Основные физико-химические свойства дизельного топлива и их влияние на работу дизеля: ликбез для трактористов…Чтобы понять, о чём речь, надо вспомнить главное. Поясню на примере вышеприведённого сертификата на Киришское топливо ЕВРО 5.
Основными свойствами дизельного топлива, применяемого в двигателях с воспламенением от сжатия (в дизельных двигателях), является его самовоспламеняемость (её характеризует цетановое число). Дизелю не нужны никакие свечи, чтобы он работал в отличие от бензинового двигателя. Нужен только воздух (кислород) и солярка.
Цетановое число — показатель, характеризующий самовоспламенение дизельного топлива в цилиндре дизеля. Цетановое число определяют на специальной одноцилиндровой малолитражной моторной установке типа ИТ9-3 (ГОСТ 3122—67). В качестве первичного эталона используют топливо, состоящее из смеси цетана и альфа-метилнафталина.
Цетан — чистый углеводород парафинового ряда, который обладает очень хорошими свойствами самовоспламенения, и он обеспечивает мягкость работы дизеля. Его цетановое число условно принято за 100 единиц. Альфа-метилнафталин — ароматический углеводород, трудно воспламеняющийся, имеет большой период задержки самовоспламенения. Его цетановое число условно принято за ноль.
От величины цетанового числа зависит жесткость работы дизеля и удельный расход топлива.
Применение топлива с низким цетановым числом приводит к увеличенному периоду задержки или запаздыванию самовоспламенения. В этом случае в камере сгорания накапливается большая масса несгоревшего топлива, которая затем мгновенно сгорает (происходит взрывное горение). В этих условиях давление в цилиндре нарастает скачкообразно, происходит жесткая работа дизеля (слышится металлический стук), что может привести даже к разрушению коренных подшипников.
В зимнее время при пуске холодного дизеля на солярке с нормальным цетановым числом также может наблюдаться работа дизеля со стуком, однако по мере прогрева дизеля стук в нем пропадает.
При нормальном цетановом числе период запаздывания воспламенения топлива мал, оно воспламеняется сразу же при входе в камеру сгорания. Давление в цилиндре нарастает плавно, двигатель работает мягко, без стуков и процесс сгорания топлива в цилиндре идет нормально.
Дизельное топливо с очень высоким цетановым числом (выше 70—75) не успевает полностью перемешиваться с воздухом, в результате чего оно преждевременно воспламеняется в цилиндре дизеля. Сам процесс сгорания происходит при недостаточном количестве воздуха, вследствие чего топливо догорает на линии расширения; от этого падает экономичность дизеля, появляется дымный выхлоп, увеличивается нагарообразование и т. д. Правда купить такое топливо практически невозможно.
Доказано, что применение топлива с большим цетановым числом значительно уменьшает его удельный расход и сокращает время на запуск дизеля. Так, например, при использовании топлива с цетановым числом 53 дизель можно запустить через 3 сек, а топлива с цетановым числом 38 — через 45—50 сек. Цетановое число зависит также от химического состава топлива, т.е. от соотношения в топливе основных групп углеводородов.
Фракционный состав. Очень важен фракционный состав топлива (солярки)— показатель, характеризующий свойство топлива испаряться, т. е. переходить из жидкого состояния в газообразное при каких-то определенных температурах. Он напрямую влияет на цетановое число. Самым высоким цетановым числом обладают парафиновые углеводороды, а самым низким — ароматические. Приемлемый запуск и работа дизелей обеспечиваются только при цетановом числе выше 45. А это обеспечивается только парафинами (алканами), которые содержат максимальное число атомов водорода. Отсюда становится понятным, почему состав дизельного топлива обязательно содержит парафины, которые приносят всем нам столько неприятностей зимой.
Цетановое число сейчас, как правило, повышают путем введения в состав топлива специальных присадок, а также за счет улучшения технологии его изготовления.
Чем ниже температура перегонки топлива (95%), тем меньше в нем фракций, которые трудно испаряются, т.е. испаряются только при высокой температуре. Для быстроходных дизелей, где очень мало времени приходится на процессы смесеобразования и испарения, должно применяться топливо с меньшим содержанием фракций с высокой температурой кипения, т.е. должно быть много лёгких фракций. Однако использование топлива с чрезмерно облегченным фракционным составом одновременно снижает цетановое число и уменьшает вязкость, что увеличивает износ топливной аппаратуры, т.е. надо использовать противоизносные и цетаноповышающие присадки. Плюс в топливе ЕВРО5, кроме того, мало серы и того самого парафина (это смазка для топливной системы). Дизельное топливо с очень малой вязкостью обладает плохими смазывающими свойствами. Так как смазкой для плунжеров топливного насоса служит само топливо, то при применении топлива с малой вязкостью будет происходить повышенный износ форсунок и плунжерных пар. С понижением вязкости уменьшается объемная подача топлива, увеличивается при этом подтекание через неплотности в прецизионных парах насосов и форсунок, что приводит к уменьшению производительности насоса высокого давления, снижению давления впрыска и падению мощности дизеля.
«Премиальное» дизельное топливо с ЦЧ= 48-51 более лёгкое, содержит больше легко воспламеняющихся лёгких фракций и поэтому более пригодно для запуска двигателя в холодную погоду, кроме того, отношение водорода к углероду в лёгких фракциях выше, поэтому при сгорании такого дизельного топлива образуется меньше дыма.
