Температура предельной фильтруемости для летнего ДТ равна – 5˚С, а для зимнего ДТ – 25˚С.
Присутствие в топливе гигроскопической влаги не сказывается на температуре фильтруемости, которая повышается на 1…15%, при условии, если в ДТ есть эмульсионная вода в количестве до 0,1% от массы.
3.2 Низкотемпературные свойства ДТ улучшаются двумя способами:
· Удаление из состава топлива высокоплавких парафинов нормального строения;
· Добавление в топливо депрессорных присадок (маркировки по ТУ38.101.889-87-ДЗп). Это приводит к снижению температуры застывания с -10˚С до -35˚С, а снижение температуры фильтрации.
Например. Присадка «Аспект-Д» вводится в летнее и зимнее ДТ из расчета 2г на 1кг топлива. Она обеспечивает бесперебойную работу двигателя до температуры -20˚С. Это сокращает время пуска зимой.
Некоторые присадки снижают только температуру застывания и не влияют на температуру фильтруемости. Поэтому в баке появляется два слоя:
1) верхний (прозрачный) слой с пониженным цетановым числом;
2) нижний (мутный) слой, в котором много мелких кристаллов парафина.
При отсутствии зимнего и арктического дизельного топлива допускается разбавление летнего и зимнего топлива керосином. Но при этом разбавленное керосином ДТ теряет часть своих смазывающих свойств, что приводит к изнашиванию деталей топливной аппаратуры.
И еще, смесь дизельного топлива с керосином более пожароопасна.
Если добавлять в ДТ присадки специальные – антигели, то температура застывания снижается до -47˚С. Это обеспечивает эксплуатацию при очень низких температурах.
Выводы:
1. Низкотемпературные свойства ДТ определяются содержанием в них высокоплавких углеводородов и воды, характеризуемые показателями:
· Температурой помутнения;
· Температурой застывания;
· Предельной температурой фильтруемости.
2. Для двигателей, работающих на открытом воздухе, имеют большое значение такие показатели, как:
· Температура застывания, характеризующая полную потерю подвижности;
· Температура помутнения, при которой в топливе появляются первые кристаллы парафина.
3.3 Физическая и химическая стабильность дизельного топлива
Под воздействием внешних факторов в ДТ протекают физические и химические процессы, т.е. происходит испарение, загрязнение механическими примесями и водой, при охлаждении выпадают высокоплавкие компоненты, а также окисление, разложение и конденсация. Кроме этого в топливо попадают пыль из атмосферы, продукты коррозии, нерастворимые вещества, образующиеся в результате окисления.
Химическая стабильность топлива зависит от его состава. Нестабильным считаются те топлива, где есть непредельные соединения (алкены) и смолы. Смолы откладываются на горячих поверхностях и мощность двигателя падает на 15…20%. Количество смол не должно превышать 5мг на 100мл топлива.
Смолы образуются в результате процессов окислительной конденсации углеводородов в зависимости от температуры и катализаторов.
Катализаторами являются металлические поверхности резервуаров, трубопроводов, оксиды и соли на этих поверхностях.
Каталитическую активность проявляют в основном металлы переменной валентности, такие как железо (Fe), хром (Cr), марганец (Mn), Кобальт (Co) и другие.
Химическую стабильность оценивают по индукционному периоду, т.е. по времени до начала окисления.
Индукционный период – это интервал времени, в течение которого топливо, находясь в специальном герметически закрытом сосуде в атмосфере чистого кислорода при 0,7МПа и 100˚С, не вступает с кислородом в химические соединения.
Как только начинается падение давления в сосуде индукционный период заканчивается. Вот поэтому по индукционному периоду судят о химической стабильности ДТ, т.е. чем продолжительнее индукционный период топлива, тем выше его химическая стабильность.
Физической стабильностью обладают стандартные дизельные топлива, в которых не содержится летучих и малорастворимых компонентов и примесей, а давление насыщенных паров при 20˚С не превышает 1кПа. Потери топлива при больших и малых «дыханиях» резервуара не превышают 1,5 кг/м3 от паровоздушного пространства.
При горении ДТ образуется нагар, который ухудшает распыл топлива из форсунок.
Наличие нагарообразования существенно зависит от состава топлива, в том числе и от фракционного, с утяжеление которого нагарообразование возрастает. В наибольшей степени нагар образуется при наличии серосодержащих соединений, алкенов, аренов и смол.
Механические примеси также снижают надежность топливной аппаратуры. Опасными механическими примесями является песок, глинозем или частицы льда, при замерзании воды в топливе.
