Способы фильтрации топлива и методы его очистки


Способы фильтрации топлива и методы его очистки

Механические примеси и вода. К механическим примесям относятся все посторонние органические и минеральные частицы, находящиеся в топливе. Наибольший вред приносят абразивные загрязнение кристаллического строения - кварциты и глиноземы с высокой твердостью, которые вызывают износ деталей топливной аппаратуры. Прецизионные пары топливных насосов высокого давления имеют зазоры 1,5…2,5 мкм. Даже небольшое количество механических примесей, проходящих с топливом, будет вызывать абразивный износ плунжерных пар.

Анализ большого количества проб дизельного топлива, отобранного по пути следования от распределительной базы до бака машины, показывает, что на каждом этапе происходит загрязнение топлива. По этой причине в бензобак попадает топливо, содержащее до 0,03…0,05% механических примесей.

Для обеспечения долговечной работы двигателя, топливо перед заправкой машины необходимо фильтровать. Фильтрующими элементами снабжены все автоматические заправочные агрегаты. Возможна и дополнительная очистка. В интенсивном износе топливной аппаратуры участвуют механические примеси любого размера, но наибольший вред приносят частицы 6…12 мкм.

Помимо механических примесей, в топливе может накапливаться вода. Кристаллы льда, образующиеся из нее при отрицательной температуре, забивают топливные фильтры двигателя, систему питания. Кроме того, нарушается работа фильтрующих устройств механических заправочных средств, в результате чего в бак попадает нефильтрованное топливо. По этой причине наличие воды в дизельном топливе недопустимо. Проверить обводненность можно внешним осмотром: при наличии воды топливо мутное.

Химический состав. Как и в карбюраторном двигателе, интенсивность накопления смолистых веществ, лаковых отложений, нагаров в первую очередь зависит от качества используемого топлива. Для дизелей характерно закоксовывание отверстий распылителей форсунок: ухудшается распыл топлива, снижается, иногда прекращается его подача. Нагары и лаковые отложения образуются в камере сгорания на клапанах и т.п. Накопление высокотемпературных отложений вызывает перегрев двигателя, снижение мощности и экономичности и вызывается неполным сгоранием, которое обычно наблюдается при увеличении вязкости топлива, тяжелом фракционном составе, большом количестве асфальто-смолистых соединений. Кроме того, на накопление нагаров влияют зольность и количество неорганических механических примесей, содержащихся в топливе.

В стандартах нормируется ряд показателей качества, которые влияют на образование высокотемпературных отложений: содержание фактических смол, коксуемость, зольность, иодное число, содержание серы, механические примеси. Количество фактических смол определяют выпариванием 10 мл топлива в струе пара при температуре 225°С. В зимних сортах допускается до 30, а в летних до 40 мг фактических смол на 100 см3 топлива. Если количество смол соответствует требованиям стандарта, то обеспечивается надежная работа дизеля. Когда содержание смол в 2…3 раза больше нормы, что бывает нередко,
моторесурс двигателя может снизится на 40…50%.

Коксовое число - это способность топлива образовывать углистый осадок при высокотемпературном (800…900°С) разложении без доступа воздуха. Количество кокса зависит от глубины очистки топлива, главным образом от асфальто-смолистых соединений. Коксуемость увеличивается при повышенной вязкости и тяжелом фракционном составе. В соответствии со стандартом коксовое число не должно быть больше 0,03%. Это величина небольшая, поэтому чаще определяют коксуемость 10% остатка топлива после разгонки. В этом случае значение будет в 10 раз больше - не выше 0,3%. Зола представляет собой минеральный осадок, образующийся после сжигания топлива в воздухе при температуре 800…850°С. Зола не только участвует в образовании нагаров, но и повышает износ двигателя. Ее количество не должно превышать 0,01%.

В результате дизелизации автотранспорта постоянно увеличивается потребность в дизельном топливе. Для расширения производства добавляют примерно 20% продуктов каталитического крекинга, где могут быть малостабильные углеводороды. Их количество определяют иодным числом - содержанием иода в граммах, вступающего в реакцию со 100 мл топлива. Иод активно реагирует с непредельными (малостабильными) углеводородами.

Коррозионная агрессивность. В дизельных топливах, как и в бензинах, но в большем количестве, содержатся сернистые соединения, которые условно относят к так называемой активной сере (меркаптаны, сероводород, элементарная сера). Все они при сгорании образуют оксиды серы. Эти продукты при высокой температуре оказывают коррозионное воздействие на металлы, находясь в газовой фазе, а при низкой температуре растворяются в капельках воды, конденсирующихся из продуктов сгорания, с образованием серной или сернистой кислот. Чувствительность дизелей к серной коррозии зависит от их теплонапряженности. Форсированные быстроходные дизели более подвержены коррозии чем тихоходные. При избытке кислорода и высокой температуре сернистый оксид (SO2) в большом количестве переходит в серный (SO3). По этой причине при повышении теплонапряженности наблюдается более интенсивная газовая коррозия тарелок выпускных клапанов, верхней части цилиндров, верхнего компрессионного кольца. При снижении температуры этот вид коррозии уменьшается.

При значительном снижении теплового режима (особенно во время пуска и прогрева двигателя в холодное время года) пары воды, образующиеся при сгорании водорода топлива, конденсируются на холодных деталях двигателя. Оксиды серы, растворяясь в воде образуют сернистую и серную кислоты, которые обладают еще большим корродирующим действием. Чем больше прорыв газов в картер двигателя и выше содержание серы в топливе, тем сильнее износ от жидкостной коррозии. Большое влияние на ее появление оказывает режим работы двигателя. В мало нагруженных двигателях, когда температура охлаждающей жидкости низка, возникают условия для конденсации паров воды и проявления жидкостной коррозии. При этом больше разрушаются вкладыши подшипников. Тракторные дизели, обычно работающие с высокой нагрузкой, более подвержены газовой коррозии; автомобильные, особенно при работе в городских условиях (движение с небольшой скоростью, частые остановки) - жидкостной. Таким образом, детали двигателя , соприкасающиеся с продуктами сгорания топлива, в зоне высокой температуры, разрушаются от газовой коррозии, а в зоне низкой (конденсация воды) проявляется жидкостная коррозия. При эксплуатации двигателя на сернистом топливе надежная работа будет обеспечена только тогда, когда правильно подобран режим его работы, при котором сернистая коррозия будет иметь наименьшее значение: тмепература охлаждающей
жидкости 80…95°С.

Основную массу топлива получают из сернистых нефтей т.к. запасы малосернистых нефтей ограничены. При переработке нефтей основное количество сернистых соединений перегоняется с газойле - соляровыми фракциями, идущими на получение дизельного топлива. Количество серы снижают достаточно сложными способами очистками (гидроочистка). Общее количество серы, содержащейся в дизельном топливе, в значительной степени определяет работоспособность дизельного двигателя. Износ деталей примерно пропорционален содержанию серы в топливе. В зависимости от этого показателя отечественные топлива для быстроходных дизелей делятся на два вида: первый - с содержанием серы до 0,2%, второй - до 0,5%. Обобщая результаты экспериментальных исследований, можно утверждать, что при увеличении содержания серы с 0,2% до 0,5% износ повышается на 20…25%, а при использовании сернистых топлив (до 1%) износ ускоряется почти вдвое.

Похожие записи