Дизельне паливо.

Дизельні двигуни відзначаються високою економічністю, надійністю, довговічністю та меншою пожежонебезпечністю. В якості дизельного палива використовують нафтові фракції з температурою кипіння 170…360°С.

Робочий цикл дизельного двигуна складається з подачі палива в камеру згоряння розпиленням через форсунки, змішуванні з повітрям, випаровування і спалахування від нагрівання при стискуванні. Температура до якої треба нагріти суміш, щоб почалося горіння називають температурою самозапалювання. Інтервал часу між розпилюванням і спалахуванням називають періодом затримки спалахування. Чим менший період затримки спалахування, тим плавніше та ефективніше згоряє паливо.

Головна властивість дизельного палива - здатність спалахування – характеризується цетановим числом. Воно визначається співвідношенням цетана (цетанове число 100) та -метил нафталіном (цетанове число 0). Для палива, використовуємого при низьких температурах, застосовують спеціальні присадки-ізопропілнітрати (1% добавки підвищує цетанове число на 10... 12 одиниць). Чим вище цетанове число, тим кращі пускові характеристики дизельного палива- понижується нагароутворення. Для сучасних швидкохідних двигунів вітчизняного виробництва використовують паливо з цетановими числами 45 і 52. Чим вище цетанове число, тим легше запускається двигун, збільшується повнота згоряння та зменшується нагар.

Дизельне паливо повинне мати високу текучість (плинність) щоб забезпечити безперебійну подачу його в камеру згоряння, полегшити фільтрування та поліпшити розпилювання і процес утворення суміші. Текучість - характеристика прямо протилежна в'язкості. В'язкість (внутрішнє тертя) - опір переміщенню часток під впливом діючих сил. Вона буває абсолютною та умовною. Абсолютна в'язкість буває динамічною та кінематичною. Одиниця динамічної в'язкості у системі ГС - пуаз(П). Вона дорівнює опору при переміщенні двох шарів рідини площею 1см², які знаходяться на відстані 1см один від одного під впливом сили в 1 дін при швидкості переміщення 1 см/сек.. У діючій системі SI динамічна в'язкість дорівнює силі необхідній для підтримання різниці швидкостей в 1 м/с між двома прошарками рідини площею 1м² які знаходяться на відстані 1м один від одного. Одиниця динамічної в'язкості за міжнародною системою SI дорівнює Н=1сС_т=10^-6 м²/с або Па.*с. (1П=0,1Па*с)

Широко застосовується одиниця кінематичної в'язкості. У системі СГС - стокс (Ст), або сантистокс (сСт). Один стокс-в'язкість рідини щільністю 1г/мл у якої опір взаємному переміщенню двох шарів рідини площею 1 см² які знаходяться на відстані 1см один від одного з швидкістю 1 см/с під впливом сили в 1 дін. За міжнародною системою SI кінематичну в'язкість вимірюють у м²/с (співвідношення: часу витікання певного об'єму досліджуваної рідини при певній температурі до часу витікання такого самого об'єму еталонної рідини при тій же температурі). Її визначають в умовних градусах (⁰ВУ), або у градусах Енглера (°Е).

На в'язкість дизельного палива дуже впливає зміна температури. Для дизельного палива вона нормується при 20⁰С і становить 1,8...6,0сСт. При експлуатації в зимовий період низькотемпературні властивості палива оцінюють температурами помутніння та застигання. Помутніння - виділення найдрібніших крапель води, кристалів льоду та кристалів твердих парафінових вуглеводів які утворюють каркас. Температура помутніння - температура втрати фазової однорідності, а температура застигання — температура втрати паливом рухливості. Для літніх сортів дизельного палива температура помутніння вища за -5⁰С, а для зимових - від -25 до - 30⁰С. Температура застигання на 5...10°С нижча за температуру помутніння. Крім названих властивостей дизельне паливо повинне забезпечувати чистоту паливної системи двигунів, не викликати їх корозію, бездимно згоряти і бути стабільним при зберіганні. Ці властивості нормуються такими показниками: коксове число, температура спалаху, фільтруємість, вміст сірки, кислотність тощо.

Коксове число характеризує здатність палива утворювати при температурі 800...900°С без доступу повітря твердне залишок-кокс. Здатність до коксування визначається присутністю смолистих сполук, фракційним складом і в'язкістю.

Температура спалаху визначає пожежонебезпечність палива при транспортуванні, зберіганні та використанні. Вона повинна бути максимально високою.

Фільтруємість характеризує здатність запобігати засміченню фільтрів і оцінюється коефіцієнтом фільтрації (чим ближче до одиниці, тим вище якість дизельного палива).

Стабільність дизельного палива характеризує концентрацію малостабільних вуглеводів. Вона визначається йодним числом (чим воно менше тим вище якість палива).

Дизельне паливо випускають двох видів:

легке (малов’язке) - для швидкохідних дизелів з частотою обертання вала більше 800 об/хв. (табл. 10.14)

важке - для мало- та середньо оборотних дизелів (табл. 10.15).

Легке автотракторне дизельне паливо з малосірчаної нафти випускають марок: ДЛ - літнє, ДЗ - зимове, ДА - арктичне та ДС - спеціальне. З сірчаної нафти випускають дизельне паливо таких марок: Л - літнє, З - зимове, ЗС — північне, А - арктичне та С - спеціальне.

За ГОСТ 305-82 дизельне паливо випускають таких марок:

Л – літнє для використання при температурі повітря не нижче 0°С;

З – зимове для використання при температурі повітря не нижче -20°С;

А – арктичне для використання при температурі повітря не нижче -50°С.

Маркування літерно-цифрове і залежить від марки:

Л – позначають вміст сірки і температуру спалаху. Наприклад «Паливо дизельне

Л-0,2-40 ГОСТ…»;

З – позначають вміст сірки і температуру застигання. Наприклад «Паливо дизельне

3-0,3-25 ГОСТ…»;

А – позначають тільки вміст сірки. Наприклад «Паливо дизельне А – 0,4 ГОСТ…».

За ДСТУ 3868-99 випускають дизельне паливо таких марок:

Л – літнє для використанні при температурі повітря не нижче -5°С. У маркуванні вказують вміст сірки і температуру спалаху. Наприклад «Паливо дизельне Л-0,10-40 ДСТУ 3869-99»;

З – зимове для використання при температурі повітря не нижче -15°С. У маркуванні вказують вміст сірки і температуру застигання. Наприклад: «Паливо дизельне 3-0,2-30 ДСТУ 3869-99».

(Табл. 10.16)

Таблиця 10.14

Легке дизельне паливо

Показник	Марка дизельного палива
	ДА	АЗ	ДЛ	ДС
Цетановое число	40	40	45	50
В’язкість при 20 0С при 50 0С	2,5...4,0	3,5...6,0	3,5...8,0	-
	-	-	-	2,5...4,0
Переганяється при температурі, 0С 50% 90% 96%	225	275	290	280
	300	335	350	-
	330	-	-	340
Коксуємість, % не більше	0,05	0,5	0,5	0,5
Кислотність, мг КОН/ 100мл	5	5	5	5
Зольність, %	0,001	0,02	0,02	0,02
Вміст сірки, %	0,2	0,2	0,2	0,2
Температура спалаху в закритому тиглі, 0С	35	50	60	90
Температура застигання	-60	-45	-10	-15

Таблиця 10.16

Дизельне паливо за ДСТУ 3869-99

Показник	Паливо марки
	Л	З
Мінімальне цетанове число Фракційний склад: максимальна температура за якої переганяється 50% палива максимальна температура за якої переганяється 96% палива Кінематична в’язкість, мм г/с, при температурі 20°С Максимальна температура застигання, °С Мінімальна температура займання в закритому тиглі, °С: Для тепловозних і суднових дизелів та газових турбін; Для дизелів загального призначення Максимальна масова частка сірки, %, у паливі виду: І ІІ ІІІ IV Максимальна масова частка меркаптанової сірки, % Вміст сірководню Випробування на мідній пластинці Максимальна концентрація фактичних смол, мг на 100 см3 палива Максимальна кислотність, мг КОН на 100 см3 палива Максимальне йодне число, г йоду на 100г палива Максимальна зольність, % Максимальна коксованість 10-відсоткованого залишку, % Максимальний коефіцієнт фільтрації Вміст механічних домішок Вміст води Максимальна густина палива, кг/м3 при 20°С Максимальна температура фільтрованості, °С	45 280 370 3 … 6 -10 62 40 0,05 0,1 0,2 0,5 0,01 – Витримує 40 5 6 0,01 0,3 3 – – 860 -5	45 280 370 1,8 … 6,0 -25 40 35 0,05 0,1 0,2 0,5 0,01 – Витримує 30 5 6 0,01 0,3 3 – – 840 -5

Таблиця 10.15