Цетановое число – характеристика дизельных топлив

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Цетановое число - характеристика дизельных топлив

Цетановое число -- характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Цетановое число численно равно объёмной доле цетана (С16Н34, гексадекана), цетановое число которого принимается за 100, в смеси с б-метилнафталином (цетановое число которого, в свою очередь, равно 0).

Когда дизельное топливо характеризуется такой же воспламеняемостью, определённой на опытном двигателе (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165, ГОСТ 3122), что и модельная смесь этих двух углеводородов, цетановое число данного топлива считается равным % доли цетана в этой смеси. Чем оно больше, тем лучше воспламеняемость смеси при сжатии.

Оптимальную работу стандартных двигателей обеспечивают дизельные топлива с цетановым числом 40--55. При цетановом числе меньше 40 резко возрастает задержка воспламенения (время между началом впрыска и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания, увеличивается износ двигателя. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 40--45, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 45--50. Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 45 единиц. Кроме того, технические условия для зимних сортов с депрессорными присадками разрешают выпуск арктического топлива с цетановым числом не менее 40.

Премиальное дизельное топливо более лёгкое, содержит больше легковоспламеняющихся 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.

При цетановом числе больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает дымность выхлопных газов, повышается расход топлива.

В некоторой степени цетановое число зависит от группового состава топлива (доли парафинов, олефинов, нафтенов, ароматики). Парафины, способные к самовоспламенению при низких температурах, являются полезным компонентом дизельного топлива.

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25-30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:

- цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;

- фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;

- вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

- низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

- степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;

- температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;

- наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

2. Характеристика дизельных топлив

В производстве дизельного топлива используются десятки параметров и характеристик этого продукта нефтепереработки. Мы остановимся на ключевых показателях, тех, что влияют на главные потребительские свойства солярки. ГОСТы и регламенты выделяют следующие основные характеристики дизтоплива или, говоря научным языком, основные эксплуатационные показатели дизельных топлив.

Цетановое число - определяет мощностные и экономические показатели двигателя; обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 55. Фактически, эта цифра означает отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения. Более высокое цетановое число означает меньшее время воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Более высокое цетановое число повышает экологичность выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то не происходит прирост мощности двигателя.

Цетановый индекс - цетановое число (расчетное), до добавления повышающей присадки в дизельное топливо. Цетаноповышающие присадки по-разному влияют на физический и химический состав топлива, поэтому следует избегать их передозировки. Во избежание изменения состава, необходимо чтобы разница между цетановым числом и цетановым индексом была минимальной.

Фракционный состав - влияет на полноту сгорания топлива, дымность и токсичность выхлопных газов. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах, и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые фракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания.

Вязкость - определяет процесс нагнетания и впрыска топлива. Она влияет также на смазывающие характеристики. Низкая вязкость топлива приводит к быстрому износу топливного насоса и форсунок. Напротив, высокая вязкость топлива усложняет холодный запуск, а также неблагоприятно сказывается на топливоподводящей системе, приводя к трещинам головок форсунок и подтеканию топлива, также может быть затруднен процесс регулировки подачи топлива.

Плотность - определяет энергоемкость топлива. Чем выше плотность топлива, тем больше энергии вырабатывается в процессе его сгорания и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности. Зависит от температуры окружающего воздуха - при понижении температуры плотность увеличивается, объем топлива уменьшается - происходит усадка, и наоборот. Для определения изменения объема можно пользоваться простой формулой: «Один литр на одну тонну на один градус».

Низкотемпературные свойства - характеризуют подвижность топлива при отрицательной температуре. Низкотемпературные свойства оцениваются по значениям температуры помутнения и застывания:

Температура помутнения - это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо начинает мутнеть. При помутнении дизельное топливо не теряет текучести.

Температура застывания - это температура, при которой топливо полностью теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5-10 °С.

Коксуемость топлива - характеризуется чистотой двигателя и топливоподающей аппаратуры. При сгорании топлива в двигателе образуются нагар на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также отложения на распылителях и иглах распылителей форсунок. Нагарообразование в двигателе зависит от следующих показателей применяемого дизельного топлива: коксуемости, содержания фактических смол и серы, фракционного состава, количества непредельных и ароматических углеводородов и зольности. Чем выше коксуемость топлива, тем больше образуется нагара во время работы дизеля.

Температура вспышки в закрытом тигле - самое низкое значение температуры топлива, при которой над поверхностью образуется воспламеняющаяся смесь паров, газов и воздуха. Температура вспышки определяет условия безопасного применения топлива в двигателях, чем она выше, тем меньше вероятность случайного возгорания топлива.

Массовая доля серы - определяет образование нагара, коррозию и износ дизельного двигателя. Содержание серы - главный экологический показатель дизтоплива. Продукты сгорания серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. Сера причиняет ущерб не только природе, но и двигателю - продукты ее сгорания провоцируют коррозию металла, а при контакте их с моторным маслом образуются твердые отложения - двигатель закоксовывается. Благодаря требованиям регулирующих органов, прописанным в современных стандартах, за последние 20 лет производители снизили содержание серы в дизтопливе более, чем в 50 раз.

Смазывающая способность дизельного топлива - характеристика, которая определяет срок службы элементов топливной системы. Использование топлива с недостаточными смазывающими свойствами может привести к быстрому износу или заклиниванию движущихся частей элементов топливной системы.

Содержание воды и твердых взвешенных частиц. При хранении топлива в неполной емкости вода может попасть в топливо из-за конденсации, а при перевозке топлива в цистерне в него могут попадать механические примеси, поэтому рекомендуется обязательно фильтровать топливо перед заливкой его в топливный бак. Повышенное содержание в топливе водных фракций и твердых взвешенных частиц существенно снижает срок службы фильтров, а также всей системы подачи топлива в целом.

Несмотря на обилие параметров при классификации дизтоплива используется только два из них: массовая доля серы и температура помутнения. Но в паспортах качества дизтоплива обычно указываются 15-20 ключевых показателей солярки.

Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305-82 трех марок: Л - летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0°С; З - зимнее, применяемое при температурах до -20°С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно иметь заст. < -35 °С и п. < -25 °С), или зимнее, применяемое при температурах до -30°С, тогда топливо должно иметь заст. < -45°С и п. < -35°С); А - арктическое, температура применения которого до -50°С. Содержание серы в дизельном топливе марок Л и З не превышает 0,2 % - для I вида топлива и 0,5 - для II вида топлива, а марки А - 0,4 %.

Для удовлетворения потребности в дизельном топливе разрешаются по согласованию с потребителем выработка и применение топлива с температурой застывания 0 °С без нормирования температуры помутнения. В соответствии с ГОСТ 305-82 принято следующее условное обозначение дизельного топлива: летнее топливо заказывают с учетом содержания серы и температуры вспышки (Л-0,2-40), зимнее - с учетом содержания серы и температуры застывания (З-0,2-минус 35).

В условное обозначение на арктическое дизельное топливо входит только содержание серы: А-0,2. Дизельное топливо (ГОСТ 305-82) получают компаундированием прямогонных и гидроочищенных фракций в соотношениях, обеспечивающих требования стандарта по содержанию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко используют смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных процессов, чаще прямогонного дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга. Содержание серы в прямогонных фракциях в зависимости от перерабатываемой нефти колеблется в пределах 0,8-1,0% (для сернистых нефтей), а содержание серы в гидроочищенном компоненте - от 0,08 до 0,1%.

Зимние дизельные топлива с депрессорными присадками. С 1981 г. вырабатывают зимнее дизельное топливо марки ДЗп по ТУ 38.101889-81. Получают его на базе летнего дизельного топлива с tп = -5°С. Добавка сотых долей присадки обеспечивает снижение предельной температуры фильтруемости до -15°С, температуры застывания до -30°С и позволяет использовать летнее дизельное топливо в зимний период времени при температуре до -15 °С.

Для применения в районах с холодным климатом при температурах -25 и -45°С вырабатывают топлива по ТУ 38.401-58-36-92. Согласно техническим условиям получают две марки топлива: ДЗп-15/-25 (базовое дизельное топливо с температурой помутнения -15°С, товарное - с предельной температурой фильтруемости -25°С) и арктическое дизельное топливо ДАп-35/-45 (базовое топливо с температурой помутнения -35°С, товарное - с предельной температурой фильтруемости -45°С).

Экологически чистое дизельное топливо выпускают по ТУ 38.1011348-89. Технические условия предусматривают выпуск двух марок летнего (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и одной марки зимнего (ДЗЭЧ) дизельного топлива с содержанием серы до 0,05% (вид I) и до 0,1% (вид II).

С учетом ужесточающихся требований по содержанию ароматических углеводородов введена норма по этому показателю: для топлива марки ДЛЭЧ-В - не более 20 %, для топлива марки ДЗЭЧ - не более 10 %. Экологически чистые топлива вырабатывают гидроочисткой дизельного топлива, допускается использование в сырье гидроочистки дистиллятных фракций вторичных процессов.

Система питания дизельного двигателя служит для подачи в цилиндры очищенного воздуха и распыленного топлива.

Смесеобразование в дизельных двигателях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая частица имела вокруг себя достаточное для полного сгорания количество воздуха.

С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания. В современных тракторных двигателях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Чтобы топливо полностью сгорало и дизельный двигатель имел наилучшие мощностные и экономические показатели, нужно впрыскивать топливо в цилиндр до прихода поршня в ВМТ. Чтобы форсунка вспрыскивала топливо с необходимым опережением, топливный насос должен начинать подавать топливо немного раньше. Схема системы питания тракторного дизельного двигателя показана на рис. 6.2.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака 9 самотеком поступает по топливопроводу в фильтр 5 грубой очистки, где отделяются крупные механические примеси. Из фильтра грубой очистки топливо засасывается подкачивающей помпой 12 и нагнетается через фильтр 6 тонкой очистки топлива в топливный насос 14. Топливный насос по топливопроводам 4 высокого давления подает топливо под большим давлением к форсункам 3, через которые оно впрыскивается в распыленном состоянии в камеру сгорания. В топливный насос топливо подается подкачивающей помпой в избытке. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке 13 во впускную часть подкачивающей помпы через перепускной клапан, находящийся в штуцере топливопровода.

Рис. 1 - Схема системы питания дизельного двигателя Д-240: 1 - воздухоочиститель, 2 - стеная трубка, 3 - форсунка, 4 - топливопровод высокого давления, 5 - фильтр грубой очистки топлива, 6 - фильтр тонкой очистки топлива, 7 - датчик указателя уровня топлива, 8 - топливо мерная трубка, 9 - топливные баки (основной и дополнительный), 10 - запорный кран, 11 -сливной кран, 12 - подкачивающая помпа, 13- трубка перепуска топлива, 14 - топливный насос



Просочившееся через зазоры между деталями форсунок топливо (до 0,02% от расходуемого) отводится по сливной трубке 2 в фильтр тонкой очистки или в топливный бак. Давление топлива на выходе из фильтров тонкой очистки контролируется манометром и должно быть в пределах 0,06-0,09 МПа.

Для питания дизельного двигателя применяют дизельное топливо, являющееся продуктом перегонки нефти и представляющее собой маслянистую жидкость светло-коричневого цвета.

Для обеспечения экономичности, надежности и долговечности работы двигателя дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. Главные показатели качества топлива - чистота, высокая теплотворная способность, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 40). Чем больше цетановое число топлива, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента впрыска его в цилиндр и двигатель работает мягче (без стуков).

