1892

Согласно ГОСТ 305-82 дизельное топливо в зависимости от условий применения делится на марки (табл. 3.2):

–Л - летнее – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0 оС и выше;

–3 - зимнее – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха:

–минус 20 °С и выше – температура застывания топлива не выше минус 35оС;

–минус 30 °С и выше – температура застывания топлива не выше минус 45°С;

–А - арктическое – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 50 °С и выше.

В зависимости от содержания серы дизельные топлива подразделяются на виды:

–I – c массовой долей серы не более 0,2 %;

–II – с массовой долей серы не более 0,5 % (дли марки А не более

0,4 %).

В условное обозначение топлива должны входить:

–для марки Л – массовая доля серы и температура вспышки;

–для марки 3 – массовая доля серы и температура застывания;

–для марки А – массовая доля серы.

Дизельное топливо марок Л, 3, А высшего сорта должно выпускаться с массовой долей серы не более 0,2 %, концентрацией фактических смол не более 25 мг на 100 см3 топлива, йодным числом не более 5 г йода на 100 г топлива, зольностью не более 0,003 %, коксуемостью 10 %-ного остатка не более 0,2 % для марки Л и 0,1 % для марок 3 и А и коэффициентом фильтруемости не более 2.

Выбор марки дизельного топлива зависит от климатических условий и качества используемого моторного масла. Применение дизельных топлив в различных климатических условиях регламентируется их низкотемпературными показателями (температурой помутнения, температурой застывания).

Топливо марки Л можно применять только при положительных температурах, зимнее (3) – от минус 20 °С (или минус 30 оС при температуре застывания минус 45 °С) и выше, арктическое (А) – от минус

50 °С.

79

Вязкость топлива. Считалось, что топливо для быстроходных дизельных двигателей должно иметь при 20 °С вязкость не менее 5 мм2/с. Минимальная вязкость зависит от давления впрыска и конструкции топливной аппаратуры. С увеличением давления впрыска вязкость топлива может увеличиваться в 6 – 10 раз.

Прокачиваемость топлива зависит от его низкотемпературных свойств, которые влияют на подвижность топлива при низких температурах. Низкотемпературные свойства определяются

температурой помутнения, начала кристаллизации и застывания.

Таблица 3.2

Основныепоказателикачествадизельноготоплива(ГОСТ 305-82)

80

Примечание. КОН* — кислота органическая нафтеновая.

Температурой помутнения считают температуру, при которой теряется фазовая однородность топлива. Оно начинает мутнеть из-за выделения мельчайших капель воды, твердых углеводородов или микроскопических кристаллов льда.

Температуру, при которой появляются первые кристаллы, видимые невооруженным глазом, называют температурой кристаллизации.

Температура полной потери подвижности носит название

температуры застывания.

Механические примеси в топливе не допускаются. Топливо загрязняется при несоблюдении правил перевозки, хранения и заправки. Наиболее вредны кварциты глинозема, так как они обладают высокой твердостью. Прецизионные пары топливных насосов имеют зазоры 1,5 – 3,0 мкм, поэтому даже небольшой процент механических примесей приводит к значительному абразивному износу.

В топливе постоянно присутствует в растворенном состоянии вода. Ее концентрация зависит от температуры окружающей среды. Растворимость воды в топливе 9 10-5 кг/кг. Особенно неблагоприятным в эксплуатации является наличие эмульсионной воды при низких температурах. В этом случае кристаллами льда забивается система очистки и нарушается работа двигателя. Отрицательно действует вода и на топливную аппаратуру, особенно на износ плунжерных пар в топливном насосе высокого давления и форсунки. Она способствует появлению коррозии поверхностей прецизионных пар и закоксовыванию распылителей форсунок.

Необходимый распыл, смесеобразование и испарение топлива в значительной степени предопределяют протекание рабочего процесса в целом, его эффективность и экономичность. Преимуществом является то, что в дизельных двигателях можно значительно обеднять рабочую смесь. Это позволяет изменять мощность двигателя только за счет подачи топлива. С другой стороны, неоднородность смеси – существенный недостаток дизельных двигателей, так как невозможно добиться бездымного и полного сгорания топлива.

На процессы смесеобразования влияет вязкость топлива, увеличение которой ведет к ухудшению распыливания и испарения топлива.

