Дизельное топливо. Показатели качества. Основные характеристики и марки
Один из основных показателей качества дизельного топлива — воспламеняемость, которая характеризует способность топлива воспламеняться без источника зажигания и оценивается цетановым числом. Цетановое число определяется на лабораторной установке с одноцилиндровым двигателем сравнением температуры самовоспламенения испытуемого образца топлива с эталонным. В качестве эталонного топлива применяетсясмесь, состоящая из двух углеводородов: цетана, или гексадекана (С16Н34), самовоспламеняемость которого принята за100, и а-метилнафталина (С11Н10)—с нулевой самовоспламеняемостыо. Цетановым числом называется условная единица, численно равная проценту (по объему) цетана в смеси, состоящей из цетана и а-метилнафталина, и равнозначная по самовоспламеняемости данному топливу.
Рис.
Например, если испытуемое топливо ведет себя так же, как смесь, состоящая из 45% цетана и 55% а-метилнафталина, то цетановое число данного дизельного топлива равно 45. Температура самовоспламенения дизельного топлива снижается с увеличением цетанового числа (рис.9.1). Цетановое число влияет на легкость и надежность запуска двигателя, давление сгорания, удельный расход топлива и другие показатели. Использование топлива с более высоким цетановым числом приводит к неполному сгоранию, увеличению дымности выхлопа и снижению мощности двигателя.
От фракционного состава дизельного топлива зависит качество образования топливно-воздушной смеси и полнота ее сгорания, дымность выхлопа и другие показатели работы двигателя, а также температура вспышки горючей смеси при поднесении огня. При определении температуры вспышки топливо нагревают в закрытом тигле и периодически подносят к его поверхности запальную лампочку.
Вязкость является важным эксплуатационным свойством и определяет подвижность дизельного топлива (т. е. сопротивление, которое оказывают частицы жидкости друг другу при перемещении под действием силы), степень его распыления и однородность горючей смеси. При пониженной вязкости происходит чрезмерное распыление топлива, его подтекание через зазоры, снижается давление впрыска, ухудшаются его смазывающие свойства, и наоборот, при повышенной вязкости увеличивается сопротивление при движении топлива по трубопроводам, ухудшаются процессы распыления и смесеобразования, топливо сгорает неполностью, повышается его расход. Дизельное топливо обычно характеризуется кинематической вязкостью, которая представляет собой удельный коэффициент внутреннего трения жидкости. Вязкость дизельного топлива зависит от температуры (рис. 9.2) и повышается при ее снижении: в топливах для быстроходных дизелей она определяется при 20°С, а для тихоходных — при 50°С.
Рис. 9.2 Зависимость вязкости дизельного топлива от температуры:I — летней; 2 — зимней;3— арктической.
На работу двигателя при низкой температуре влияют также температура помутнения, начала кристаллизации и застывания топлива.
Температурой помутнения называется такая температура, при которой топливо теряет свою фазовую однородность и становится мутным. При этом изменяется его внешний вид вследствие образования твердых углеводородов. Дальнейшее охлаждение топлива приводит к повышению содержания твердой фазы, появлению кристаллов.
Температура образования первых кристаллов называется температурой начала кристаллизации.
Температура полной потери подвижности топлива является температурой застывания. Температура помутнения, начала кристаллизации и застывания зависят от фракционного состава дизельного топлива. Например, парафиновые углеводороды имеют низкую температуру застывания и применяются для выработки летних сортов топлива, а нафтеновые, с высокой температурой застывания,— для получения зимних сортов топлива. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы температура помутнения была на 3—5°С ниже минимальной температуры окружающей среды, а температура застывания — на 10—12 °С ниже.
Содержание серы в дизельном топливе всегда выше, чем в бензине, так как основная часть сернистых соединений перегоняется из нефти с углеводородами, выкипающими при температуре более 200°С. Сера и сернистые соединения вызывают коррозию деталей двигателей, особенно быстроходных.
Поэтому быстроходные дизели должны эксплуатироваться на малосернистом топливе. Кроме того, при работе двигателя на сернистом топливе повышаются износ (рис.9.3 и нагарообразование, снижается его мощность и ускоряются процессы окисления масла. Чтобы снизить влияние содержания серы необходимо удалять ее из топлива при очистке. Эффективным способом борьбы с сернистой коррозией является использование антикоррозионных присадок, добавляемых к дизельному топливу (например, нафтената цинка), а также правильный подбор для двигателя моторного масла, содержащего определенные композиции присадок. Наличие активных сернистых соединений определяется пробой на медную пластинку.
Коррозионная активность дизельного топлива зависит также от содержания водно-растворимых кислот и щелочей, кислородных соединений, смол, механических примесей и воды. Наличие в топливе минеральных кислот или веществ, вызывающих кислотную реакцию, а также наличие механических примесей и воды недопустимо. Механические примеси вызывают износ деталей топливоподающей аппаратуры; их содержание определяют фильтрацией средней пробы топлива через бумажный фильтр.
вает перегрев двигателя и снижение его мощности.
Для улучшения свойств дизельного топлива к нему, добавляют присадки, повышающие цетановое число, ингибиторы коррозии, дезактиваторы металлов и т. д. Так, добавление 1% изопропилнитрата повышает цетановое число дизельного топлива на 10—12 единиц, улучшает его пусковые характеристики.
В зависимости от условий применения промышленность выпускает дизельное топливо трех марок: Л (летнее)— для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0°С и выше; 3 (зимнее) — для эксплуатации при температуре окружающего воздуха — 20°С и выше; А (арктическое)—для эксплуатации при температуре окружающего воздуха —50°С и выше. Норма цетанового числа для всех трех марок дизельного топлива установлена не менее 45. По содержанию серы дизельные топлива делятся на два вида: I—не более 0,2% и II— не более 0,5% (для марки А — не более 0,4%). В маркировку топлива Л входят содержание серы и температура вспышки; топлива 3 — содержание серы и температура застывания, топлива А — содержание серы.
5. Мазут. Основные свойства, марки и применение
Мазут широко применяется в качестве котельного топлива и является ценным сырьем для химической промышленности. Как высокомолекулярная фракция нефти мазут представляет собой темную и густую жидкость.
Основным показателем качества мазута при его маркировке является вязкость, определяющая условия заполнения и слива баков, цистерн, танкеров и других емкостей, транспортирования мазута по трубопроводам, подачи его в топочное пространство печей и т. д. Вязкость мазута оценивается в единицах условной вязкости (°ВУ) и определяется отношением времени непрерывного истечения 200 мл мазута при заданной температуре к времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20 °С .Испытания проводятся в вискозиметре ВУ со стандартным временем (51 ±1 с) истечения дистиллированной воды через капилляр. Вязкость мазута зависит от температуры, плотности и смолистости.
Температура застывания мазута зависит от химического состава сырья и способов получения нефтепродукта. Прямогонные мазуты из парафиновой нефти имеют температуру застывания более 25 °С, а крекинг-мазуты — от 25 до 34°С.
При расчетах объемов емкостей для хранения и транспортирования топлива, определении условий отстаивания воды и осаждения механических примесей из мазута пользуются показателем плотности мазута. Чем меньше плотность мазута, тем легче и быстрее отделяются от него вода и механические примеси. Плотность мазута колеблется в пределах 0,94—1,02 г/см3 и повышается с увеличением вязкости.
Температура вспышки характеризует пожарную безопасность топлива и условия обращения с ним в процессе транспортирования, хранения и использования.
Зольность мазута зависит от качества подготовки и переработки сырья и определяется содержанием солей, неорганических примесей, используемых присадок, а также продуктов коррозии нефтяной аппаратуры.
В настоящее время в результате совершенствования процессов подготовки и переработки нефти в промышленности содержание золы в товарных мазутах значительно сократилось.
Содержание серы в котельном топливе зависит от химического состава исходной нефти и составляет: для высокосернистых мазутов — до 3,5%, для сернистых — до 2,0% и для малосернистых — до 0,6%. Сжигание сернистой нефти приводит к образованию кислотныхоксидов, вызывающих повышенную коррозию деталей котлов и аппаратов, загрязняет окружающую среду. Особую коррозионную активность имеют сероводород и элементарная сера.
Вода и механические примеси попадают в мазут из нефти в процессе производства и товаротранспортных операций и являются балластом при транспортировании. При сжигании обводненных мазутов снижается коэффициент полезного действия котлов и создаются условия для коррозии аппаратуры, а неорганическая часть механических примесей в процессе сжигания не сгорает и повышает зольность мазута. Содержание воды и механических примесей в мазуте должно быть минимальным. Для снижения влияния вредных примесей и улуч- -шения противопригарных и антикоррозионных свойств к мазутам добавляют присадки.
Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается несколько марок мазутов, используемых в качестве топлива: флотские Ф-5 и Ф-12, топочные 40 и 100.
