Масленников Ростислав Ростиславович, Ермак Владимир 9 страница

мерзания, вязкости, испаряемости зимним и арктическим сортам ди-

зельного топлива, как правило, имеют недостаточное цетановое число.

-10

1 2

-20

-30

-40

32 34 36 38 40 42 44 46

Цетановое число, ед

Рис. 4.5. Зависимость пусковых свойств двигателя от цетанового числа и

температуры наружного воздуха:

1 – зона невозможного пуска; 2 – зона трудного пуска; 3 – зона легкого пуска

В связи с этим возникает необходимость в применении специ-

альных кислородсодержащих присадок, способных легко выделять из

своего состава кислород.

4.2.4. Свойства дизельного топлива, влияющие на

окружающую среду, бездымную работу двигателя,

образование нагара и отложений

Все, что было сказано в разделе "Токсичность бензина и влия-

ние продуктов его сгорания на окружающую среду", относится и к

дизельным топливам. Однако токсичность отработавших газов двига-

теля Дизеля ниже, чем у карбюраторных за счет меньшего содержа-

ния окиси углерода и несгоревших углеводородов. Токсичность ав-

томобильных топлив зависит от их элементного, группового и фрак-

ционного составов. С утяжелением фракционного состава, увеличе-

нием количества гетероорганических соединений и ростом числа

компонентов в смеси токсичность топлива увеличивается, однако ос-

новное токсичное воздействие на человека оказывают пары топлива,

поэтому, несмотря на более тяжелый фракционный состав, дизельные

топлива вследствие их меньшей испаряемости считают менее ток-

сичными, чем бензин.

Одним из недостатков двигателя Дизеля является то, что при

работе на высокомощных режимах с коэффициентом избытка воздуха

á = 1,35 их отработавшие газы содержат повышенное количество са-

жи, имеют неприятный запах, содержат вещества, имеющие раздра-

жающие свойства, а также канцерогенные твердые частицы. Кроме

того, на содержание дыма в отработанных газах двигателя влияют

уже рассмотренные показатели физико-химических свойств дизель-

ного топлива, такие как вязкость, фракционный состав и склонность

дизельного топлива к самовоспламенению.

Перечисленные недостатки двигателя Дизеля могут быть умень-

шены в результате создания двигателей более совершенной конструкции

и путем применения топлива с антидымными добавками и присадками.

4.2.5. Свойства дизельного топлива, влияющие

на износ двигателя и детали топливной аппаратуры

Дизельные топлива должны обладать минимальным коррозион-

ным воздействием на металлы. Это требование, совершенно одинако-

вое с требованиями, предъявляемыми к ранее рассмотренным авто-

мобильным бензинам. Поэтому все, что изложено в разделе "Свойст-

ва бензина, влияющие на износ, техническое обслуживание и ремонт

двигателя", полностью относится и к дизельным топливам и должно

учитываться при оценке их качества.

Дизельные топлива с суммарным содержанием серы не более

0,2 % не вызывают осложнений при работе двигателя, поэтому их

можно применять без ограничения.

Однако при переработке сернистых нефтей эту норму выдер-

жать, как правило, не удается. Поэтому общее содержание серы в то-

пливах первого вида допускается не более 0,2 %, а в топливах второ-

го вида оно не должно превышать 0,5 %. Содержание меркаптановой

серы в обоих случаях не должно превышать 0,01 %. При применении

топлива второго вида износы двигателя увеличиваются в 2–3 раза,

увеличиваются и затраты на обслуживание и ремонт двигателя и топ-

ливной аппаратуры. Поэтому применение топлива второго вида воз-

можно только при условии, что в двигатель будет заправляться масло

с присадкой, содержащей щелочной компонент.

Причинами образования нагара могут служить высокая вязкость

и плохая испаряемость дизельного топлива. Склонность топлива об-

разовывать нагар зависит от содержания в нем фактических смол.

Способность топлива к осмолению зависит от содержания в нем не-

предельных углеводородов.

Отложения, нагар как в камере сгорания, так и на клапанах, фор-

сунках и других деталях нарушают работу двигателя, приводят к

ухудшению его топливной экономичности, снижению мощности.

Количество непредельных углеводородов в дизельном топливе

нормируется показателем под названием “ йодное число ”. Йодное чис-

ло – это количество грамм йода, израсходованного на соединение с

непредельными углеводородами, находящимися в 100 мл топлива.

Склонность дизельного топлива к нагарообразованию и отложени-

ям нормируется показателями под названием коксуемость и зольность.

Коксуемость выражается количеством процентов образовавше-

гося кокса после коксования навески топлива в специальном приборе.

Однако топлива с одинаковой коксуемостью в реальном двигателе

могут образовывать разное количество нагара и отложений.

