Якщо в ДТ міститься менше 0,2% сірки, то вона буде неактивною і ускладнень в роботі двигуна викликати не буде. Тому її застосування буде без обмежень.
Зазвичай дизельні палива поділяються за наявності сірки на підгрупи:
Наявність сірки не більше 0,2%;
Наявність сірки від 0,21 до 0,5% (для літніх і зимових марок);
Наявність сірки від 0,21 до 0,4% (для арктичних марок).
Таким чином, за кількістю сірки судять про корозійної стійкості ДТ.
Ця концентрація гарантує, що хімічна корозія металів буде виключена. Якщо гидрооксида калію - КОН на 100 мл палива буде більше, то можлива корозія.
Таким чином, наявність у ДТ кислих сполук характеризується кислотністю, яка при підвищенні прискорює знос корінних і шатунних підшипників колінчастого вала.
Отже, щоб знизити корозійні знос двигуна, необхідно, щоб:
час на пуск двигуна і прогрів його було б скорочено;
постійно підтримувати його оптимальний тепловий режим.
Освіта відкладень в дизельному двигуні і їх причини
Після застосування такого палива в дизельному двигуні з'являється нагар і смолянисті відкладення. Причиною цього є неповне випаровування і погане розпорошення ДТ всередині циліндрів через великий в'язкості палива з важким фракційним складом. Крім цього, наявність механічних домішок в ДТ є причиною нагарообразования.
Отже, присутність в паливі сірки, фактичних смол, золи (вогнетривких домішок) і схильність такого палива до нагароутворення визначає динаміку накопичення нагару, яка характеризується коксівним числом, тобто здатністю палива утворювати вуглистий залишок при високотемпературному (більше 800 ... 900˚С) розкладанні палива без доступу повітря.
Вуглистий залишок або мінеральний залишок є золою, тобто неспаленої домішкою, що підвищує нагарообразование. Крім цього, зола потрапляючи в моторне масло викликає прискорений знос деталей ДВС. Тому кількість золи обмежується нормою не більше 0,01%. Таким чином, причиною утворення углистого залишку є наступні фактори:
недостатня глибина очищення палива від смолисто-асфальтенових з'єднань;
підвищена в'язкість дизельного палива;
важкий фракційний склад палива.
Йодне число - це показник ненасичених вуглеводнів (олефінів) в дизельному паливі, чисельно дорівнює кількості грамів йоду, що приєдналися до ненасичених вуглеводнів, які містяться в 100г палива.
Зазвичай, ненасичені вуглеводні (олефіни) вступають в реакцію з'єднання з йодом. Тобто, чим більше в паливі ненасичених вуглеводнів, тим більше йоду вступає в реакцію. Нормальним вважається така кількість ненасичених вуглеводнів, які вступають в реакцію з йодом не перевищує більш 6г йоду на 100г зимового або літнього дизельного палива.
для зимових ДТ - 30мг на 100мл;
для літніх ДТ - 60мг на 100мл.
Схильність ДТ до лакообразованію оцінюється за змістом лаку в мг на 100 мл палива. Для цього паливо випаровують в спеціальному лакообразователе при температурі 250˚С.
При роботі дизельного двигуна на сірчистому паливі утворюються міцні трудноудаляємиє нагар і лакові відкладення, що викликає знос деталей двигуна, коли він працює на зниженій температурі.
Коксівність палива також призводить до утворення нагару і лакообразованію, в результаті чого може відбутися заклинювання поршневих кілець.
Через наявність в паливі частинок меркаптовой сірки при окисленні палива утворюються смоли, які в поєднанні зі смолами, що утворюються з олефінів і ще фактичними смолами, які є в ДТ, на зоморних голках форсунок осідають лакові плівки, що з часом викликає зависання голок всередині форсунок .
Багатофункціональні присадки і їх вплив на властивості дизельних палив.
Поліпшення властивостей ДТ досягається шляхом введення до їх складу багатофункціональних присадок, таких як:
Підвищують цетанове число;
Знижують димність відпрацьованих газів та ін.
Протикорозійний присадка марки нафтенат цинку в концентрації 0,25 ... 0,3%, додана в моторне масло ефективно нейтралізує руйнівну дію кислот.
Для підвищення цетанового числа ДТ поліпшення його пускових властивостей використовують присадки: тіонітрати RNSO; ізпропілнітрати; перекису RCH 2 ONO в концентрації 0,2 ... 0,25%.
Депресорні присадки - сополімери етилену і вінілацетана з концентрацією 0,001 ... 2,0% використовуються для зниження температури застигання. Вони покривають мономолекулярним шаром мікрокрісталлікі застигаючого парафіни, перешкоджають їх укрупнення і випадання.
Антиокислювальні присадки в концентрації 0,001 ... 0,1% підвищують термоокислювальну стійкість палив.
Антикорозійні присадки в концентрації 0,0008 ... 0,005% знижують корозійну агресивність дизельних палив.
Біоцидниє присадки в концентрації 0,005 ... 0,5%, які пригнічують розмноження мікроорганізмів в паливі.
Багатофункціональні присадки, що складаються з депресорних, миючих та протидимного компонентів, які не тільки розширюють низькотемпературні властивості палив, але і знижують токсичність відпрацьованих газів. Наприклад, введення присадки АДДП в дизельне паливо в кількості 0,05 ... 0,3% знижує температуру застигання палива на 20 ... 25%, а температура фільтрування при цьому знижується на 10 ... 12˚С, димність - на 20 ... 55˚С, а нагарообразование - на 50 ... 60%.
Таким чином, введення в дизельне паливо різних присадок і добавок значно покращує його експлуатаційні властивості.
Висновки по лекції № 5:
Дизельний двигун буде працювати надійно і економічно, якщо робоча суміш в циліндрах буде згоряти повністю. Для цього необхідно:
Правильно підбирати дизельне паливо;
Правильно встановлювати кут випередження впорскування.
Испаряемость ДТ визначається його фракційним складом, який на відміну від бензинів регламентується лише температурами википання 50 і 96% палива.
Це пояснюється тим, що між температурою википання 10% дизельного палива і роботою дизельних двигунів однозначної зв'язку не встановлено.
При підвищенні температури википання 10% палива, тобто утяжелении палива, його витрата відпрацьованих газів і димність збільшуються.
При полегшенні палива, коли його легені фракції матимуть гіршу самовоспламеняемость, в порівнянні з важкими фракціями, пуск двигуна погіршується.
Збільшення важких фракцій погіршує сумішоутворення, знижує економічність, підвищує нагарообразование і димність відпрацьованих газів.
Здатність дизельного палива самозайматися характеризує його займистість.
Займистість характеризує і визначає підготовчу фазу процесу згоряння, тобто період затримки запалення, який складається з часу витрачається:
На розпад на дрібні краплі паливної струменя;
Часткове їх випаровування;
Змішування парів палива з повітрям (фізична складова);
Часу, необхідного для завершення предпламенной реакцій;
Формування осередків самозаймання (хімічна складова).
Фізична складова часу на затримки запалення залежить від конструктивних особливостей двигуна.
Хімічна складова часу залежить від властивостей застосовуваного палива.
Тривалість періоду затримки запалення істотно впливає на подальший перебіг всього процесу згоряння.
Якщо період затримки запалення тривалий (великий), то в циліндрах двигуна збільшується кількість палива, що впорскується, яке хімічно стає (тобто підготовлено) для самозаймання. При цьому згоряння буде відбуватися з великою швидкістю і різким наростанням тиску, яке досягнувши швидкість наростання більше 0,4 ... 0,6 МПа на 1˚ повороту колінчастого вала називають «жорсткою». При такій «жорсткої» роботі виникають ударні навантаження на поршень, підшипники ковзання, викликаючи їх прискорений знос, а іноді навіть руйнування.
Якщо період затримки запалення буде знижуватися, то тиск буде наростати більш плавно, і двигун стане працювати м'якше. Але при «м'якій» роботі, надмірне скорочення періоду затримки самозаймання призводить до погіршення процесу сумішоутворення і, як наслідок, до падіння потужності і економічності двигуна.
Тому для забезпечення нормальної роботи двигуна необхідно застосовувати дизельне паливо з оптимальною тривалістю періоду затримки запалення, який характеризується цетановим числом.
Цетанове число - умовна одиниця виміру самозаймання палива, чисельно рівний вмісту цетана С16 Н13 (%) в суміші з α-метилнафталіном С11 Н10. яка еквівалентна по самовоспламеняемости даному паливу.
Цетан має гарну самовоспламеняємость, яку приймають за 100ед. а α-метилнафталін має погану самовоспламеняємость, її приймають за 0 (нуль).
Тому, чим менше цетанове число, тим більше період затримки запалення палива. Отже, застосування палив з цетановим числом менше 45% призводить до жорсткої роботі двигуна, а підвищення цетанового числа вище 50% викликає збільшення питомої витрати палива.
Пускові властивості палива завжди поліпшуються при зростанні цетанового числа.
Прокачиваемость дизельного палива по системі живлення двигуна є основною вимогою до його якості, тому що воно забезпечує подачу необхідної кількості палива в циліндри для заданого режиму роботи двигуна.
Прокачиваемость оцінюється наступними показниками:
Температурами помутніння і застигання;
Граничною температурою фільтрації.
В'язкість палива безпосередньо впливає на процес утворення ТВ-суміші. Від в'язкості залежать надійність і ресурс паливної апаратури дизельних двигунів.
Якщо в'язкість палива підвищена, то задовільну тонкість розпилювання його за допомогою форсунки не вдається. Це погіршує процес сумішоутворення і призводить до зниження економічності роботи двигуна і підвищення димності обробити газів;
Якщо в'язкість палива знижена, то буде з'являтися підтікання палива в зазорах плунжерних пар насоса і форсунок, а також не здійснюватиметься задовільна мастило
Тому для літньої експлуатації швидкохідних дизельних двигунів в'язкість палива при 20˚С повинна бути від 3,0 до 6,0сСт (мм 2 / с), а для зимової експлуатації від 1,8 до 6,0сСт. Для арктичних умов - в межах 1,5 ... 4,0сСт.
Зі зменшенням температури в'язкість палива збільшується. Практично це помітно в інтервалі температур - від температури помутніння до температури застигання палива.
Температури помутніння і застигання палива, а також гранична температура фільтрування зазвичай характеризують низькотемпературні властивості дизельного палива, тобто характеризують здатність палива зберігати плинність при зниженні температури і не викликати труднощів при перекачуванні його по трубопроводах.
Таким чином, можна сформулювати параметри дизельного палива наступним чином:
Температура помутніння - це температура, яка визначає початок випадання з палива високоплавких вуглеводнів у вигляді кристалів (парафінів), яких в дизельному паливі набагато більше, ніж в бензині;
Температура застигання - це температура, при якій паливо втрачає свою плинність. За цим показником судять про можливість заправки, транспортування, зливу і наливу палива;
Сірчисті з'єднання міститися в дизельному паливі у великих кількостях, ніж в бензині. До них відносяться продукти активної сірки, такі як: меркаптани, сірководень, елементарна сірка і т.д. Всі вони при згорянні утворюють оксиди сірки, тобто газоподібні продукти, які при високій температурі в газовій сфері надають корозійний вплив на метали. А при низьких температурах вони легко розчиняються в краплях води, що конденсуються з продуктів згоряння. При цьому утворюються сірчана і сірчиста кислоти.
Встановлено, що знос деталей дизельних двигунів приблизно пропорційний вмісту в паливі сірки. Виходячи з цього показника дизельні палива підрозділяють на два види:
Дизельне паливо має схильність до утворення нагаро- і лакоотложеній в двигуні, які призводять до порушень робочого процесу двигуна. В результаті погіршується техніко-економічні та екологічні показники двигуна, а також збільшується знос деталей його механізмів.
На освіту відкладень впливають такі фактори, такі як:
Фракційний склад палива;
Велика кількість нагару залишають в камерах згоряння більш важкі палива, в яких міститься велика кількість сірки і її сполук. Також зростає схильність палив до нагароутворення зі збільшенням вмісту в них ароматичних і ненасичених вуглеводнів.