Цифры входящие в марки (5, 12, 40 и 100), указывают на максимальную вязкость пои температуре 50°С в единицах условной вязкости. Мазуты Ф-5 и Ф-12 (легкое топливо) применяются в судовых котельных установках, а марок 40 (среднее топливо) и 100 (тяжелое топливо)— как массовое топливо во всех котельных и нагревательных установках общего назначения. Мазуты марок 40 и 100 по содержанию серы подразделяются на: малосернистые, сернистые и высокосернистые.
Топливо для мартеновских печей поставляется марок: МП — малосернистое и МПС — сернистое. Газотурбинное топливо вырабатывается двух марок: ТГ — обычное и ТГВК — высшей категории качества, а топливо печное бытовое выпускается марки ТПБ.
Дизельное топливо
Содержание страницы
Дизельное топливо — это нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурами кипения 200…350 °С. Выглядит дизельное топливо как более вязкая, чем бензин, прозрачная жидкость желтого или светло-коричневого цвета в зависимости от содержания смол.
Дизельное топливо так же, как и бензин, легче воды и практически не растворяется в ней.
Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на 25…30 % экономичнее бензиновых двигателей, что и предопределило их широкое применение. Экономичная работа дизелей достигается главным образом за счет высоких степеней сжатия. Получить дизельное топливо дешевле, чем бензин, поскольку это топливо производят в основном прямой перегонкой.
Для быстроходных автомобильных дизельных двигателей с частотой вращения коленчатого вала более 1000 мин–1 выпускаются топлива на базе керосиновых, газойлевых и соляровых дистиллятов прямой перегонки. Для снижения содержания серы используют гидроочистку и карбамидную депарафинизацию. В силу этого состав дизельных топлив ограничивается в основном алкановыми и циклановыми углеводородами. Непредельных углеводородов в дизельных топливах практически нет. В некоторые сорта дизельных топлив добавляют не более 20 % каталитического газойля с содержанием ароматических углеводородов.
1. Свойства дизельных топлив
К свойствам дизельных топлив, отвечающим всем эксплуатационным требованиям, относятся: фракционный состав и испаряемость, цетановое число, вязкость и плотность, низкотемпературные свойства, склонность к нагарообразованию, противокоррозионные свойства и стабильность, наличие механических примесей и воды, удовлетворение экологических требований.
Фракционный состав топлива определяет его испаряемость (СТБ 1658–2006, ГОСТ 305–82). При облегчении топлива ухудшается пуск дизелей, так как легкие фракции имеют худшую по сравнению с тяжелыми фракциями самовоспламеняемость. Поэтому пусковые свойства дизельных топлив в некоторой степени определяет температура выкипания 50 % топлива (t50%). Чем эта температура ниже, тем более облегчен фракционный состав данного топлива, тем быстрее и полнее оно испаряется в камере сгорания. Однако после прогрева двигателя до рабочей температуры топливо с облегченным фракционным составом ведет к увеличению периода задержки самовоспламенения и вызывает жесткую работу дизеля.
Температура выкипания 96 % топлива (t96%) регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов. Часть топлива в жидком виде стекает по стенкам цилиндра в масляный картер, смывая смазочный материал и повышая износ деталей двигателя. Поэтому чрезмерное утяжеление топлива, как и его облегчение, нежелательно.
Температура начала кипения отечественных дизельных топлив обычно составляет 170…200 °С, величина t50% равна 255…280 °С, а температура конца перегонки (t96%) примерно равна 330…360 °С.
Цетановое число — показатель, указывающий скорость нарастания давления при сгорании жидкого нефтяного топлива в поршневых двигателях с воспламенением топливо-воздушной смеси от сжатия, выраженный в единицах эталонной шкалы. Это условный показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана (н-гексадекана) в эталонной смеси с α-метилнафталином, которая равноценна по воспламеняемости испытуемому топливу.
Воспламеняемость дизельного топлива характеризует его способность к самовоспламенению в камере сгорания. Воспламенение горючей смеси в дизельных двигателях происходит без постороннего источника зажигания. Смесь самовоспламеняется под действием высокой температуры в результате бурно протекающих в ней реакций окисления.
Цетановое число определяется по СТБ ИСО 5165–2002 и ГОСТ 3122–67 на установках ИТ9-3 и ИТ9-3М. Установки имеют одноцилиндровый четырехтактный дизель с переменной степенью сжатия от 7 до 23. При проведении испытаний угол опережения впрыскивания топлива должен быть 13° до верхней мертвой точки, давление впрыскивания — 10,4 МПа. При определении цетанового числа дизельных топлив частота вращения вала одноцилиндрового двигателя должна быть строго постоянной (900 ± 10 мин–1).
Для определения цетанового числа составляют эталонные смеси. В их состав входят цетан С13Н34 и α-метилнафталин С11Н10. Склонность цетана к самовоспламенению принимают за 100 единиц, α-метилнафталина — за 0 единиц.
Цетановое число смеси, составленной из них, численно равно процентному содержанию (по объему) цетана.
Так, если смесь состоит из 30 % цетана и 70 % α-метилнафталина, то считается, что ее цетановое число (ЦЧ) равно 30.
Цетановое число, определяемое по методу совпадения вспышек, обозначается: ЦЧ/СВ, например 45/СВ (СТ СЭВ 2877–81). 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 α-метилнафталин отличается наибольшим периодом задержки и высокой температурой воспламенения. Поэтому при большом содержании α-метилнафталина (низком цетановом числе) происходит резкое нарастание давления в цилиндре двигателя и жесткая работа дизеля.
Цетановое число дизельного топлива зависит от его химического состава, склонности к окислению.
Наиболее быстро окисляются и распадаются парафиновые углеводороды нормального строения. Они имеют самые высокие цетановые числа. Ароматические углеводороды самовоспламеняются при более высоких температурах и за больший промежуток времени, имеют самые низкие цетановые числа.
Цетановое число может быть определено также расчетным путем, например по плотности и кинематической вязкости при температуре 20 °С по формуле
где V20 — кинематическая вязкость при температуре 20 °С; ρ420 — плотность топлива при температуре 20 °С.
При известном углеводородном составе цетановое число можно вычислить по формуле
где П, Н, А — содержание соответственно парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов.
По ГОСТ 305–82 цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 45. Согласно СТБ 1658–2006 цетановое число должно быть не менее 51 для дизельного топлива, применяемого в условиях умеренного климата, и 47…49 — для дизельного топлива, применяемого в условиях арктического и холодного климата.
Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость топлива. В то же время при использовании топлива с повышенным цетановым числом происходит преждевременное воспламенение топливной смеси, которое снижает экономичность и мощность дизеля, вызывает обильное дымление. Применение топлива с цетановым числом менее 40 обусловливает жесткую работу двигателя (возникает характерный металлический стук, напоминающий детонацию в бензиновом двигателе; вибрация; перегрев поршней и головок цилиндров и др.).
Цетановое число топлива может быть повышено регулированием углеводородного состава или введением в состав топлива специальных присадок. Однако увеличение концентрации нормальных парафинов (цетана) при снижении концентрации ароматических углеводородов ограничено повышенной температурой плавления нормальных парафинов, поэтому их содержание в зимних марках дизельных топлив строго регламентировано. Для повышения цетанового числа дизельного топлива к нему добавляют специальные высокоцетановые присадки: синтин (продукт синтеза окиси углерода и водорода), перекись углеводородов, нитросоединения.
Однако они широкого распространения не получили из-за невысокой стабильности при хранении и большой взрывоопасности.
Кислородсодержащие присадки (органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты — этилнитрат, изопропилнитрат и др.) резко снижают период задержки самовоспламенения, который внешне проявляется как работа дизеля на высокоцетановом топливе. Данные присадки ускоряют начальные предпламенные реакции и способствуют образованию новых активных центров реакции. Так, добавление 1 % изопропилнитрата в зимнее, арктическое или низкоцетановое топливо, полученное путем каталитического крекинга, повышает цетановое число на 10…12. Кроме того, эта присадка позволяет улучшить пусковые качества топлива при низкой температуре и уменьшить нагарообразование. Однако производство этих присадок в последнее время сокращено. Специалистами фирмы «Юникол» разработана новая эффективная присадка «Миакрон-2000», основу которой составляет этилгексилнитрат. Массовая доля присадки в дизельном топливе должна быть 0,1…0,3 %.
В соответствии с СТБ 1658–2006 «Топливо дизельное. Технические требования и методы испытаний» нормированию подлежит такой показатель, как цетановый индекс. Минимальное его значение должно составлять 46. Расчет цетанового индекса производится в соответствии с СТБ 4264–2003 «Нефтепродукты. Расчет цетанового индекса средних дистиллятов по уравнению с четырьмя переменными».
