Вязкость топлива

Способ измерения сводится к замеру времени истечения нефте­продукта через калибровочный капилляр определенного объема жид­кости. При очень малой вязкости значительно ухудшаются условия нагнетания топлива. Оно подтекает через малейшие неплотности, что может вызвать закоксовывание форсунок, сокращение подачи топли­ва и падение мощности двигателя.

При высокой вязкости струя топлива распадается на крупные кап­ли— это ухудшает смесеобразование, увеличивая, однако, дально­бойность струи. Слишком высокая вязкость топлива затрудняет рабо­ту фильтров и топливных насосов. Поэтому вязкость дизельного топ­лива должна выбираться в некоторых оптимальных пределах. Топли­во для тепловозных двигателей должно обладать кинематической вяз­костью при температуре 20°СотЗ-10⁶до8-10⁶ м²/с.

При работе в условиях низкой температуры важна не только абсо­лютная величина вязкости дизельного топлива, но и характер измене­ния ее в зависимости от температуры. Топливо, у которого вязкость резко повышается с понижением температуры, может вызвать затруд­нения в эксплуатации, так как при этом возрастает сопротивление топливоподающей системы, уменьшается степень наполнения насо­са, возникают затруднения при проталкивании топлива через фильт­ры. Поэтому зимой для поддержания вязкости топлива в установлен­ных пределах его следует подогревать.

Коксуемость. Наличие значительного количества смолистых ве­ществ может быть причиной неполного сгорания топлива и образова-

284

ния нагара. Отложение нагара приводит к повышенному износу ци­линдровых втулок, поршней и их колец, ухудшает распиливание топ­лива в камере сгорания и может способствовать снижению или пре­кращению подачи топлива в цилиндр двигателя.

Склонность топлива к нагарообразованию характеризуется коксо­вым числом, т.е. остатком после испарения навески топлива в специ­альном приборе. Коксуемость дизельного топлива зависит от его фрак­ционного состава и от степени очистки: лучше очищенное и более легкое по фракционному составу топливо дает меньший коксовый остаток и, наоборот, чем больше в топливе смолистых веществ и тя­желых углеводородов, тем больше его коксуемость.

Дизельное топливо, применяемое в тепловозных двигателях, дол­жно обладать минимальной склонностью к образованию кокса. Нали­чие в топливе золы повышает износ цилиндровых втулок и поршне­вых колец, поэтому зольность дизельного топлива допускается в край­не ограниченных пределах — не более 0,02 %.

Механическими примесями считаются все вещества, находящиеся в топливе в осадке или во взвешенном состоянии (пыль, песок и т.п.), которые задерживаются на фильтре при фильтровании их бензиново­го или бензольного раствора. Так как сопла форсунок дизеля имеют очень небольшие отверстия, то даже незначительное количество ме­ханических примесей в топливе вызывает их засорение. Поэтому ме­ханические примеси в дизельном топливе не допускаются. Эти при­меси могут попадать в топливо при его транспортировке, хранении и при заправке тепловозов.

Присутствие воды в дизельном топливе недопустимо, так как она вызывает коррозию топливной аппаратуры, топлива без предваритель­ного подогрева. При выборе сорта топлива нужно иметь в виду, что его температура застывания должна быть на 5—10 °С ниже темпера­туры окружающего воздуха.

Температура застывания для дизельного топлива летних сортов дол­жна быть не выше минус 10 °С, для зимних сортов она колеблется в пределах минус 35—45 °С. Получение топлива с низкой температу­рой застывания достигается либо путем подбора специальной нефти, из которой вырабатывается дизельное топливо, либо прибавлением к нему присадок.

285

Улучшение качества дизельного топлива. Присадки

Для улучшения качества дизельного топлива к нему могут быть добавлены специальные присадки (перекись тетралина, перекись аце­тила, хлор и др.). Добавка незначительного количества этих веществ в топливе устраняет отдельные его недостатки.

Антисернистую присадку ВНИИНП-111 добавляют к дизельному топливу в количестве 0,7 %. При этой присадке на двигателях, рабо­тающих с постоянной нагрузкой, снижается износ деталей цилиндро-поршневой группы, уменьшается нагарообразование и сокращаются случаи пригорания поршневых колец. Однако из-за резко переменно­го режима работы тепловозного двигателя эта присадка оказалась малоэффективной. Газообразный аммиак, засасываемый в цилиндр двигателя вместе с воздухом, также позволяет использовать высоко­сернистое дизельное топливо в двигателях внутреннего сгорания. Аммиак добавляется к воздуху в количестве от 0,08 до 0,15 % массы топлива. Испытаниями установлено, что этот способ по своей эффек­тивности превосходит другие способы, однако из-за сложности при­менения на транспорте распространения не получил.