Дизельное топливо утяжеленного фракционного состава ухудшает смесеобразование, медленно испаряется, в смеси остаются не испарившиеся до конца капельки, в результате чего догорание топлива происходит во время такта расширения, сгорание получается неполным, наблюдается дымный выхлоп, повышается нагарообразование, закоксовывание форсунок, увеличивается расход топлива, не реализуется полная мощность дизеля. Такое топливо сложно исправить присадками, так как все имеющиеся присадки в основном направлены на улучшение смазываемости и повышение цетанового числа.
Зольность. Лучше, если зольность топлива отсутствует. После сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя в незначительных количествах может образоваться зола, наличие которой может вызвать увеличенный износ деталей цилиндро-поршневой группы дизеля. Кроме того, она способствует увеличению прочности нагара в системе дизеля.
Коксуемость. Коксуемостью дизельного топлива называется процент содержания в топливе кокса (остатка), полученного нагреванием топлива при высокой температуре (800—900°С) без доступа воздуха. Коксуемость характеризует очистку нефтепродуктов от асфальто-смолистых веществ и является показателем, по которому косвенным образом можно судить о склонности топлива к нагарообразованию и закоксовыванию форсунок. Коксуемость дизельного топлива допускается в пределах 0,005—0,10%. Наибольшее количество коксующихся продуктов находится во фракциях дизельного топлива, имеющих более высокую температуру кипения, т.е. именно тяжелые фракции коксуются в двигателе.
Коррозийные свойства топлива. Дизельное топливо также испытывают на отсутствие в нем активных сернистых соединений (сероводорода, меркаптановых соединений, свободной серы), которые вызывают сильную коррозию металла. По этой же причине в нём не должно быть воды и водорастворимых кислот (серной, соляной, азотной) и щелочей (едкое кали, едкий натр). Для этого берут пластинку из электролитической меди стандартных размеров и погружают ее в топливо на 3 ч при температуре 50°С. Если пластинка покроется темным налетом или пятнами (черными, бурыми, серыми, коричневыми и т. п.), топливо бракуют.
Сера. Сернистые соединения, входящие в состав дизельного топлива, принято подразделять на активные и неактивные. Активные сернистые соединения (свободная сера, сероводород, меркаптаны) при контакте с металлом вызывают коррозию. Неактивные сернистые соединения (сульфиды, дисульфиды и другие) при обычных условиях не вызывают коррозии металлов.
Установлено, что сернистые соединения активной и неактивной серы, входящие в состав дизельного топлива, в условиях двигателя становятся активными. Это происходит вследствие того, что при сгорании серы образуется сернистый газ и серный ангидрид, которые, вступая в реакцию со сконденсировавшейся водой, образуют сернистую и серную кислоту. Эти кислоты вызывают сильную коррозию деталей цилиндро-поршневой группы дизеля.
Наибольшая конденсация и образование воды из продуктов сгорания могут происходить в период запуска и прогрева двигателя, а также при работе дизеля на малых оборотах и при понижении температуры охлаждающей жидкости.
Особенностью эксплуатационной работы дизелей в городе является их частая работа на режимах переменных нагрузок и холостом ходе, т.е. в тех условиях, при которых создаются наиболее благоприятные условия для коррозии, нагарообразования и лакоотложений. Поэтому в условиях эксплуатации при использовании в двигателях сернистого топлива (ЕВРО 3 и ниже) необходимо принимать меры для сокращения работы дизелей в холодном состоянии и с низкой температурой охлаждающей жидкости и чаще менять масло. См. подробно в теме:
http://www.prado-club.su/forum/index.php?topic=142530.0Фактические смолы. Чем их больше, тем мотору хуже. Этот показатель характеризует эксплуатационные свойства дизельного топлива. Чем больше смол в топливе, тем оно становится темнее. Смотрите на цвет солярки, если она тёмная, то не заливайте её в бак…
Йодное число. Йодным числом дизельного топлива называется количество йода (в г), присоединившегося к 100 г топлива в определенных условиях, йодное число характеризует содержание в топливе непредельных углеводородов, которые способны осмоляться. Для топлива, применяемого в дизелях, йодное число установлено на 100 г топлива не более 6.
Температура вспышки. Температура вспышки является показателем, гарантирующим пожарную безопасность при применении и хранении топлива. По температуре вспышки косвенно можно судить о вязкости и фракционном составе топлива. Так, например, понижение против предусмотренной ГОСТом температуры вспышки дизельного топлива указывает на наличие керосиновых и бензиновых фракций, т. е. наиболее легких нефтепродуктов с низким цетановым числом (у керосина оно равно 35-40) , которые при сгорании повышают жесткость работы дизеля. Таким образом, разбавляя дизтопливо керосином, мы уменьшаем общее цетановое число и, соответственно, ухудшаем сгорание топлива в двигателе. В результате получаем белый дым сзади – это не только удар по экологии, но и резко возросшее нагарообразование, близкая кончина катализаторов выхлопных газов, системы клапанов двигателя. Смысла в этом НИКАКОГО, так как добавление керосина в солярку (некоторые с пеной у рта рекомендуют
) лишь незначительно снижает предельную температуру фильтрации (10% добавка керосина снижает её на 2 град С). Кроме того, он разжижает масляную пленку, необходимую для смазки. Поэтому заливать керосин в бак ТЛК 200 - это способ быстро прикончить мотор.
Предельная температура фильтруемости дизтоплива - температура, при которой топливо еще способно проходить через фильтр.
Поэтому вместо того, чтобы слушать всякие сказки про «присаженное топливо», лучше берите на колонках сертификаты и не ленитесь их изучать…
Заправляйтесь хорошей соляркой, причём даже ей иногда надо помочь соответствующей присадкой, и будет вам счастье…
Автор
Тема: Депрессорные присадки к дизельному топливу (антигели). (Прочитано 47963 раз)