Цетановым индексом называется значение, рассчитанное по уравнению с четырьмя переменными. Цетановый индекс не является альтернативным способом выражения цетанового числа; это дополнительный инструмент, который применяется надлежащим образом в отношении ограничений. Цетановый индекс используется для оценки цетанового числа дизельного топлива в тех случаях, когда двигатель при испытаниях недоступен для непосредственного определения данного показателя или когда в наличии имеется проба, не соответствующая требованиям метода с использованием двигателя. В случае, если цетановое число топлива было установлено ранее, цетановый индекс может использоваться для подтверждения цетанового числа других проб данного топлива при условии, что источник получения топлива и способ его производства остаются неизменными.
Сущность метода заключается в следующем. Плотность при температуре 15 °С и температуры, при которых получены 10 %, 50 % и 90 % объема отогнанного продукта (температуры при перегонке), определяют посредством стандартных методов испытаний, а цетановый индекс рассчитывается на основании данных, полученных при испытании, с применением известных соотношений.
Определение цетанового индекса может быть произведено двумя методами. Первый метод заключается в том, что измеренные значения плотности и температуры перегонки 10 %, 50 % и 90 % топлива подставляют в уравнение
где T10N= T10 – 215; T50N= T50 – 260; T90N= T90 – 310; T10 — температура, при которой получено 10 % отгона при перегонке, °С; T50 — температура, при которой получено 50 % отгона при перегонке, °С; T90 — температура, при которой получено 90 % отгона при перегонке, °С; B = [exp(–0,0035DN)] – 1; DN= D – 850; D — плотность при температуре 15 °С, кг/м3.
Второй метод заключается в использовании номограмм.
Вязкость и плотность дизельных топлив влияют на процессы испарения и смесеобразования. Эти показатели определяются в соответствии с СТБ ИСО 3104–2003 и СТБ ИСО 3675–2003.
Вязкость — свойство частиц жидкости оказывать сопротивление взаимному перемещению под действием внешней силы. Различают динамическую и кинематическую вязкость. В практических условиях применяется кинематическая вязкость υ, которая равна отношению динамической вязкости η к плотности ρ:
Единица кинематической вязкости в системе СИ — м2/с. На практике применяют меньшую единицу — сантистокс (сСт):
Для топлив различных марок оптимальное значение кинематической вязкости лежит в пределах от 1,5 до 4,5 мм2/с. В соответствии с СТБ 1658–2006 вязкость дизельных топлив для умеренных климатических зон должна составлять 2…4,5 мм2/с, для арктических и холодных климатических зон — 1,2…4 мм2/с в зависимости от класса.
Согласно ГОСТ 305–82 кинематическая вязкость дизельных топлив нормируется при 20 °С и равна: 3…6 мм2/с — для летних топлив; 1,8…5 мм2/с — для зимних топлив; 1,5…4 мм2/с — для арктических топлив.
Изменение кинематической вязкости приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, а также процессов смесеобразования и сгорания рабочей смеси.
При пониженной вязкости топливо вытекает через зазоры в плунжерных парах топливного насоса высокого давления, вследствие чего изменяется его дозировка, уменьшается цикловая подача, снижается давление впрыска, увеличивается нагарообразование. Снижение вязкости топлива ухудшает и его смазочные свойства, что приводит к увеличению интенсивности изнашивания прецизионных плунжерных пар топливного насоса высокого давления, так как их износ определяется физическим состоянием топлива. Кроме того, при этом увеличивается опасность подтекания и просачивания маловязкого топлива и, как следствие, растет его расход.
Падение мощности двигателя может быть вызвано снижением цикловой подачи топлива.
Повышенная вязкость топлива приводит к ухудшению качества смесеобразования, при распылении образуются крупные капли и длинная струя с малым углом топливного факела. При этом продолжительность процесса испарения возрастает, топливо сгорает не полностью, увеличивается его расход, повышается нагарообразование, возникает дымление (цвет отработавших газов становится темным). При повышении вязкости с 3 до 8 мм2/с коэффициент подачи топлива увеличивается на 15…16 %.
Более мелкие и однородные по составу капли рабочей смеси улучшают процессы испарения, смесеобразования и сгорания, что характерно для распыления дизельного топлива с кинематической вязкостью 2,5…4,0 мм2/с при температуре 20 °С. Дальнейшее снижение вязкости приводит к уменьшению длины струи топлива (поскольку мелкие капельки обладают малой кинетической энергией), наблюдается неравномерность образования горючей смеси, неполнота сгорания и перерасход топлива.
Согласно ГОСТ СТБ 1658–2006 вязкость топлива должна составлять 2…4 мм2/с для умеренного климата и 1,2…4 мм2/с для топлива, применяемого для арктического и холодного климата.
Поскольку с понижением температуры вязкость значительно возрастает, существенно ухудшаются пусковые свойства топлива, особенно в холодное время года.
Повышение плотности топлива сказывается на процессе смесеобразования следующим образом: возрастает длина топливной струи, ухудшается экономичность двигателя и увеличивается дымность. При малой плотности топлива уменьшается длина струи, ухудшается процесс смесеобразования. Поэтому плотность дизельного топлива должна быть оптимальной с учетом сезонности эксплуатации и других факторов и находиться в пределах от 800 до 845 кг/м3.
По СТБ 1658–2006, соответствующему европейскому стандарту EN 590:2004, плотность дизельных топлив определяется при температуре 15 °С и для умеренных климатических зон должна составлять 820…845 кг/м3, для арктических и холодных климатических зон — 800…845 кг/м3 в зависимости от класса.
В соответствии с ГОСТ 305–82 «Топливо дизельное. Технические условия» плотность дизельных топлив различных марок при температуре 20 °С не должна превышать: 860 кг/м3 — для марки Л, 840 кг/м3 — для марки З и 830 кг/м3— для марки А.
Низкотемпературные свойства дизельного топлива являются его важными эксплуатационными характеристиками, связанными с подвижностью топлива при отрицательной температуре, т.е. его способностью поступать из топливного бака к двигателю бесперебойно. В дизельном топливе содержатся растворенные парафиновые углеводороды, которые при понижении температуры кристаллизуются. Выделяющиеся кристаллы могут засорить систему питания двигателя, особенно топливные фильтры. Низкотемпературные свойства оцениваются по значениям предельной температуры фильтрации, температуры помутнения и температуры застывания.
При предельной температуре фильтрации размеры кристаллов твердых углеводородов увеличиваются и они не проходят через фильтры, т.е. текучесть топлива ухудшается.
Температура помутнения — это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо в условиях испытания начинает мутнеть. При помутнении дизельное топливо не теряет текучести. Размеры кристаллов таковы, что они проходят через элементы фильтров тонкой очистки, образуя на них тонкую парафинистую пленку. Нарушение подачи топлива из-за его помутнения возможно при пуске и прогреве дизеля. Для обеспечения нормальной эксплуатации двигателя необходимо, чтобы температура помутнения дизельного топлива была ниже температуры окружающего воздуха.
Температура помутнения и предельная температура фильтрации топлива характеризуют условия его применения. Если топливо не содержит депрессорных присадок, то предельная температура фильтрации равна температуре помутнения или ниже ее на 1…2 °С.
Температура застывания — это температура, при которой топливо полностью теряет подвижность. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5…10 °С. При понижении температуры растущие кристаллы парафиновых углеводородов образуют пространственную решетку, внутри ячеек которой находятся жидкие углеводороды топлива. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Для обеспечения нормальной работы дизельного двигателя необходимо, чтобы температура застывания топлива была на 8…12 °С ниже температуры окружающего воздуха.
Низкотемпературные свойства дизельных топлив улучшают двумя способами: удалением из их состава высокоплавких парафинов нормального строения или добавлением в них депрессорных присадок. На нефтеперерабатывающих заводах температуру помутнения и температуру застывания понижают удалением избытка высокоплавких углеводородов (депарафинизация).
Добавляя депрессорные присадки в количестве сотых долей процента, можно снизить предельную температуру застывания на 15…20 °С. При введении депрессорных присадок температура помутнения топлива не изменяется. Механизм действия депрессорных присадок заключается в модификации структуры кристаллизующихся парафинов, уменьшении их размеров. Низкотемпературные свойства дизельных топлив с депрессорными присадками оценивают по температуре помутнения и предельной температуре фильтрации, а топлив без депрессатора — по температурам помутнения и застывания.
Так, например, депрессорные присадки этилцеллозольва (жидкость «И») и ТГФ-М существенно снижают температуру застывания и предельную температуру фильтруемости и практически не изменяют температуру помутнения. Депрессорная присадка «Аспект-Д» вводится в летние и зимние топлива из расчета 2 г на 1 кг топлива. Присадка обеспечивает бесперебойную работу дизеля до температуры –20 °С, что значительно сокращает время пуска холодного двигателя (присадку следует добавлять в топливо, в котором нет выпавших кристаллов парафина).
