Влияние свойств дизельного топлива на образование нагара

Образование нагара на деталях двигателя ухудшает его экономические и мощностные показатели. Склонность топлива к нагарообразованию зависит от его химического и фракционного состава. При сгорании дизельного топлива (при работе дизеля) наблюдается нагарообразование на стенках камеры сгорания, днищах поршней и на впускных клапанах, а также на распылителях и иглах распылителей форсунок.

Отложение нагара на стенках камеры сгорания ухудшает отвод теплоты в систему охлаждения двигателя. Наличие нагара на впускных клапанах приводит к их закоксовыванию. В результате нарушается правильная посадка тарелки клапана на седло, что может привести к зависанию клапана.

Наибольшие нарушения в работе дизельных двигателей связаны с отложениями нагара на форсунках. Из-за нагара на распылителях ухудшается качество распыления топлива и искажается геометрия факела распыла. При ухудшении распыления топлива нарушается смесеобразование, происходит неполное его сгорание, что приводит к снижению мощности дизеля, увеличению дымности отработавших газов, повышенному расходу топлива. Попадание частиц нагара под иглы распылителей форсунок приводит к их зависанию, когда игла не плотно садится на уплотняющий конус распылителя и не перекрывает канал распылителя. В результате этого топливо подтекает, падает мощность двигателя, появляется дымный выпуск отработавших газов.

Нагарообразование в дизеле, помимо конструктивных факторов и режима работы двигателя, зависит от качества применяемого топлива. В наибольшей степени на процесс образования отложений в дизеле влияют такие характеристики топлива, как фракционный состав, содержание и характер смолистых веществ, природа и концентрация непредельных и ароматических соединений, коксуемость и зольность. Более тяжелые дизельные топлива образуют больше нагара. С увеличением содержания фактических смол в топливе увеличивается нагарообразование на деталях двигателя, закоксовывание отверстий распылителей и зависание игл. С увеличением коксуемости и зольности дизельного топлива растете его склонность к нагарообразованию. Коксуемость – это способность топлива при нагревании без доступа воздуха образовывать остаток в виде угля (кокса). Чем быстроходней и термически напряженней двигатель, тем меньше должна быть коксуемость применяемого топлива. Зольность характеризует содержание в топливе несгораемых примесей, которые выпадают в нагар, увеличивая его абразивные свойства. В соответствии с требованиями ГОСТ 52368-2005 зольность дизельных топлив не превышает 0,01 % (по массе).

Уменьшить нагарообразование можно путем улучшения качества применяемого топлива, изменением температурного и скоростного режима работы двигателя и добавлением к топливу специальных противонагарных присадок. Такие присадки действуют на топлива по-разному. Вещества, являющиеся катализаторами окисления, могут увеличивать полноту сгорания топлива и масла, проникающего в камеру сгорания и тем самым уменьшать количество образующегося нагара. Другие добавки (поверхностно-активные вещества, обладающие диспергирующими и моющими свойствами) способствуют разрыхлению нагара и облегчают его выносу из камеры сгорания. Присадки могут также растворять нагар. В качестве противонагарных присадок наибольшее распространение получили соединения, содержащие фосфор, бор и азот.