Эксплуатационные свойства и применение дизельного топлива

Топливо для быстроходных дизелей. Основное внимание должно быть обращено на изучение таких требований, как бесперебойная его подача, хорошее распыливание и смесеобразование, легкая воспламеняемость, полное сгорание. Важным является и то, чтобы топливо не вызывало коррозии деталей двигателя.

Качество смесеобразования и сгорания топлива зависит от давления, температуры сжатого воздуха, концентрации паров топлива и воздуха, тонкости распыла, испаряемости и химического состава топлива. Химический состав топлива является решающим фактором, определяющим температуру самовоспламенения, период задержки самовоспламенения и скорость распространения пламени в горючей смеси.

Дизельное топливо состоит из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. Наиболее склонны к окислению и самовоспламенению парафиновые углеводороды, более устойчивы нафтены и самые стойкие к окислению ароматические углеводороды.

Оценкой самовоспламеняемости дизельного топлива служит цетановое число. Цетановое число определяют на одноцилиндровом четырехтактном двигателе с переменной степенью сжатия по методу совпадения вспышек, путем сравнения самовоспламенения испытуемого дизельного топлива с эталонным.

Эталонным топливом является смесь цетана, воспламеняемость которого принята за 100 единиц и альфа-метилнафталина, воспламеняемость которого принята за 0.

Цетановое число дизельного топлива равно процентному содержанию (по

объему) цетана в искусственно приготовленной смеси с альфа-метилнафталином, эквивалентной по самовоспламеняемости испытуемому топливу. Например, если самовоспламеняемость испытуемого топлива равноценна смеси, состоящей из 45 % цетана и 55 % альфа-метилнафталина, то цетановое число топлива равно 45.

Цетановое число дизельного топлива влияет также и на другие показатели работы двигателя: его запуск, максимальное давление сгорания, удельный расход топлива, температуру выпускных газов, отложения в двигателе, дымность и запах выпускных газов. С увеличением цетанового числа топлива показатели работы двигателя улучшаются.

У выпускаемого в настоящее время топлива для быстроходных дизелей цетановое число должно быть не менее 45 ед. Однако, повышение цетанового числа свыше 50 ед. не оказывает существенного влияния на работу дизельного двигателя.

В зависимости от климатических зон страны и условий эксплуатации автотракторной техники стандартом предусмотрен выпуск дизельного топлива трех марок: Л – летние, 3 – зимние, А – арктические (ГОСТ 305-82).

Топливо Л предназначено для дизелей, эксплуатирующихся при температуре 0 °С и выше.

Дизельное топливо марки 3 выпускается двух видов: с температурой застывания не выше - 35 °С и 45 °С.

Первое предназначено для использования в умеренных климатических зонах при температуре окружающего, воздуха - 20 °С и выше, второе – для использования в холодной климатической зоне с температурой окружающего воздуха -30 °С и выше.

Температура застывания арктического топлива не выше - 55 °С, оно предназначено для дизелей, работающих в суровых условиях Севера и Сибири при температуре воздуха - 50 °С.

По содержанию серы дизельное топливо подразделяется на два вида первый – содержание её не более 0,2 %, второй – не более 0,5 % для топлива марок Л и 3, и не более 0,4 % – для арктического топлива.

Для летнего топлива в обозначение марки входят цифры, соответствующие содержанию серы в процентах и температуре вспышки; в марке зимнего топлива указываются содержание серы в процентах и температура застывания; для арктического топлива – только содержание серы в процентах.

Например, Л-0,2-40 означает: Л – летнее топливо с содержанием серы 0,2 % и температурой вспышки 40 °С; 3-0,2-(-45) – топливо зимнее с содержанием серы

0,2 % и температурой застывания - 45°С; А-0,4 – арктическое топливо с содержанием серы 0,4%.

Одной из важных эксплуатационных характеристик дизельного топлива является его низкотемпературные свойства, которые характеризуют подвижность топлива при низких температурах.

В дизельном топливе содержатся парафиновые углеводороды, которые при высокой температуре находятся в растворенном состоянии. А при её понижении выкристаллизовываются. Низкотемпературные свойства оцениваются

температурами помутнения и застывания.

Температурой помутнения называют температуру, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этом топливо мутнеет из-за выделения микроскопических кристаллов льда (если в топливе имеется вода) и твердых углеводородов.

Температурой застывания называют температуру, при которой топливо теряет подвижность.

Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо, чтобы температура застывания топлива была на 8 – 12 °С ниже температуры окружающего воздуха.

Температурой вспышки называют минимальную температуру, при которой пары топлива, нагреваемого в закрытом тигле, образуют с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки характеризует огнеопасность нефтепродукта при его транспортировке, хранении, заправке.

Температура вспышки в закрытом тигле дизельного топлива для дизелей общего назначения должна быть не ниже: Л-40 °С, 3-35 °С, А-30 °С.

По ТУ 38.101889-81 вырабатывают зимнее дизельное топливо с депрессорной присадкой марки ДЗп, которое получают на базе летнего топлива с температурой помутнения - 5 °С. Добавка сотых долей присадки позволяет снизить предельную температуру фильтруемости до - 15 °С.

Для применения в районах с холодным климатом по ТУ 38.401-58-36-92 вырабатывают дизельное топливо с депрессорной присадкой марки ДЗп-15/-25 (базовое топливо с температурой помутнения - 15 °С, товарное топливо – с предельной температурой фильтрации - 25 °С).

По ТУ 38.1011348-90 предусмотрен выпуск экологически чистого дизельного топлива: двух марок летнего (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и одной марки зимнего (ДЗЭЧ). Содержание серы у этого топлива снижено до 0,05 % (вид I) и до 0,1 % (вид II). Введена норма по содержанию ароматических углеводородов: для марки ДЛЭЧ-В - не более 20 %, а для марки ДЗЭЧ - не более 10 %.

По ТУ 38.401-58-170-96 выпускается дизельное топливо с улучшенными экологическими свойствами (городские) марок: ДЭК – Л, ДЭК – 3, ДЭКп – Л, ДЭКп – 3, -15 °С, ДЭКп – З, -20° С. Это топливо от экологически чистых в основном отличается наличием присадок (летом – антидымной, зимой – антидымной и депрессорной). Дымность и токсичность отработавших газов снижается на 30 - 50 %.