Некоторые присадки к дизельным топливам снижают только температуру застывания, но не влияют на температуру фильтруемости, что приводит к образованию в топливных баках двух слоев: верхнего (прозрачного) слоя, обладающего пониженным цетановым числом, и нижнего (мутного), содержащего мелкие кристаллы парафина.
Следует отметить, что дизельного топлива зимних сортов выпускают значительно меньше, чем летних. Нефтеперерабатывающие заводы производят около 11 % зимнего и 1 % арктического дизельного топлива от общего объема. Потребность в зимнем дизельном топливе удовлетворена менее чем на 50 %. Поэтому зимние сорта топлива следует использовать только в холодное время и не допускать их смешивания с летними топливами.
Для снижения температуры застывания дизельных топлив в условиях эксплуатации допускается в виде исключения добавлять керосин в соотношениях, приведенных в табл. 1. С этой целью используют низкозастывающие сорта керосина (типа реактивного топлива) в количестве до 25 %.
При сильном разбавлении дизельного топлива керосином снижается цетановое число, что приводит к жесткой работе двигателя и резкому ухудшению смазочных свойств, в связи с чем повышается износ плунжерной пары. При температуре воздуха от –20 до –30 °С двигатели работают на смеси, состоящей из 90 % дизельного топлива и 10 % керосина, а при температуре от –30 до –35 °С они работают на смеси, состоящей из 75 % дизельного топлива и 25 % керосина. Обычный осветительный керосин непригоден для данной цели, так как имеет плохие низкотемпературные свойства. Температура помутнения осветительного керосина составляет от –12 до –15 °С.
Таблица 1. Объемное содержание керосина в составе дизельного топлива для изменения его низкотемпературных свойств, %
| Температура окружающего воздуха, °С | Дизельное топливо | |
| Летнее | Зимнее | |
| От 0 до –5 | 10 | – |
| От –5 до –10 | 20 | – |
| От –10 до –15 | 30 | – |
| От –15 до –20 | 40 | – |
| От –20 до –25 | 50 | – |
| От –25 до –30 | 60 | 10 |
| От –30 до –35 | 70 | 20 |
| От –35 до –40 | 80 | 30 |
| От –40 до –50 | 90 | 40 |
| Ниже –50 | – | 50 |
Следует учитывать, что разбавленное керосином дизельное топливо теряет часть своих смазывающих свойств, что приводит к ускоренному изнашиванию деталей топливной аппаратуры. Кроме того, такое топливо более пожароопасное.
Европейский стандарт EN 590 (действующий в странах Европейского экономического сообщества с 1996 г.) и соответствующий ему стандарт СТБ 1658–2006 предусматривают выпуск дизельных топлив для различных климатических регионов. Для районов с умеренным климатом выпускается 6 марок дизельных топлив (А, В, С, D, Е и F), имеющих предельные температуры фильтруемости соответственно +5, 0, –5, –10, –15 и –20 °С. Для районов с холодным и арктическим климатом предусмотрен выпуск 5 классов (0, 1, 2, 3 и 4) дизельного топлива с низкотемпературными свойствами (табл. 2).
Таблица 2. Характеристика дизельных топлив различных классов для районов с холодным климатом (по европейскому стандарту EN 590)
| Показатель | Класс топлива | ||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Температура помутнения, °С, не выше | –10 | –16 | –22 | –28 | –34 |
| Предельная температура фильтруемости (CFPP), °С, не выше | –20 | –26 | –32 | –38 | –44 |
Согласно СТБ 1658–2006 допускается содержание метиловых эфиров жирных кислот (FAME) объемной долей 5 %.
Пример записи в документах и/или при заказе дизельного топлива для умеренного климата с предельной температурой фильтруемости не выше –20 °С, содержанием серы не более 10 мг/кг:
«Топливо дизельное ЕВРО, сорт F, вид I по СТБ 1658–2006».
Пример записи в документах и/или при заказе дизельного топлива для умеренного климата с номинальным значением объемной доли метиловых эфиров жирных кислот (FAME) 5 %, предельной температурой фильтруемости не выше –5 °С, содержанием серы не более 50 мг/кг: «Топливо биодизельное ЕВРО-Б5, сорт С, вид II по СТБ 1658–2006».
Склонность к нагарообразованию — эксплуатационное свойство дизельного топлива, влияющее на чистоту двигателя и топливной аппаратуры. Это свойство зависит от химического и фракционного состава топлива. При сгорании топлива наблюдается нагарообразование на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также на распылителях и иглах распылителей форсунок. На стенках камеры сгорания, днищах поршней и впускных клапанах образуется плотный твердый нагар темного цвета, а на распылителях и иглах распылителей форсунок — мягкий смолистый нагар желтоватого цвета, иногда в виде светло-коричневой лаковой пленки.
Отложение нагара на стенках камеры сгорания ухудшает отвод теплоты в систему охлаждения двигателя. Наличие нагара на впускных клапанах приводит к их закоксовыванию, в результате чего нарушается правильная посадка тарелки клапана на седло. Происходят утечка раскаленных газов и обгорание посадочных поверхностей клапана и седла, а в отдельных случаях — зависание клапана.
Наибольшие нарушения в работе дизельных двигателей связаны с отложениями нагара на форсунках. Из-за нагара на распылителях ухудшается качество распыления топлива и искривляется факел распыла. При ухудшении распыления топлива нарушается смесеобразование, происходит неполное его сгорание, что приводит к дымлению, снижению мощности дизеля и повышенному расходу топлива.
Выпадение смолистых отложений на иглах распылителей способствует их зависанию. Закоксовывание сопел и зависание игл распылителей сопровождаются подтеканием топлива, так как в этом случае иглы не садятся на уплотняющие конусы распылителей и не перекрывают их каналы. При подтекании топлива также наблюдается снижение мощности и экономичности дизеля, его дымление.
Нагарообразование в двигателе зависит от следующих параметров применяемого дизельного топлива: содержания фактических смол и серы, фракционного состава, количества непредельных и ароматических углеводородов, зольности и коксуемости. С увеличением содержания фактических смол в топливе увеличивается нагарообразование на деталях двигателя, закоксовывание отверстий распылителей и зависание игл. Повышение содержания серы в топливе приводит при его сгорании к увеличению нагара и лака, причем плотность нагара значительно возрастает.
С увеличением зольности и коксуемости дизельного топлива растет его склонность к нагарообразованию. Зольность характеризует содержание в топливе несгораемых примесей, которые выпадают в нагар, увеличивая его абразивные свойства.
Коксуемость — это свойство топлива при нагревании без доступа воздуха образовывать углистый осадок (кокс). Коксуемость определяют для 10%-ного остатка после предварительной перегонки дизельного топлива. Коксуемость 10%-ного остатка топлива зависит от его фракционного состава и содержания асфальтосмолистых соединений. Для дизельного топлива различных марок коксуемость составляет 0,2…0,3 %.
Противокоррозионными свойствами дизельные топлива должны обладать для обеспечения минимального коррозионного разрушения деталей двигателя. Причины коррозионной агрессивности дизельных топлив те же, что и у бензинов: наличие в их составе сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, а также органических кислот.
При производстве дизельных топлив из сернистых нефтепродуктов получают газойлевые и соляровые дистилляты с содержанием серы до 1,0…1,3 %. Серу из дистиллятов удаляют каталитическим способом, позволяющим снизить ее содержание до 0,2…0,5 %. Повышенное до 0,6 % содержание серы в топливах приводит к увеличению износа гильз цилиндров и поршневых колец в среднем на 15 %, а повышение содержания серы до 1 % ускоряет этот процесс в 1,5 раза. Ужесточающиеся нормативы для дизельного топлива требуют снижения содержания серы в нем. Так, согласно нормам EN 590, действовавшим с 1993 по 1996 гг., серы в дизельном топливе должно было быть не более 0,5 %. Нормами EN 590, действующими с 2000 г., и принятым в Республике Беларусь СТБ 1658–2006 установлено содержание серы на уровне, не превышающем 0,035 % (350 мг/кг).
2. Свойства топлив
На подачу дизельного топлива влияют:
присутствие в топливе механических примесей и воды;
вязкостно-температурные свойства топлива;
температура помутнения и застывания.
Как известно, в топливоподающей аппаратуре дизелей имеются прецизионные детали (зазор в плунжерной паре топливного насоса 1,5-2,0 мкм), и это предопределяет очень высокие требования к чистоте дизельного топлива. Механических примесей и воды в дизельном топливе быть не должно. Контроль за выполнением этого требования осуществляется специальным стандартным методом.
Через доведенный до постоянной массы бумажный фильтр отфильтровывают разбавленное бензином дизельное топливо.
Увеличение первоначальной массы фильтра, отнесенное к массе пропущенного через фильтр топлива, выраженное в процентах, и характеризует количество механических примесей.
