Властивості дизельного палива
Дизельне паливо це рідкий продукт, що виходить з керосиново-газойльових фракцій прямої перегонки нафти, який володіє цілим набором характеристик.
- Цетанове число, що визначає високі показники потужності та економічні показники роботи двигуна;
- Фракційний склад, який визначає повноту згоряння, димність і токсичність відпрацьованих газів двигуна;
- В'язкість і щільність, що забезпечують нормальну подачу палива, розпилювання в камері згоряння і працездатність системи фільтрування;
- Низькотемпературні властивості, що визначають функціонування системи харчування при негативних температурах навколишнього середовища;
- Ступінь чистоти, що характеризує надійність і довговічність роботи системи фільтрування паливної апаратури і циліндр-поршневої групи двигуна;
- Температура спалаху, що визначає умови безпеки застосування палива на дизелях;
- Наявність сірчистих сполук, ненасичених вуглеводнів і металів, що характеризує нагарообразование, корозію і знос.
Цетанове число дизельного палива
Цетанове число - основний показник займистості дизельного палива. Воно визначає запуск двигуна, жорсткість робочого процесу (швидкість наростання тиску), витрата палива і димність відпрацьованих газів. Чим вище цетанове число паливо, тим нижче швидкість наростання тиску і тим менш жорстко працює двигун.
Однак з підвищенням цетанового числа палива понад оптимального, забезпечує роботу двигуна з допустимою жорсткістю, погіршується його економічність в середньому на 0,2-0,3% і димність відпрацьованих газів на одиницю цетанового числа підвищується на 1-1,5 одиницю Хартрідж.
Цетанове число палив залежить від їх вуглеводневого складу.
Найбільш високими цетанове число володіють нормальні парафінові вуглеводні, причому з підвищенням їх молекулярної маси воно підвищується, а в міру розгалуження - знижується.
Чим вище температура кипіння палива, тим вище цетанове число, і ця залежність носить майже лінійний характер; лише для окремих фракцій цетанове число може знижуватися, що пояснюється їх вуглеводневим складом.
Цетанові числа дизельних палив різних марок, що виробляються вітчизняною промисловістю, характеризуються такими значеннями: цетанове число, од. 47-51; 45-49; 40-42; 38-40.
Встановлення оптимальних цетанових чисел має велике практичне значення, оскільки з поглибленням переробки нафти до складу дизельного палива будуть залучатися легені газойлі каталітичного крекінгу, коксування і фракції, які мають відносно низькими цетановим числами.
Бензинові фракції також мають низькі цетанові числа, і додавання їх в дизельне паливо завжди помітно знижує цетанове число останнього.
Цетанове число визначають за ГОСТ 3122-67, порівнюючи займистість випробуваного палива з еталонним (суміші цетана з а-метилнафталіном в різних співвідношеннях). За кордоном для характеристики займистості палива поряд з цетановим числом використовують дизельний індекс. Цей показник нормується і у вітчизняній технічній документації на дизельне паливо, яке постачається на експорт, - ТУ 38001162-85.
Між дизельним індексом і цетановим числом палива існує така залежність:
Дизельний індекс 20 30 40 50 62 70 80
Цетанове число 30 35 40 45 55 60 80
Фракційний склад
Характер процесу горіння в двигуні визначається двома основними показниками - фракційним складом і цетановим числом. На згоряння палива легшого фракційного складу витрачається менше повітря, при цьому за рахунок зменшення часу, необхідного для утворення паливо-повітряної суміші, більш повно протікають процеси сумішоутворення.
Вплив фракційного складу палива для різних типів двигунів неоднаково. Двигуни з передкамерним і віхрекамерним смесеобразованием внаслідок наявності розігрітих до високої температури стінок попередньої камери та створення сприятливіших умов згоряння менш чутливі до фракційного складу палива, ніж двигуна з безпосереднім уприскуванням.
В'язкість і щільність
В'язкість і щільність визначають процеси випаровування і сумішоутворення в дизелі. Більш низька щільність і в'язкість забезпечують краще розпилювання палива; з підвищенням зазначених показників якості збільшується діаметр крапель і зменшується повне їх згоряння, в результаті збільшується питома витрата палива, росте димність відпрацьованих газів.
Зі збільшенням в'язкості палива зростає опір паливної системи, зменшується наповнення насоса, що може привести до перебоїв в його роботі. При зменшенні в'язкості дизельного палива кількість його, яка просочується між плунжером і втулкою, зростає в порівнянні з роботою на більш в'язкому паливі, в результаті знижується продуктивність насоса.
Від в'язкості залежить знос плунжерних пар. В'язкість палива в межах 1,8-7,0 мм / с практично не впливає на знос плунжерів паливної апаратури сучасних швидкохідних дизелів.
Ступінь чистоти дизельного палива
Цей показник визначає ефективність і надійність роботи двигуна, особливо його паливної апаратури.
