Файл: Топливо и смазочные материалы.pdf

44
Таблица 10
Содержание керосина в составе летнего или зимнего дизельных топлив
для изменения их низкотемпературных свойств при различных
температурах окружающего воздуха
Содержание керосина, % (по объему), в смеси с дизельным топливом
Температура окружающего воздуха, °С летним зимним
1 2
3
От 0 до -5 10
-
От-5 до-10 20
-
От-10 до-15 30
-
От-15 до-20 40
-
От -20 до -25 50
-
От -25 до -30 60 10
От -30 до -35 70 20
От -35 до -40 80 30
От -40 до -50 90 40
Ниже -50
-
50
Рисунок 6 – Антигелевые добавки зарубежных фирм
Фракционный состав и испаряемость дизельного топлива.
Фракционный состав и испаряемость дизельного топлива определяются его физико-химическими свойствами. Если на первую стадию смесеобразования — распыливание — решающее влияние оказывает вязкость топлива, то на вторую стадию (испарение) — его испаряемость.

45
По
ГОСТ
305-82, испаряемость дизельного топлива, характеризуемая фракционным составом, определяется температурами выкипания 50 и 96 процентов топлива (соответственно t
50%
и t
96%
).
Температура начала кипения отечественных дизельных топлив обычно находится в пределах 170-200 °С, t
60%
составляет 255-280 °С, а температура конца перегонки (t
96%
) примерно равна 330-360 0
С.
Показатель температуры t
50
%
характеризует пусковые качества топлива. Чем эта температура ниже, тем более облегчен фракционный состав данного топлива, тем быстрее и полнее оно испаряется в камере сгорания. Однако после прогрева двигателя до рабочей температуры топливо с облегченным фракционным составом вызывает жесткую работу дизеля.
Температура t
96%
указывает на содержание в топливе высококипящих углеводородов
(трудноиспаряющаяся фракция), которые во время рабочего процесса в камере сгорания испаряются медленно и неполно. Повышение доли этой фракции ухудшает смесеобразование и вызывает неполное сгорание топлива, затрудняет пуск дизеля, снижает его экономичность и увеличивает дымность отработавших газов. Поэтому дизельные топлива должны обладать оптимальной испаряемостью.

46 раза. Поэтому при производстве дизельных топлив обязательно проводят их коррозионные испытания медной пластинкой. Если медная пластинка выдерживает испытания, то коррозионная агрессивность топлива отсутствует.
Кроме того, учитывая высокую коррозионную агрессивность и низкую химическую стабильность меркаптанов, помимо испытания на медную пластинку (качественная оценка), содержание в производимом топливе меркаптановой серы определяют еще и потенциометрическим методом.
Минеральные кислоты и щелочи обнаруживают по реакции водной вытяжки. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей в дизельных топливах не допускается. Кислотность согласно ГОСТ 305-82 не должна превышать 5 мг КОН для нейтрализации 100 см
3
топлива.
При сгорании топлив, содержащих непредельные углеводороды, вследствие окисления в цилиндре двигателя образуются смолистые вещества, приводящие к нагарообразованию. Содержание фактических смол не должно превышать 40 мг на 100 мл топлива.
Стандартами предусмотрена предельная кислотность дизельных топлив. Она не должна превышать 5 мг на 100 мл дизельных топлив. Не допускается наличие минеральных (водорастворимых) кислот и щелочей, которые могут остаться в топливе в результате недостаточной промывки и отстоя топлива после его очистки.
Степень чистоты дизельных топлив.
Механические примеси и вода в топливах для автомобильных дизелей по ГОСТ 305-82 недопустимы. При наличии в дизельном топливе механических примесей происходит засорение фильтрующих элементов, ускоренный износ топливоподающей аппаратуры. При понижении температуры из воды, находящейся в топливе, образуются кристаллы льда, которые забивают фильтрующие элементы, что уменьшает подачу топлива в двигатель. Применение дизельного топлива с водой при положительной температуре приводит к разрушению фильтрующих элементов.
Однако в связи с
«чувствительностью» метода оценки содержания механических примесей (ГОСТ 6370-83) и воды (ГОСТ 2477-65) за отсутствие загрязнений принимаются содержание в топливе механических примесей до 0,005 % и воды до 0,03 % (по массе). Содержание воды в нефтепродуктах до 0,025 % включительно называют «следами».
Содержание в топливе загрязнений, способных закупоривать поры бумажных фильтров и нарушать работу топливной аппаратуры
(механических примесей, воды, смол, серы, нафтенатов) регламентируется коэффициентом фильтруем ости, значение которого