Опыт применения топлив, особенно в сельском хозяйстве, показывает, что при нарушении правил их транспортировки, складирования, перекачки и заправки в баки в топливо попадают вода и различные примеси, которые не только резко увеличивают износ топливной аппаратуры и двигателя, но могут вызвать и отказы их работы. Этому способствует то, что загрязнения, вследствие большей вязкости дизельного топлива, оседают на дно топливных баков и емкостей для хранения значительно медленнее, чем в бензине.
Показатели качества дизельного топлива существенно ухудшаются при попадании в топливо воды. Вода присутствует в топливе в свободном или в растворенном состоянии. Но чаще всего наблюдается присутствие воды в обоих состояниях одновременно.
Свободная вода находится в топливе в виде эмульсии, причем если размер капель составляет доли микрона, то топливо даже не теряет прозрачности; с увеличением размера капель топливо постепенно мутнеет и становится непрозрачным. Растворимость воды в топливе зависит от температуры и может изменяться от 0,003 % при 0 °С до 0,01 % при 27 °С.
Загрязнение дизельного топлива значительно возрастает при работе автомобилей и тракторов в запыленных условиях. При содержании пыли в воздухе 1—2,5 г/м3 загрязнений в топливе в 2-3 раза больше, чем в момент заправки. Рекомендуется, например, перед заправкой дизельного топлива в баки отстаивать его в емкостях в течение 10 дней.
С повышением вязкости топлив их предварительное отстаивание теряет свою эффективность; поэтому вязкие топлива, применяемые для судовых силовых установок, подвергаются обычно центробежной очистке в специальных сепараторах, часто непосредственно на борту судов. При предварительной сепарации маловязких дизельных топлив содержание в них механических примесей уменьшается на 70-80 %, а вода полностью удаляется. Средневязкие топлива (флотский мазут Ф5) при сепарации освобождаются от механических примесей на 50-60 %, а от воды — на 95 %. Вместе с тем при сепарировании теряется до 2-3 % топлива, увеличиваются энергетические затраты, поскольку перед сепарацией топливо нагревают до 50-100 °С, а главное, нагретое топливо во время сепарации подвергается нежелательному окислению, вызывающему повышение содержания в нем смол и органических кислот.
Самым надежным способом очистки дизельного топлива является фильтрация, поэтому топливоподающая система дизелей обязательно включает фильтры, назначение которых — максимально возможно защитить топливный насос высокого давления, форсунки и двигатель в целом от механических примесей, которые по тем или иным причинам накапливаются в топливе.
С учетом решающего значения фильтрации для обеспечения чистоты топлива, в стандарты на топливо для быстроходных дизелей введен новый показатель качества — коэффициент фильтруемости (ГОСТ 19006-73).
Сущность определения этого показателя состоит в пропускании 10 порций топлива по 2 мл каждая через фильтровальную бумагу, закрепленную в специальной державке прибора. Время прохождения топлива через фильтр замеряют секундомером. Коэффициент фильтруемости представляет собой отношение времени фильтрации последних 2 мл топлива к времени фильтрации первых 2 мл. Обычно у товарных дизельных топлив коэффициент фильтруемости меньше трех, что удовлетворяет требованиям стандарта.
Основное влияние на фильтруемость дизельных топлив оказывают групповой химический состав и кислотность топлива. Нафтеновые кислоты, особенно в присутствии воды, образуя студенистые осадки, резко снижают фильтруемость топлив.
Большое значение для бесперебойной подачи топлива имеют его вязкость и вязкостно-температурные свойства. Чем меньше вязкость дизельных топлив, тем надежнее их подача, лучше фильтруемость и низкотемпературные свойства. Однако при слишком малой вязкости (меньше 2,5—3 мм2/с при 20 °С) начинает сказываться перетекание топлива через зазоры секций насоса высокого давления и форсунок, и коэффициент подачи насоса уменьшается. При этом ухудшаются смазывающие свойства топлива, что приводит к увеличению износа плунжерных пар. Поэтому в стандарте вязкость нормируется диапазоном от минимальной до максимальной при 20 °С (летнее – 3,0-6,0; зимнее – 1,8-6,0; арктическое – 1,5-4,0 мм2/с). При пуске и прогреве холодного двигателя, особенно зимой, вязкость топлива значительно выше, а при номинальном тепловом режиме — ниже указанных в стандарте предельных значений.
Определяют вязкость дизельных топлив, как и бензинов, капиллярным вискозиметром.
При низких температурах, близких к температуре помутнения, в дизельных топливах могут проявляться признаки структурной вязкости, при которой вязкость зависит не только от температуры, как в ньютоновской жидкости, но и от градиента скорости сдвига слоев жидкости. Чем выше этот показатель, тем меньше вязкость топлива при той же температуре.
При низких температурах проявляется кристаллизация высокоплавких углеводородов. Потерю подвижности нефтепродуктов вследствие образования из кристаллизующихся углеводородов каркаса, или структурной сетки, принято называть застыванием. В топливе образуются разрозненные кристаллы, которые оседают на фильтрах и влияют на ухудшение подачи топлива в цилиндры двигателя.
Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов н-парафиновых углеводородов или микрокристаллов льда. На фильтрующем патроне в фильтре тонкой очистки образуется непроницаемая для топлива парафиновая пленка, в результате чего подача топлива прекращается.
Бесперебойная подача обеспечивается при температуре помутнения топлива на 5 … 10 0С ниже температуры воздуха, при которой эксплуатируется автомобиль.
Температурой застывания называют температуру, при которой дизельное топливо не обнаруживает подвижности, что определяют в стандартном приборе, наклоненном под углом 45 в течение 1 мин. Перемешивая застывшее топливо, можно разрушить кристаллическую структуру. Однако текучесть восстанавливается только на некоторое время. Для дизельного топлива с пределами выкипания 150 … 350 С температура помутнения равна минус 13 С, а температура застывания равна минус 19 С. Соответственно для топлива с пределом выкипания 230 … 350 С – минус 7 С и минус 12 С.
Свойства дизельного топлива по температурам помутнения и застывания оценивают, устанавливая предельно низкую температуру, при которой не возникает перебоев в его подаче из баков к двигателю. Нижний температурный предел применения дизельного топлива принимают на 3 … 5 С выше температуры помутнения.
Низкотемпературные свойства дизельных топлив могут быть улучшены путем добавления присадок – депрессаторов. Так, присадка “А” понижает температуру застывания и предельную температуру фильтруемости, практически не влияя на температуру помутнения.
С увеличением давления (в современных топливоподающих системах давление впрыскивания может превышать 100 МПа) вязкость топлива повышается. Уже при давлении 20 МПа вязкость топлива увеличивается в 2 раза, при давлении 60 МПа — в 4 раза, при давлении 100 МПа — в 10 раз.
С понижением температуры вязкость дизельных топлив возрастает, затрудняя наполнение секций насоса высокого давления; однако практически нарушение подачи топлива наступает только при температуре ниже температуры его помутнения. Помутнение топлива связано с образованием в нем при охлаждении микрокристаллов алканов (парафина), имеющих высокую температуру застывания. При дальнейшем понижении температуры число и размеры кристаллов увеличиваются, они начинают сращиваться, образовывать структурные решетки, текучесть топлива постепенно уменьшается, и топливо застывает.
Применять топливо можно только до его помутнения. При помутнении кристаллики парафина постепенно забивают фильтры, и подача топлива прекращается. В зависимости от группового химического состава топлива температура его помутнения на 5—100 выше температуры застывания. Если в топливе хотя бы в очень небольших количествах имеется вода, помутнение начинается уже при температуре минус 1—0 °С.
В целях понижения температуры застывания в топливо добавляют депрессоры, т. е. вещества, которые благодаря своей высокой поверхностной активности обволакивают тончайшей пленкой микроскопические кристаллики застывшего парафина, предотвращая, таким образом, их дальнейший рост и сращивание в пространственные структуры. Снижение температуры застывания имеет большое практическое значение, так как дает возможность перекачивать и сливать топлива при низкой температуре. При благоприятных условиях 1 % депрессорной присадки понижает температуру застывания на 20 °С и более.
Депрессорные присадки не предотвращают образование кристаллов парафина и не снижают температуру помутнения, не снижают они и опасность забивания фильтров парафином и кристалликами льда.
При размещении топливных фильтров на автомобилях и тракторах необходимо помнить о низкотемпературных свойствах дизельных топлив. Наиболее целесообразным является их размещение в подкапотном пространстве.
Эффективным средством улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив является их депарафинизация, т. е. частичное или полное удаление парафинов вымораживанием с последующим отделением застывших парафинов на специальных фильтрах. Депарафинизацию проводят только для арктических марок дизельных топлив, температура застывания которых не должна быть выше -60 °С.