Плотность топлива влияет на смесеобразование аналогично вязкости. Она не регламентируется техническими условиями и принимается равной

0,82 – 0,86 г/см3.

81

Фракционный состав дизельных топлив оценивается температурой конца кипения: летнее – 360 °С, зимнее – 340 °С, арктическое – 330 °С.

Воспламеняемость топлива оценивается цетановым числом. Численно цетановое число дизельного топлива равно процентному содержанию (по объему) цетана в смеси с альфаметилнафталином, которая по характеру сгорания (самовоспламенения) равноценна испытываемому топливу. Цетановое число определяют тремя методами: по критической степени сжатия, запаздыванию самовоспламенения и по совпадению вспышек.

Дизельные топлива должны иметь цетановые числа в пределах 45 – 50 зимой и 40 – 45 летом. Цетановое число определяет пусковые свойства топлив, незначительно различающихся по фракционному составу.

Нагарообразование в дизельных двигателях ведет к их перегреву, закоксовыванию форсунок, ухудшению распыливания топлива. Повышенному накоплению нагара способствует неполнота сгорания топлива, наличие в топливе высокомолекулярных сложных веществ и механических примесей. На накопление смолистых веществ существенно влияет стабильность топлива. Показатели качества дизельного топлива, влияющие на нагарообразование и нормируемые ГОСТом, следующие:

коксуемость, содержание смол, золы, механических примесей и соединений серы. Сера, содержащаяся в топливе, влияет не только на массу образующегося нагара, но и на его свойства. Сернистые соединения, накапливаясь в нагаре, повышают его плотность.

Коррозионные свойства дизельных топлив обусловливаются

содержанием сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочи, а также воды.

Коррозию деталей вызывают в основном сернистые соединения. Особенно сильно жидкостная коррозия проявляется в холодное время года при пусковых режимах. Повышение содержания серы в топливе с 0,2 до 0,5 % увеличивает износ цилиндропоршневой группы на 25 – 30 %, до 1 %

– в 2 раза. Для снижения сернистой коррозии в топливо добавляют присадки. Наиболее распространенная – нафтенат цинка, который добавляют в топливо в количестве 0,25 – 0,30 % от его массы.

Дизельное топливо с содержанием серы до 0,2 % может применяться без ограничений по составу моторного масла. При наличии в топливе более 0,2 % серы необходимо применять моторное масло с присадками, повышающими его щелочные свойства и уменьшающими коррозию деталей продуктами сгорания сернистых соединений. Требования к качеству дизельного топлива для СДКМ зарубежных производителей (ДВС фирмы Deutz) по показателю содержание серы – менее чем 0,5 %. При более высоком содержании серы рекомендуется уменьшить интервалы между сменами моторного масла. При температуре

82

окружающего воздуха до минус 10 оС и содержанием серы в топливе по массе 0,5 % смену масла производят через 500 ч работы двигателя, но не реже чем один раз в год. В случае применения топлива с содержанием серы до 1 % или при температурах окружающего воздуха ниже чем минус 10 оС интервалы между сменами моторного масла сокращают в два раза.

При отсутствии зимнего дизельного топлива можно применять летнее с добавлением не менее 30 % керосина при температуре минус 10 °С и до 50 % при температуре минус 20 °С (табл. 3.3). С понижением температуры от 20 до минус 20 °С вязкость летнего топлива увеличивается в 10 раз, а зимних только в 5 раз. Это следует учитывать при выборе топлив или их смесей, так как вязкость является основным фактором, характеризующим его эксплуатационные свойства в зимнее время.

Таблица 3.3

Рекомендации по применению летних и зимних марок топлив при отрицательных температурах в зимних условиях

Приготавливают смесь только в баках машин. Вначале заливают необходимое количество керосина, затем, согласно рекомендациям, доливают летнее или зимнее дизельное топливо до полной вместимости бака.

Для использования летнего дизельного топлива при отрицательных температурах добавляют депрессорные присадки. Это топливо маркируют ДЗп по ТУ38.101889 и используют в зимний период при температуре до минус 15 °С.

В соответствии с ТУ 38. 1011348–89 выпускают экологически чистое дизельное топливо. Технические условия предусматривают выпуск двух марок летнего топлива (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и одной марки зимнего (ДЗЭЧ) с содержанием серы не более 0,1 %.

