инженерные науки Свойства и показатели дизельного топлива По

Раздел: инженерные науки
Свойства и показатели дизельного топлива
Поздеев Иван Андреевич, студент, Ухта
Научный руководитель – Тимохова Оксана Михайловна, старший преподаватель, кандидат технических наук, Ухта
Дизельное топливо после бензина относится к самым массовым продуктам, применяемым на автомобильном транспорте. Автомобильное дизельное
топливо получают путем прямой перегонки или каталитическим крекингом керосино-соляровых фракций нефти. Дизельные двигатели по сравнению с карбюраторными обладают лучшей топливной экономичностью, удельный расход
топлива у них примерно на 30% ниже, чем у карбюраторных.
Дизельное топливо производят из отбензиненой нефти, благодаря чему
увеличивается выход из нефти жидких топлив, и обладает по сравнению с бензином лучшей физической и химической стабильностью, вследствие чего в
равных условиях потери дизельного топлива при транспортировании, хранении
и применении будут меньше, чем у бензина.
К дизельному топливу предъявляются специфические требования, вытекающие из особенностей рабочего процесса дизельного двигателя.
Дизельное топливо должно:
1) бесперебойно поступать в цилиндры двигателя при любых практически
встречающихся температурах и обеспечивать легкий пуск двигателя;
2) обеспечивать хорошее распыливание и смесеобразование в цилиндрах
двигателя;
3) легко воспламеняться и плавно сгорать, обеспечивая мягкую и бездымную работу двигателя;
4) образовывать минимальное количество нагара, отложений и не вызывать коррозии и коррозионных износов деталей, соприкасающихся с дизельным
топливом и продуктами его сгорания.
1. Физико-химические свойства дизельного топлива.
Свойства дизельного топлива влияющие, на безотказность работы двига-
теля, мощность и расход топлива, это, прежде всего свойства, характеризующие
надежность подачи дизельного топлива в цилиндры двигателя, качество горючей смеси, склонность к самовоспламеняемости, а также свойства, определяющие протекание процесса сгорания смеси.
Для дизельного топлива указывается кинематическая вязкость. От вязкости топлива зависит качество его расплава в цилиндре, дальнобойность струи,
четкость начала и конца подачи топлива форсункой. Высокая вязкость как и
слишком малая является нежелательным фактором, что может привести к проблемам в работе двигателя, а так же его поломке.
Температура застывания – параметр, отражающий минимальный порог
застывания дизельного топлива. Температура застывания является важнейшим
показателем дизельного топлива.
Вода в дизельном топливе может служить причиной нарушения его подачи в цилиндры двигателя, при низких температурах закупорив топливные
фильтры кристаллами льда. ГОСТ не допускает присутствие воды в топливе.
Механические примеси могут попасть в топливо при небрежном его хранении и заправке автомобилей. При их попадании в топливо будет существовать опасность их попадания на стенки трущихся деталей, что ведет к образования царапин и подверженность ускоренному износу.
Фракционный состав косвенно характеризует испаряемость дизельного
топлива. Топливо с облегченным и утяжеленным фракционным составом приводит к нарушению циклов работы двигателя.
Самовоспламеняемость – способность топлива воспламеняться без источника зажигания. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы топливо самовоспламенялось и в дальнейшем энергично сгорало, вызывая интенсивное, но достаточно плавное нарастание давления. В этом случае будет иметь
место так называемая мягкая работа двигателя.
Цетановое число топлива – показатель его самовоспламеняемости, численно равный процентному (объему) содержанию в такой его смеси с метилнафталином, которая равноценна данному топливу по самовоспламеняемости
при испытании в стандартном двигателе. Цетановые числа дизтоплива зависят
от их химического и фракционного состава. От величины цетанового числа зависят пусковые свойства дизельного топлива. У топлива с более высоким цетановым числом лучшая самовоспламеняемость и двигатель на нем лучше запускается. Цетановое число дизтоплива может быть повышено с помощью высокоцетановых компанентов или специальных присадок. Согласно техническим
условиям цетановое число у топлив должно быть не менее 45.
Эксплуатационные свойства дизельных топлив значительно улучшаются
введением присадок. Присадки делятся на несколько групп:
1) Инициирующие присадки, повышают цетановое число на 8-12;
2) Противодымные;
3) Антиокислители;
4) Деактиваторы металлов;
5) Присадки, предотвращающие образование нерастворимых продуктов
окисления;
6) Антикоррозийные;
7) Депрессорные присадки, понижающие температуру застывания.
Коррозионные свойства дизельных топлив зависят от содержания в них
серы и сернистых соединений, щелочей, минеральных и органических кислот.
Наиболее агрессивными являются активная сера, минеральные кислоты и щелочи. Поэтому их присутствие в дизтопливе не допускается даже в незначительных количествах.Кислотность характеризует содержание органических
кислот в дизельном топливе и не должна превышать 5 мг КОН на 100 см3 топлива.
Содержание водорастворимых кислот и щелочей в дизельном топливе не допускается.
Коксуемость выражается количеством в процентах образовавшегося
твердого углистого остатка (кокса) после коксования навески топлива в специальном приборе. Коксуемость 10% остатка не должна быть больше 0,3% по
всем маркам топлива.
Содержание золы определяется количеством в процентах остатка. Зола
повышает нагарообразование в двигателе и может, попадая в масло, вызывать
ускоренный износ. Содержание золы допускается не более 0,01%.
Температура вспышки ограничивает содержание в топливе наиболее легких фракций и характеризует его огнеопасность. Температура вспышки должна
быть не ниже 35°С для всех марок дизтоплива.
2. Марки дизельного топлива.
Автомобильные двухтактные и четырехтактные дизельные двигатели относятся к типу быстроходных дизелей, они более требовательны к качеству
топлива, чем тихоходные транспортные и стационарные дизельные двигатели.
В соответствии с ТУ 0251-33.686428-98 «Евродизель» предусмотрен выпуск
следующих марок представленных в таблице 1.
Дизельные топлива выпускаются марок А – арктическое, применяется
при температуре воздуха ниже -30°С; З – зимнее, используемое при температуре от -20°С до 0°С; Л - летнее, предназначенные для применения при температуре воздуха выше 0°С. Показатели топлив в зависимости от условий применения приведены в таблице 2.
Таблица1. Марки дизельного топлива в соответствии с ТУ 025100133.686428-98 «Евродизель»
Показатели
топлива
Марка дизельного топлива
ДИТО ДИТО ДИТО ДИТО ДИТО ДИТО ДИТО ДИТО
-ЭЛ
-ЭЛп
-ЭЗ-ЭЗ-ЭЗп- -ЭЗп- -ЭЗп- -ЭЗпминус минус минус минус минус минус
15
25
15
20
25
30
Цетановое
число (не
45
45
45
45
45
45
45
45
менее)
Кинематическая вяз1,8…6 1,8…6 1,8…6 1,8…6 1,8…6 1,8…6 1,8…6 1,8…6
кость мм2/c
(при t=20˚C)
Температура
застывания
-10
-10
-25
-35
-25
-30
-35
-40
(не выше) ˚C
Температура
помутнения
(не выше) ˚C
Темпер.
фильтруемости (не выше)
не регламентируется
не регламентируется
-15
-25
-5
-5
-10
-15
-15
-20
-25
-30
Таблица2. Основные показатели дизельного топлива в зависимости
от условий применения
№
Показатели
Л (летнее)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Марки
З (Зимнее)
45
А (арктич.)
Цетановое число, не менее
Фракционный состав, температура при
которой перегоняется, не выше, °С :
50%
280
280
255
96% (конец перегонки)
360
340
330
Температура самовоспламенения, °С
300
310
330
Температура застывания, не выше, °С
-10
-35/-45
-55
Температура вспышки (в закрытом
тигле), не ниже °С:
для тепловозных, корабельных и га62
40
40
зотурбинных двигателе
для дизелей общего назначения
40
40
30
3
Плотность при 20°С, кг/м , не более
860
840
830
Массовая доля серы % в топливе, не
более
вида I
0,2
0,2
0,2
вида II
0,4
0,4
0,4
Массовая доля меркаптановой серы %,
0,01
0,01
0,01
не более
Техническими требованиями не допускается содержание сероводорода и
водорастворимых кислот и щелочей.
В зависимости от содержания массовой доли серы установлено 3 вида дизельных топлив:
I – массовая доля серы не более 0,05%;
II – массовая доля серы не более 0,1%;
III – массовая доля серы не более 0,2%.