Таким образом, на бесперебойную подачу топлива влияют чистота топлива, вязкость и вязкостно-температурные характеристики и низкотемпературные свойства (температура помутнения и температура застывания).
Как вычислить усадку солярки при изменение температуры. Что нужно знать о плотности дизельного топлива
Дизельное топливо – это продукт, который используют как горючую смесь для дизельного двигателя. А получают этот продукт в процессе перегонки нефти. Старое название дизеля – «солярка». Это название происходит от немецкого Solarö, что означает солнечное масло. Существует определенный стандарт дизельного топлива, который определяют его параметры.
1. Найболее важные характеристики дизельного топлива
Первым и основным параметром дизельного топлива является цетановое число. Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания. Внешних воспламенителей, в отличии от бензинового мотора, он не имеет. Топливо попадая в камеру сгорания, цилиндр, воспламеняется самостоятельно под воздействием горячего сжатого воздуха. Топливо должно воспламенится с минимальной задержкой. Это называется качество воспламенения дизельного топлива и выражается в виде цетанового числа. С этого можно сделать вывод, что чем выше цетановое число, тем быстрее и легче воспламенится топливо.
Углеводород цетан имеет способность очень быстро воспламеняться, его цетановое число равно 100. Для дизеля цетановое число не должно быть меньше 45 единиц. Чтобы двигатель работал тише, а выброс вредных веществ уменьшался цетановое число должно быть не менее 50 единиц. Если вы используете высококачественное топливо, то в нем обязательно содержаться большое количество парафинов и достаточно высокое цетановое число.
Следующим пунктом характеристики топлива является его поведение при низких температурах. При низких температурах парафин кристаллизуется, густеет и начинает застывать в Такой процесс может начаться уже при температуре 0°С. Поэтому с приближением холодов нужно позаботиться и о зимнем топливе для автомобиля. Для предотвращения застывания топлива используют разные добавки для текучести. Они не предотвращают кристаллизацию парафинов, а лишь уменьшают размер кристаллов. Их размер станет настолько мал, что они смогут проходить сквозь фильтры и не засорять их.
Так работоспособность сохраняется во время снижения температуры. Чтобы полностью предотвратить оседания кристаллов в топливе можно воспользоваться присадкой. Если же вы не хотите постоянно покупать присадки и заливать их в бак перед каждой заправкой вам идеально подойдет вариант с подогревом топлива. Механизм для подогрева креп
Как исправить загущенное дизельное топливо
«Загустевание дизельного топлива — очень распространенная проблема для многих водителей в зимний период. В нашей статье «Как предотвратить гелеобразование дизельного топлива» мы рассказали о причинах гелеобразования топлива, его влиянии на характеристики автомобиля и о том, как лучше всего с этим бороться. Там мы подчеркнули важность готовности и соблюдения таких мер предосторожности, как использование топливных присадок и зимних смесей. Но что, если ваше топливо уже загустело? Какими способами исправить загустевшее дизельное топливо? «
Желирование дизельного топлива: обзор
Гелеобразование дизельного топлива — это явление, которое происходит, когда парафин в дизельном топливе затвердевает из-за падения температуры.Во время гелеобразования играют роль два важных температурных фактора. Во-первых, это точка помутнения, которая представляет собой точку температуры, при которой парафиновый воск наконец начинает осаждаться в топливе. Именно во время точки помутнения топливо начинает окончательно мутнеть. Обычно это происходит при температуре около 32 градусов.
Далее следует температура застывания или температура гелеобразования. На этом этапе уже выпало столько парафина, что топливо больше не течет. Это происходит при температуре около 15 градусов ниже точки помутнения.
Как исправить загущенное дизельное топливо
Вы увидите множество советов по устранению загущенного дизельного топлива. Самый простой способ сделать это — отнести его в магазин и дать ему оттаять, нагревая. Проблема в том, что не многие люди имеют доступ к магазинам. Другие также не предпочтут тратить дополнительные деньги на обслуживание автомобиля.
Для тех, кто занимается своими руками, есть несколько гениальных советов, как самостоятельно исправить загустевшее дизельное топливо. Основная идея здесь — прогреть топливный бак.Некоторые люди советуют поставить под бак пропановый торпедный обогреватель и положить вокруг грузовика тюки сена, чтобы сохранить тепло. Другой вариант — накрыть двигатель брезентом во время его нагрева.
Другой трюк заключается в том, чтобы взять бочку, отрезать дно на 4–5 дюймов, а затем заполнить ее песком и дизельным топливом / керосином. Следующий шаг — зажечь его и использовать в качестве источника тепла. Пламени почти нет, и в идеале оно не выходит за пределы ствола. Тем не менее, все же рекомендуется следить за ним.
Хотя эти рекомендации могут оказаться полезными и эффективными для некоторых, они не полностью рекомендуются профессионалами из-за сопутствующего им риска. Если вы когда-нибудь собираетесь их практиковать, всегда не забывайте делать это с осторожностью.
Как исправить загущенное дизельное топливо с помощью топливных присадок
Второй наиболее рекомендуемый вариант обращения с загущенным топливом — использование присадок. Они не только рентабельны и рекомендуются; вы можете легко использовать их самостоятельно.
Допустим, ваша проблема не только в загущенном топливе, но и в загущенных топливных магистралях, топливных фильтрах и направляющих форсунок. У вас также нет дополнительного фильтра для их замены. Эту проблему решит применение качественной присадки / кондиционера к топливу. В качестве следующего шага мы покажем, как исправить загустевшее дизельное топливо с помощью CleanBoost® Sno-Cat ™.
Шаги по устранению загущенного дизельного топлива
1. Залейте достаточное количество Sno-Cat ™ в топливный бак.Хорошее соотношение — примерно одна унция на каждые 10 галлонов топлива, оставшегося в загущенном баке. Обычно в таком количестве нет необходимости, если вы хотите только предотвратить гелеобразование топлива. Однако этот случай считается более серьезным, потому что ваше топливо уже загустело. Обратите внимание, что для следующего шага у вас должно остаться не менее 2-4 унций продукта.
2. Снимите замерзший фильтр дизельного топлива и залейте Sno-Cat ™ прямо на фильтрующий элемент. Проделайте то же самое с корпусом фильтра.Теперь вы начнете слышать треск линий фильтра, когда продукт начнет оттаивать эти компоненты.
3. Замените фильтрующий элемент и корпус и заправьте дизельную топливную систему в соответствии с рекомендациями производителя. Подождите 30 минут, пока Sno-Cat ™ не обойдет рельсы форсунок, а затем запустите двигатель.
Использование присадок к топливу — очень простой ответ на вопрос, как исправить загустевшее дизельное топливо. Однако в конце концов всегда помните, что предотвращение гелеобразования вашего топлива в первую очередь гораздо важнее и полезнее.Вы можете легко сделать это, используя зимние смеси и предварительно заправив топливо с помощью кондиционера топлива, такого как Sno-Cat ™.
Для получения дополнительной информации о продукте щелкните здесь.
Хотите еще более быстрое решение для размораживания гелеобразного дизельного топлива в чрезвычайной ситуации? Читайте дальше, чтобы узнать, что делать в чрезвычайных ситуациях.
MB 131.0 — Дизельный двигатель (Топливо)
Особо важными предпосылками для работы дизельного двигателя являются наличие и качество дизельного топлива.Топливо и двигатели должны быть совместимы друг с другом с технической точки зрения, чтобы обеспечить бесперебойную работу. В любое время и в любом месте топливо должно быть доступно по низкой цене и быть легкодоступным.Дизельные двигатели Mercedes-Benz разработаны для дизельного топлива, которое соответствует национальным и международным требованиям (EN 590 в Европе).
Обычное дизельное топливо
Обычное дизельное топливо, которое уже много лет используется во всем мире для высокоскоростных дизельных двигателей, представляет собой углеводородные соединения, которые встречаются в диапазоне от 180 ° C до 360 ° C в процессе фракционирования сырой нефти. на нефтеперерабатывающих заводах.Эти углеводороды могут иметь совершенно разные молекулярные структуры, которые, естественно, обладают разными характеристиками.Химическая структура дизельного топлива
Четырехвалентный углерод C и одновалентный водород H обладают многочисленными связывающими способностями. Существуют линейные и различные разветвленные цепи, а также различные системы кольцевого типа, которые могут быть насыщенными или ненасыщенными, а количество кратных связей также различно.Алканы представляют собой цепочечные насыщенные углеводороды с общей формулой Cnh3n + 2, которые также называются парафинами и очень важны для дизельного топлива.Обычные парафины (линейные цепи, неразветвленные) обладают отличным воспламенением и благоприятными дымовыми свойствами, однако низкотемпературная текучесть низкая, а из-за низкой плотности объемная теплотворная способность низкая. По сравнению с этим изопарафины (разветвленные цепи) демонстрируют неблагоприятные характеристики воспламенения и лучшие низкотемпературные характеристики.
