Характеристики дизельных топлив и их маркировка

 

Если период задержки воспламенения  будет снижаться, то давление будет  нарастать более плавно, и двигатель станет работать мягче. Но при «мягкой» работе, чрезмерное сокращение периода задержки самовоспламенения приводит к ухудшению процесса смесеобразования и, как следствие, к падению мощности и экономичности двигателя.

 

Поэтому для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо применять  дизельное топливо с оптимальной  длительностью периода задержки воспламенения, который характеризуется  цетановым числом.

 

Цетановое число – условная единица измерения самовоспламенения топлива, численно равный содержанию цетана С16Н13(%) в смеси с α-метилнафталином С11Н10, которая эквивалентна по самовоспламеняемости данному топливу.

 

Цетан обладает хорошей самовоспламеняемостью, которую принимают за 100ед., а α-метилнафталин обладает плохой самовоспламеняемостью, ее принимают за 0 (ноль).

 

Варьируя содержание указанных  компонентов в эталонной смеси, можно изменять от 100 до 0.

 

Поэтому, чем меньше цетановое число, тем больше период задержки воспламенения топлива. Следовательно, применение топлив с цетановым числом менее 45% приводит к жесткой работе двигателя, а повышение цетанового числа выше 50% вызывает увеличение удельного расхода топлива.

 

Пусковые свойства топлива всегда улучшаются при возрастании цетанового числа.

 

Прокачиваемость дизельного топлива по системе питания двигателя является основным требованием к его качеству, т.к. оно обеспечивает подачу необходимого количества топлива в цилиндры для заданного режима работы двигателя.

 

Прокачиваемость оценивается следующими показателями:

 

Вязкостью;

 

Температурами помутнения и застывания;

 

Содержанием механических примесей;

 

Коэффициентом фильтруемости;

 

Предельной температурой фильтруемости.

 

Вязкость топлива оказывает  непосредственное влияние на процесс  образования ТВ-смеси. От вязкости зависят  надежность и ресурс топливной аппаратуры дизельных двигателей.

 

Если вязкость топлива повышенная, то удовлетворительную тонкость распыливания его с помощью форсунки не удается. Это ухудшает процесс смесеобразования и приводит к снижению экономичности  работы двигателя и повышению  дымности обработавших газов;

 

Если вязкость топлива пониженная, то будет появляться подтекание топлива в зазорах плунжерных пар насоса и форсунок, а также не будет осуществляться удовлетворительная смазка

 

Поэтому для летней эксплуатации быстроходных дизельных двигателей вязкость топлива  при 20˚С должна быть от 3,0 до 6,0сСт (мм2/с), а для зимней эксплуатации от 1,8 до 6,0сСт. Для арктических условий – в пределах 1,5…4,0сСт.

 

С уменьшением температуры вязкость топлива увеличивается. Практически  это заметно в интервале температур – от температуры помутнения до температуры застывания топлива.

 

Температуры помутнения и застывания топлива, а также предельная температура  фильтруемости обычно характеризуют низкотемпературные свойства дизельного топлива, т.е. характеризуют способность топлива сохранять текучесть при понижении температуры и не вызывать затруднений при перекачке его по трубопроводам.

 

Таким образом, можно сформулировать параметры дизельного топлива следующим  образом:

 

Температура помутнения – это температура, определяющая начало выпадения из топлива  высокоплавких углеводородов в  виде кристаллов (парафинов), которых  в дизельном топливе гораздо  больше, чем в бензине;

 

Температура застывания – это температура, при которой топливо теряет свою текучесть. По этому показателю судят  о возможности заправки, транспортирования, слива и налива топлива;

 

Коэффициент фильтруемости характеризует срок службы фильтров тонкой очистки. Значение его зависит от содержания в топливе механических примесей, воды, мыльных продуктов нафтеновых кислот и других смолистых продуктов окисления. Обычно норма коэффициента фильтруемости не превышает 3 единиц. Это позволяет ограничить содержание в топливе всех загрязнений и, тем самым, обеспечить надежность работы топливной аппаратуры.

 

Сернистые соединения содержаться  в дизельном топливе в больших  количествах, чем в бензине. К  ним относятся продукты активной серы, такие как: меркаптаны, сероводород, элементарная сера и т.д. Все они  при сгорании образуют оксиды серы, т.е. газообразные продукты, которые  при высокой температуре в  газовой сфере оказывают коррозионное воздействие на металлы. А при  низких температурах они легко растворяются в каплях воды, конденсирующихся из продуктов сгорания. При этом образуются серная и сернистая кислоты.