Зольность дизельного топлива нормируется в процентах и косвен-

но характеризует склонность топлива к нагарообразованию и износу.

4.2.6. Свойства дизельного топлива, влияющие на его способность

длительное время сохранять первоначальные качества

Способность дизельного топлива длительное время сохранять

первоначальные качества зависит от его физической и химической

стабильности.

Физическая стабильность дизельных топлив по сравнению с

бензинами достаточно велика и косвенно характеризуется температу-

рами помутнения и замерзания.

Химическая стабильность дизельных топлив первого вида, то

есть с низким содержанием сернистых соединений, высокая. Поэтому

они при длительном хранении (более пяти лет) практически не изме-

няют своих качеств. Существенное изменение первоначальных ка-

честв может быть у топлив, содержащих значительное количество не-

предельных углеводородов – олефинов и меркаптанов (R-S-Н). Окис-

ление олефинов особенно энергично идет при транспортировании, пе-

рекачивании и менее интенсивно при хранении; при этом изменяется

показатель “ содержание фактических смол ”. Фактические смолы на

пути от топливного бака до цилиндра двигателя нарушают нормаль-

ную работу системы питания двигателя, осаждаясь на форсунках, иг-

лах распылителей форсунок и попадая в камеру сгорания, усиливают

нагарообразование. Стандартами на дизельные топлива ограничивает-

ся содержание фактических смол в зимних и арктических марках не

более 30, а в летнем не более 40 мг на 100 мл топлива, кроме того,

нормируется йодное число. Йодное число, количественный показатель

содержания непредельных углеводородов, характеризует одну из сто-

рон химической стабильности нефтепродуктов. Йодное число не

должно быть более 5 г йода на 100 г топлива любых марок.

Йодное число не только показатель химической стабильности,

но и показатель свойства дизельного топлива, влияющего на износ

двигателя и детали топливной аппаратуры.

Меркаптаны не только коррозионноактивные вещества, влияю-

щие на износ двигателя и детали топливной аппаратуры, но и способ-

ные к химическим превращениям, в том числе и к реакциям окисле-

ния с образованием смол.

Качественный анализ "Испытание на медной пластинке" не об-

ладает достаточной чувствительностью по отношению к меркаптанам,

поэтому в ГОСТах на дизельные топлива и бензины введен дополни-

тельный количественный показатель меркаптановой серы. Этот пока-

затель показывает в процентах долю топлива, которая приходится на

серу, имеющуюся в меркаптанах. Содержание меркаптановой серы в

бензинах, как уже говорилось выше, не должно превышать 0,01 %.

4.3. Ассортимент дизельных топлив

Для автомобильных двигателей Дизеля выпускается три основ-

ные марки дизельного топлива – Л, З и А (табл. 4.1), которые реко-

мендуются к применению в зависимости от условий эксплуатации:

Л – летнее, для эксплуатации при температуре окружающего

воздуха 0°С и выше;

З – зимнее, с температурой застывания не выше –35°С, для экс-

плуатации при температуре окружающего воздуха –20°С и выше и с

температурой застывания не выше –45°С для эксплуатации при тем-

пературе окружающего воздуха –30°С и выше;

А – арктическое для эксплуатации при температуре окружающе-

го воздуха –50°С и выше.

По содержанию серы дизельные топлива подразделяются на два вида:

I – массовая доля серы не более 0,2 %;

II – массовая доля серы не более 0,5 % (для марки А – не более 0,4 %).

Топлива вида I выпускаются двух сортов: высшего и первого.

В условное обозначение топлив всех марок входит массовая до-

ля серы, а для топлива марки Л – и температура вспышки, марки З –

Показатель ГОСТ 305-82 ТУ 38.001355-86 Л З А ДТ УФС           Цетановое число, не менее         Показатели фракционного состава:         50 % перегоняется при температу- о ре, С, не выше         96 % перегоняется при температуре о (конец перегонки), С, не выше       о До 360 С перегоняется не менее 96 % (по объему) о Кинетическая вязкость при 20 С, мм /с 3,0- 6,0 1,8- 5,0 1,5- 4,0 3,0-6,5 о Температура застывания, С, не выше для климатического района:         Умеренного -10 -35 --- --- Холодного --- -45 -55 --- о Температура помутнения, С, не выше для климатического района:         Умеренного -5 -25 ---   Холодного --- -35 -45 --- Температура вспышки, определен- о ная в закрытом тигле, С, не ниже         Массовая доля серы, %, не более, в топливе вида:         I 0,2 0,2 0,2 0,2 II 0,5 0,5 0,4 0,5

температура застывания. В обозначение топлив вида I в конце указы-

вается сорт – первый или высший. Например: