного топлива для транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания с искровым воспламенением.

Параллельно действует Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 013/2011, определяющий требования безопасности к автомобильному топливу для государств — членов Евразийского экономического союза. Регламент устанавливает обязательные нормы по содержанию вредных веществ, экологической безопасности и маркировке продукции.

Область применения стандарта охватывает все категории автомобильных бензинов, предназначенных для эксплуатации на территории государств — участников Соглашения о межгосударственной стандартизации. Требования распространяются на топливо, реализуемое через розничную и оптовую сеть, а также поставляемое корпоративным потребителям.

Классификация и маркировка бензинов

Система обозначения марок

Маркировка автомобильных бензинов согласно ТР ТС 013/2011 состоит из трех основных элементов. Первая группа символов — буквы АИ, обозначающие автомобильный бензин с октановым числом, определенным исследовательским методом. Вторая группа представляет собой цифровое значение октанового числа. Третья группа — буквенно-цифровое обозначение экологического класса в формате К2, К3, К4 или К5.

ГОСТ 32513-2023 устанавливает четыре основные марки бензинов с различным октановым числом: АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Каждая марка может производиться в нескольких экологических классах, что обеспечивает гибкость выбора топлива в зависимости от требований региона и технического состояния автопарка.

Выбор марки бензина

Марка АИ-80 предназначена преимущественно для карбюраторных двигателей с низкой степенью сжатия, мототехники и сельскохозяйственного оборудования. Данная марка постепенно выводится из широкого обращения в связи с модернизацией автопарка. Марка АИ-92 рекомендуется для двигателей со степенью сжатия до 10,5 и является оптимальным выбором для значительной части легковых автомобилей отечественного производства.

Бензин АИ-95 применяется в современных двигателях со степенью сжатия от 10,5 до 12, обеспечивая эффективное сгорание топливо-воздушной смеси и максимальную мощность. Марка АИ-98 предназначена для форсированных и турбированных двигателей со степенью сжатия выше 12, где требуются повышенные антидетонационные характеристики топлива.

Октановое число и антидетонационные свойства

Октановое число является основной характеристикой, определяющей детонационную стойкость бензина. Определение октанового числа осуществляется двумя методами: исследовательским по ГОСТ 32339 и ГОСТ 8226, а также моторным по ГОСТ 32340 и ГОСТ 511. Исследовательский метод моделирует работу двигателя в режиме городской эксплуатации с умеренными нагрузками, моторный метод — режим движения по шоссе с повышенными тепловыми нагрузками.

Стандарт ГОСТ 32513-2023 нормирует минимальные значения октанового числа по моторному методу: для АИ-80 — не менее 76 единиц, для АИ-92 — не менее 83 единиц, для АИ-95 — не менее 85 единиц, для АИ-98 — не менее 88 единиц. Разность между октановым числом, определенным исследовательским и моторным методами, называется чувствительностью топлива. Для современных бензинов чувствительность составляет от 8 до 12 единиц.

Компоненты, влияющие на октановое число

Детонационная стойкость бензина определяется его углеводородным составом. Наибольшим октановым числом обладают ароматические углеводороды, в частности толуол и ксилолы, октановое число которых превышает 110 единиц. Парафиновые углеводороды нормального строения имеют низкое октановое число, изопарафины занимают промежуточное положение. Олефиновые углеводороды характеризуются высоким октановым числом, но нестабильны при хранении и склонны к смолообразованию.

Получение высокооктановых компонентов осуществляется на установках каталитического риформинга, изомеризации и алкилирования. Риформат содержит значительное количество ароматики и является основным высокооктановым компонентом товарных бензинов. Алкилат обладает отличными эксплуатационными свойствами при умеренном содержании ароматических соединений, но его производство технологически сложно и требует значительных капиталовложений.

Экологические классы и требования к составу

Содержание серы

Массовая доля серы является определяющим показателем экологического класса бензина. Класс К2 допускает содержание серы до 500 миллиграммов на килограмм, класс К3 — до 150 миллиграммов, класс К4 — до 50 миллиграммов, класс К5 — не более 10 миллиграммов на килограмм. Таким образом, разница между классами К2 и К5 составляет 50 раз.

При сгорании топлива сера образует оксиды, которые в присутствии влаги превращаются в серную и сернистую кислоты. Данные соединения вызывают коррозию деталей цилиндро-поршневой группы, выпускной системы и нейтрализаторов отработавших газов. Снижение содержания серы продлевает срок службы двигателя и каталитических нейтрализаторов, обеспечивая соответствие экологическим нормам.

Бензол и ароматические углеводороды

Бензол относится к канцерогенным веществам первого класса опасности. ГОСТ 32513-2023 устанавливает предельно допустимое содержание бензола не более 1,0 процента объемных для классов К3, К4 и К5, и не более 5 процентов объемных для класса К2. Суммарное содержание ароматических углеводородов ограничивается 35 процентами объемными для К5 и К4 или 42 процентами для К3. При превышении данных норм увеличивается токсичность отработавших газов и образование нагара в камере сгорания.

Олефиновые углеводороды способствуют образованию смол при хранении топлива и увеличивают отложения во впускной системе двигателя. Для классов К3, К4 и К5 объемная доля олефинов ограничена 18 процентами. Кислородсодержащие соединения, преимущественно спирты и эфиры, улучшают полноту сгорания, но их содержание регламентируется не более 2,7 процента массовых во избежание проблем с коррозией топливной аппаратуры.

Металлосодержащие присадки

Концентрация свинца ограничена 5 миллиграммами на кубический дециметр для всех марок и классов бензинов. Этилированные бензины в России запрещены с 2003 года. Концентрация марганца и железа должна соответствовать значению отсутствие согласно таблице 1 стандарта. Применение металлосодержащих октаноповышающих присадок на основе марганца, свинца и железа категорически запрещено.

