Найбільш надійним і точним методом визначення в’язкості при різноманітних температурах є метод практичного визначення в’язкості за допомогою капілярних віскозиметрів.
Чим важче фракційний склад, тим сильніше в’язкість палива залежить від температури. Для стабілізації режиму роботи дизельного двигуна при зміні в’язкості палива використовують автоматичні в’язкостні коректори, які забезпечують сталість масової циклової подачі.
Вміст механічних домішок і водиу дизельних паливах строго регламентується.
Коефіцієнт фільтруваннядизельного палива дозволяє оцінити вміст загальної забрудненості та поверхнево-активних речовин, які викликають закупорку пор паперових фільтрів та ускладнюють роботу паливної апаратури двигунів. Чим більше у паливі механічних домішок, тим вище коефіцієнт фільтрування. Причому, механічні домішки роблять більш істотний вплив на коефіцієнт фільтрування тих палив, у яких більше смолистих з'єднань.
Порушення роботи паливної системи двигуна, особливо при низьких температурах, більш за все є наслідком випадання твердих кристалів, які забивають фільтрувальні елементи. Відбувається таке явище тому, що у дизельному паливі містяться розчинені парафінові вуглеводи, які при зниженні температури кристалізуються.
Температура помутніння – температура, при якій змінюється фазовий склад палива (з’являється тверда фаза). При цьому паливо починає «мутніти».
Температура застиганняпалива лише до деякої міри характеризує поводження палива у системі живлення двигунів. По ній у більшій мірі судять про можливість заправки, транспортування, зливу та наливу палива.
Температура застигання нижче температури помутніння на 5…10 °С. При зниженні температури, зрощення кристалів парафіну утворюють просторову решітку, де усередині знаходяться рідкі вуглеводи палива.
Для забезпечення нормальної роботи дизельного двигуна необхідно, щоб температура застигання палива була на 8…12 °С нижче температури навколишнього середовища.
Гранична температура фільтруванняоцінює низькотемпературні властивості в умовах, що максимально наближені до умов експлуатації.
Гранична температура фільтрування дизельних палив завжди нижче температур помутніння, але вище температур застигання. Гранична температура працездатності дизелів приблизно відповідає граничній температурі фільтрування. Проте, така відповідність не завжди правдива. Різниця залежить від конструктивних особливостей систем живлення дизелів і вмісту депресорних присадок у паливі. Гранична температура фільтрування завжди нижче (на 2…10ºС) температури застигання.
У холодні періоди року перед використанням дизельних палив літних марок, або задля поліпшення низькотемпературних властивостей зимових, мають бути проведені певні заходи. Насамперед це стосується запобіганню утворенню кришталів льоду у разі обводнення палива. Для цього застосовуються спеціальні рідини (И, ТГФ, И-М та ін.). Зниження температури застигання дизельного палива може проводитися шляхом внесення депресорних присадок або розбавлення його гасом чи конденсатом або бензином, але добавки, наприклад, бензину не повинні перевищувати 5…15% (бензин повинен бути не етильованим та мати мінімальне октанове число).
Екологічні властивості дизельних палив
Вплив палив на навколишнє середовище виявляється, в основному, у трьох напрямках: токсичному впливі на людей, що безпосередньо контактують із паливом; забруднення атмосфери шкідливими речовинами, які містяться у відпрацьованих газах двигуна, і пожежною небезпекою палив.
Пожежну небезпеку палива можна характеризувати тиском насичених парів, а також температурами його спалаху і самозаймання. Стандартом регламентована температура спалаху у закритому тиглі.
Саме дизельне паливо є малотоксичною пальною рідиною і за ступенем впливу на організм наслежить до 4 класу небезпеки (ГОСТ 12.1.007).
Шкідливі речовини, які виділяються при роботі дизеля, є однією з головних причин забруднення атмосфери міст. Для дизельних двигунів у відпрацьованих газах нормується вміст твердих часток (сажі), монооксиду вуглецю СО і оксиду азоту NOx.
На утворення сажі та її виділення з відпрацьованими газами значною мірою впливає груповий склад палива. Найбільшу кількість сажі дають палива, що містять важкі ароматні вуглеводні (у 20 разів більше ніж ті, що містять парафінові). Кількість вуглеводнів та оксидів азоту у відпрацьованих газах збільшується з переобтяженням фракційного складу і збільшенням густоти палива.
На цей час зниження токсичності відпрацьованих газів вирішується комплексно, як шляхом покращення організації процесів сумішоутворення і згоряння палива, впровадження каталітичних конверторів, так і шляхом добору оптимального групового і фракційного складу палив, розробки і впровадження протидимчастих присадок до палив.
Стандарти та марки дизельних палив
Нормативна документація на якість дизельного палива, що діє в Україні, включає такі стандарти: державний стандарт України (ДСТУ 3868–99), технічні умови України (ТУ 38. 601–53–2–93), ГОСТ 1667–68 та міждержавний стандарт ГОСТ 305–82.
Основна частина палив імпортується з Росії, Білорусії і Литви. Російські нафтопереробні заводи випускають дизельне паливо по ГОСТ 305–82, а також по союзним ТУ і технічним умовам Російської Федерації (ТУ 38. 401–58–106–94, ТУ 38. 1011348–90 та ін.) Підприємства Білорусії й Литви також виробляють свою продукцію, в основному, по російським нормативним документам. У країнах Європейської Спілки випускається дизельне паливо, що відповідає вимогам європейського стандарту EN 590. Близькі до них по якості дизельні палива випускаються і у країнах Центральної Європи. При імпорті нових марок дизельного палива з країн ближнього і дальнього зарубіжжя сертифікуватися вони будуть згідно з вимогами нормативної документації, яка діє в Україні.
Стандарт поширюється на палива для швидкохідних дизелів і газотурбінних двигунів наземної і судової техніки, які отримують з продуктів переробки нафти.
У залежності від умов застосування встановлені такі марки дизельного палива:
Л (літнє) – що рекомендується для експлуатації при температурі навколишнього середовища 0 0С і вище;
З (зимове) – що рекомендується для експлуатації при температурі навколишнього середовища не нижче мінус 15 0С.
По вмісту сірки дизельні палива підрозділяють на чотири види:
1 – масова частка сірки не більше 0,05%;
2 – масова частка сірки не більше 0,10%;
3 – масова частка сірки не більше 0,20%;
4 – масова частка сірки не більше 0,50%;
В умовному позначенні:
- до палива марки Л повинні входити масова частка сірки і температура спалаху. Наприклад, літнє дизельне паливо загального призначення з масовою часткою сірки до 0,2% маркірується «Л – 0,2–40»,
де 0,2 – масова частка сірки – не більше 0,20% (третього виду),
40 – температура спалаху у закритому тиглі – не менше 40 ºС (для дизелів загального призначення);
- до палива марки З повинно входити масова частка сірки і температура застигання. Наприклад, зимове дизельне паливо з масовою часткою сірки до 0,05% маркірується «З – 0,05 (-25)»,
де 0,05 – масова частка сірки – не більше 0,05% (першого виду),
(-25) – температура застигання – не вище мінус 25 ºС.
Палива дизельні обтяженого фракційного складу по ТУ 38. 601–53–2–93
Паливо призначене для застосування в автотракторній техніці.
У залежності від умов експлуатації, паливо виготовляється трьох марок:
УФС – паливо для експлуатації при температурі навколишнього середовища плюс 5 0С і вище;
УФСп1 – паливо з депресорною присадкою для експлуатації при температурі навколишнього середовища мінус 5 0С і вище;
УФСп2 – паливо з депресорною присадкою для експлуатації при температурі навколишнього середовища мінус 15 0С і вище.
По утриманню сірки палива підрозділяються на три підгрупи:
1 – масова частка сірки не більше 0,2%;
2 – масова частка сірки не більше 0,5%;
3 – масова частка сірки не більше 1,0%.
В умовному позначенні марки палива додається цифра, що позначає масову частку сірки. Наприклад, УФС – 0,2, де 0,2 – масова частка сірки не більше 0,2%.
Дизельне паливо для середньо – та малообертних дизелів за ГОСТ 16667–68
Паливо призначене для дизелів із невеличкою частотою обертання колінчатого валу (300…1000 хв-1).
Паливо широко використовується на річкових і морських судах, тепловозах і стаціонарних дизельних електричних станціях (у сільському господарстві).
У залежності від умов експлуатації паливо виготовляється двох марок:
ДТ – призначено для середньообертних і малообертних дизелів, не обладнаних системою підготування палива;
ДМ (мазут) – для суднових малообертних дизелів, обладнаних системою підготування палива (перед використанням підігрівають до 60…70 0 С).
По утриманню сірки марки палива підрозділяються:
ДТ – мало сірчисте (масова частка сірки не більше 0,5%);
ДТ – сірчисте (масова частка сірки не більше 1,5%);
ДМ – сірчисте паливо (масова частка сірки не більше 3%).
4. Експлуатаційні властивості і використання мастильних матеріалів
Загальні аспекти
Однією з головних передумов для забезпечення надійної і економічної роботи тракторних, комбайнових, автомобільних двигунів є рішення основної проблеми хіммотології – раціонального вибору і застосування мастильних матеріалів, якість яких повинна задовольняти оптимальним вимогам двигунів у відповідності до конструктивних особливостей, рівнем форсування і умовам експлуатації.
Ємність мирового ринку мастильних матеріалів оцінюється у 36,5 млн. т, України – близько 400 тис. т.