Испаряемость топлива

Для получения смеси топлива с воздухом необходимо, чтобы топливо испарялось. Скорость смесеобразования и полнота испарения топлива зависят не только от температуры, давления, вихревого движения воздуха в камере сгорания, качества распыливания, но и от испаряемости топлива.

При хорошем распыливании топлива, больше поверхность его испарения. И с уменьшением диаметра капель возрастает скорость их нагревания. Следовательно, скорость испарения впрыскиваемого топлива возрастает с улучшением качества распыливания.

При использовании топлива с плохой испаряемостью и выкипающего при высоких температурах скорость испарения может быть настолько мала, что топливо не успевает перейти в газообразное состояние и, следовательно, полностью сгореть. При этом увеличивается его расход, повышается износ деталей цилиндропоршневой группы из-за смывания жидким топливом смазочной пленки со стенок гильз.

Фракционный состав обусловливает испаряемость дизельного топлива. Фракционный состав дизельного топлива определяют так же, как и карбюраторного. Испаряемость дизельного топлива оценивают по результатам фракционной перегонки: чем ниже температура кипения фракции, тем выше упругость насыщенных паров.

С повышением цетанового числа топлива время на пуск дизеля уменьшается. Цетановое число (если оно не очень низкое) влияет на легкость пуска в меньшей степени, чем фракционный состав.

Пусковые свойства дизельного топлива оцениваются температурой выкипания 50% топлива. Для дизелей выпускают зимнее топливо с t_{50 %} = 255...280 °С и t_{96 %} = 330...340 °С, летнее с t_{50 %} = 280 °С и t_{96 %} = 360 °С. Такой фракционный состав обеспечивает достаточную полноту сгорания топлива и мягкую работу современных высокооборотных дизелей.

Температуры вспышки и воспламенения, так же как и фракционный состав, определяют испаряемость топлива. Температура вспышки зимнего дизельного топлива 30...35 °С, летнего — 50 °С.

Нагарообразующие свойства

При сгорании дизельного топлива не должно образовываться нагароотложений на деталях камеры сгорания, клапанах газораспределительного механизма, поршневых кольцах, игле и корпусе форсунки. Нагар, образующийся на клапанах, приводит к их зависанию; в камере сгорания — к нарушению теплоотдачи; на форсунке ухудшает качество впрыскивания. Образование отложений на поршневых кольцах вызывает их закоксовывание и, следовательно, нарушение компрессии, увеличение прорыва газов в картер двигателя, повышение доли угара моторного масла и т. п.

На процесс нагарообразования оказывают влияние следующие свойства топлива:

–неполнота сгорания из-за тяжелого фракционного состава и повышенной вязкости;

–наличие в топливе высокомолекулярных смолисто-асфальтовых соединений, непредельных углеводородов, сернистых соединений и механических примесей;

–повышенная зольность.

Для того чтобы уменьшить нагарообразование в двигателе, необходимо ил полностью очистить топливо от нежелательных соединений или значительно снизить их содержание.

Коксуемость характеризует склонность топлива к нагарообразованию. Этот показатель удобно применять для сравнительной оценке различных партий топлива. Коксуемость топлива определяют по ГОСТ 19932—80. Для дизельного топлива этот показатель не должен превышать 0,05%. На практике определяют коксуемость 10%-ного остатка, полученного после отгона 90% топлива. Коксуемость 10%-ного остатка допускается не более 0,3 %.

Кроме нагара, на деталях образуются также лаковые отложения – продукты высокотемпературного окисления непредельных углеводородов и других соединений.

Зольность топлива характеризует негорючий остаток топлива — золу. Она получается после сжигания топлива в атмосфере воздуха при температуре 800...850°С (ГОСТ 1461-75). Для дизельного топлива зольность не должна превышать 0,01 %. С увеличением зольности значительно возрастает износ деталей топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы.

Сернистые соединения топлива влияют главным образом на качество нагара. Сера, концентрируясь в нагарах и отложениях, делает их более твердыми и трудноудаляемыми.