Свойства дизельного топлива

4.4. Дизельное топливо и его основные свойства.

Дизельное топливо- это сложная смесь углеводородов различных химических групп с температурой кипения 180 … 360°С., которую получают компаундированием керосино- газойлевых фракций различных технологических процессов переработки нефти и газовых конденсатов, предварительно очищенных от нежелательных примесей (т.е. основой товарного дизельного топлива является газойлевый дистиллят прямой перегонки нефти в смеси с частью керосинового дистиллята).

4.4.1.Склонность дизельного топлива к самовоспламенению.

4.4.1.1. Цетановое число.

Свойство дизельного топлива, характеризующее мягкую или жесткую работу дизеля, оценивают по его самовоспламеняемости. Эту характеристику определяют путем сравнения работы стандартного дизеля на испытуемом и на эталонном топливах.

Оценочным показателем служит цетановое число топлива.

Цетановое число дизельного топлива представляет собой процентное (по

объему) содержание цетана в смеси с альфаметилнафталином, которое по

самовоспламеняемости равноценно испытуемому в стандартном двигателе топливу.

Цетан обладает малым периодом задержки воспламенения. Его цетановое число принято за 100 ед. Альфаметилнафталин представляет собой ароматический углеводород, обладающий большим периодом задержки воспламенения и вызывает очень жесткую работу двигателя. Цетановое число его условно принято за 0 ед.

Графическая интерпретация ЦЧ.

Содержание в смеси цетана,%(V)	Содержание в смеси альфаметилнафталина,%(V)	ЦЧ
0	100	0
20	80	20
40	60	40
60	40	60
80	20	80
100	0	100
45	55	45

ЦЧ

Содержание в смесиV) .цетана, %(V).

Например, если самовоспламеняемость испытуемого топлива равноценна

самовоспламеняемости смеси, состоящей из 45% цетана и 55% альфаметилнафталина, то цетановое число топлива будет равно 45 ед. Цетановое число определяют по совпадению вспышек на одноцилиндровой установке ИТ9-ЗМ, работающей по принципу самовоспламенения топлива от сжатия (ГОСТ 3123-87). Конструкция установки обеспечивает изменение степени сжатия в пределах от 7 до 23.

Сначала пускают двигатель и устанавливают стандартный режим работы, после чего переводят на испытуемое топливо. Изменяя степень сжатия, добиваются начала самовоспламенения топлива в ВМТ. Затем подбирают такую смесь цетана с альфаметилнафталином, чтобы она при этих же условиях самовоспламенялась строго в ВМТ. Процентное содержание цетана в этой смеси показывает цетановое число испытуемого топлива.

Цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 45 ед. Применение топлива с меньшим цетановым числом приводит к увеличению периода задержки самовоспламенения и возникновению жесткой работы двигателя; ЦЧ выше 50 ед. нецелесообразно из-за уменьшения полноты сгорания топлива.

Для повышения цетанового числа дизельного топлива к нему прибавляют

специальные высокоцетановые компоненты, например, соответствующие фракции

жидкого топлива, получаемого в результате синтеза из оксида углерода и водорода. Для этого также вводят в топливо специальные присадки- перекиси углеводородов, нитросоединения: нитроалканы, изопропилнитрат и др. Однако при этом снижается стабильность топлива при хранении.

4.4.1.2.Температура самовоспламенения. Ее связь с цетановым числом.

tсам. называют такую min температуру, при которой смесь паров данного вещества с воздухом дает устойчивую вспышку без внешнего источника воспламенения на специальной лабораторной установке.

t сам=280…330оСдля разных марокдизельных топлив.

Чем ниже t сам, тем легче топливо самовоспламеняется, тем выше его цетановое число и наоборот.

Дизельные топлива

Дизельное топливо являются топливами для двигателей с воспламенением от сжатия и представляют собой фракции нефти с температурой выкипания от 150 до 360оС. Свойства и качество дизельных топлив определяются характером смесеобразования и сгорания в дизельном двигателе.

Требования к качеству дизельных топлив

Дизельные топлива должны отвечать следующим требованиям:

—         обеспечивать надёжную и бесперебойную подачу топлива в камеру сгорания;

—         иметь оптимальную воспламеняемость, обеспечивающую лёгкий пуск, плавную работу двигателя на всех режимах и высокую скорость горения рабочей смеси;

—         не образовывать отложений в двигателе;

—         не вызывать коррозии деталей двигателя;

—         обладать высокой стабильностью при хранении;

—         не быть токсичными.