Существуют присадки, которые позволяют повысить цетановое число дизельного топлива. К числу таких присадок относятся хлор­пикрин, амилнитрат, перекись ацетила, перекись ацетона, этилнитрат и др. Имеются также присадки, которые улучшают пусковые свой­ства дизельного топлива и снижают температуру его застывания. Среди таких присадок наиболее известен этиловый эфир. Изыскиваются и другие присадки, главным образом многофункциональные, т.е. такие, добавка которых должна улучшить сразу несколько свойств топлива.

Ассортимент и характеристика топлива для тепловозных дизелей

Для быстроходных тепловозных дизелей применяют топливо, по­лучаемое прямой перегонкой нефти, а также смешением продуктов прямой перегонки с гидроочищенными компонентами.

По ГОСТ 305—73 вырабатывают дизельное топливо четырех сортов:

Л — летнее, рекомендуемое для эксплуатации дизелей при темпе­ратуре воздуха 0 °С и выше;

3 — зимнее, рекомендуемое для эксплуатации дизелей при темпе­ратуре воздуха минус 20 °С и выше;

286

ЗС— зимнее северное, рекомендуемое для эксплуатации дизелей при температуре воздуха минус 30 °С и выше;

А — арктическое, рекомендуемое для эксплуатации при темпера­туре воздуха минус 50 °С и выше.

Кроме того, для тепловозных дизелей разрешается применять ди­зельное топливо по ГОСТ 4749—73 сортов ДЗ и ДЛ. Зимнее дизельное топливо ДЗ имеет облегченный фракционный состав, пониженные вяз­кость и температуру застывания, что способствует удовлетворительной работе дизелей в зимних условиях. Летнее топливо ДЛ имеет несколь­ко утяжеленный фракционный состав и большую вязкость.

По содержанию серы дизельное топливо делится на две подгруп­пы: 1 — содержание серы не более 0,2 %; 2 — содержание серы от 0,2 до 0,5 %. При поставке топлива к обозначению марки топлива добав­ляют цифру, обозначающую процент содержания серы — 0,2 или 0,5. Топливо летнее Л с содержанием серы до 0,2 % обозначается Л-02 (ГОСТ 305—73), топливо зимнее северное ЗС с содержанием серы свыше 0,2 до 0,5 % — ЗС-0,5 (ГОСТ 305—73).

Дизельное топливо различных сортов вырабатывают на специали­зированных нефтеперерабатывающих заводах. В табл. 3.3 приведены физико-химические свойства дизельного топлива.

Таблица 3.3 Характеристика дизельного топлива

Показатели	ГОСТ 4749—73		ГОСТ 305—73
	ДЛ	ДЗ	Л	3
Цетановое число, не менее	45	45	45	45
Фракционный состав: 10 % перегоняется при температуре, °С, не выше 50 % перегоняется при температуре, °С, не выше 96 % перегоняется при температуре, °С, не выше	290 360	200 280 340	280 360	250 340
Вязкость кинематическая при температуре 20 °С, 106м2/с	3,5—6,0	3,5—6,0	3,5—6,0	2,2—5,0
Температура вспышки (определяется в закрытом тигле), °С, не ниже: для тепловозных дизелей для дизелей общего назначения	65	50	60 40	35
Общее содержание серы, %, не более: в подгруппе 1 в подгруппе 2	0,2	0,2	0,2 0,21—0,5	0,2 0,21—0,5

287

Окончание табл. 3.3

Показатели	ГОСТ 4749—73		ГОСТ 305—73
	ДЛ	ДЗ	Л	3
В том числе содержание меркаптановой серы, %, не более	0,01	0,01	ОД	ОД
Кислотность, мг КОН на 100 мл топлива, не более	5	5	5	5
Зольность, %, не более	0,01	0,01	0,01	0,01
Содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей	Отсутствует
Испытание на медной пластине	Выдерживает
Температура застывания, °С, не выше	-10	-45	-10	-35
Температура помутнения, °С, не выше	-5	-35	-5	-25
Содержание фактических смол, мг на 100 мл топлива, не более	50	30	40	30
Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более	—	—	6	6
Содержание механических примесей и воды	Отсутствует