 

Установлено, что износ деталей  дизельных двигателей примерно пропорционален содержанию в топливе серы. Исходя из этого показателя дизельные топлива подразделяют на два вида:

 

Первый – с содержанием серы до 0,2%;

 

Второй – с содержанием серы до 0,5%.

 

Наиболее коррозионно-агрессивными соединениями серы являются меркаптаны и сероводород. Содержание их в нефтепродуктах строго регламентируется.

 

Дизельное топливо обладает склонностью  к образованию нагаро- и лакоотложений в двигателе, которые приводят к нарушениям рабочего процесса двигателя. В результате ухудшается технико-экономические и экологические показатели двигателя, а также увеличивается износ деталей его механизмов.

 

На образование отложений влияют следующие факторы, такие как:

 

Фракционный состав топлива;

 

Содержание сернистых соединений;

 

Содержание непредельных и ароматических  углеводородов;

 

Содержание неорганических примесей.

 

Большое количество нагара оставляют  в камерах сгорания более тяжелые  топлива, в которых содержится большое  количество серы и ее соединений. Также  возрастает склонность топлив к нагарообразованию  с увеличением содержания в них  ароматических и непредельных углеводородов.

 

Стандартным показателем количества непредельных углеводородов в топливе  регламентируется йодным числом, которое  с увеличением непредельных углеводородов  возрастает.

 

Йодное число соответствует  количеству йода в граммах, способного присоединиться к 100г нефтепродукта. Йод способен реагировать только с олефинами, поэтому чем их больше будет в топливе, тем выше будет йодное число, которое по стандарту не должно превышать 6г йода на 100г топлива (как для зимних, так и для летних видов топлива).

 

Количество смолистых веществ  в дизельных топливах оценивается  количеством фактических смол.

 

Зольность и коксуемость оцениваться  как склонность ДТ к нагарообразованию.

 

Зольность характеризует содержание в топливе несгораемых неорганических соединений, которые повышают абразивные свойства топлива.

 

Коксуемость – это свойство топлива  образовывать углистый остаток при  нагреве без доступа воздуха.

 

Коксуемость зависит:

 

От содержания в топливе смол;

 

От содержания в топливе непредельных углеводородов (олефинов).

 

Зольность и коксуемость топлив регламентируется по ГОСТу до 10%-ного остатка.

 

В зависимости от условий применения установлены основные три марки  дизельного топлива:

 

Л. (летнее) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0˚С и выше;

 

З. (зимнее) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха -20˚С и выше;

 

А. (арктические) – для эксплуатации при температуре окружающего  воздуха -50˚С и выше.

 

 

Контрольные вопросы к лекции № 5:

 

Какие эксплуатационные требования предъявляются  к дизельным топливам?

 

Какие свойства и параметры ДТ влияют на подачу его в цилиндры двигателя?

 

Какие свойства и параметры ДТ влияют на смесеобразование ТВ-смеси в цилиндрах  дизельного двигателя?

 

Как оценивается самовоспламеняемость дизельного топлива?

 

Какими показателями дизельного топлива  определяется нормальная, «жесткая»  и «мягкая» работы дизельного двигателя?

 

Что такое цетановое число, что оно характеризует для летних, зимних и арктических марок топлив?

 

Способы повышения цетанового числа?

 

Какие свойства дизельных топлив влияют на образование отложений в двигателе?

 

Какие методы получения дизельного топлива позволяют увеличить  его ресурсы?

 

От чего зависят коррозионные свойства дизельного топлива?

 

Что определяет испаряемость дизельных  топлив?

 

Что показывают температуры помутнения и застывания дизельного топлива?

 

Какой эксплуатационный показатель дизельного топлива определяет его бесперебойную  подачу из баков к двигателю при  низкой температуре воздуха?

 

Какой вред дизельному двигателю наносит  вода, находящаяся в топливе?

 

Почему фракционный состав дизельного топлива не регламентируется по температуре 10%-ного выкипания, а регламентируется только по температуре 50%-ного и 96%-ного выкипания?

 

Литература:

1. Васильева Л.С. Автомобильные  эксплуатационные материалы: Учебник  для вузов. – М.: Транспорт, 1986. – 59…87 с.

 

2. Кириченко Н.Б. Автомобильные  эксплуатационные материалы: Учебное  пособие. – М.: Академия. 2003 г. –  36…47 с.

 

3. Джерихов В.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Часть I. Топлива. Учебное пособие. – СПб.: ГАСУ. 2008. – 120 141 с.