Чистоту палива оцінюють коефіцієнтом фільтрації, який являє собою відношення часу фільтрування через фільтр з паперу БФДТ при атмосферному тиску десятої порції фільтрованої палива до першої.
На фільтрованість палив впливає наявність води, механічних домішок, смолистих речовин, мив нафтенових кислот.
У товарних дизельних паливах міститься в основному розчинена вода від 0,002 до 0,008%, яка не впливає на коефіцієнт фільтрації. Чи не розчинена в паливі вода -0,01% і більше - призводить до підвищення коефіцієнта.
Температура спалаху
Сірчисті з'єднання, ненасичені вуглеводні і метали впливають на нагарообразование в дизелях і є причиною підвищеної корозії і зносів. При згорянні палива, що містять ненасичені вуглеводні, внаслідок окислення в циліндрі двигуна утворюються смолисті речовини, а потім нагар. В результаті цього падає потужність і підвищується знос деталей двигуна.
Продукти взаємодії кислоти з маслом - смолисті речовини, нагар, - сприяють зносу деталей двигуна. Причиною підвищеної корозії і зносу є присутність в паливі металів. Вважають, що при утриманні У> 5 «10> про та №> 20 * 10 ^% термін служби лопаток газових турбін знижується в 2-3 рази.
низькотемпературні властивості
Скоротити втрати при виробництві зимового дизельного палива можна введенням в паливо депресорних присадок (в сотих частках відсотка від 0,3 до 1,0 кг / т). Депресорні присадки, досить ефективно знижуючи температуру застигання, практично не впливають на температуру помутніння палива, що в значній мірі обмежує температуру його застосування (товарний вигляд).
Нерідкі випадки, коли для зниження температури застигання на місцях застосування використовують суміші літніх сортів дизельних палив з реактивним паливом (ТС) і бензином.
Некваліфіковане розбавлення літнього, палива гасом, а в ряді випадків бензином призводить до різкого збільшення зносу двигунів і підвищення пожежовибухонебезпеки транспортних засобів. У цих умовах практично єдиним технічно і економічно правильним рішенням, що дозволяє ефективно і надійно експлуатувати автотракторну техніку в осінньо-зимовий період, є збільшення випуску палив з депресорними присадками.
Правильність вибору даного напрямку підтверджується і світовою практикою (в країнах Західної Європи нізкозастивающіе палива з депресорними присадками широко використовуються на транспорті з середини 60-х років). Застосування депресорних присадок з метою поліпшення низькотемпературних властивостей дизельних палив набагато економічніше отримання зимових палив за класичною схемою на основі керосино-газойльових дистилятів, так як в останньому випадку знижується загальний вихід дизельних палив на нафту в середньому з 30% до 16%, а до складу таких палив доводиться залучати до 70% дефіцитних гасових фракцій.
Великий досвід, накопичений під час проведення випробувань палив з депресорними присадками, дозволив виявити при їх застосуванні ряд особливостей, облік яких необхідний для забезпечення безвідмовної, високопродуктивної і довговічною роботи автотракторної техніки.
Нижній температурний межа застосування палив ДЗп багато в чому визначається тонкістю фільтрації паливних фільтрів тонкого очищення (ФТО) дизельних двигунів різних марок. При цьому основним фактором є та обставина, що депресорні присадки, значно знижуючи температуру фільтрації і застигання палива, практично не впливають на температуру його помутніння (тобто температуру початку освіти в паливі кристалів парафінових вуглеводнів).
В результаті досліджень встановлено, що введення в літнє паливо депрессорной присадки забезпечує більш якісний пуск дизелів без засобів підігріву при більш низькій температурі повітря. Застосування депрессорной присадки дозволяє значно (до 15%) скоротити експлуатаційний витрата палива, так як відпадає необхідність прогріву двигунів.
В процесі випробувань палив з депресорними присадками доведено, що після 12-15 днів експлуатації техніки на такому паливі помітно (на 10-15%) знижується годинна витрата палива і зменшується димність відпрацьованих газів двигунів внаслідок раскоксовиванія розпилювачів форсунок і як результат - покращується тонкість розпилу палива .
Відбувається це внаслідок того, що, володіючи високими поверхнево-активними властивостями, депрессорная присадка значно покращує миючі властивості палива, а це забезпечує видалення високотемпературних відкладень з деталей вузлів і агрегатів паливної апаратури двигуна.
Спеціальними випробуваннями доведена можливість приготування палива з депресорними присадками не тільки в промислових умовах, а й безпосередньо на місцях застосування з використанням технічних засобів (автоцистерн, автотопліромаслозаправщіков), що значно розширює можливість і підвищує ефективність застосування депресорних присадок в разі відсутності на місцях експлуатації техніки необхідної кількості зимового дизельного палива.