Вода в ДТ ухудшает его смазывающие свойства. Поэтому содержание воды в нефтепродуктах до 0,025% включительно принято называть следами. Однако даже такое ее количество допустимо в летних видах дизельного топлива.
Таким образом, содержание в ДТ механических примесей, воды, мыл нафтеновых кислот и смолистых продуктов окисления характеризуется показателем, называемым коэффициентом фильтруемости. Он определяет чистоту топлив и позволяет оценить содержание в топливе всех видов загрязнения, ограничить их содержание и обеспечить надежную работу топливной аппаратуры.
Автомобильные дизельные топлива
Вопросы темы:
1. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на смесеобразование
1.1 Испаряемость дизельного топлива
1.2 Плотность и поверхностное натяжение дизельного топлива
2. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на самовоспламенение и процесс сгорания
2.1 Воспламеняемость дизельного топлива
2.2. Цетановое число дизельного топлива
3. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на образование отложений и коррозию деталей двигателя
3.1 Коррозийные свойства дизельного топлива
3.2 Образование отложений в дизельном двигателе и их причины
3.3 Многофункциональные присадки и их влияние на свойства дизельных топлив
1. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на смесеобразование
1.1 Испаряемость дизельного топлива
Испаряемость ДТ оценивается фракционным составом, т.е. температурами t10%, t50%, t96%, tк.п..
В отличие от бензина, фракционный состав ДТ регламентируется только двумя температурами выкипания 50 и 96% топлива. Дело в том, что между температурой выкипания 10% дизельного топлива и работой дизельных двигателей однозначной связи не установлено.
При повышении выкипания 10% топлива, т.е. утяжеления топлива, увеличивается его расход и дымность отработанных газов.
При понижении выкипания 10% топлива, т.е. облегчении топлива, ухудшается пуск двигателя. Почему? Да потому, что легкие фракции имеют худшую самовоспламеняемость, т.е. пусковые свойства дизельный топлив для дизелей, где происходит самовоспламенение от сжатия.
Поэтому пусковые качество ДТ определяются температурой его выкипания 50%.
t50%=255…280˚С
t96%=330…360˚С
Температура выкипания 96% топлива регламентируется содержанием в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов. В зависимости от марки дизельного топлива температуры выкипания t50% и t96% колеблется как указано выше.
Чем выше испаряемость топлива, тем качественнее смесеобразование внутри цилиндров, значит, лучше будет его сгорание.
Поэтому, чтобы качественно было смесеобразование, ДТ нужно тщательно распыливать. Это достигается созданием большой скорости движения топлива через сопла форсунок. Перемешиваясь в среде сжатого горячего воздуха, капли ДТ испаряются, а их пары, перемешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь.
Испаряемость ДТ в эксплуатационных условиях зависит от следующих факторов:
· От конструкторских особенностей дизеля;
· От формы камеры сгорания;
· От конструкции и размера сопловых отверстий форсунок;
· От давления топлива;
· От направления впрыска топлива.
Все эти факторы влияют на оптимальное перемешивание топлива с воздухом, а значит, и на испаряемость.
Остальные факторы, такие как вязкость, давление насыщенных паров, поверхностное натяжение, имеют такое же значение для испаряемости дизельного топлива, как и у бензинов.
Утяжеление и облегчение фракционного состава дизельного топлива рассматривается как одно из перспективных направлений увеличения ресурсов топлива.
Установлено, что за счет увеличения температуры конца кипения с 360 до 380˚С ресурсы ДТ могут быть увеличены на 3…4%.
1.2 Плотность и поверхностное натяжение дизельного топлива
Плотность ДТ равна 830…860 кг/м3. В эксплуатации повышение плотности топлива с понижением температуры вызывает увеличение его расхода по массе при его объемном дозировании.
Кроме того, это повышает максимальное давление в трубопроводах системы питания. В итоге увеличение плотности приводит к обогащению смеси.
Плотность и поверхностное натяжение ДТ, наряду с вязкостью оказывают влияние на качество распыления. При этом, чем более мелкую структуру капель будет иметь распыленный факел топлива, из форсунки, тем быстрее произойдет переход его в парообразное состояние.
2. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на самовоспламенение и процесс сгорания
2.1 Воспламеняемость дизельного топлива
Воспламеняемость ДТ – это его способность самовоспламеняться внутри цилиндров двигателя, после его впрыска под большим давлением в сжатый и нагретый воздух.
Воспламеняемость ДТ зависит от температуры в очаге воспламенения. При этом мельчайшие капли топлива смешиваются с кислородом, испаряются и начинается процесс сгорания, т.е. самовоспламенение начинается без какого-либо источника зажигания.