Физико-химические характеристики

Плотность и фракционный состав

Плотность автомобильного бензина при температуре 15 градусов Цельсия должна находиться в диапазоне от 725 до 780 килограммов на кубический метр согласно ГОСТ 33364, ГОСТ ISO 3675 или ГОСТ ISO 12185. Плотность зависит от углеводородного состава: ароматические углеводороды имеют наибольшую плотность, изопарафины — наименьшую. Контроль плотности необходим для обеспечения точности дозирования топлива системой впрыска и соответствия топлива установленному классу.

Фракционный состав характеризует испаряемость бензина и определяется по ГОСТ 2177 или ГОСТ ISO 3405. Температура начала перегонки влияет на пусковые свойства двигателя. Температура выкипания 10 процентов топлива связана с прогревом двигателя и приемистостью. Температура выкипания 50 процентов определяет склонность к образованию паровых пробок. Температура конца кипения не должна превышать 215 градусов Цельсия для предотвращения неполного сгорания тяжелых фракций.

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров бензина измеряется при температуре 37,8 градуса Цельсия по методу Рейда согласно ГОСТ 1756, ГОСТ 28781 или ГОСТ EN 13016-1. Для летнего периода эксплуатации давление должно составлять от 35 до 80 килопаскалей. Нижний предел обеспечивает надежный пуск двигателя, верхний предел ограничивает образование паровых пробок в топливной системе при высоких температурах окружающей среды.

Стандарт предусматривает производство 10 групп бензинов по испаряемости в зависимости от климатического района и сезона применения. В северных регионах в зимний период допускается повышенное давление паров до 100 килопаскалей для облегчения холодного пуска. Регулирование испаряемости осуществляется изменением содержания легких углеводородов, преимущественно бутанов.

Стабильность при хранении

Индукционный период окисления характеризует химическую стабильность бензина при хранении и определяется по ГОСТ 4039, ГОСТ ISO 7536 или ГОСТ 33903. Минимальное значение индукционного периода составляет 360 минут для всех марок бензина. Снижение стабильности приводит к образованию смол, которые загрязняют топливную систему и ухудшают эксплуатационные характеристики двигателя.

Массовая доля фактических смол не должна превышать 5 миллиграммов на 100 кубических сантиметров топлива согласно ГОСТ 32404 или ГОСТ 1567. Смолообразование активизируется при наличии непредельных углеводородов, следов металлов и воздействии света и кислорода. Для предотвращения смолообразования в бензины вводят антиокислительные присадки на основе фенольных и аминных соединений.

Присадки и добавки

ГОСТ 32513-2023 допускает применение различных типов присадок для улучшения эксплуатационных свойств бензинов. Антиокислительные присадки предотвращают окисление топлива при хранении. Антикоррозионные присадки защищают детали топливной системы от воздействия агрессивных соединений. Моющие присадки предотвращают отложения во впускной системе и на клапанах двигателя. Многофункциональные присадки сочетают несколько свойств одновременно.

Применяемые присадки не должны наносить вред здоровью человека, окружающей среде и имуществу физических и юридических лиц. Обязательным условием является отсутствие металлов марганца, свинца и железа в составе присадок. При использовании присадок в документе о качестве топлива должна содержаться информация об их типе и концентрации. Эффективность присадок подтверждается лабораторными и эксплуатационными испытаниями.

Оксигенаты

Кислородсодержащие добавки повышают октановое число и улучшают полноту сгорания топлива. Наиболее распространенными оксигенатами являются метил-трет-бутиловый эфир, этил-трет-бутиловый эфир и этанол. Для классов К3, К4 и К5 установлены ограничения по объемной доле оксигенатов: метанол — не более 1 процента, этанол — не более 5 процентов, изопропанол — не более 10 процентов.

Применение этанола в концентрации свыше 5 процентов объемных требует модификации топливной системы двигателя. Высокие концентрации спиртов увеличивают коррозионную активность топлива по отношению к цветным металлам и некоторым полимерным материалам. При использовании оксигенатов необходим тщательный контроль фазовой стабильности топлива при различных температурах.

Методы испытаний и контроль качества

Контроль качества автомобильных бензинов осуществляется в соответствии с комплексом межгосударственных стандартов. Октановое число определяется на моторных установках с одноцилиндровым двигателем переменной степени сжатия по ГОСТ 32339 и ГОСТ 32340. Испытания проводятся путем сравнения детонационной стойкости образца с эталонными смесями изооктана и нормального гептана.

Фракционный состав анализируется методом атмосферной перегонки в стандартизированном аппарате при атмосферном давлении. Определение содержания серы выполняется методами рентгенофлуоресцентной спектрометрии по ГОСТ 32139, ГОСТ ISO 20884, ГОСТ ISO 20846 или методом ультрафиолетовой флуоресценции. Анализ углеводородного состава осуществляется методом капиллярной газовой хроматографии по ГОСТ 32507.

Отбор проб и подготовка образцов

Отбор проб бензина производится в соответствии с требованиями ГОСТ 2517 или ГОСТ 31873. Точки отбора проб должны обеспечивать получение представительного образца всей партии топлива. При отборе из резервуаров пробы берут с верхнего, среднего и нижнего уровней. При приемке автоцистерн пробы отбирают из сливного устройства во время слива топлива.

Образцы помещают в чистую сухую тару из материалов, не взаимодействующих с нефтепродуктами. Тара должна быть герметично закрыта для предотвращения испарения легких фракций и окисления топлива. Время от отбора пробы до проведения анализа минимизируется, особенно для определения давления насыщенных паров и фракционного состава. При хранении проб исключается воздействие прямого солнечного света и повышенных температур.