15. Основные эксплуатационные свойства дизельного топлива

К дизельным топливам относятся топлива для двигателей с воспламенением топливно-воздушной смеси от сжатия (дизелей). Широкое распространение дизелей обусловлено их преимуществами перед бензиновыми двигателями: высокая экономичность (удельный расход топлива на 30…40 % ниже), отсутствие системы зажигания, возможность использования более тяжелых видов топлива, меньшая пожарная опасность, более высокая приемистость. Воздух и топливо подаются в камеру сгорания раздельно. В ходе всасывания в цилиндр поступает свежий воздух; при втором ходе сжатия – воздух сжимается до 3 … 4 МПа (30 … 40 кгс/см2). В результате сжатия температура воздуха достигает 500 … 700 °С. В конце сжатия в цилиндр двигателя впрыскивается топливо, образуя рабочую смесь, которая нагревается до температуры самовоспламенения и воспламеняется. Впрыскиваемое топливо распыляется форсункой, которая помещается в камере сгорания или в форкамере. Средний диаметр капель топлива составляет примерно 10 … 15 мкм. По сравнению с карбюраторными двигателями дизельные двигатели отличаются высокой экономичностью, так как работают с более высокими степенями сжатия (12 … 20 вместо 4 … 10) и коэффициентом избытка воздуха = 5,1 ... 4,1 Дизельные двигатели более надежны в эксплуатации и более долговечны, они обладают лучшей приемистостью, т.е. легче набирают обороты и преодолевают перегрузки. В то же время, дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами и меньшей мощностью на единицу веса.. Для обеспечения долговечной и экономичной работы дизельного двигателя дизельное топливо должно отвечать следующим требованиям: - иметь хорошее смесеобразование и воспламеняемость; - обладать соответствующей вязкостью; - иметь хорошую прокачиваемость при различных температурах окружающего воздуха; - не содержать сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды. Свойство дизельного топлива, характеризующее мягкую или жесткую работу дизеля, оценивают по его самовоспламеняемости. Эту характеристику определяют путем сравнения дизеля на испытуемом и эталонном топливе. Оценочным показателем служит цетановое число топлива. Топливо, поступающее в цилиндры дизеля, воспламеняется не мгновенно, а через некоторый промежуток времени, который называется периодом задержки самовоспламенения. Чем он меньше, тем за меньший промежуток времени топливо сгорает в цилиндрах дизеля. Давление газов нарастает плавно, и двигатель работает мягко (без резких стуков). При большом периоде задержки самовоспламенения топливо сгорает за короткий промежуток времени, давление газов нарастает почти мгновенно, поэтому дизель работает жестко (со стуком). Чем выше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения дизельного топлива, тем мягче работает двигатель.

16. Марки, состав и применение дизельных топлив

Дизельное топливо ─ это нефтяная фракция, выкипающая в пределах 175…350 ⁰С, по внешнему виду, представляющая собой прозрачную жидкость от желтого до светло-коричневого цвета.

Дизельные топлива вырабатывают из продуктов прямой перегонки нефти, подвергнутых гидроочистке и депарафинизации, а также смешением этих продуктов с газойлем каталитического крекинга (до 20 % в составе смеси). К топливу допускается добавление присадок.

Ввиду того, что на военной технике наиболее широкое применение нашли быстроходные дизеля (n > 1000 мин^-1) топливо для этих двигателей вырабатывается по ГОСТ 305-82 и в зависимости от температурных условий применения подразделяется на летнее (Л), зимнее (З), арктическое (А).

По содержанию серы дизельные топлива подразделяются на два вида:

I вид ─ массовая доля серы не более 0,2 %;

II вид ─ массовая доля серы не более 0,5 % (для топлива А не более 0,4 %).

Применяются следующие условные обозначения дизельных топлив:

летнее ─ учитывается содержание серы и температура вспышки в закрытом тигле (Л-0,2-40 ГОСТ 305-82).

зимнее ─ учитывается содержание серы и температура застывания (3-0,5 минус 35 ГОСТ 305-82).

арктическое ─ учитывается только содержание серы (А-0,4 ГОСТ 305-82).

Марки дизельных топлив:

Л-0,2-40 ГОСТ 305-82 Л-0,2-62 ГОСТ 305-82 3-0,2 минус 35 ГОСТ 305-82 3-0,2 минус 45 ГОСТ 305-82 А-0,2 ГОСТ 305-82

Л-0,5-40 ГОСТ 305-82 Л-0,5-62 ГОСТ 305-82 3-0,5 минус 35 ГОСТ 305-82 3-0,5 минус 45 ГОСТ 305-82 А-0,4 ГОСТ 305-82

Дизельное топливо Л предназначено для применения на военной технике при температуре окружающего воздуха 0 ⁰С и выше.

Дизельное топливо 3 предназначено для применения на военной технике при температуре окружающего воздуха минус 20 ⁰С и выше (температура застывания топлива не выше минус 35 ⁰С) и минус 30 ⁰С и выше (температура застывания топлива не выше минус 45 ⁰С).

Дизельное топливо А предназначено для применения на военной технике при температуре окружающего воздуха до минус 50 ⁰С.

