3. Моторные топлива для поршневых двс

Практическая ценность топлива определяется количеством теплоты, выделяющейся при его полном сгорании. Так, при сжигании 1 кг древесины выделяется теплота, равная 10,2 МДж, каменного угля - 22 МДж, бензина - 44 МДж. Эта величина прямо зависит от содержания в топливе углерода и водорода и обратно - от содержания кислорода и азота. Другая важнейшая характеристика топлива - его жаропроизводительность, оцениваемая значением максимальной температуры, какую теоретически можно получить при полном сгорании топлива в воздухе. При сгорании дров, например, максимальная температура не превышает 1600 С, каменного угля - 2050 С, бензина - 2100 С.

Основными моторными топливами являются бензины и дизельные топлива (ДТ), получаемые путем переработки нефти. Кроме этого также используют сжатые и сжиженные газы; синтетические топлива, получаемые переработкой угля, сланцев, битумонозных песков; спирты; эфиры. Автомобильные бензины представляют собой смеси углеводородов, выкипающих в диапазоне температур 35…205 ^оС и вырабатываются следующих марок: по ГОСТу 2084-77 А-76, АИ-93 (А-92), АИ-95, а также неэтилированный АИ-91; экспортные бензины А-80, А-92, А-96, с улучшенными экологическими свойствами – НОРСИ АИ-80, НОРСИ АИ-92, НОРСИ АИ-95. Цифры в марке бензина показывает октановое число (ОЧ), которое характеризует детонационную стойкость бензина.

Отличия, стандарты и характеристики ДТ

Различают три марки дизельного топлива - летнее топливо (ДТЛ), зимнее (ДТЗ), и арктическое (ДТА). Основными параметрами, определяющими принадлежность горючего к той или иной марке, являются диапазон температур, в котором топливо может использоваться, температура вспышки и застывания. Согласно ГОСТ 305-82, летнее топливо предназначено для использования при температуре 0°С и выше, застывает оно при -10°С. Зимнее выдерживает температуры в диапазоне от -20°С и выше или от -30°С(в зависимости от того, для какой климатической зоны - холодной или умеренной - оно производится, используются разные добавки), а застывает при -35°С или -45°С. Арктическое дизельное топливо обладает наибольшей устойчивостью к морозу. Оно применяется при температурах от -50°С, а застывает при -55°С. Марки различаются и по содержанию серы - до 0.2% от объема для ДТЛ, до 0.5% для ДТЗ, и до 0.4% для ДТА. Надо отметить, что наличие серы в составе обосновано - чем оно выше, тем лучше смазывающие характеристики топлива. Но сера - основной источник вредных соединений в выхлопах, потому существует необходимость ограничивать количество этого элемента. Существуют также нормы, общие для всех марок. Цетановое число - условная характеристика, отражающая свойства воспламенения дизельного топлива - не может быть ниже 45% (за 100% принято считать свойства чистого цетана, а измеряется значение числа путем сравнения испытуемого топлива со свойствами смеси цетана с a-метилнафталином, цетановое число которого равно 0). Топливо не должно содержать сероводорода, водорастворимых кислот, щелочей, механических примесей или воды, должно выдерживать испытание на коррозионную активность к меди по ГОСТ 6321-92 (ИСО 2160-85).

На практике зимнее, летнее или арктическое дизельное топливо различаются своей плотностью. Летнее топливо получается при перегонке нефти при температуре до 360°С, зимнее - до 340°С, арктическое - до 330°С. Чем выше температура перегонки, тем выше плотность, и тем выше температура застывания конечного продукта.

Использовать топливо при температуре, ниже рекомендованной, рискованно. Оно кристаллизуется, а это приведет к закупориванию топливного насоса и шлангов, или даже их повреждению. В таком случае запустить двигатель без серьезного ремонта точно не удастся. Использование зимнего топлива в летний период мотору не повредит, но вызовет повышенную задымленность выхлопных газов, увеличит выброс вредных веществ. Мощность мотора будет ниже, чем при использовании нужной марки ДТ.

Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305-82 трех марок:

Л - летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0 °С;З - зимнее, применяемое при температурах до -20 °С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно иметь заст < -35 °С и п < -25 °С), или зимнее, применяемое при температурах до -30 °С, тогда топливо должно иметь заст < -45 °С и п <-35 °С); А - арктическое, температура применения которого до -50 °С. Содержание серы в дизельном топливе марок Л и З не превышает 0,2 % - для I вида топлива и 0,5 - для II вида топлива, а марки А - 0,4 %.

Для удовлетворения потребности в дизельном топливе разрешаются по согласованию с потребителем выработка и применение топлива с температурой застывания 0 °С без нормирования температуры помутнения. В соответствии с ГОСТ 305-82 принято следующее условное обозначение дизельного топлива: летнее топливо заказывают с учетом содержания серы и температуры вспышки (Л-0,2-40), зимнее - с учетом содержания серы и температуры застывания (З-0,2-минус 35). В условное обозначение на арктическое дизельное топливо входит только содержание серы: А-0,2.Дизельное топливо (ГОСТ 305-82) получают компаундированием прямогонных и гидроочищенных фракций в соотношениях, обеспечивающих требования стандарта по содержанию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко используют смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных процессов, чаще прямогонного дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга. Содержание серы в прямогонных фракциях в зависимости от перерабатываемой нефти колеблется в пределах 0,8-1,0 % (для сернистых нефтей), а содержание серы в гидроочищенном компоненте - от 0,08 до 0,1 %.

Дизельное экспортное топливо (ТУ 38.401-58-110-94) - вырабатывают для поставок на экспорт, содержание серы 0,2%. Исходя из требований к содержанию серы, дизельное экспортное топливо получают гидроочисткой прямогонных дизельных фракций. Для оценки его качества по требованию заказчиков определяют дизельный индекс (а не цетановое число, как принято ГОСТ 305-82). Кроме того, вместо определения содержания воды и коэффициента фильтруемости экспресс-методом устанавливают прозрачность топлива при температуре 10°С.

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива

• цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;

• фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;

• вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

• низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

• степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;

• температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;

• наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Углеводородные газообразные топлива при нормальных условиях подразделяют на сжатые (СПГ) и сжиженные (СНГ). В качестве сжатого газа используют природный газ (95% метана СН₄). Сжиженные газы являются продуктами переработки попутных газов и газов газоконденсатных месторождений и восновном содержат бутанпропановые и бутиленпропиленовые смеси, находящиеся при нормальной температуре в жидком состоянии.Основным преимуществом гакзовых топлив является их чистота, более легкий запуск в холодное время, высокие экологические качества.