Алкены представляют собой цепочечные (линейные или разветвленные) ненасыщенные углеводороды с двойной связью; у них есть общая формула Cnh3n.Эти продукты, также известные как олефины, похожи на изопарафины, но с точки зрения дыма они также менее благоприятны.
Циклоалканы представляют собой насыщенные углеводороды в форме кольца с общей формулой Cnh3n. Эти продукты, известные как циклопарафины или, еще лучше, нафтены, демонстрируют умеренное качество воспламенения, но имеют более благоприятные низкотемпературные характеристики и аналогичную дымность. к олефинам. Плотность и объемная теплотворная способность — средние.
Ароматические углеводороды, кольцевые углеводороды с двойными связями, имеют более низкое качество воспламенения, плохие характеристики дыма и умеренные низкотемпературные свойства.Плотность и объемная теплотворная способность высокие.
Требования, характеристики, параметры (DIN EN 590)
Характеристики дизельного топлива, необходимые для работы дизельного двигателя, могут быть описаны или с помощью параметров уточнены более подробно. Хотя эти параметры, которые, как правило, основаны на стандартных процедурах испытаний, действительно полезны, они не всегда полностью удовлетворяют потребность в определении важных критериев качества при обращении с дизельным топливом и его сгорании в двигателе.Определенное количество таких спецификаций, для которых определены предельные значения, призвано составить стандарты для минимальных требований.На наш взгляд, присадки к дизельному топливу абсолютно необходимы для улучшения качества. Это входит в компетенцию поставщика, поскольку он несет полную ответственность за свой продукт (см. Также раздел «Добавки»).
Качество зажигания
Качество зажигания — одна из важнейших характеристик дизельного топлива.Однако относительно его значения для ударопрочности бензинов можно провести лишь ограниченное сравнение. С технической точки зрения, качество зажигания противоположно сопротивлению детонации.Качество воспламенения выражается в виде цетанового числа и фактически измеряется в соответствии с ISO 5165 или DIN 51773 на стандартизированном испытательном двигателе и в установленных условиях испытания. Цетановое число дизельного топлива означает, что в этих условиях качество воспламенения этого дизельного топлива соответствует качеству воспламенения смеси н-цетана и гептаметилнонана (здесь в стандарте DIN 51773 используется 1-метилнафталин), цетановое число рассчитывается из объемный процент н-цетана для этой смеси.Этот метод зарекомендовал себя на обычном дизельном топливе. В отличие от этого, часто используемый «цетановый индекс» представляет собой значение, полученное расчетным путем, которое выводится из физических величин (например, плотности, характеристики кипения). Его значение имеет ограниченную ценность.
Задержка зажигания, другими словами промежуток времени между точкой впрыска и самовоспламенением, представляет собой меру качества зажигания. Отличное качество зажигания, т.е. высокое цетановое число, означает малую задержку зажигания.Это в первую очередь важно при запуске, особенно при холодном запуске. Шум двигателя, плавность хода также зависит от качества зажигания. DIN EN 590 устанавливает минимальное цетановое число 51; однако хорошее коммерческое топливо находится выше этого.
Характеристики кипения
Характеристики кипения дизельного топлива находятся между прибл. 180 ° C и 360 ° C, причем во всем мире существуют значительные различия. Однако дизельный двигатель не так зависит от характеристики кипения, как бензиновый двигатель.Однако, если основная часть дизельного топлива не испаряется до тех пор, пока не превышает прибл. 350 ° C или если конечная точка кипения слишком высока, в районе 380 ° C, или если она даже выше, то это приведет к образованию дыма. Расширение характеристики кипения вниз не так важно, но также затрагивает определенные ограничения. Стандарт DIN признает только три предельных значения, а именно:
- до 250 ° C максимум 65 об. % испарения
- до 350 ° C минимум 85 об.% испарено
- 95% по объему Максимальная температура 360 ° C
Содержание серы
Содержание серы в дизельном топливе в основном зависит от происхождения сырой нефти, возможностей завода по десульфурации и регулируется стандартами и / или правилами.Он представляет собой один из наиболее важных технических параметров для дизельного топлива, и по этой причине он рассматривается в отдельном Листе 136.0 «Сера в дизельном топливе». Как правило, содержание серы должно быть как можно более низким.
Обсуждаемое здесь снижение содержания серы, которое за последние несколько лет произошло не только в европейской, но и в североамериканской экономической зоне, подняло проблему смазывающей способности дизельного топлива (см. Соответствующий параграф). . Это можно объяснить тем, что при удалении серы из топлива также были удалены естественные присадки, улучшающие смазку. Однако смазывающую способность топлива можно значительно улучшить, добавив в него подходящие присадки.Опыт Скандинавии показал, что в противном случае нельзя исключать долговременное повреждение ТНВД.
Низкотемпературные свойства
Углеводородные соединения, обычно используемые в дизельных двигателях, имеют большой недостаток; они не устойчивы к холоду, т.е. даже при нескольких градусах ниже нуля образуют парафины в виде кристаллов. Эти кристаллы парафина, которые «сливаются», забивают топливный фильтр, топливопроводы и систему впрыска, и в результате они делают работу невозможной.Действительно, хотя двигатель часто можно запустить, он вскоре останавливается. Это не повредит двигатель, и после того, как топливо нагреется, топливо восстанавливает свою текучесть. С точки зрения техники измерения были предприняты попытки решить проблему, связанную с так называемой точкой помутнения, температурой застывания и точкой закупоривания холодного фильтра (CFPP).В зависимости от способа производства топлива и конфигурации транспортного средства на практике можно было более или менее успешно передать эти параметры.Сегодня «предельное значение фильтруемости» обычно выражается в терминах «точки закупоривания холодного фильтра» (EN 116). В этом методе, сокращенно CFPP, вычисляется самая низкая температура, при которой заданное количество топлива проходит через указанный фильтр в течение определенного периода времени. Согласно стандарту это предельное значение ниже 0 ° C летом и ниже -20 ° C зимой. В переходный период допускается максимальная температура -10 ° C. Даже если обычно предусматривается минимум 3 ° C, очевидно, что при падении температуры нельзя исключать трудности.
Для всех легковых и коммерческих автомобилей Mercedes-Benz добавление керосина или авиационного турбинного топлива для улучшения хладостойкости больше не является допустимым из-за возможных отрицательных воздействий на систему впрыска из-за недостаточной смазывающей способности. Использование бензина запрещено из-за ухудшения смазывающей способности топлива и по соображениям безопасности (пониженная температура вспышки).
Специальные присадки, улучшающие текучесть, присутствуют на рынке уже некоторое время.Если прочитать спецификации производителя, становится очевидным, что такие добавки действительно могут быть полезны. К сожалению, они не оказывают одинакового желаемого воздействия на все виды топлива (см. Лист 137.0).
В связи с тем, что несколько поставщиков предоставляют дизельное топливо с гарантированной устойчивостью к низким температурам, мы рекомендуем использовать только такое топливо (см. Также листы 137.0 и 137.1).
Плотность
Плотность не указана в стандартах каждой страны.DIN EN 590 указывает, что плотность дизельного топлива составляет от 820 до 845 кг / м 3 при 15 ° C. Это допустимое колебание плотности на европейском рынке было значительно снижено с 1.1.2000; до конца 1999 г. верхний предел составлял 860 кг / м 3 . Подобные значения всегда применяются в разных странах: в принципе большой диапазон, если вы думаете, что топливо фактически покупается по объему, а ТНВД измеряет объемно, но с другой стороны теплотворная способность зависит от массы.Производители топливаи поставщики ценят максимально широкий диапазон допустимых плотностей. Невозможно достичь необходимой производительности с данными настройками впрыскивающего насоса и сверхлегким топливом, а также обеспечить соблюдение указанных уровней контроля выбросов с очень тяжелым топливом.
Вязкость
Вязкость, другими словами, внутреннее трение, прочность топлива, отвечает за процессы потока и износостойкость в системе впрыска, а также влияет на способность распыления в камере сгорания.Согласно стандарту DIN он может составлять от 2,0 до 4,5 мм 2 / с при 40 ° C; как правило, этот большой диапазон допуска преимущественно не используется полностью.присадки
Использование дизельного топлива с высокой степенью аддитивности является необходимой мерой, а в долгосрочной перспективе также рентабельной, для срока службы и чистоты двигателей и топливных систем, поддержания благоприятного значения выбросов выхлопных газов, а также достижение хорошей производительности в целом.Что касается поставки такого топлива, индивидуальный потребитель должен полагаться на заправочные станции, которые он / она посещает, продавая такое топливо с добавками; Переданное нам мнение крупных компаний показало, что это имеет место в национальном масштабе и обычно имеет место в отношении независимых заправочных станций, не связанных с крупными поставщиками. Крупные клиенты обычно имеют возможность вступить в двусторонние переговоры, которые гарантируют поставку продуктов, содержащих добавки; мы бы порекомендовали этим потребителям требовать, чтобы они получали только такое топливо.
Особо хотим отметить, что, по нашей оценке, небольшое процентное увеличение затрат на топливо более чем компенсируется экономией на техобслуживании и ремонте, а также меньшей подверженностью ремонтным работам. Типичные жалобы, которые можно предотвратить за счет использования повышенных добавок в топливо, включают, например, закоксовывание форсунок, износ и коррозионные повреждения всей топливной системы. Кроме того, постоянно улучшающиеся показатели выбросов выхлопных газов помогают снизить нагрузку на окружающую среду.
Присадка к топливу приобретает большее значение, когда в уравнение включаются проблемы, связанные со смазывающей способностью топлива без серы (см. Раздел «Смазывающая способность»). С этой точки зрения оптимизация аддитивного процесса уже не вариант, а необходимость.
Процесс добавления присадок должен выполняться поставщиком как стороной, ответственной за качество топлива. Применение вторичных присадок всегда сопряжено с риском для оператора транспортного средства, поскольку их использование может нарушить любую гарантию, выданную как производителем транспортного средства, так и поставщиком топлива.Исключение составляют специальные улучшители текучести или микробиоциды (см. Также Таблицу 119.0).
Хранение и транспортировка
Следующие инструкции особенно важны для тех наших клиентов, у которых есть собственная заправочная станция.Дизельное топливо — ценный энергоноситель. Если он будет использоваться в транспортном средстве — в соответствии с пожеланиями клиента — без каких-либо проблем, необходимо соблюдать определенные основные технические правила.
Никогда не эксплуатируйте баки поочередно, другими словами, не заполняйте их поочередно дизельным топливом и бензином, но если существует потребность в обоих типах топлива (минимум), следует использовать два специальных бака.При несоблюдении этой инструкции неизбежны чередующиеся эффекты загрязнения.
В частности, покупатели, которые не часто покупают дизельное топливо, должны полностью израсходовать свои запасы летнего и переходного топлива, прежде чем получить поставку зимнего качества.
Наземный резервуар не должен содержать воду или другую грязь (например, от загрязнения микроорганизмами, см. Лист 138.0). Это особенно важно перед заправкой зимнего дизельного топлива.Однако в этом случае следует тщательно очистить резервуар. Регулярно проверяйте нижние баки!
При изменении подачи топлива с топлива без присадок на топливо с присадками необходимо соблюдать особые меры для обеспечения чистоты резервуаров для хранения. Моющие средства, присутствующие в топливах, содержащих добавки, которые служат для поддержания чистоты топливной системы транспортного средства, также могут переносить частицы грязи из резервуаров для хранения в топливную систему транспортного средства и, таким образом, способствовать более быстрому блокированию фильтра.
Несоблюдение этого правила может привести к преждевременной блокировке фильтра топливной системы и ухудшению производительности в зимние месяцы.
Точка воспламенения / класс опасности
Точка воспламенения дизельного топлива, измеренная по ISO 2719, должна быть выше 55 ° C. Для сгорания в двигателе это фактически бессмысленно, но важно, так как дизельное топливо попадает в класс опасности A III (жидкости, которые не растворяются в воде с температурой вспышки от 55 ° C до 100 ° C) (см. Также лист 112.0).Даже очень небольшие примеси бензина значительно снизят температуру воспламенения дизельного топлива. Хотя точка воспламенения дизельного топлива выше, чем у бензина, температура самовоспламенения дизельного топлива ниже, чем у бензина.
Purity
Дизельное топливо не должно содержать органических кислот и твердых веществ и быть прозрачным при температуре окружающей среды.Содержание воды не должно превышать 200 мг / кг во избежание коррозии.Чтобы дизельное топливо не содержало никаких металлорганических соединений, повышающих износ, допустимое содержание золы установлено на уровне не более 0,01% по весу.
Компоненты дизельного топлива, способствующие карбонизации, могут вызвать серьезные проблемы с двигателем, например закоксовывание сопла и чрезмерные отложения в камере сгорания. По этой причине количество коксового остатка ограничено 10% нефтяного сырья (по данным Конрадсона).
Смазывающая способность
Снижение содержания серы по экологическим причинам, имевшее место в течение последних нескольких лет, повлекло за собой проблему смазывающей способности дизельного топлива, потому что гидрирование среднего дистиллята, которое требовалось для достижения снижения, также вызвало удаление натуральных усилителей смазки.Добавление присадок, улучшающих смазку, было абсолютно необходимо после снижения содержания серы в дизельном топливе, чтобы избежать износа, который имел место в прошлом на оборудовании для впрыска. Между тем, добавление этих улучшающих смазку присадок больше не требуется в дизельное топливо, которое содержит метиловый эфир жирных кислот («биодизель», «FAME»), поскольку сам FAME оказывает улучшающее смазывающее действие.
EN 590 регулирует смазывающую способность в соответствии со спецификациями «испытания HFRR» («Испытание высокочастотного возвратно-поступательного оборудования»), в котором шарик приводится в принудительное колебание под нагрузкой на пластине, при этом испытываемое дизельное топливо служит в качестве смазки. Средняя.Этот тест существует как спецификация CEC (CEC F-06-A96), так и методика тестирования ISO (ISO 12156-1). Максимально допустимое предельное значение смазывающей способности при испытании HFRR определено в стандарте EN 590 при 460 мкм при 60 ° C.
Несмотря на то, что метод широко применяется в отрасли, все еще существуют критические замечания в отношении точности и значимости (т. Е. Корреляции с практикой) теста.
Содержание FAME
Стандарт EN 590, согласно выпуску 2009 г., прямо разрешает максимальное добавление 7% (об.) метилового эфира жирной кислоты («биодизель», «FAME»). Это не должно оказывать отрицательного влияния на качество дизельного топлива, т. Е. Требования EN 590 должны соблюдаться. Особое внимание необходимо уделить тому, чтобы для добавок разрешалось только качество FAME, которое соответствует требованиям стандарта EN 14214 для FAME. Дополнительная информация приведена в Листе 135.0 («МЭЖК как дизельное топливо»).Разное
Почти все ранее упомянутые характеристики или параметры зависят друг от друга.В частности, это касается плотности, характеристики кипения, вязкости, точки воспламенения, низкотемпературных характеристик и качества воспламенения. Если одна из этих характеристик изменяется, другие неизбежно изменяются.Лодочный мотор с малым расходом топлива
Цена на топливо имеет большое влияние на морской рынок как с точки зрения цены, так и с точки зрения доступности. Поскольку моторные лодки имеют меньшую экономию топлива по сравнению с дорожными транспортными средствами, снижение цены на топливо способствует значительному сокращению эксплуатационных расходов для операторов лодок.
Силовая головка OXE Diesel — это хорошо зарекомендовавший себя дизельный двигатель, разработанный в автомобильной промышленности. Поскольку конструкция OXE Diesel поднимает коробку передач над ватерлинией, она обеспечивает более тонкую конструкцию под ватерлинией. Эта конструкция оптимизирована для снижения лобового сопротивления, что позволяет дополнительно снизить расход топлива, увеличить дальность полета и увеличить интервалы между заправками.
Пониженный расход топлива означает увеличенный рабочий диапазон, увеличенные интервалы заправки топливом и общее снижение затрат на топливо.В результате был получен продукт, расход топлива которого на 42% ниже, чем у современного прогулочного катера с бензиновым подвесным мотором эквивалентной мощности, а дальность полета увеличена более чем на 60%.
Тони Кортенс из Landing craft UK LTD сообщает:
« OXE безупречный; плавность хода, мощность и тяга двигателей потрясающие. Мы можем развивать скорость до 20 узлов на лодке, вес которой превышает десять тонн. Отличная экономия топлива OXE проявляется при работе всех трех двигателей. при максимальном расходе топлива 90 литров в час — это феноменально. «
Технические данные — OXE Diesel
| Тип двигателя: | Дизель, L4 |
| Рабочий объем: | 2,0 л |
| Всасывание: | С турбонаддувом, интеркулером |
| Крутящий момент: | 415 Нм при 2500 об / мин |
| Мощность: | 200 л.с. при 4100 об / мин |
| Топливо: | Дизель |
| Вес: | 350 кг |
| Мощность генератора: | 130 ампер |
| Длина буровой установки: | 25 дюймов или 33 дюйма |
| Охлаждение: | Замкнутый контур охлаждения |
| Начало: | Электрический |
| Рулевое управление: | Электронный усилитель руля |
| Ширина: | Электрогидравлический |
| Сцепление: | Диск гидравлический мультифрикционный |
| Передаточное число: | 1. |