В осенне-зимний период техническая и оперативная готовность техники во многом определяется наличием в войсках низкозастывающих марок дизельных топлив: А-0,2 (04) ГОСТ 305-82, 3-0,2(05) минус 45 ГОСТ 305-82 и 3-0,2 (05) минус 35 ГОСТ 305-82. В случае их отсутствия возможно использование смесей дизельного топлива с топливами для реактивных двигателей, отвечающих по своим низкотемпературным свойствам требованиям ГОСТ 305-82 к топливам марок З и А.

Применение на технике таких топливных смесей разрешено Приказом МО РФ 1992 года № 65, по которому допускается использовать: вместо дизельного топлива А ─ смесь (в объемных долях) 50 % дизельного топлива З - 0,2 (05) минус 45 и 50 % топлива Т-1 (ТС-1, РТ), вместо дизельного топлива З-0,2 (05) минус 45 смесь (в объемных долях) 50 % дизельного топлива З-0,2 (05) минус 35 и 50 % топлива Т-1 (ТС-1, РТ), вместо дизельного топлива З-0,2 (05) минус 35 ─ смесь (в объемных долях) 50-60 % дизельного топлива Л и 40-50 % топлива Т-1 (ТС-1, РТ).

Для приготовления топливных смесей используются стандартные дизельные топлива и топлива для реактивных двигателей, качество которых удостоверяется наличием паспорта.

На изделиях бронетанковой техники допускается применять в качестве основных марок дизельные топлива Л, З, А с массовой долей серы до 0,2 % (I вида), а в качестве дублирующих марок дизельные топлива Л, З, А с массовой долей серы до 0,5 % (II вида). Следует отметить, что во всех случаях назначения марок топлив для конкретных двигателей военной техники следует руководствоваться инструкциями по эксплуатации изделий военной техники, а также другими документами, определяющими порядок применения горючего в Вооруженных Силах РФ.

Для средне- и малооборотных (n<1000 мин^-1) дизелей вырабатываются по ГОСТ 1667-68 моторные топлива ДТ и ДМ.

С 1981 г. вырабатывают зимнее дизельное топлива марки ДЗп по ТУ 38.101889-81. Получают его на базе летнего дизельного топлива с температурой помутнения минус 5 ⁰C. Добавка сотых долей депрессорной присадки обеспечивает снижение предельной температуры фильтруемости до минус 15 ⁰С, температуры застывания до минус 30 ⁰С и позволяет использовать летнее дизельное топлива в зимний период времени при температуре до минус 15 ⁰С.

Для применения в районах с холодным климатом при температурах минус 25 и минус 45 ⁰С вырабатывают топлива по ТУ 38.401-58-36-92. Согласно техническим условиям получают две марки топлива: ДЗп-15/-25 (базовое дизельное топливо с температурой помутнения минус 15 ⁰С, товарное ─ с предельной температурой фильтруемости минус 25 ⁰С) и арктическое дизельное топливо ДАп-35/-45 (базовое топливо с температурой помутнения минус 35 ⁰С, товарное ─ с предельной температурой фильтруемости минус 45 ⁰С).

Экологически чистое дизельное топливо выпускают по ТУ 38.1011348-89. Технические условия предусматривают выпуск двух марок летнего (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и одной марки зимнего (ДЗЭЧ) дизельного топлива с одержанием серы до 0,05 % (вид I) и до 0,1 % (вид II).

С учетом ожесточающихся требований по содержанию ароматических углеводородов введена норма по этому показателю: для топлива марки ДЛЭЧ-В  не более 20 %, для топлива марки ДЗЭЧ ─ не более 10 %. Экологически чистые топлива вырабатывают гидроочисткой дизельного топлива, допускается использование в сырье гидроочистки дистиллятных фракций вторичных процессов.

Городское дизельное топливо по ТУ 38.401-58-170-96 предназначено для использования в г. Москве. Основное отличие городского дизельного топлива от экологически чистого – улучшенное качество благодаря использованию присадок (летом – антидымной, зимой – антидымной и депрессорной). Добавка присадок в городское дизельное топливо снижает дымность и токсичность отработавших газов дизелей на 30-50 %. В качестве антидымной присадки могут быть использованы отечественная ЭФАП-Б и зарубежная Лубризол 8288, допущенная к применению в России. Активным веществом этих продуктов является барий.

Депрессорные присадки, улучшающие низкотемпературные свойства топлива представляют собой в основном сополимеры этилена с винилацетатом зарубежного производства.

Европейский стандарт EN 590 действует в странах Европейского экономического сообщества с 1996 г. Стандарт предусматривает выпуск дизельных топлив для различных климатических регионов. Общими для дизельных топлив являются требования: по температуре вспышки ─ не ниже 55 ⁰С, коксуемости 10 %-ного остатка ─ не более 0,30 %, зольности ─ не более 0,01 %, содержанию воды ─ не более 200 ррm, механических примесей ─ не более 24 ррm, коррозии медной пластинки ─ класс 1, устойчивости к окислению ─ не более 25 г осадка/м³.

Для районов с умеренным климатом изготовляют 6 марок дизельного топлива: А, В, С, D, E, и F с предельной температурой фильтруемости плюс 5,0, минус 5, минус 10, минус 15 и минус 20 ⁰С соответственно.

Для районов с холодным климатом предусмотрен выпуск пяти классов дизельного топлива со следующими низкотемпературными свойствами: