Рекомендации по применению автомобильных бензинов

Октановое число бензина, его основная характеристика, нормируемая по ГОСТ, определяется моторным или исследовательским методами. Бензин, име­ющий в обозначении его марки букву «И» и цифру (например, АИ-95), соответст­вует октановому числу, определенному исследовательским методом. ОЧ бензи­на, определенное исследовательским методом, на 4-10 единиц выше, чем ОЧ, определенное моторным методом.

Несоответствие марки (октанового числа) бензина параметрам двигателя может вызвать детонационное сгорание топливной смеси, сопровождаемое ха­рактерным металлическим стуком, повышением дымности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя.

Если ни одного из подобных средств под рукой не нашлось, повысить ОЧ бен­зина можно смешением низко- и высокооктановой марок.

Лекция 2. Дизельные топлива

Дизельное топливо - это смесь углеводородов различного строения, кипящая при температуре 150. ..360 °С.

Эксплуатационные свойства: несколь­ко отличаются от свойств топлива для бензиновых двигателей.

• самовоспламеняемость и смесеобразование;

• низкотемпературные свойства;

• фильтруемость;

• нагарообразующая способность;

• коррозионные свойства.

Самовоспламеняемость дизельного топлива оказывает существенное влияние на мягкость и жесткость работы дизеля. О склонности дизельного топлива к самовоспламенению и су­дят по его цетановому числу (ЦЧ).

Цетановое число - это показатель самовоспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, которая в условиях испытания равноценна по самовоспламеняемости эталонному топливу. В состав эталонной смеси входит цетан и а-метилнафталин.

Склонность к самовоспламенению: цетана - 100 единиц,

а-метилнафталина - в 0 единиц.

Так, если смесь состоит из 40 % цетана и 60 % а-метилнафталина, то считается, что ее цетановое число равно 40.

Цетан относится к нормальным углеводородам парафинового ряда, для которых характерны наиболее быстрый распад и окисление в сжатом воздухе под действием температуры и давления. У него очень небольшой период задержки воспламенения, что обес­печивает мягкую работу двигателя.

Представитель углеводородов ароматического ряда а-метилнафталин отличается наибольшим периодом задержки и высокой температурой воспламенения. Поэтому при большом содержании а-метилнафталина (низком цетановом числе) происходит резкое нарастание давления в ци­линдре двигателя на 1° угла поворота коленчатого вала и жест­кая работа дизеля.

Оценку самовоспламеняемости дизельных топлив - аналогично методу оценки де­тонационной стойкости бензинов.(на одно­цилиндровой установке серии ИТ-9-3).

Цетановое число может быть определено также расчетным путем, например, по плотности и кинематической вязкости при температуре +20 °С по формуле:

По ГОСТ 305-82 цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 45.

Чем выше ЦЧ, тем лучше воспламе­няемость топлива.

ЦЧ более 50 – происходит прежде­временное воспламенение топливной смеси, которое снижает экономичность и мощность дизеля, вызывает обильное дымле­ние.

менее 40 – приво­дит к жесткой работе двигателя (возникает характерный метал­лический стук, напоминающей детонацию в бензиновом двига­теле, вибрация, перегрев поршней и головок цилиндров и др.).

ЦЧ топлива может быть повышено

• регули­рованием углеводородного состава (увеличение концентрации нормальных парафинов (цетана) при снижении ароматических ограничено повышенной температурой плавления нормальных парафинов, поэтому их содержание в зимних марках дизельных топлив строго регла­ментировано.)

• или введением специальных присадок.(кислородосодержащие присадки (органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты - этилнитрат, изопропилнитрат и др.) 1 % изопропилнитрата в зимнее, арктическое по­вышает ЦЧ на 10-12 единиц. )

Чем выше ЦЧ, тем при более низ­кой температуре возможен пуск дизеля.

На процесс смесеобразования в дизеле большое влияние оказывают и такие показатели, как кинематическая вязкость и фракционный состав топлива.

Для различных марок дизельного топлива кинематиче­ская вязкость составляет 1,5.. .6 мм² /с или (сСт) при температуре 20 °С.

Повышенная вязкость:

• ухудшает распыливание топлива,

• ведет к неполному сгоранию,

• дымлению и

• образованию отло­жений в двигателе (в том числе на головке форсунки).

Пониженная вязкость

• ведет к подтеканию форсунок,

• на­рушению дозировки топлива и

• увеличению износов топливного насоса высокого давления.

Лучшие свойства - топливо средней вязкости - 2,5...4 мм ²/с при 20 °С.

Вязкость понижа­ется с ростом температуры, и наоборот.

Изменение вязкости оказывает существенное влияние на пусковые свойства, особенно в холодное время года.

Фракционный состав влияет на ка­чество его распыливания и сгорания.

Много лег­ких углеводородов - резко по­вышается давление на градус угла поворота коленчатого вала, т. е. двигатель работает жестко.

Утяжеленный фракционный со­став - ухудшение качества топливной смеси, недоиспарение в камере сгорания, неполное сгорание и дымле­ние.

Фракционный состав летнего и зимнего дизельного топлива

V, %

1 - зимнее дизельное топливо; 2 - летнее дизельное топливо

Низкотемпера­турные свойства топлива - его спо­собность оставаться гомогенным (однородным, стабильным) с понижением температуры и не вызывать затруднений при пере­качке по трубопроводам.

Низкотемпературные свойства стандартами оцениваются температурой помутнения и застывания.

В составе дизельного топлива находится большое количество углеводородов с высокой температурой плавления (парафиновые углеводороды нор­мального строения).

С понижением температуры они выпадают в виде кри­сталлов различной формы - топливо мутнеет - возникает опас­ность забивки фильтров.

Температура помутнения ДТ должна быть несколько ниже возможной тем­пературы применения.

При дальнейшем охлаждении - кристаллы углеводородов начинают сращиваться, обра­зуя пространственную решетку, в ячейках которой остаются жидкие углеводороды.

При определенной температуре ДТ теряет текучесть - температура полной потери подвижности носит название температуры за­стывания.

Использовать топливо можно только при температуре окружающего воздуха выше точки помутнения. Температура застывания должна быть, по крайней мере, на 10 °С ниже воз­можной температуры эксплуатации.

При отсутствии зимнего («3») и арктического («А») товарных дизельных топ­лив допускается разбавление летнего («Л») и зимнего топлив тракторным керо­сином в соотношениях, приведенных в табл. 1.10.

Фильтруемость – способность проходить через фильтры очистки.

Влияет:

• химический состав углеводородов - нафтеновые кислоты снижают фильтруемость, забиваются фильтры тонкой очистки, образуются осадки в фильтрах грубой очистки.

• нали­чии воды – сильно снижает.

Способность топлива предотвращать забивание фильтрующих элементов оценивают коэффициентом фильтрации.

Повышенное нагарообразование зависит от качества при­меняемого топлива.

Среди прочих физико-химических свойств на образование отложений влияют

• фракционный состав,

• общее содержание меркаптановой серы,

• количество и строение непредельных и ароматических углеводородов.

В стандартах нормируется ряд показателей качества, влияющих на образование высокотемпе­ратурных отложений: содержание фактических смол, коксуе­мость, зольность, количество механических примесей.

Детали двигателя, соприкасающиеся с продуктами сгора­ния, в зоне высокой температуры разрушаются от газовой кор­розии, а в зоне низкой температуры (конденсация воды) прояв­ляется жидкостная коррозия.

ГОСТ 305—82 «Топливо дизельное. Технические усло­вия» предусматривает выпуск дизельного топлива трех марок. Этот стандарт распространяется на топливо для быстроходных и газотурбинных дизелей наземной техники.

Каждая из трех марок топлива делится по содержанию серы на два вида.

В топливах вида I серы должно быть не более 0,2 %,

в топливах вида II ее содержание должно находиться в пределах 0,21. ..0,5 % для марок Л и 3 и 0,21 ...0,4 % для марок А.

Максимальное содержание серы в процентах отражается обя­зательно в условном обозначении. Кроме того, в условное обо­значение топлива марки Л должна входить температура вспышки, а в обозначение топлива марки 3 - температура застывания.

Дизельное топливо обозначается следующим образом.

------Топливо дизельное Л-0,2-40------:

Л - летнее; 0,2 - массовая доля серы, не более 0,2 %', 40 - температура вспышки, °С

-------Топливо дизельное 3-0,2 минус 35 и топливо дизельное 3-0,2 минус 45:--------

3 - зимнее; 0,2 - массовая доля серы, не более 0,2 %; минус 45 (минус 35) - температура застывания, °С.

----------Топливо дизельное А-0,4:-----------

А - арктическое; 0,4 - массовая доля серы, не более 0,4 %•

Температурные условия применения дизельных топлив приведены в табл. 4.1.

Примечание. 3*- зимнее, для холодной климатической зоны.

Европейский стандарт EN 590 (действующий в странах Европейского сооб­щества с 1996 г.) предусматривает выпуск дизельных топлив для различных кли­матических регионов.

• Для районов с умеренным климатом - 6 марок (А, В, С, D, Ей F), имеющих предельные температуры фильтру­емости соответственно +5, 0, -5, -10, -15 и -20 °С.

• Для районов с холодным кли­матом - 5 классов (0, 1, 2, 3 и 4) дизельного топлива с низ­котемпературными свойствами.

По ТУ 38.1011348-90 выпускают экологически чистые дизельные топлива: летние ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ и зимнее ДЗЭЧ с содержанием серы в летних видах до 0,05 %, а в зимнем виде — до 0,1 %. Норма содержания ароматических углево­дородов для ДЛЭЧ-В составляет не более 20 %, для ДЗЭЧ — не более 10 %.

Массовое содержание присадок в дизельном топливе со­ставляет:

• депрессорных - 0,01 ...2,02 %;

• биоцидных - 0,05 ...0.15%;

• антидымных - 0,25...0,5 %;

• повышающих цетановое число - 0,25...2 %;

• моющих - 0,001... 0,012 %;

• антиокислительных - 0,002...0,1 %;

• противокоррозионных - 0,0008...0,005 %;

• диспергирующих-0,25... 0,1 %;

• деактиваторов металлов - 0,003...0,005 %;

• многофункциональных - 0,01.. .0,5 %.