Присутствие серы уменьшает период задержки самовоспламенения топлива в цилиндре, что благоприятно сказывается на работе двигателя. Двигатель работает мягче, т. е. с меньшими ударными нагрузками. Однако сера повышает нагарообразование и способствует быстрому износу деталей цилиндропоршневой группы.

При поставках к марке топлива добавляется цифра, обозначающая процент содержания серы, 0,2 или 0,5.

Буквы в марке топлива обозначают: Л - летнее, 3 - зимнее, А - арктическое. При отсутствии арктического топлива и эксплуатации двигателей при низкой температуре к зимнему топливу добавляют до 50% керосина. Повышенная вязкость топлива ухудшает его текучесть и распыл, а низкая - смазывающую способность. Сорта топлива необходимо применять соответственно сезону года.

Кроме перечисленных свойств топливо для автомобильных двигателей характеризуют высокая теплотворная способность, хорошая распыляемость, испаряемость в горячем воздухе, оно должно быть химически стабильным при хранении, не вызывать коррозии металлов, не содержать воды и механических примесей.

Система питания дизельного двигателя включает такие агрегаты, как топливный насос и форсунки, имеющие трущиеся пары с весьма малым зазором в десятки раз меньше толщины человеческого волоса. Попадание механических примесей приводит к быстрому износу или выходу из строя форсунок. Поэтому заправлять топливный бак трактора надо чистым топливом. Перед заправкой трактора топливо должно отстаиваться в цистерне не менее двух суток. Резервуары для хранения топлива должны быть чистыми, без ржавчины и окалины. Их горловины следует закрывать. Отстоявшееся топливо из резервуаров откачивают насосом или сливают через сифонную трубку. При этом заборный шланг опускают не ниже 8 см от дна резервуара. Нельзя взбалтывать топливо перед заправкой. При возможности для очистки топлива надо пользоваться стационарными фильтрами.

Следует остерегаться попадания в топливный бак воды, что может вызвать выход из строя топливной аппаратуры.

Вместимость топливного бака обеспечивает работу трактора без заправки в течение полутора смен при полной нагрузке. Бак следует держать полным, заправляя его топливом ежесменно. Это снижает взбалтывание топлива, уменьшает коррозию стенок и конденсацию паров воды в баке.

Перед заправкой следует тщательно очистить горловину бака и крышку oт пыли, прочистить отверстие в крышке и промыть сетчатый фильтр горловины. При заправке топлива необходимо соблюдать правила противопожарной безопасности.



3. Чем грозит использование неподходящего дизтоплива

Многие автомобилисты задаются вопросом, что будет, если летом заправлять машину зимним топливом. Вопрос этот возникает в связи с тем, что цетановое число зимнего горючего по определению выше, а значит, должно быть более качественным. Однако определение, что качество и эксплуатационные свойства дизтоплива характеризует только этим, абсолютно неверно рис 2.

поршень сгорание цетановое число

Рис. 2 - Уровень нагрузок на поршень при сгорании

На самом деле, применение топлива с большим цетановым числом мотору не повредит, если, конечно, оно вписывается в рекомендованные автопроизводителем пределы. Если же значение окажется слишком большим для конкретного дизельного двигателя, это приведет:

- к повышению расхода горючего.

- снижению экологичности мотора.

Аналогично можно ответить и в обратной ситуации - применение низкоцетанового топлива также не навредит силовому агрегату, если его цетановое число соответствует рамкам, установленным производителем автомобиля. Если же значение ниже требуемого, то:

- у работающего дизеля появится жесткий звук.

- его детали будут усиленно изнашиваться.

Однако вопрос о возможности использования зимнего дизельного топлива летом требует более развернутого ответа. Дело в том, что эти два сорта дизтоплива имеют разный химический состав, и, помимо цетанового числа, различаются по другим своим свойствам. Летнее горючее предназначено для применения при положительных температурах. После того, как температура окружающей среды, а вместе с ней и температура топлива в баке упадет до нуля, летнее дизельное топливо перестанет проходить через фильтр.

