Рис. 2.4. Зависимость пусковых качеств дизельного топлива от температуры t50%
Качество смесеобразования
Качество смесеобразования оценивают по показателю вязкости и фракционному составу топлива.
При отклонении вязкости топлива от норм ГОСТа в сторону повышения следует ожидать ухудшения распыливания топлива и, как следствие, неполного сгорания, сопровождающегося повышенным дымлением отработавших газов, повышением удельного расхода топлива и нагарообразования в двигателях.
При отклонении данных фракционного состава исследуемого топлива в сторону повышения по сравнению с нормами ГОСТа смесеобразование ухудшается.
Сгорание топлива
Характер сгорания и жесткость работы дизеля оцениваются по значению цетанового числа.
О полноте сгорания топлива, зависящей от качества распыливания и наличия в топливе тяжелых фракций, можно судить по вязкости и температуре перегонки 96 % топлива.
45
Нагарообразование в двигателе
О склонности топлива к нагарообразованию можно судить по содержанию в нем фактических смол и наличию не полностью сгорающих тяжелых фракций. Содержание фактических смол для дизельного топлива не нормируется. Влияние изменений показателей качества дизельного топлива на работу двигателей внутреннего сгорания представлено в табл. 2.7
Таблица 2.7
Влияние изменений показателей качества дизельного топлива на работу двигателей внутреннего сгорания
Изменение показателя |
Влияние изменения на работу |
Признаки нарушения |
относительно нормы |
двигателя |
работы двигателя |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
Цетановое число: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
меньше 40 |
|
Жесткая работа |
двигателя, |
Двигатель |
не |
заводится, |
||||
|
|
ухудшаются пусковые свойст- |
преждевременный |
износ |
||||||
|
|
ва |
|
|
|
деталей |
кривошипно- |
|||
|
|
|
|
|
|
шатунного механизма |
||||
больше 50 |
|
Ухудшение процесса сгорания |
Снижается экономичность |
|||||||
|
|
|
|
|
|
двигателя, |
наблюдается |
|||
|
|
|
|
|
|
дымление |
|
|
|
|
Фракционный состав: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температура t50% по- |
Ухудшение пусковых качеств |
Затруднен запуск двигате- |
||||||||
вышена |
|
|
|
|
|
ля |
|
|
|
|
температура t96% по- |
Ухудшение смесеобразования |
Снижается |
мощность и |
|||||||
вышена |
|
и неполное сгорание топлива |
||||||||
|
|
|
|
|
|
топливная |
экономичность |
|||
|
|
|
|
|
|
двигателя, образуются от- |
||||
|
|
|
|
|
|
ложения в камере сгора- |
||||
|
|
|
|
|
|
ния, повышается токсич- |
||||
|
|
|
|
|
|
ность выхлопных газов |
||||
Содержание |
фактиче- |
Образуется |
нагар, |
осаждение |
Засоряются |
сопла |
форсу- |
|||
ских смол больше нор- |
смол на деталях камеры сго- |
нок, |
ухудшается |
распыл |
||||||
мы |
|
рания |
|
|
|
топлива, ухудшается или |
||||
|
|
|
|
|
|
прекращается его подача |
||||
Температура |
вспышки |
Повышается пожароопасность |
Пары топлива |
вспыхива- |
||||||
ниже нормы |
|
|
|
|
|
ют при открытом пламени |
||||
Температура |
помутне- |
Парафин |
осаждается |
на |
Перебои в подаче топлива |
|||||
ния выше нормы |
фильтрах |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Температура |
застыва- |
Ухудшается подача топлива в |
Не |
запускается, |
глохнет |
|||||
ния выше температуры |
цилиндры |
|
|
|
двигатель |
|
|
|
||
окружающего воздуха |
|
|
|
|
|
|
||||
46
Окончание табл. 2.7
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Кинематическая |
вяз- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кость: |
|
Появляется утечка топлива че- |
Изменение |
|
дозировки, |
||||||||
ниже нормы |
|
рез зазоры в соединениях топ- |
снижение |
|
давления |
||||||||
|
|
ливной системы, ухудшаются |
впрыска, увеличение из- |
||||||||||
|
|
смазывающие |
свойства |
топли- |
носа |
плунжерной |
пары |
||||||
|
|
ва. |
|
|
|
|
|
топливного насоса. |
|
||||
выше нормы |
|
Ухудшается распыливание, то- |
Задымленность выхлоп- |
||||||||||
|
|
пливо сгорает не полностью, в |
ных |
газов, |
увеличение |
||||||||
|
|
холодное время года ухудша- |
удельного |
расхода |
топ- |
||||||||
|
|
ются пусковые свойства |
|
лива |
|
|
|
|
|
||||
Содержание |
серы |
Образующиеся |
при |
сгорании |
Разрушаются |
система |
|||||||
больше нормы |
|
окислы серы вызывают в зоне |
выпуска газов (выпуск- |
||||||||||
|
|
высоких |
температур |
газовую |
ные клапаны) и подшип- |
||||||||
|
|
коррозию. |
Взаимодействуя с |
ники |
|
из |
свинцовистой |
||||||
|
|
влагой, превращаются в серную |
бронзы, |
|
образуются |
||||||||
|
|
кислоту |
и |
вызывают |
более |
твердые нагары и отло- |
|||||||
|
|
сильную кислотную коррозию |
жения, |
увеличивающие |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
абразивный износ узлов |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
трения |
|
|
|
|
|
Загрязненность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наличие механиче- |
Повышается |
износ топливной |
Заедание плунжеров, за- |
||||||||||
ских примесей |
|
аппаратуры, |
снижается |
ресурс |
сорение форсунок, за- |
||||||||
|
|
фильтрующих элементов |
|
грязнение фильтров |
|
||||||||
наличие воды |
|
Снижается |
теплотворная спо- |
Перебои в работе двига- |
|||||||||
|
|
собность |
топлива, ускоряются |
теля из-за ухудшения |
|||||||||
|
|
процессы |
коррозии, |
продукты |
процесса |
горения, |
при |
||||||
|
|
которой |
загрязняют |
топливо. |
низких |
температурах – |
|||||||
|
|
При низких температурах воз- |
из-за нарушения подачи |
||||||||||
|
|
можность прекращения подачи |
топлива |
(забиваются |
|||||||||
|
|
топлива в двигатель вследствие |
фильтры) |
|
|
|
|||||||
|
|
выпадения кристалликов льда |
|
|
|
|
|
|
|||||
По новому национальному стандарту Российской Федерации «Топливо дизельное ЕВРО», ГОСТ 52368 – 2005 стали более жесткие требования к содержанию в топливах примесей, например серы.
