Дизельные топлива

Эксплуатационные требования

Автомобильное дизельное топливо – это нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды, с температурой кипения 150 – 360 ⁰С. Групповой состав дизельного топлива представлен преимущественно алканами и цикланами. Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса экономичнее бензиновых двигателей, что и определило их широкое применение. Дизельное топливо дешевле бензина, поскольку его получают прямой перегонкой нефти.

Важнейшее эксплуатационно-техническое требование к дизельным топливам состоит в том, что, так же, как и бензины, они должны быть эффективным энергоносителем, то есть обладать высокой теплотой сгорания. Кроме того, при всех возможных условиях эксплуатации должны быть обеспечены:

• бесперебойная подача топлива из бака к топливной аппаратуре и в цилиндры двигателя;

• хорошее смесеобразование;

• надежная самовоспламеняемость, мягкая работа двигателя, полное сгорание;

• отсутствие нагара и отложений в зоне распылителей форсунок и в камере сгорания;

• отсутствие коррозии и коррозионных износов;

• высокая физическая и химическая стабильность при хранении и транспортировке;

• низкая токсичность топлива и продуктов его сгорания.

Главными эксплуатационными показателями дизельного топлива являются:

• цетановое число, определяющее мощностные и экономические показатели работы двигателя;

• низкотемпературные свойства, определяющие работу системы топливоподачи при отрицательных температурах окружающего воздуха;

• вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыление его в камере сгорания и работоспособность топливных фильтров;

• фракционный состав, влияющий на полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов;

• степень чистоты, определяющая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки.

Вязкость дизельных топлив

Вязкость является одной из важнейших характеристик качества дизельного топлива. Понижение или повышение вязкости по сравнению с нормируемыми значениями приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, ухудшению процессов смесеобразования и уменьшению полноты сгорания топлива.

Вязкость определяет прокачиваемость дизельного топлива по системе питания двигателя. Топлива с чрезмерно высокой вязкостью оказывают значительное сопротивление при движении по трубопроводу, через фильтр, отверстия форсунок и т.д. При использовании же дизельных топлив с очень низкой вязкостью ухудшается смазывание деталей насоса высокого давления и нарушается дозировка подачи вследствие возрастающего его просачивания через зазоры между плунжером и гильзой того же насоса.

Вязкость дизельного топлива влияет на качество распыливания топлива при его впрыске в цилиндры (рис. 4).

Рис. 4 - Конусы распыливания и образующиеся факелы высоковязкого (а) и маловязкого (б) дизельного топлива

Из высоковязкого топлива образуются крупные капли и длинная струя с малым углом. При этом продолжительность процесса испарения возрастает, топливо сгорает не полностью, увеличивается его расход, повышается нагарообразование и дымность отработавших газов. Чем меньше вязкость, тем тоньше распыл топлива, меньше диаметр образующихся капель, лучше испаряемость. Однако при этом уменьшается длина струи топлива, поскольку мелкие капли обладают малой кинетической энергией, наблюдается неравномерность образования горючей смеси, уменьшается полнота сгорания топлива. Вязкость дизельных топлив увеличивается с повышением давления и с понижением температуры. Зависимость вязкости от температуры определяется вязкостно-температурными характеристиками (ВТХ). Чем меньше зависит вязкость от температуры, тем лучше ВТХ. ВТХ топлив зависит, в основном, от фракционного состава: чем тяжелее фракционный состав, тем сильнее вязкость зависит от температуры. Маловязкие топлива обладают лучшими ВТХ по сравнению с более вязкими.

В стандартах на отечественные дизельные топлива вязкость устанавливается в зависимости от условий их применения: для топлив различных марок оптимальное значение кинематической вязкости лежит в пределах 1,5 - 6,0 мм²/с при 20 ⁰С.