Основные эксплуатационные свойства дизельных топлив

Основными эксплуатационными свойствами дизельного топлива явля­ются: прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость, склонность к образованию отложений, коррозионность.

Прокачиваемость дизельных топлив характеризуется показателями:

—         температурой помутнения;

—         температурой застывания;

—         кинематической вязкостью;

—         наличием механических примесей;

—         наличием воды в топливе;

—         наличием фактических смол ;

—         коэффициентом фильтруемости.

Для обеспечения бесперебойной подачи топлива его температура помутнения должна быть ниже температуры окружающей среды на величину от 3 до 50 С.

От температуры помутнения и застывания зависит сезонность применения дизельных топлив, которая указывается в их маркировке.

Вязкость топлива, то есть сопротивление относительному перемещению его слоёв, зависит от химического состава топлива и с понижением температуры может повыситься  значительно, вплоть до полного прекращения подачи топлива в двигатель. Кинематическую вязкость измеряют в мм2/с или сантистоксах...

Понижение вязкости ниже допустимого предела нежелательно, так как это приводит к подтеканию топлива через зазоры плунжерных пар насоса и усилению износа его деталей и деталей форсунок вследствие недостаточной их смазки.

Механические примеси и вода  в топливе приводит к засорению элементов фильтров и отверстий форсунок, что ухудшает прокачиваемость дизельного топлива.

Фактические смолы  в топливе в большом количестве приводят к образованию смолистых плёнок на поверхности фильтрующих элементов топливных фильтров, вследствие чего резко снижается их пропускная способность.

Отложение смол может привести к зависанию игл распылителей форсунок, образованию нагара в камере сгорания и на форсунках, закупориванию распыливающих отверстий.

Исходя из приведённых факторов, влияющих на прокачиваемость, в стандартных образцах дизельного топлива температура помутнения нормируется от минус 5 для летней до минус 350 С для арктической марки, температура застывания – от минус 10 до минус 550 С, содержание воды и механических примесей не допускается, кинематическая вязкость устанавливается от 1,5 до 6,0 мм2 /с.

Испаряемость дизельного топлива оказывает влияние на его распыливание, полноту сгорания, дымность выпуска, нагарообразование и разжижение картерного масла.

Показателем испаряемости является фракционный состав топлива:

-температура перегонки 10%;

-температура перегонки 50%;

-температура перегонки 96%.

Температура перегонки 10%  указывает на наличие в топливе низкокипящих фракций углеводородов, которые плохо воспламеняются в дизельных двигателях. Большое количество их недопустимо, поэтому в стандартных дизельных топливах этот показатель допускается не ниже 2000 С.

Температура перегонки 50%  характеризует пусковые свойства и в стандартных дизельных топливах нормируется в пределах от 2550С для арктического до 2800 С  для летнего топлива, не выше  этих значений.

Температура перегонки 96%  характеризует наличие в топливе тяжёлых фракций, ухудшающих смесеобразование и повышающих нагарообразование и дымность отработавших газов. В стандартных дизельных топливах температура перегонки 96% допускается не выше предела от 330 до 3600 С.

Воспламеняемость дизельных топлив характеризует лёгкость пуска, мягкость и экономичность работы двигателя.

Воспламеняемость связана с периодом задержки воспламенения, то есть временем от начала впрыска до момента воспламенения топлива. Если период задержки воспламенения велик, то в цилиндрах двигателя к моменту воспламенения накопится большое количество топлива, способное привести к резкому нарастанию давления в цилиндрах. Работа двигателя при скорости нарастания давления равной от 0,7 до 0,8 МПа на 10 поворота коленчатого вала считают мягкой, а более – жёсткой. Жёсткая работа двигателя приводит к возникновению ударных нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма, деформации и поломке поршневых колец, разрушению шатунных и коренных подшипников двигателя.

Жёсткая работа двигателя сопровождается стуками, дымным выпуском отработавших газов, повышением удельного расхода топлива, перегревом двигателя.

Воспламеняемость зависит от углеводородного состава топлива и оценивается цетановым числом.

Чем меньше цетановое число, тем больше период задержки воспламенения, тем жёстче работа дизельного двигателя. В стандартных дизельных топливах отечественного производства цетановое число нормируется не менее 45.

Коррозионность дизельных топлив объясняется теми же причинами что и у бензинов, однако ресурсы сырья и способ производства не позволяют снизить её до уровня бензинов.

Коррозионность дизельных топлив оценивают показателями:

—         кислотность;

—         содержание серы;

—         содержание меркаптановой серы;

—         испытание на медной пластинке;

—         содержание водорастворимых кислот и щелочей.

В стандартных дизельных топливах содержание водорастворимых кислот и щелочей не допускается, кислотность нормируется не более 5 мг КОН на 100 см3  топлива, массовая доля меркаптановой серы не более 0,01%, массовая доля серы не более 0,2% для топлива вида 1 и не более 0,5%  для топлива вида 2.

Показатели основных эксплуатационных свойств дизельного топлива, ус­тановленные ГОСТ 305-82, а также их влияние на работу дизельных двигате­лей, представлены в приложении Б.

Марки дизельных топлив и порядок их применения на военной автомобильной технике

а) массовая доля серы не более 0,2 %;

б) массовая доля серы не более 0,5 % (для марки «А» не более 0,4 %).

Содержание серы указывается в их маркировке. К марке летнего топлива добавляют цифры, соответствующие содержанию серы (в %) и температуры вспышки (в оС) ( Л- 0,2- 40), к марке зимнего — массовая доля серы и температура застывания ( З- 0,2 минус 35), к марке арктического -  массовая доля серы (А — 0,4).

Для применения на военной автомобильной технике в качестве основной марки рекомендовано топливо дизельное марок «Л», «З» и «А» с массовой долей серы не более 0,5 %, за исключением Л-0,5-62. В качестве дублирующей марки рекомендовано топливо дизельное марок «Л», «З» и «А» с массовой долей серы не более 0,2 %, и марка Л-0,5-62  [1].

В качестве резервных марок рекомендованы автомобильный бензин марки  А-76; смесь автомобильного бензина АИ-93 с 25 % и более дизельного топлива марок «Л», «З» и «А»; топливо Т-2, ТС-1, РТ; топливо Т-6, Т-8В.

Применение дизельного топлива в зависимости от температуры окружающего воздуха:

—  «Л» (летнее) — 0оС и выше.

— «З» (зимнее) — от минус 20 (температура застывания минус 35 оС) до ми­нус 30 оС (температура застывания минус 45 оС).

—         «А» (арктическое) —  минус 50 оС и выше.

ОГЛАВЛЕНИЕГорючие и смазочные материалы

Свойства дизельного топлива и их влияние на область использования

Основными и важнейшими свойствами дизельного топлива являются следующие параметры и характеристики: испаряемость, цетановое число, температурные показатели, вязкость, содержание серы и температура. Рассмотрим, как перечисленные показатели влияют на использование дизельного топлива.

Воспламеняемость (цетановое число)

Этот показатель определяет, насколько легко запускается двигатель. От него зависит и то, какое время после запуска дизельного двигателя будет «белое дымление» и жесткость работы двигателя на холостом ходу, которое еще называют «дизельный стук». Воспламеняемость дизтоплива влияет на наличие вредных компонентов в отработанных газах, таких как СО и СН. Чем меньше период воспламеняемости, тем быстрее происходит сгорание топлива. Это ускоряет работу двигателя и увеличивает его мощность.

Различные модели дизельных двигателей имеют свои требования к цетановому числу. Так, например, быстроходные двигатели требуют дизельное топливо с более высоким цетановым числом, а двигатели менее оборотистые благополучно используют топливо с небольшим цетановым числом. Для примера можно привести работу крупного судового двигателя, который работает на топливе с ЦЧ около 15 и высокооборотных двигателей легковым машин, цетановое число дизельного топлива которых не менее 50. Для грузовых машин нормальным цетановым числом дизельного топлива является значение от 40 до 45.