47 тем выше, чем больше в топливе примесей. Степень очистки дизельного топлива, определяемая коэффициентом фильтруемости, не должна превышать 3. Наиболее опасными считаются механические примеси.
Температура вспышки.
Температура вспышки характеризует пожарную опасность топлива при его транспортировке и хранении. Согласно ГОСТ 305-82 нефтеперерабатывающие предприятия выпускают топлива с температу- рой вспышки не ниже 40 °С - для дизелей общего назначения и не ниже
62 °С - для тепловозных и судовых дизелей. Низкая температура вспышки указывает на наличие легких компонентов, присутствие которых может быть опасно также и при работе двигателей. Поднять температуру вспышки дизельного топлива можно, повысив температуру начала кипения, а, следовательно, снизив отбор топлива от нефти.
3.3. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ЭКСПЛУТАЦИОННЫЕ ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА
СГОРАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
На сгорание дизельного топлива значительное влияние оказывают конструктивные и эксплутационные факторы. Положительно влияет повышение степени сжатия е, а следовательно, температуры и давления воздуха, при этом улучшается процесс сгорания, двигатель работает более мягко.
Увеличение угла опережения впрыска топлива отрицательно сказывается на самовоспламенении, ибо топливо впрыскивается в менее сжатую и нагретую среду и работа двигателя становится более жесткой, а также из-за преждевременного сгорания большей части топлива значительное давление развивается до прихода поршня в ВМТ, что вызывает потерю мощности.
Конструкция камеры сгорания должна обеспечивать интенсивное вихреобразование при сжатии воздуха, что уменьшает время нагрева топлива. В качестве материала для поршней лучше использовать не алюминий, а чугун, так как он обладает меньшей теплопроводностью, следовательно, при поршнях из чугуна более интенсивно будут нагреваться воздух и топливо, что способствует уменьшению времени сгорания топлива.
Экологические требования к дизельным топливам
Основными показателями качества, ответственными за экологические последствия выбросов отработавших газов дизелей, являются:
1. массовая доля серы;
2. массовая доля ароматических углеводородов, связанная с

48 цетановым числом дизельного топлива;
3. фракционный состав, характеризующий пределы выкипания топлива.
В таблице 11 приведены действующие, а также перспективные отечественные и зарубежные требования к дизельным топливам по ряду экологических показателей. Отечественные дизельные топлива по
ГОСТ 305-82 не соответствуют европейским нормам EN 590 по содержанию серы имеют в среднем несколько меньшее цетановое число.
Таблица 11
Требования к экологическим показателям дизельных топлив
Наименовани е показателей
Нормы экологических показателей дизельных топлив
Отечественные
Зарубежные
Действующие Вводимые
Перспективные
«
Л
»
п о
Г
О
С
Т
3 0
5
-8 2
«
3
»
п о
Г
О
С
Т
3 0
5
-8 2
Д
Э
К
-Л
Д
Э
К
-З
Д
ей ст в
у ю
щ и
е н
о р
м ы
п о
E
N
5 9
0
П
р ед л
о ж
ен и
е к
о м
и сс и
и
Е
С
П
р ед л
о ж
ен и
е
А
сс о
ц и
ац и
и ев р
о п
ей ск и
х а
в то м
о
- б
и л
ьн ы
х к
о м
п ан и
й
1 2
3 4
5 6
7 8
Цетановое число
45 45 49 45 49- летнее
45- зимнее
51 58
Фракционный состав,
0
С, не выше: конец перегонки 96% перегоняется при температуре
360 340 360 340 370 350 340

49 окончание таблицы 11 1
2 3
4 5
6 7
8
Плотность при
20 0
С, кг/м
3
, не более
860 840 860 860 860*
845 870
Объемная доля аро- матических углеводо- родов, %, не более
**
**
Объемная доля полицикличес ких углеводородо в, %, не более
9 1
Примечания:* — при температуре 15 0
С; ** — предложение
Германии (BMW) — не более 10%, США — не более 5%
Таблица 12
Количество выброса диоксида при сжигании 1 т дизельного топлива.
Содержание серы в топливе, %
Масса выброса диоксида
Серы, г/кг.
0,2 3,6 0,1 1,8 0,05 0,9
Содержание серы в дизельном топливе определяет количество выброса, образующегося в отработавших газах диоксида серы. Масса выброса диоксида серы при сжигании 1 т дизельного топлива в зависимости от содержания в нем серы приведена в таблице 12. В 1996 г. в Европе было введено ограничение на содержание серы в дизельных топливах до 0,05 %.
Фракционный состав дизельных топлив с улучшенными экологическими свойствами установлен на уровне летнего топлива со следующими показателями: температура выкипания 50 % объема — не выше 280 °С, температура выкипания 96 % объема (конец перегонки) —