В условном обозначении топлива указывают его сорт (A, B, C, D, E, F) в зависимости от значений предельной температуры фильтруемости (для класса и температуры помутнения), класс (0, 1, 2, 3, 4) и вид топлива в зависимости от содержания серы (I, II, III). Пример:
«Топливо дизельное ЕВРО по ГОСТ Р 52368-2005, сорт А, вид I». Сорт А имеет предельную температуру фильтруемости 5 оС (помут-
47
нения) – топливо летнее, вид I – содержание серы не более 0,35 г на 1 кг топлива.
Топливо должно соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготовляться по технологии, утвержденной в установленном порядке.
По физико-химическим и эксплуатационным показателям топливо должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.8.
|
Требования к топливу |
Таблица 2.8 |
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
Значение |
1. |
Цетановое число, не менее |
51,0 |
2. |
Плотность при 15 °С, кг/м |
820 – 845 |
3. |
Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива: |
|
|
вид I |
350,0 |
|
вид II |
50,0 |
|
вид III |
10,0 |
4. |
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже |
55 |
5. |
Зольность, % (по массе), не более |
0,01 |
6. |
Содержание воды, мг/кг, не более |
200 |
7. |
Кинематическая вязкость при 40 °С, мм /с |
2,0 – 4,50 |
8. |
Фракционный состав: |
|
|
при температуре 250 °С, % (по объему), менее |
65 |
|
при температуре 350 °С, % (по объему), не менее |
85 |
|
|
|
|
перегоняется при температуре 360 °С, % (по объему), не ме- |
95 |
нее |
|
|
Топливо для умеренных климатических условий должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.9.
Под предельной температурой фильтруемости топлива, например, для сорта «С» – минус 5 оС понимается температура, при которой оно теряет подвижность и не проходит через фильтры.
Таблица 2.9
Требования к топливу для умеренного климата
Показатель |
|
Значение для сорта |
|||||
А |
В |
С |
D |
Е |
F |
||
|
|||||||
Предельная температура фильтруемости, °С, не выше |
5 |
0 |
-5 |
-10 |
-15 |
-20 |
|
Топливо для холодного и арктического климата должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.10.
48
Таблица 2.10
Требования к топливу для холодного и арктического климата
|
Показатель |
|
Значение для класса |
|
||
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1. |
Предельная температура |
|
|
|
|
|
фильтруемости °С, не выше |
-20 |
-26 |
-32 |
-38 |
-44 |
|
2. |
Температура помутнения, °С, |
|
|
|
|
|
не выше |
-10 |
-16 |
-22 |
-28 |
-34 |
|
3. |
Плотность при 15°С, кг/м |
800845 |
800-845 |
800-840 |
800-840 |
800-840 |
4. |
Кинематическая вязкость |
1,50-4,0 |
1,50-4,0 |
1,50-4,0 |
1,40-4,0 |
1,20-4,0 |
при 40 °С, мм /с |
||||||
5. |
Цетановое число, не менее |
49,0 |
49,0 |
48,0 |
47,0 |
47,0 |
6. |
Фракционный состав: |
|
|
|
|
|
|
до температуры 180 °С, % |
|
|
|
|
|
(по объему), не более |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
|
до температуры 340 °С, % |
|
|
|
|
|
(по объему), не менее |
95 |
95 |
95 |
95 |
95 |
|
Контрольные вопросы
1.Что такое цетановое число дизельного топлива?
2.На что влияют механические примеси в топливе?
3.Способы определения воды в дизельном топливе?
4.Какие параметры фракционного состава и на что влияют в топ-
ливе?
5.Как расшифровывается марка дизельного топлива?
6.На что влияет температура вспышки топлива?
7.От чего зависит прокачиваемость топлив?
8.Назовите основные эксплуатационные свойства топлив.
9.Перечислить методы качественного определения содержания механических примесей в нефтепродуктах.
49