Если цетановое число высокое, скорость нарастания давления будет ниже, а значит двигатель будет работать не так жестко. С увеличением цетанового числа выше нормы ухудшается экономичность двигателя и увеличивается дымность выхлопных газов. Для отечественных дизельных двигателей цетановое число равно 40-50. Для топлива в зимних условиях цетановое число должно быть не менее 45.

Вязкость и плотность

Такие показатели, как вязкость и плотность определяют уровень испарения и смесеобразования дизельного топлива. Более плотное и вязкое топливо хуже воспламеняется и сгорает, что приводит к большему расходу дизельного топлива и дымности выхлопных газов. Маловязкое топливо в процессе эксплуатации увеличивает износ деталей топливного насоса. Для уменьшения износа часто в дизельное топливо добавляют противоизносные присадки, что частично компенсирует этот недостаток маловязкого дизельного топлива.

Испаряемость

Сам процесс сгорания дизельного топлива зависит от его химического состава и характеризуется испаряемостью. Что бы спалить определенное количество топлива легкого фракционного состава, необходимо меньше воздуха, чем для дизельного топлива более плотного фракционного состава. Фракционный состав дизельного топлива влияет на работу двигателей с разным смесеобразованием по-разному. Предкамерные и вихревые образующие двигатели имеют небольшую чувствительность к составу топливо, в то время как двигатели с непосредственным впрыском более чувствительны. Нагретые стенки предкамеры двигателя способствуют благоприятному смесеобразованию. Слишком сильное облегчение фракционного состава способно привести к увеличению более жесткой работе двигателя.

Низкотемпературные свойства

Это свойство определяет температуру, при которой дизельное топливо начинает мутнеть, застывать и превращаться в кристаллы. От него зависит область применения и условия эксплуатации дизельного топливо, в частности, климатические показатели региона. Так же, температурные свойства дизельного топлива определяют условия, при которых можно хранить дизтопливо на складе. На нефтеперерабатывающих заводах, применяя специальные технологии, производят специальное низкотемпературное топливо.

Степень чистоты дизтоплива

Чем более чистое дизельное топливо, тем качественнее и эффективнее работает двигатель. Эта характеристика дизельного топлива является очень важной. Для определения характеристики чистоты топлива используют коэффициент фильтруемости. Фильтруемость определяют соотношением времени, за которое топливо проходит через фильтр при определенном атмосферном давлении. В основном, фильтруемость дизтоплива зависит от содержания воды, механических примесей, смол и нафтеновых кислот в дизельном топливе. Согласно ГОСТ 6370-83, если в дизельном топливе количество механических примесей не превышает 0,002-0,004%, считается, что примесей в топливе нет.

Содержание серы

От содержания серы в дизельном топливе зависит содержание вредных веществ в выхлопных газах, что и определяет экологичность топлива. При содержании серы до 0,035% топливо считается экологически чистым. Уменьшение количества серы в топливе приводит к повышению износа двигателя, поэтому, в некоторых случаях в дизтопливо добавляют присадки, которые способны уменьшить износ деталей и механизмов двигателя.

Температура вспышки

Этот показатель определяет пожарную опасность топлива. В двигателях, которые эксплуатируются в закрытых помещениях, а так же в пожароопасных местах, применяется топливо с повышенной температурой вспышки. По ГОСТ 305-82 дизельное топливо является общего назначения и применения, и имеет температуру вспышки не менее 40°С. Для топлива, применяемого в судовых и тепловозных двигателях, горных машин температура вспышки не менее 60°С. Такое топливо имеет ограничение по использованию.

Mse-Online.Ru

От температуры вспышки дизельного топлива зави­сит пожароопасность при его транспортировании, хране­нии и применении, особенно в закрытых помещениях. Желательно, чтобы эта температура была возможно бо­лее высокой. Современное топливо выпускается облег­ченного фракционного состава и имеет довольно низкую температуру вспышки (35—40°С). Если двигатели ра­ботают в закрытых помещениях, нужно, чтобы температура вспышки была не ниже 65°С. Непосредственно на работу двигателя температура вспышки не влияет. Кос­венно же облегчение фракционного состава, вызываю­щее ее снижение, приводит к более резкому росту дав­ления, т. е. делает более жесткой работу двигателя.

При облегчении фракционного состава дизельного топ­лива, несомненно, увеличиваются ресурсы, однако нали­чие легких углеводородов, вызывает увеличение потерь при испарении, повышается жесткость работы двигате­ля, а главное топливо становится более огнеопасным.

Наличие механических примесей в топливе для быст­роходных дизелей не допускается. При небрежной пере­возке или хранений вместе с топливом в бак могут попадать различные примеси и во­да. Размеры частиц, количество и состав включений, по­падающих в топливо, разнообразны. Среди них могут быть частицы как органического, так и неорганического происхождения. Наибольший вред приносят абразивные загрязнения кристаллического строения — кварциты и глиноземы, имеющие высокую твердость, которые вызы­вают износ деталей топливо — проводящей аппаратуры. Так, прецизионные пары топливных насосов высокого давле­ния имеют ничтожно малые зазоры (1,5—2,5 мкм), поэтому даже небольшое количество неорганических приме­сей будет вызывать их абразивный износ, забивать топ­ливные фильтры, снижать производительность. При уве­личении зазоров плунжерных пар снижается цикловой заряд топлива, так как оно подтекает, ухудшается каче­ство распыла, нарушается регулировка топливного на­соса, наблюдаются перебои в работе двигателя и даже его остановки. Для обеспечения нормальной работы дви­гателя и удаления механических примесей дизельное топ­ливо перед заправкой машин необходимо фильтровать.

Основные неполадки, возникающие при эскплуатации дизельных двигателей, относятся к неисправностям в работе топливоподающей аппаратуры. На ее преждевре­менный ремонт и регулировки, вызванные износом дета­лей из-за применения топлива, содержащего механичес­кие примеси, затрачивается много средств.

Анализы большого количества проб дизельного топ­лива, отобранных по пути следования от распредели­тельной нефтебазы до бака маши­ны, показывают, что на каждом этапе резко увеличива­ется количество механических примесей.

Мельчайшие частицы воды, содержащейся в топли­ве, в холодное время года образуют кристаллы льда, при этом нарушается подача топлива и забиваются фильтры. Мутное топливо обязательно содержит воду. Если в топ­ливе есть вода и хотя бы ничтожные количества приме­сей, оно для работы в быстроходных дизельных двигате­лях непригодно. Поэтому необходимо полностью уда­лить воду и примеси и только после этого использовать топливо в двигателях.

Химический состав углеводородов, входящих в ди­зельной топливо, оказывает существенное влияние не только на процесс сгорания, но и на фильтруемость топ­лива. Некоторые соединения, особенно нафтеновые кислоты, снижают фильтруемость дизельного топлива, при этом забиваются фильтры тонкой очистки, а иногда об­разуются осадки и в фильтрах грубой очистки. В резуль­тате могут не работать фильтрующие элементы заправочных колонок, и тогда загрязненное топливо попада­ет в бак неочищенным.

Особенно ухудшается фильтрация в присутствии во­ды. В зимнее время вода, находящаяся в топливе, замер­зает и содержится в ней в виде мельчайших кристалли­ков льда, которые сами по себе могут забивать фильтры. В теплое время года нафтеновые кислоты и вода образу­ют мыла — студенистые рыхлые осадки, которые накап­ливаются на фильтрующих элементах. Следовательно, при очистке топлива для двигателей эти нежелательные соединения должны быть удалены.  Способность топлива предотвращать забивание филь­тров оценивают коэффициентом фильтруемости, который определяют в лаборатор­ных условиях на специальном приборе.

В дизельное топливо для увеличения производства в сравнительно небольшом количестве (не более 20%) добавляют продукты каталитического крекинга, в которых могут быть малостабильные углеводороды. Их концентрацию оценивают йодным числом, которым назы­вают количество йода в граммах, вступающего в реак­цию со 100 мл топлива (йод энергично реагирует с не­предельными углеводородами).

Советую сайт. www.beloe-oblako.ru Белое облако. .

---

Смотрите также

• 
  Муфта халдекс 5 поколения
• 
  Автономный отопитель салона вебасто
• 
  Сотка двигатель газель
• 
  Работа лямбда зонда
• 
  Характеристики инфинити qx80
• 
  Ресивер для пневмоподвески
• 
  Как работает тахометр
• 
  New toyota auris
• 
  Рулевое колесо автомобиля
• 
  Как ездить на вариаторе
• 
  Land rover vilar

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453