Эксплуатационные свойства дизельного топлива


свойства дизельного топлива

Дизельное топливо - это сложная смесь парафиновых (10…40%), нафтеновых (20…60%) и ароматических (14…30%) углеводородов, выкипающих в пределах 170…380°С. Температура вспышки составляет 35…80°С, застывания - ниже -5°С. Для того, чтобы обеспечить надежную, экономичную и долговечную работу дизельного двигателя, топливо должно отвечать следующим требованиям:

1. Хорошо прокачиваться для бесперебойной и надежной работы ТНВД (иметь оптимальную вязкость, необходимые низкотемпературные свойства, не содержать воды и механических примесей);

2. Обеспечивать тонкий распыл и хорошее смесеобразование, для чего нужны оптимальные вязкость и фракционный состав;

3. Полностью сгорать, не образуя сажистых веществ, чтобы двигатель легко пускался и “мягко” работал (зависит от химического и фракционного состава, вязкости);

4. Не вызывать повышенного нагарообразования на клапанах, кольцах и поршнях, закоксовывания форсунки и зависания иглы распылителя (зависит от химического и фракционного состава, способов и глубины очистки);

5. Не вызывать коррозии резервуаров, топливопроводов, деталей двигателя (определяется содержанием сернистых соединений, органических и минеральных кислот, воды);

6. При сгорании выделять как можно большее количество тепла и быть стабильным (не менять свойства при длительном хранении).

Вязкость - сопротивление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному перемещению под действием внешней силы. Это величина, обратная текучести. Различают вязкость абсолютную (динамическая, кинематическая) и условную.

Различные топлива дизельных двигателей имеют значение кинематической вязкости при 20°С от 1,5 до 6,0 сСт. Понижение или повышение вязкости приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, процессов смесеобразования и полноты сгорания топлива. Изменяется дозировка, Часто снижается давление впрыска. При понижении вязкости неизбежно увеличиваются подтекания и просачивания во всех зазорах и неплотностях. Увеличивается расход топлива. Подтекания через форсунку увеличивают нагарообразование и дымность выхлопа. Маловязкое топливо проникает в зазор плунжерной пары ТНВД, что приводит к уменьшению цикловой подачи и падению мощности. Дизельное топливо смазывает прецизионные пары топливного насоса. При снижении вязкости смазывающие свойства ухудшаются, интенсифицируется износ.

Использование топлива повышенной вязкости приводит к ухудшению смесеобразования, образуются крупные капли. Чем быстроходнее двигатель, тем выше требования к вязкости. На испарение вязкого топлива затрачивается большее время, оно не может полностью сгореть, что вызывает повышенное нагарообразование и дымление. Отработавшие газы становятся черными, более токсичными, повышается расход топлива.

Лучшими свойствами обладает топливо средней вязкости (2,5…4,0 сСт при 20°С). Его использование позволяет получить мелкие и однородные по составу капли, улучшить процессы испарения, смесеобразования и сгорания топлива. При отрицательной температуре такое топливо обладает лучшей текучестью по трубопроводам, через сетки фильтров тонкой очистки, ТНВД. Как и для других нефтепродуктов, вязкость топлива понижается с повышением температуры и наоборот. Изменение вязкости оказывает существенное влияние на пусковые свойства, особенно в холодное время года. Чем выше вязкость, при 20°С, указываемое в паспорте качества, тем сильнее изменения, происходящие при понижении температуры. Летние сорта дизельного топлива уже при минус 3…7°С загустевают, становятся малоподвижными. Зимние сорта сохраняют подвижность до более низкой температуры (минус 30…35°С). Вязкость летнего топлива для быстроходных двигателей должна находиться в пределах 3,0…6,0; для зимнего 1,8…6,0; для арктического 1,5…4,0 сСт.

Низкотемпературные свойства. Оценивается температурами помутнения, началом кристаллизации и застывания. При постепенном охлаждении топливо из прозрачного становится мутным. Внешний вид его меняется из-за выпадения твердых углеводородов. Температурой помутнения называют ту, при которой теряется фазовая однородность топлива. Постепенно при дальнейшем охлаждении количество твердой фазы увеличивается, кристаллы растут. Температуру, при которой в топливе появляются первые кристаллы, видимые невооруженным глазом, называют температурой начала кристаллизации. Температура полной потери подвижности носит название температуры застывания. Для летних сортов дизельного топлива температура помутнения должна быть не выше минус 5°С, а для зимних - 25…30°С. Если в топливе содержится вода, то оно помутнеет около 0°С. Значения температуры помутнения, начала кристаллизации и застывания зависят от химического состава топлива. У парафиновых углеводородов эта температура высокая, часто положительная. По этой причине нефти парафинового основания используют для получения летних сортов дизельного топлива. Многие нафтеновые углеводороды имеют низкую температуру застывания (ниже - 50°С), из содержащих их нефтей получают зимние сорта. Ароматики имеют высокую температуру застывания, а кроме того, вызывают повышенное нагарообразование, поэтому их наличие в дизельном топливе нежелательно.

Использовать топливо можно только при температуре окружающего воздуха выше точки помутнения. Температура застывания должна быть, по крайней мере, на 10°С ниже возможной температуры эксплуатации. Если применять зимой летнее или смешанное топливо, то выпадающие кристаллы будут забивать систему питания дизеля и вызывать нарушения в подаче топлива. Фракционный состав дизельного топлива определяют так же, как и бензинов. В процессе разгонки фиксируют температуру выкипания 50 и 96% топлива. Это объясняется тем, что между температурой выкипания 10% топлива и работой дизеля однозначной связи не установлено. При повышении Т10%, т.е. при утяжелении топлива, увеличивается его расход и дымность отработавших газов. При облегчении топлива ухудшается его распыливание, нарушается процесс сгорания (резко повышается давление на градус поворота коленчатого вала). Таким образом, пусковые свойства дизельного топлива для автомобилей в некоторой степени определяет температура выкипания 50% топлива.

С фракционным составом топлива тесно связана температура вспышки, при которой пары нефтепродукта с воздухом образуют горючую смеь, вспыхивающую при поднесении огня. Определяют температуру вспышки (ГОСТ 6356-75) в приборе закрытого типа. Современные дизельные топлива имеют довольно низкую температуру вспышки (35…40°С), что достаточно для двигателей, используемых на открытом воздухе. Для двигателей, работающих в помещении, применяют специальный сорт топлива с температурой вспышки 65…80°С.

Похожие записи