Зимнее дизтопливо, имеет гораздо более низкие температуры помутнения, застывания, и предельной фильтруемости, благодаря чему, его и возможно применять в холодное время года. Однако оно имеет худшие, по сравнению с летним, характеристики. Причина кроется в том, что при его выработке, из углеводородной смеси, приходится удалять циклопарафины и заменять из ароматическими углеводородами, а утраченные свойства компенсируются (хотя и не в полной мере) присадками. В итоге цетановое число повышается, но эксплуатационные характеристики снижаются.

У мотора, работающего на зимнем дизельном топливе, наблюдается небольшое падение мощности, повышенное коксообразование в цилиндрах, ухудшается приемистость. Таким образом, от использования зимнего горючего летом лучше отказаться и рассматривать такой вариант как вынужденную меру, хотя ничего смертельного для двигателя в этом нет.



Вывод

Дизельный двигатель будет работать надежно и экономично, если рабочая смесь в цилиндрах будет сгорать полностью. Для этого необходимо:

- Правильно подбирать дизельное топливо;

- Правильно устанавливать угол опережения впрыска.

- Испаряемость ДТ определяется его фракционным составом, который в отличие от бензинов регламентируется лишь температурами выкипания 50 и 96% топлива.

Это объясняется тем, что между температурой выкипания 10% дизельного топлива и работой дизельных двигателей однозначной связи не установлено.

При повышении температуры выкипания 10% топлива, т.е. утяжелении топлива, его расход отработавших газов и дымность увеличиваются.

При облегчении топлива, когда его легкие фракции будут иметь худшую самовоспламеняемость, по сравнению с тяжелыми фракциями, пуск двигателя ухудшается.

Исходя из этого, пусковые свойства дизельных топлив определяются температурой выкипания 50% топлива, а температура выкипания 96% топлива регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций.

Увеличение тяжелых фракций ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов.

Способность дизельного топлива самовоспламеняться характеризует его воспламеняемость.

Воспламеняемость характеризует и определяет подготовительную фазу процесса сгорания, т.е. период задержки воспламенения, который складывается из времени затрачиваемого:

- На распад на мелкие капли топливной струи;

- Частичное их испарение;

- Смешивание паров топлива с воздухом (физическая составляющая);

- Времени, необходимого для завершения предпламенных реакций;

- Формирования очагов самовоспламенения (химическая составляющая).

- Физическая составляющая времени на задержки воспламенения зависит от конструктивных особенностей двигателя.

- Химическая составляющая времени зависит от свойств применяемого топлива.

- Длительность периода задержки воспламенения существенно влияет на последующее течение всего процесса сгорания.

Если период задержки воспламенения длительный (большой), то в цилиндрах двигателя увеличивается количество впрыскиваемого топлива, которое химически становится (т.е. подготовлено) для самовоспламенения. При этом сгорание будет происходить с большой скоростью и резким нарастанием давления, которое достигнув скорость нарастания более 0,4…0,6МПа на 1? поворота коленчатого вала называют «жесткой». При такой «жесткой» работе возникают ударные нагрузки на поршень, подшипники скольжения, вызывая их ускоренный износ, а иногда даже разрушение.

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 б-метилнафталином С11Н10, которая эквивалентна по самовоспламеняемости данному топливу.

Цетан обладает хорошей самовоспламеняемостью, которую принимают за 100ед., а б-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 Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1986. - 59…87 с. 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.



Литература

1. Дж. Теддер, А. нехватало, А. джубба «Промишленная органическая химия».

2. Б. Брукс, С. Бурд, С. Куртц, Л. Шмерлинга `Химия углеводородов нефти' (2 и 3 том)

3. Л. Физер, М. Физер `Органическая химия'

4. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы:

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

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

Размещено на Allbest.ru

...