Стандартним показником кількості ненасичених вуглеводнів в паливі регламентується йодним числом, яке зі збільшенням ненасичених вуглеводнів зростає.
Йодне число відповідає кількості йоду в грамах, здатного приєднатися до 100г нафтопродукту. Йод здатний реагувати лише з олефінами, тому чим їх більше буде в паливі, тим вище буде йодне число, яке за стандартом не повинна перевищувати 6 г йоду на 100г палива (як для зимових, так і для літніх видів палива).
Кількість смолистих речовин в дизельних паливах оцінюється кількістю фактичних смол.
Зольність і коксованість оцінюватися як схильність ДТ до нагарообразованию.
Коксівність - це властивість палива утворювати вуглистий залишок при нагріванні без доступу повітря.
Від змісту в паливі смол;
Від змісту в паливі ненасичених вуглеводнів (олефінів).
Зольність і коксованість палив регламентується за ГОСТом до 10% -ного залишку.
Залежно від умов застосування встановлені основні три марки дизельного палива:
Л. (літнє) - для експлуатації при температурі навколишнього повітря 0˚С і вище;
З. (зимовий) - для експлуатації при температурі навколишнього повітря -20 ˚ і вище;
А. (арктичні) - для експлуатації при температурі навколишнього повітря -50? С і вище.
Контрольні питання до лекції № 5:
Які експлуатаційні вимоги пред'являються до дизельних палив?
Які властивості і параметри ДТ впливають на подачу його в циліндри двигуна?
Які властивості і параметри ДТ впливають на сумішоутворення ТБ-суміші в циліндрах дизельного двигуна?
Як оцінюється самовоспламеняемость дизельного палива?
Якими показниками дизельного палива визначається нормальна, «жорстка» і «м'яка» роботи дизельного двигуна?
Що таке цетанове число, що воно характеризує для літніх, зимових і арктичних марок палив?
Способи підвищення цетанового числа?
Які властивості дизельних палив впливають на утворення відкладень в двигуні?
Які методи отримання дизельного палива дозволяють збільшити його ресурси?
Від чого залежать корозійні властивості дизельного палива?
Що визначає випаровуваність дизельних палив?
Що показують температури помутніння і застигання дизельного палива?
Який експлуатаційний показник дизельного палива визначає його безперебійну подачу з баків до двигуна при низькій температурі повітря?
Якої шкоди дизельному двигуну завдає вода, що знаходиться в паливі?
Чому фракційний склад дизельного палива не регламентується по температурі 10% -ного википання, а регламентується лише по температурі 50% -ного і 96% -ного википання?
1. Васильєва Л.С. Автомобільні експлуатаційні матеріали: Підручник для вузів. - М. Транспорт, 1986. - 59 ... 87 с.
Схожі роботи:
Гидроочистка дізельноготопліва (2)
Марки бензину, дізельноготопліва. масел, консистентних мастил, що застосовуються в господарстві
їх поділяють на автомобільні й авіаційні. Автомобільний бензин марки А-76. (Regular motor gasoline) Автомобільний бензин звичайної якості. Містить. свінца5. Дізельноетопліво - рідкий продукт, що використовується як паливо в дизельному двигуні. Зазвичай.
Призначення дизельних палив
дизельних палив Дізельноетопліво після бензину відноситься до наймасовіших продуктів, що застосовуються на автомобільному транспорті. Автомобільноедізельноетопліво.
Автомобільні експлуатаційні матеріали (3)
і його похідні) входять до складу автомобільних бензинів (в дізельномтопліве небажані). Ненасичені вуглеводні дуже неміцні. 12 15 А також як і автомобільні бензини, випускають дізельниетопліва з поліпшеними екологічними якостями для.
Автомобільні експлуатаційні матеріали (4)
додаванні дизельного. арктичного або зимового палива по ГОСТ 305-82 Трансмиссионное автомобільне ТАп. на 8 груп. Так, бензини автомобільні відносять до 1-ої групи, топлівадізельние З і А - до 4-ої групи, а решта.