83

Теплотворная способность дизельного топлива составляет 42 705 кДж/кг.

В России в настоящее время выпускаются только неэтилированные бензины АИ-80, АИ-92, АИ-95 АИ-98 , а выпуск этилированных А-76, АИ-80, АИ-92, АИ-93 прекращен. Переход на производство неэтилированных бензинов позволил заменить выпуск бензинов А-76 (АИ-80) на производство неэтилированных бензинов с ОЧИ 91 и выше. Требования к основным показателям качества автомобильных бензинов в соответствии с требованиями технического регламента №118 представлены в табл. 3.4.

Неэтилированные бензины, предназначенные для использования в качестве моторного топлива на транспортных средствах с бензиновыми двигателями, сконструированными для работы на неэтилированном бензине, производятся по ГОСТ Р 51866-2002 (табл. 3.5, 3.6).

84

Характеристики бензинов

(ТУ 38.001165-97, АИ-98 ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ 38.401-58-127-95)

85

86

Применение того или иного сорта бензина определяется конструктивными особенностями двигателей внутреннего сгорания, а также условиями, в которых они эксплуатируются [26].

Плотность бензина определяется его химическим составом, молекулярной массой и температурой, и хотя она для бензинов не нормируется, ее необходимо точно знать при расчете дозирующих систем приборов питания, пересчете объемных единиц в массовые и, наоборот, для определения расхода топлива. Плотность бензинов при температуре 20 °С составляет от 0,700 до 0,755 г/см3, и с понижением температуры на каждые 10 °С она возрастает только на 1 %.

Вязкость бензинов при 20 °С изменяется в пределах от 0,5 до 0,7 мм2/с, а с понижением температуры она повышается примерно в 10 раз быстрее, чем плотность.

Испаряемость автомобильных бензинов и их фракционный состав.

Важнейшие эксплуатационные свойства топлив связаны с их фракционным составом. Так, от фракционного состава бензина зависит пуск двигателя и время, затрачиваемое на его прогрев; перебои в работе двигателя, вызываемые образованием паровых пробок или обледенением карбюратора; приемистость двигателя; расход топлива и масла; мощность двигателя; образование углеродистых отложений, а также в определенной степени износ трущихся деталей.

Фракционный состав оказывает большое влияние и на полноту сгорания бензина: с увеличением в нем высококипящих фракций полнота сгорания заметно снижается.

Для характеристики фракционного состава указываются температуры, при которых перегоняется 10, 50 и 90 % бензина, а также температуры начала и конца его перегонки. Кроме того, ограничивается количество бензина, которое не перегоняется (остаток), и количество бензина, которое улетучивается в процессе перегонки.

87

Связь между фракционным составом бензина и работой двигателя можно определить с помощью номограмм, приведенной на рис. 3.1.

По температуре перегонки 10 % бензина (t10%) судят о наличии в нем головных (пусковых) фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя. Чем ниже эта температура, тем легче и быстрее можно пустить холодный двигатель, так как большое количество бензина будет попадать в цилиндры в паровой фазе.

Интенсивность прогрева двигателя, устойчивость работы на малой частоте вращения коленчатого вала и приемистость (интенсивность разгона при полностью открытом дросселе) зависят главным образом от

температуры перегонки 50%бензина (t 50%). Чем ниже эта температура, тем легче испаряются средние фракции бензина, обеспечивая поступление в непрогретый еще двигатель горючей смеси необходимого состава, устойчивую работу на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и хорошую приемистость.

Рис. 3.1. Номограммы для эксплуатационной оценки бензинов по данным их разгонки: 1 – область возможного образования паровых пробок; 2 – область легкого пуска двигателя; 3 – область затрудненного пуска двигателя;4 – область практически невозможного пуска холодного двигателя; 5 – область быстрого прогрева и хорошей приемистости двигателя; 6– область медленного прогрева и плохой приемистости двигателя; 7 – область незначительного разжижения масла в картере; 8 – область заметного разжижения масла в картере; 9 – область интенсивного разжижения масла в картере

По температуре перегонки 90% (t 90%) и температуре конца перегонки (кипения) судят о наличии в бензине тяжелых трудноиспаряемых фракций, интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси и мощности, развиваемой двигателем. Для обеспечения испарения

88