50 не выше 360 °С; температура вспышки в закрытом тигле — не ниже 40
°С.
Содержание ароматических углеводородов для большинства товарных дизельных топлив, выпускаемых отечественной промышленностью, составляет
23-28
%.
Колебания состава ароматических углеводородов зависят от природы перерабатываемой нефти, их компонентного состава и технологии производства топлив.
Для удовлетворения экологических требований массовая доля ароматических углеводородов должна быть не более 10 %.
Европейский стандарт
EN
590
(действующий в странах
Европейского экономического сообщества с 1996 г.) предусматривает выпуск дизельных топлив для различных климатических регионов. Для районов с умеренным климатом выпускается 6 марок дизельных топлив
(А, В, С, D, Е и F), имеющих предельные температуры фильтруемости соответственно +5, 0, -5, -10, -15 и -20 °С. Для районов с холодным климатом предусмотрен выпуск 5 классов (0, 1, 2, 3 и 4) дизельного топлива с низкотемпературными свойствами (табл. 13).
Таблица 13
Характеристики дизельных топлив различных классов для районов с холод-
ным климатом (по Европейскому стандарту EN 590)
Наименование показателя
Класс топлива
0 1
2 3
4
Температура помутнения,
0
С, не выше
-10
-16
-22
-28
-34
Предельная температура фильтруемости,
0
С, не выше
-20
-26
-32
-38
-44
Влияние присадок на качество работы и долговечность дизеля
Эксплуатационные свойства дизельных топлив в значительной степени определяют качество работы и долговечность дизельных двигателей. Улучшение свойств топлив достигается путем введения в их состав многофункциональных присадок.
Для улучшения эксплуатационных свойств дизельных топлив применяют присадки различного назначения: депрессорные, повышающие цетановое число, антиокислительные, моюще- диспергирующие, снижающие дымность отработавших газов и др.

51
Применение антидымных присадок МСТ-15, АДП-2056, ЭФАП-6 в концентрации
0,2-0,3 процента позволяет снизить дымность отработавших газов на 40-50 процентов.
Таблица 14
Потребительские свойства присадок и добавок в дизельные топлива
Наименование препарата
Назначение
Страна, фирма- производитель
1 2
3
Ice Proof
Улучшает пусковые свойства дизельного топлива при отрицательных температурах
Бельгия, Wynn’s
DIESEL SUPER Обеспечивает эксплуатацию дизельных двигателей при температуре до -47 °С
США, Hi-gear
Diesel & Fuel Oil
Anti-Gel
Добавка к летнему топливу, обеспечивающая его текучесть до температуры -29
–
С
США, CD-2
Diesel
Conditioner
Удаляет влагу из топлива, облегчает пуск двигателя при низких температурах окружающей среды
Германия,
SCT,
MANNOL
FUEL treatment
& ANTIGEL
Удаляет влагу из топливной системы и облегчает пуск двигателя
США, Hi-Gear
DIESEL
ANTIGEL WITH
ER
Снижает температуры застывания топлива до -47 'С, облегчает пуск дизеля при низких температурах, восстанавливает компрессию
США, Hi-Gear
Diesel Cetane +
Plus
Увеличение цетанового числа любого топлива на 5 единиц, облегчает пуск холодного двигателя и снижает расход топлива
Бельгия, Wynn’s
DIESEL
TUNE
UP & CETANE
BOOST
Очистка от нагара, повышение цетанового числа топлива до 6 единиц и улучшение эксплуатационных характеристик дизеля
США, Hi-Gear
Diesel
Fuel
System
Conditioner
Очистка системы питания двигателя и снижение температуры загустевания масла
США,
Energy
Release

52 окончание таблицы 14 1
2 3
Clean Burn
Снижает образование черного дыма и содержание сажи в выхлопных газах двигателя
Бельгия, Wynn's
3xA
Diesel
Engines
Очистка системы питания двигателя через 5 тыс. км пробега
Бельгия, Wynn's
Очиститель форсунок Profix
Очистка форсунок дизеля через 3 тыс. км пробега автомобиля
Россия,
LT
«Лаборатория
Триботехнологии
»
DIESEL
PLUS
WITHER
Очистка форсунок и системы питания
США, Hi-Gear
Diesel
Fuel
System Cleaner
Очистка и смазка топливного насоса и форсунок двигателя
Бельгия, Wynn's
Diesel Rower 3
Очистка системы питания двигателя, увеличение мощности и предотвращение черного выхлопа
Бельгия, Wynn's
DIESEL
JET
CLEAN
Очистка форсунок, системы питания и камеры сгорания дизеля
США, Hi-Gear
DIESEL
INJECTOR
CLEANER
Очистка форсунок дизельного двигателя
США, Ster Up
DIESEL
JET
CLEAN
Очистка сильно загрязненных форсунок, которые необходимо менять
США, Hi-Gear
SYNTHETIC
DIESEL TUNE
Очистка системы питания, восстановление эксплуатационных характеристик и продление срока службы дизеля в 1,5-2 раза
США, Hi-Gear
Total Diesel Fuel
Maintenance
Улучшает качество топлива, оптимизирует работу и экономичность двигателя
США, CD-2
Разрушающее действие кислот нейтрализуют добавлением в моторные масла для дизельных двигателей противокоррозионных присадок, из которых наиболее эффективен нафтенат цинка (0,25-0,3
%). Дизельные топлива с содержанием серы более 0,2 % применяют только при условии, что в двигателе применяется масло с