§ 23. Прочие свойства дизельного топлива

Среди прочих показателей качества топлива, влияю­щих на его эксплуатационные свойства, следует рассмот­реть температуру вспышки, содержание механических примесей и воды, а также фильтруемость. От температуры вспышки дизельного топлива зави­сит пожароопасность при его транспортировании, хране­нии и применении, особенно в закрытых помещениях. Желательно, чтобы эта температура была, возможно, бо­лее высокой. Современное топливо выпускается облег­ченного фракционного состава и имеет довольно низкую температуру вспышки (35—40°С). Если двигатели ра­ботают в закрытых помещениях, нужно, чтобы температура вспышки была не ниже 65° С. Непосредственно на работу двигателя температура вспышки не влияет. Кос­венно же облегчение фракционного состава, вызываю­щее ее снижение, приводит к более резкому росту дав­ления, т. е. делает более жесткой работу двигателя.

При облегчении фракционного состава дизельного топ­лива, несомненно, увеличиваются ресурсы, однако нали­чие легких углеводородов вызывает увеличение потерь при испарении, повышается жесткость работы двигате­ля, а главное топливо становится более огнеопасным. Наличие механических примесей в топливе для быст­роходных дизелей не допускается. При небрежной пере­возке или хранении вместе с топливом в бак трактора или комбайна могут попадать различные примеси и вода. Размеры частиц, количество и состав включений, по­падающих в топливо, разнообразны. Среди них могут быть частицы как органического, так и неорганического происхождения. Наибольший вред приносят абразивные загрязнения кристаллического строения — кварциты и глиноземы, имеющие высокую твердость, которые вызы­вают износ деталей топливоподающей аппаратуры. Так, прецизионные пары топливных насосов высокого давле­ния имеют ничтожно малые зазоры (1,5—2,5 мкм), поэ­тому даже небольшое количество неорганических приме­сей будет вызывать их абразивный износ, забивать топ­ливные фильтры, снижать производительность. При уве­личении зазоров плунжерных пар снижается цикловой заряд топлива, так как оно подтекает, ухудшается каче­ство распыла, нарушается регулировка топливного на­соса, наблюдаются перебои в работе двигателя и даже его остановки. Для обеспечения нормальной работы дви­гателя и удаления механических примесей дизельное топ­ливо перед заправкой машин необходимо фильтровать. Основные неполадки, возникающие при эксплуатации дизельных двигателей, относятся к неисправностям в работе топливоподающей аппаратуры. На ее преждевре­менный ремонт и регулировки, вызванные износом дета­лей из-за применения топлива, содержащего механичес­кие примеси, затрачивается много средств.

Анализы большого количества проб дизельного топ­лива, отобранных по пути следования от распредели­тельной нефтебазы Госкомнефтепродукта до бака маши­ны, показывают, что на каждом этапе резко увеличива­ется количество механических примесей. Это наглядно показано на рис. 11. График построен по результатам анализа нескольких сот проб дизельного топлива, отоб­ранных в разное время в хозяйствах Нечерноземной зо­ны РСФСР.

Чистоту топлива можно проверить путем фильтрации (рис. 12). Чем меньше и светлее пятно на фильтроваль­ной бумаге, тем выше качество топлива.

Содержание механических примесей, %

Рис. 11. Содержание механических примесей в дизельном топ­ливе

Рис. 12 Проверка чистоты дизельного топлива:

а — механических примесей нет, б—пригодно к использованию (следы примесей), в — значительное количество загрязнения, е — непригодно к применению (большой износ)

Мельчайшие частицы воды, содержащейся в топли­ве, в холодное время года образуют кристаллы льда, при этом нарушается подача топлива, и забиваются фильтры. Мутное топливо обязательно содержит воду. Если в топ­ливе есть вода и хотя бы ничтожные количества приме­сей, оно для работы в быстроходных дизельных двигате­лях непригодно. Поэтому необходимо полностью уда­лить воду и примеси и только после этого использовать топливо в двигателях.

Химический состав углеводородов, входящих в ди­зельное топливо, оказывает существенное влияние не только на процесс сгорания, но и на фильтруемость топ­лива. Некоторые соединения, особенно нафтеновые кис­лоты, снижают фильтруемость дизельного топлива, при этом забиваются фильтры тонкой очистки, а иногда об­разуются осадки и в фильтрах грубой очистки. В резуль­тате могут не работать фильтрующие элементы запра­вочных колонок, и тогда загрязненное топливо попадает в бак трактора неочищенным.

Особенно ухудшается фильтрация в присутствии во­ды. В зимнее время вода, находящаяся в топливе, замер­зает и содержится в ней в виде мельчайших кристалли­ков льда, которые сами по себе могут забивать фильтры. В теплое время года нафтеновые кислоты и вода образуют мыла — студенистые рыхлые осадки, которые накап­ливаются на фильтрующих элементах. Следовательно, при очистке топлива для быстроходных двигателей эти нежелательные соединения должны быть удалены.

Способность топлива предотвращать забивание филь­тров оценивают коэффициентом фильтруемости (ГОСТ 19006-73), который определяют в лаборатор­ных условиях на специальном приборе. Суть метода сводится к тому, что через бумажный фильтр последо­вательно пропускают 10 порций испытуемого топлива объемом по 2 мл (топливо при фильтрации все время на­ходится при постоянном давлении). Коэффициент фильтруемости К подсчитывают как отношение длительности фильтрации последних 2 мл топлива (t₁₀) к длительнос­ти истечения первых 2 мл (t₁), т. е. К=t₁₀/t₁ Если про­должительность фильтрации по сравнению с первой порцией резко увеличивается, то опыт заканчивают рань­ше — после фильтрации четырех-пяти порций. Естест­венно, что чем К ближе к единице, тем выше качество дизельного топлива. В зависимости от степени очистки коэффициент фильтруемости современного дизельного топлива не превышает 2—3.

В дизельное топливо для увеличения производства в сравнительно небольшом количестве (не более 20%) добавляют продукты каталитического крекинга, в кото­рых могут быть малостабильные углеводороды. Их кон­центрацию оценивают йодным числом, которым назы­вают количество иода в граммах, вступающего в реак­цию со 100 мл топлива (иод энергично реагирует с не­предельными углеводородами).